泵类设备水压试验监造质量控制与问题分析

泵类设备水压试验监造质量控制与问题分析

赵晓丹

中国核电工程有限公司北京市100000

摘要：水压试验是检验核电厂各类泵制造质量和性能至关重要的指标之一。工作实践表明，国内泵制造厂家在开展水压试验活动时，在试验规程文件质量、试验安全、试验操作、结果判别等方面存在问题。本文结合从事离心泵水压试验活动质量监造工作的经验，通过总结和比较国内泵制造厂水压试验过程中的各类问题，分析问题的原因所在，提出了水压试验监造要点及避免或减少问题的方法和措施。

关键词：泵水压试验监造问题分析

引言：水压试验是检验核电厂各类泵制造质量和性能至关重要的指标之一。实践表明，国内泵制造厂在开展水压试验活动时，作为驻厂监造在出席水压试验见证时，应着重对试验过程文件、试验安全、试验操作、结果判定等方面加强控制。

转机的水压试验一般在其性能试验前，部分制造厂为了车间生产安排紧凑，也可以安排在泵体、泵盖精加工及所有焊接工序完成之后，主要用于测试单个零部件、泵组以及焊缝的耐压性，减少承压零部件的返工和返修，因此其重要性不言而喻。水压试验也是转机制造过程中非常重要的一个检验环节，驻厂监造通常在重要设备的水压试验设置以W/H点进行监督。一般来讲，水压试验的操作并不复杂，但对于一些较为复杂的泵，不同的区域或者不同部件根据工作压力的不同需要进行不同压力下的水压试验。

本文结合泵水压试验活动质量见证工作的经验，通过阐述水压试验监造控制要点，总结制造厂存在的问题，分析问题的原因所在，提出避免或减少问题的方法和措施，提高今后水压试验见证的安全性和可靠性。

1.先决条件检查

1.1过程文件

“法”是制造厂在设备制造过程中必须遵守的各种制造工艺规程，以及各类试验、检验操作程序等。作为驻厂监造首先要熟悉图纸、技术条件、标准规范、设备规格书等技术文件，如有疑问应及时与制造厂工艺及设备设计人员进行沟通，及时核对制造厂的“法”与技术要求的符合性，确保其准确性。

对于泵类设备水压试验所涉及的“法”主要有：质量计划、水压试验大纲等合同要求批准的，需经过采购方的批准，驻厂监造应核对文件的编号、版本及编审批情况，确保依据文件为适用有效版本。对于图纸、工艺流转卡、作业指导书等制造厂自己编写、设计的工艺文件应完整、有效、受控。对于质量计划的审查，应确保质量计划中水压试验工序与见证通知和工艺流转卡中关键工序的一致性，同时在出席水压试验见证时，要确保质量计划中待见证工序前的铸件质量证明完工文件审查、原材料复验等工序已完成并签字，待见证工序前相关工序产生的不符合项已全部关闭。

1.2人员

水压试验操作人员应经过相关技术培训，合格后上岗，应熟悉设备结构和特点，能够正确对泵及工装进行装配，能够熟练操作水压试验泵、手压泵等增压设备。一般制造厂水压试验人员由泵设备装配工来完成，另外制造厂检验人员、质保人员应配合出席相应见证，并做好试验过程的记录。

1.3待试设备准备

试验设备、零部件内外表面不允许有超标目视缺陷，不允许有妨碍压力试验检查的残留异物，如：油漆、渗透探伤剂、油污、飞边、毛刺及加工铁屑，同时应检查承压部件的密封面是否有磕碰、划伤等。

承压部件的标识应与制造文件一致，包括：名称、图号、编号等，应按照图纸要求将标识标记在零部件的相应位置。

试压工装的准备，按工艺文件要求核查试压工装及编号，检查各密封表面，不允许有磕碰划伤，试压工装应用自来水冲洗干净、擦净。配好丝堵、螺栓，密封胶圈等。按工装图纸装配各处试压工具，把紧螺栓，并注意材料碳污染，把工件放稳，便于观察。

1.4仪器仪表

（1）水压试验所使用的压力表、温度计的量程、精度及灵敏度应能满足水压试验要求。水压试验一般使用的压力表为指针型压力表，应在试压件的最高点和试压泵上各安装一块。压力表必须是标定合格的，并且在标定有效期内，测压范围应为试验压力的1.5～3倍，精度不得低于1.5级。

