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耐压试验也称压力试验或强度试验,是容器竣工后、出厂前进行的最终综合性检验,也是容器验收的重要依据。
耐压试验的目的
压力容器是对安全性要求较高的特种设备,在制造过程中虽经多工序的严格检验(如原材料检验验收、形状尺寸检查、焊接接头力学性能检验以及无损检测等)并达到合格要求,但仍需在容器制造完工后采用短时超压的办法,全面综合考核其整体强度及密封性能。若有隐患,在耐压试验过程中会充分暴露以便返修,甚至报废。
耐压试验主要目的在于全面综合检验产品的整体强度,是对容器选材、设计计算、结构以及制造质量的综合性检查。因此,在耐压试验进行过程中存在一定危险,如耐压试验介质的喷出、产品的破裂甚至产生金属碎片等。其危险性一般取决于如下因素∶一是压力(p)与容积(V)的乘积,耐压试验过程中容器内积聚的势能越大,一旦发生事故其破坏力也越大;
二是材料特性,试验时是否会发生脆断、金属碎片飞出;
三是试验介质的状态,即耐压试验时是采用液态介质还是气态介质。
除了考核强度和密封性,耐压试验还可能起到如下作用∶
(1)通过短时超压,有可能减缓某些局部区域的峰值应力,在一定程度上起到消除或降低(残余)应力,使应力分布趋于均匀的作用;
(2)根据近代断裂力学的观点,短时超压可以使裂纹产生闭合效应,也即钝化了裂纹尖端,使容器在正常工作压力下运行时更为安全。
外压与真空容器的失效方式主要是失稳。由于考核外压稳定性的试验难以进行,因此,外压与真空容器也是采用内压的方式进行耐压试验。对外压与真空容器而言,耐压试验的主要目的不在于考核强度,而是为了检查产品的密封性。