工业管道压力试验的选择与计算

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压力试验也叫做试压，是为了检验所设计压力管道的强度而进行的-种试验。管道的压力试验应当在热处理、无损检测合格后进行。压力试验-般采用液压试验，如果不能进行液压试验，经过设计单位同意可采用气压试验或者液压 .气压试验代替。脆性材料严禁使用气体进行压力试验 1]。

工业管道压力试验的选用和计算方法有很多标准可以参考，但是在中国建设项目的工业管道压力试验首先必须遵守TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程.工业管道》的规定，这个规程是中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局于2009年5月8日颁布实施的，是工业压力管道的强制性法规。

由于GB/T 20801-2006《压力管道规范 工业管道》被TSG D0001-2009《压力管道安全技术监察规程。

工业管道》引用，所以 GB/T 20801-2006也变成强制性规范，工业管道压力试验也必须遵守这个规范。

同时GB 503l6-2000(2008年版)《工业金属管道设计规范》也是工业管道设计的强制性规范，工业管道压力试验也必须遵守这个规范。GB 20235-2010《工业金属管道工程施工规范》是施工规范，当施工单位按照这个标准去施工时，工业管道压力试验也必须遵守这个规范。AMSE B3 1.3《PR0cEss PIPING)是美国的压力管道规范，但是由于我公司现在做很多外商在中国的化工项目都是采用 ASME的材料标准，所以在做这些项目的时候AMSE B3 1-3也是必须要用到的。我公司有时候也会做外商在欧洲投资建设的项目，这时候要用 EN 1 3480-2002(Metalic industrialPiping)来选用压力试验方式和计算试验压力。

下面就这些规范在工业管道压力试验的选用和计算方法分别作介绍，并列出它们的异同点，供以后大家在工业管道压力试验的选用和计算时，能够更清楚选用何种方法去做。

1 GB/T 20801-2006压力试验的选用和计算方法1.1 压力试验选择原则GB/T 20801-2006规定工业管道除可代替的几种情况外，都需要进行液压试验∩代替的几种情况如下 [ ：(1)对GC3级管道，经业主或设计同意，可用初始运行压力试验代替液压试验。

(2)当业主或设计认为液压试验不切实际时，可用气压试验来代替；如考虑到气压试验的危险性，也可用液压 .气压试验来代替。

(3)当业主或设计认为液压和气压试验都不切实际时，如果下列两种情况都存在时，则可采用免除方法：① 液压试验会损害衬里或内部隔热层，或会污染生产过程 (该过程会由于有湿气而变为危险的、腐蚀的或无法工作)，或在试验中由于低温而出现脆性断裂的危险；收稿日期：2012-10.30作者简介 ：安广辉 (1978-)，男，河北赞皇人，注册化工工程师高级工程师。主要从事化工压力管道设计。

化 工 设 置 与 譬 道 第 50卷第 4期② 气压试验具有危险性，或在试验中由于低温而出现脆性断裂的危险。

1.2 试验压力计算方法试验压力的计算分为液压试验和气压试验，两种的计算方法不同。下面分别介绍。

1.2.1 液压试验口GB/T 20801-2006规定：对于内压管道，系统内任何-点的液压试验压力均应按下述规定：(1)不得低于 1.5倍设计压力。

(2)设计温度高于试验温度时，试验压力应不小于式 (1)的计算值。但当 大于 6.5时，取 6.5。

pTz1.5pSl (1)式中 P --试验压力，MPa；p--设计压力，MPa；- - 试验温度下管子的许用应力，MPa；- - 设计温度下管子的许用应力，MPa。

和 都从 GB/T 20801.2-2006(第二部分：材料)去查，里面列出的都是国标材料，所以说 GB/T 20801-2006只适用于使用国标材料的项目，我们可以从它里面查得这些材料的许用应力。而对于使用ASME材料的项目，我们在查管子的许用应力的时候，就只能从 ASME B31.3中去查了。

1.2.2 气压试验[2GB/T 20801-2006规定：承受内压的金属管道，试验压力应为设计压力的 1.15倍，真空管道的试验压力应为0.2 MPa。对于气压试验的试验压力的计算，ASME B31.3规定是不-样的，ASME B31.3规定：对于气压试验，试验压力不小于 1.1倍的设计压力。