（2）仪器仪表应在标定有效期内，监造人员应检查并记录试验装置和相关工器具检定证书或质量证明书的编号和有效期，对于过期的测量仪器仪表杜绝使用。

2.水压试验过程及控制

2.1注水排气

试验前应先对试压件用规定水质注满水，并将管路及部件中的空气排除干净，擦干外表面各处水渍。注满后观察约1-2min，排净泵体内腔的气体后，方可进一步升压，防止因空气的压缩比较大进而影响对试验结果的判断。

2.2加压

按照RCC-M压力试验要求，升压应均匀，缓慢进行，切忌一步到位。只有在部件的温度稳定之后方能加压，一是防止因增压过快而超出压力表量程，二是防止因升压过快导致零部件产生不可逆的永久变形量；一般水压试验采取逐步增压、稳压、升压阶梯状进行的原则。一般情况下根据水压试验大纲要求，先升至工作压力的1/3，保压2min，无压降，无泄漏；继续增压至工作压力的2/3，稳压2min，当压力升至工作压力时稳压2min检查各处有无泄露，然后再升至规定压力。

升压应根据RCC-ME4500水压试验中的要求：“水压试验至少要在1.5倍的设计压力下进行，或在订单中要求的更高压力下进行”。保压时间应符合规范（图纸、技术规格书）要求，一般要求保压30min，保压期间应检查压力表是否保持稳定，不得采用连续加压以维持试验压力不变的做法。

2.4泄压

泄压与升压过程相同，降压过程应逐步泄压，先降压至工作压力，稳压2min，其次降至工作压力的2/3，稳压2min，再降至工作压力的1/3，稳压2min，最后再排水泄压至压力为零状态。降压速度应满足试验规程的要求，为充分释放应力、防止系统因瞬间泄压损坏。

3.结果判定及报告跟踪

3.1在试验期间对所有部位进行检查不能有冒汗、泄漏等现象，应仔细检查各个部位的渗漏情况，尤其是各个应力集中部位、焊接部位。对冒汗、微漏的部位一定不能轻易放过。被检工件无异常声响，无异常变形。

3.2水压试验后，应第一时间将泵体、泵盖拆除，放尽泵内余水，并对泵体、泵盖的表面和流道进行清洁和防护处理，用低压空气将零部件内外表面残留水珠吹干，将泵体、泵盖重新入库、待用。

3.3试验结束后供应商应在质量计划（工艺流转卡）上相应工序进行签字确认。若工序执行结果不合格，供应商经验人员应开具NCR，有缺陷的部位应加以标识，不得带压进行补焊。

3.4水压试验记录报告，水压试验后制造商要提交试验结果报告，其内容至少包括：项目编号、产品名称、产品编号、压力表编号及检定有效期、试验压力、试验温度、水压试验压力-时间曲线图、水压试验用水水质报告等。

4.存在问题：

4.1水压试验装配用紧固件及力矩没有明确的要求

（1）虽然在RCC-ME5520中规定“那些在运行中使用的螺栓、法兰组件螺母及它们的密封压盖和密封部件，可不用于本实验中”。但大多数制造厂在进行承压部件的装配时使用的螺栓、螺母规格不一致；在对不锈钢材质零部件进行水压试验时，应避免使用碳钢紧固件代替不锈钢紧固件进行装配，以免造成对不锈钢材料的污染。

（2）图纸技术要求中对紧固件的扭紧力矩有明确的要求，比如某设备在总装图和合装图中对M10和M12螺栓的力矩值进行了明确要求，M10的螺栓给出的力矩值为45-59M/N•m，M12的螺栓为78-104M/N•m，个别厂家在装配时仅仅使用开口或呆扳手人工扭紧，没有按要求使用扭矩扳手，也未进行分次打紧。这样一是会造成力矩达不到要求值，造成贴合面受力不均匀，存在泄露和安全隐患，二是由于用力过大可能会造成承压部件表面及螺栓螺纹的损坏，影响产品质量。

4.2密封部件使用不规范

部分制造厂为了节约成本，避免在装配过程中造成泵用密封圈因挤压破损而无法使用，用于密封面的O型圈采用自制的方法获取，试验人员根据密封面的大小，将橡胶条裁剪至合适的长度，用胶水进行连接，造成：

