
熱氣循環(huán)試驗(yàn),也稱為熱態(tài)試驗(yàn)或熱循環(huán),是壓力容器制造或大修后,模擬其實(shí)際運(yùn)行工況(高溫、高壓)的一種綜合性性能檢驗(yàn)方法。以下為詳細(xì)的操作步驟敘述:
一步:試驗(yàn)前全面安全確認(rèn)
此階段是試驗(yàn)安全的基礎(chǔ)。首先,必須確認(rèn)該容器的耐壓(水壓/氣壓)試驗(yàn)已合格并具備完整記錄。其次,對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)本身進(jìn)行全面檢查:包括所有連接的管道、閥門、法蘭的密封性;安全閥、壓力表、溫度傳感器等安全附件是否在校驗(yàn)有效期內(nèi)且功能完好;電、氣等動(dòng)力源及控制系統(tǒng)是否正常。最后,需確保試驗(yàn)介質(zhì)(通常為干燥空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w)潔凈、干燥,并準(zhǔn)備齊全個(gè)人防護(hù)裝備和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案。
第二步:?jiǎn)?dòng)與初始升溫階段
在系統(tǒng)密封良好的狀態(tài)下,啟動(dòng)加熱裝置(如電加熱器、熱風(fēng)發(fā)生器),開始向容器內(nèi)通入熱氣體。此階段的核心控制點(diǎn)是升溫速率。必須嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定的速率(通常不低于容器實(shí)際操作的升溫速率)進(jìn)行緩慢、均勻的加熱,避免因溫度急劇上升導(dǎo)致容器殼體,特別是厚重部件或復(fù)合材料層,產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力。對(duì)于您所關(guān)注的粘稠介質(zhì)工況,由于介質(zhì)本身傳熱較慢,更應(yīng)采用相對(duì)保守的升溫速率,以確保熱量由內(nèi)壁向介質(zhì)深處平穩(wěn)傳遞。
第三步:保溫與溫度均衡階段
當(dāng)容器內(nèi)部主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度達(dá)到規(guī)定的試驗(yàn)溫度(通常為設(shè)計(jì)溫度或工作溫度)后,進(jìn)入保溫階段。在此階段,需維持加熱輸出,使容器在設(shè)定溫度下保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。目的是讓容器整體,包括內(nèi)部構(gòu)件以及可能存在的工藝介質(zhì)(如您提到的粘稠液體),達(dá)到均勻、穩(wěn)定的熱態(tài)。對(duì)于有粘稠介質(zhì)的情況,此保溫時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng),以確保介質(zhì)內(nèi)部溫度也充分均衡,消除溫度梯度。
第四步:升壓與壓力穩(wěn)定階段
在容器溫度已充分均勻并保持穩(wěn)定的前提下,方可開始升壓操作。通過增壓系統(tǒng),按規(guī)定的升壓速率向容器內(nèi)注入試驗(yàn)氣體,將壓力逐步提升至試驗(yàn)壓力(通常為設(shè)計(jì)壓力或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的值)。必須嚴(yán)格遵守“先升溫、后升壓"的順序,因?yàn)樵诘蜏叵律粮邏嚎赡芤l(fā)脆性風(fēng)險(xiǎn),而在高溫下殼體材料的承壓能力已處于設(shè)計(jì)狀態(tài)。
第五步:保溫保壓考核階段
當(dāng)壓力和溫度均達(dá)到試驗(yàn)規(guī)定值后,進(jìn)入關(guān)鍵的保溫保壓階段。此階段需同時(shí)維持試驗(yàn)壓力和溫度在允許的波動(dòng)范圍內(nèi),并持續(xù)一段規(guī)定的保壓時(shí)間(如2小時(shí)或按工藝要求)。這是對(duì)容器在模擬工況下的強(qiáng)度、密封性和結(jié)構(gòu)完整性的核心考核期,必須全程由專人嚴(yán)密監(jiān)控所有儀表參數(shù),并做好連續(xù)記錄。
第六步:降壓與泄壓階段
保壓時(shí)間結(jié)束后,開始按規(guī)定的降壓速率緩慢泄放容器內(nèi)壓力,直至降至常壓或微正壓。與升壓一樣,降壓過程也必須平緩可控,防止壓力驟降對(duì)容器密封面或連接部位造成沖擊。
第七步:可控降溫與冷卻階段
壓力卸除后,進(jìn)入降溫階段。此時(shí)應(yīng)停止主動(dòng)加熱,并按照規(guī)定的降溫速率讓容器自然冷卻或通過可控方式(如通入少量常溫惰性氣體)輔助冷卻。必須特別注意:在整個(gè)降溫過程中,需防止容器內(nèi)部因氣體冷卻收縮而形成真空(負(fù)壓),這可能導(dǎo)致容器被外部大氣壓壓癟失穩(wěn)。因此,通常在降溫時(shí)會(huì)保持一個(gè)微小的進(jìn)氣閥開度,以維持容器內(nèi)部微正壓。對(duì)于有粘稠介質(zhì)的容器,降溫速率也應(yīng)放緩,以防止介質(zhì)與外壁冷卻收縮不同步而產(chǎn)生附加應(yīng)力。
第八步:試驗(yàn)后檢查與記錄
待容器冷卻至環(huán)境溫度后,進(jìn)行最終檢查。檢查內(nèi)容包括:所有焊縫、密封面、法蘭連接處有無泄漏痕跡;殼體有無變形、鼓包或裂紋;內(nèi)部構(gòu)件是否完好。所有試驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)記錄(溫度、壓力曲線,升降溫速率,保壓時(shí)間等)以及試驗(yàn)后的檢查結(jié)果,均應(yīng)形成正式報(bào)告歸檔保存。
全程監(jiān)控,嚴(yán)禁脫崗:整個(gè)熱氣循環(huán)過程,尤其是升降溫及保壓階段,必須由持證人員全程值守監(jiān)控,嚴(yán)禁無人操作。
嚴(yán)格遵守次序與速率:“先升溫后升壓,先降壓后降溫"的順序和各項(xiàng)速率控制是鐵的紀(jì)律,不得違反。
應(yīng)急預(yù)案時(shí)刻準(zhǔn)備:試驗(yàn)前必須明確緊急情況(如超溫、超壓、泄漏、火災(zāi))的停機(jī)和處理程序。一旦出現(xiàn)異常,首要?jiǎng)幼魇橇⒓辞袛酂嵩矗缓蟀搭A(yù)案安全泄壓。
針對(duì)粘稠介質(zhì)的特別設(shè)計(jì)考量:對(duì)于內(nèi)部有高粘度介質(zhì)的容器,熱氣循環(huán)方案設(shè)計(jì)時(shí),其升溫與降溫速率應(yīng)比常規(guī)更保守(更慢),保溫時(shí)間應(yīng)更長(zhǎng),以確保熱量能穿透介質(zhì)層,實(shí)現(xiàn)整體均勻受熱和冷卻,避免局部過熱或過大的熱應(yīng)力。
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