从对比可以看出，GB/T 20801-2006在气压试验的规定上比ASME B31.3更为严格。

2 GB 5031 6-2000(2008年版)压力试验的选用和计算方法2.1 压力试验选择原则GB 503 16-2000(2008年版)规定 [3](1)对于气体管道，当整体试水压条件不具备时，可采用安装前的分段液压强度试验及安装后固定口应进行 100%无损检测，且检测合格后还应进行气密性试验。

(2)不能采用液压和气压试验的管道，可采用替代性试验，并应在工程设计文件中指明。替代性试验的管道，应符合下列规定：① 对于所有环焊缝应进行 1 00%射线检测；② 检测后应进行气密试验；③ 管道组成件的无损检测应按本规范附录J的规定。

从这些规定可以看出，GB 503l6-2000(2008年版)对于压力试验的选择原则没有 GB/T 20801规定的那么详细，这是由于GB 50316-2000(2008年版)编纂的比较早，当时对于压力管道监管没有现在这么严格，而2008年的修订版中压力试验部分相对2000版并没有太大变化。

2.2 试验压力计算方法GB 503l6-2000(2008年版)规定 [3 ：承受内压管道的液压及气压试验的压力应符合国家现行标准的规定。也就是 GB 50316-20000(2008年版 )并没有直接给出计算试验压力的公式，笔者理解的这个国家现行标准，在 2009年 5月 8日实施 TSGD0001-2009之前，应为GB 50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》，在实施TSG D0001-2009之后，认为应该是GB/T 2080 1-2006。

下面列出GB 50235-97中对于液压试验和气压试验的试验压力的计算方法。

2.2.1 液压试验[4卅GB 50235-97规定：承受内压的地上钢管道及有色金属管道试验压力应为设计压力的 1.5倍，埋地钢管道的试验压力应为设计压力的 1.5倍，且不得低于 0.4 MPa。当管道的设计温度高于试验温度时，试验压力应按式 (2)计算：PSl，5P[a] / 2 (2)式中 P --试验压力 (表压)，MPa； 设计压力 (表压)，MPa；[卅 --试验温度下，管材的许用应力，MPa；[卅 --设计温度下，管材的许用应力，MPa。

当P 在试验温度下，产生超过屈服强度的应力时，应将试验压力 降至不超过屈服强度时的最大压力 。

上面公式中提到的[卅 和[cr 许用应力，从GB50316-2000(2008版)中可以查到相应的值。通过对 比 GB 503l6-2000(2008版 ) 和 GB/T 20801-2006发现，两个标准中对于同样国标材料的许用应力值是不-样的，GB/T 20801-2006中的许用应力要比GB 50316-2000(2008版)中的许用应力高。

2013年 8月 安广辉.工业管道压力试验的选择与计算出现这个许用应力不同的原因是，随着我国冶金技术和钢管制造技术的发展，我国所制造的钢管质量提高了，许用应力也就提高了。

2.2.2 气压试验GB 50235-97规定：承受内压钢管及有色金属管的试验压力应为设计压力的 1.15倍，真空管道的试验压力应为 0.2 MPa。

从上述规定看出，GB 50235-97气压试验的试验压力的计算和GB/T 20801-2006是-样的。

3 ASME B31.3-2O1 2压力试验的选用和计算方法3.1 压力试验选择原则ASME B3 1.3-20l2规定除以下几种情况外，管道应进行水压试验 5]。

(1)作为业主的-个选择，D类流体的管道可以进行初始运行压力试验代替水压试验。

(2)当业主认为水压试验不切实际时，可用气压试验或考虑到贮存在压缩气体中能量的危险性而用水压-气压试验来代替。

(3)当业主认为水压和气压试验都不切实际时，如果下述两种情况都存在时，则可用替代方法来代替：① 水压试验会损害衬里或内部保温，或会污染生产流程 (该流程会由于有湿气而变为危险的、腐蚀的或无法工作)或在试验中，由于低的金属温度而出现脆性断裂的危险；② 气压试验会出现贮存在系统中的能量可能释放的巨大危险，或在试验时由于低的金属温度而出现脆性断裂的危险。

(4)除非在工程设计中特殊指明，排放到大气的管线，例如放空和放净最后-道切断阀后的管线，不需要做水压试验。

从 ASME B31.3-2012的规定可 以看 出，它 的压力试 验选择原则 和 GB/T 20801-2006是差不 多的，这是由于GB/T 20801-2006的很多规定是参照ASME B31-3做的。