（1）密封圈长度和宽度不合适，太长或太短均会影响密封效果，导致频繁更换密封圈和带压紧固螺栓，影响试验质量和进度；

（2）橡胶条存放条件恶劣，随意丢弃在水压试验现场，有阳光直射，时间长后造成橡胶老化，失去弹性，影响密封性能。

4.3安全方面

（1）根据RCC-MC5235试验b）安全规定的要求“制造商应采取确保操作人员和其他人员安全的一切必要措施，其中包括设置禁止非试验人员进入试验区的标识“。但大多数制造厂水压试验现场缺乏必要的明显标识及安全防护措施，如护目镜、安全帽、警戒线等，试验人员与非试验人员随意穿行，试验过程中不注意站位，试验人员及见证人员正对丝堵方位站立，存在很大的安全隐患。

（2）试验人员带压操作。试验过程中发生泄漏时，试验人员不是先泄压，而是带压对工装进行紧固。试验过程中一旦有冒汗、渗漏情况，不得采用连续加压的方式以维持压力不变，不得带压进行补焊，首先应将压力分段泄掉查找原因，并修补后，按照上述步骤重新进行试压作业。

4.4.水质问题

水压试验的用水应防止对泵体、泵盖材料有腐蚀，参照RCC-MF6610对奥氏体材料的受压部件，水中的氯离子浓度不得超过1ppm，氟离子浓度不得超过0.15ppm。但从大多数制造厂的水压试验大纲中可以看到试验要求用水为清洁自来水，不满足RCC-M中关于水质的要求。

4.5多表测量结果不一致问题

通常，供应商在执行水压试验之前对压力表均进行校核，并备有校核试验报告。但实际试验过程中，常常发现两块指针压力表的显示值相差很大，比如某设备设计压力为3MPa，水压试验压力要求为4.5MPa，但在试验过程中两块压力表一个显示为4.5bar，一个显示为4.8bar，误差将近7%，此时就需要更换压力表，否则难以断定哪个压力表的显示是正确的。

5.启示与结论

5.1制造厂需进一步提高水压试验程序或导则的编制质量。核电设备的质量监督，文件先行。因此，对于驻厂监造来讲，认真审查供应商提交的水压试验程序是保证试验顺利进行的第一步，这一步严格把关了，对于后续实施质量监督，驻厂监造就是严格依照程序要求来执行。

5.2严格遵守“安全第一”的理念。国外的水压试验大都是在密闭的房间进行，房间四周是可移动的铁板墙壁。试验过程以及压力变化的观察是通过布置在水压试验房内的几个摄像机传输的实时图像进行，试验的控制则是通过试验室外的操作平台实施。试验中各个螺栓的力矩值均有明确要求，确保密封面的紧固。力矩值的明确要求是一项实实在在的安全体现，不仅仅是对于设备，尤其对于试验人员，如果程序无法保证其他的安全措施，至少可以提供合理的承压螺栓力矩值。试验过程处处体现安全第一，以人为本，将危险降到最低。这些实实在在的安全理念对供应商以及试验人员来讲尤为重要。

5.3水压试验操作和监督过程中要关注试验报告与部件的匹配性，以便实现质量信息的可追溯性。对于不同部件的水压试验，试验报告中明确部件标识，可提高试验报告与部件的匹配性，使得报告具有针对性与追溯性。

结束语：“凡事有章可循”是核安全文化中的一项重要内容，有章可循但不循往往是导致质量事件的极为重要因素，只有质量监督与制造有章可循且严格依章进行，核电的设备制造才能够与国际接轨，从而更好地走向国际，走向未来。

参考文献：

[1]法国核岛设备设计、建造及在役检查规则协会编.压水堆核岛机械设备设计和建造规则（RCC-M）.中科华核电技术研究院译.上海:上海科学技术文献出版社,2010.

[2]张鹏,郭德鹏,蔡宏伟.核级泵水压试验设备监理实践与质量问题分析[J].设备监理,2013,(5)

[3]李亚东,伍卓铨.改型高静水压试验装置[J].机电一体化,2001,(5)

[4]吴江洁.受压部件水压试验及常见问题的处理[J].中国科技纵横,2012,(4)

[5]王琛,王勤,严海.浅谈大型压力容器的水压试验监督管理[J].硅谷,2009,(10)