3.2 试验压力计算方法3.2.1 液压试验ASME B31.32012规定的液压试验的计算公式 和GB/T 20801-2006是-样的，只不过 ASMEB31.3-2012中公式用到的许用应力是通过ASMEB31.3-2012的附录中的表查到的，只是针对ASME标准材料的。ASME B3 1.3-2012的附录A提供了各种材料的许用应力，包括铸铁、碳钢、不锈钢、合金钢、铜合金、镍合金、钛合金、锆合金和铝合金。从这-点上看出，我国的GB/T 20801-2006的材料部分需要继续完善，把特种合金材料也陆续包含进来，这样有利于我国压力管道设计的规范化和标准化。

3.2.2 气压试验ASME B31.3-2012规定气压试验的试验压力不低于设计压力的 1.1倍，不高于以下两个值中的较小值 (a)，1.33倍的设计压力 (b)，在试验温度下对于任何管件，这个压力产生的纵向应力达到了90%的屈服强度。这个要求和GB/T 20801-2006是不-样的。

4 EN 1 3480-2002压力试验的选用和计算方法4.1 压力试验选择原则EN 13480-2002规定 ：(1)除非水压试验是有害的或者不切实际的，- 般情况下都要做水压试验。

(2)以下两种情况可以用气压试验：① 在管道中的任何液体残留对于将来的工艺运行都是不允许的；② 在设计阶段已经咨询过管道制造单位，制造单位给出足够的安全注意事项。

(3)在液压试验和气压试验都有害和不切实际的情况下，可以 100%无损检测代替压力试验。

4.2 试验压力计算方法4.2.1 液压试验EN 13480-2002规定的压力试验计算方法与其他标准基本相同，只是所取的系数不同。EN l3480-2002规定水压试验的试验压力不允许低于式(3)、(4)的较大值：Ptest1.25Ps (3))p 1.43 (4)式中 产--设计温度下的许用应力，N/mm2；广-试验温度下的许用应力，N/mm ；Ps--管子的设计压力，bar(1 bar0.1 MPa)；p 广--试验压力。

从公式中可以看到，EN 13480-2002所取的系数比ASME B3l3都要校 工 设 置 与 置 遁 第50卷第4期4.2.2 气压试验EN 13480-2002规定气压试验的试验压力的计算也用式 (3)计算，用的计算公式是和水压试验计算公式-样的。这-点和其他规范有所不同，其他规范对于气压试验都不考虑设计温度对试验压力的影响，而 EN 13480-2002考虑了。

5 结论通过以上几个标准对工业管道压力试验的选择和计算方法的介绍，我们不难发现，几个标准的压力试验选择原则和计算方法是基本相似的，主要的不同是，要根据所做项目所使用的材料标准选择不同的标准。如果项目用国标材料，则选用GB/T 20801-2006作为压力试验选择和计算的标准。如果项目用ASME标准的材料，而且项 目在国内建设，则压力试验的计算要用GB/T 20801-2006的规定，但是材料的许用应力要从 ASME B31-3中去查，压力试验的选择也要遵守 GB/T 20801-2006。如果项 目用到欧洲标准的材料，而且项目在国内建设，则压力试验的计算要用GB/T 20801-2006的规定，但是材料的许用应力要从EN 13480-2002中去查，压力试验的选择也要遵守 GB/T 2080 1-2006。

压力试验的计算中还要注意的事项有：(1)夹套管内管的试验压力要按照内管和外管中设计压力最高的那个去计算，这-点在工程设计中非常容易出错，可能许多工程师没有注意到这-点，但是这-条规定在ASME B31.3、GB/T 2080l-2006、GB 50316和 TSG D0001-2009中都写到了。

(2)对于高温高压的管道，要用计算出来的试验压力去计算内压圆周应力，如果管道的内压圆周应力高于管道的屈服应力，则要将试验压力降低到试验温度下不致超过屈服强度的最大压力。这-条规定在ASME B313、GB/T 20801- 2006、GB 50316和 TSGD0001-2009中也都写到了。

通过以上的介绍，我们在压力试验选择和计算时，就能正确地选用标准，并且能够全面考虑，对压力试验做出正确的选择和计算。