Гидростатический тест - Hydrostatic test

Гидростатическое испытание представляет собой способ , в котором сосуды под давление , такие как трубопроводы , водопровод , газовые баллоны , котлы и топливные баки могут быть испытаны на прочность и герметичность. Испытание включает заполнение сосуда или системы трубопроводов жидкостью, обычно водой, которая может быть окрашена для облегчения визуального обнаружения утечки, и повышения давления в сосуде до заданного испытательного давления. Герметичность можно проверить, перекрыв подающий клапан и наблюдая, есть ли потеря давления. Места утечки легче определить визуально, если вода содержит краситель. Прочность обычно проверяется путем измерения остаточной деформации контейнера. Гидростатические испытания - наиболее распространенный метод испытаний труб и сосудов под давлением. Использование этого теста помогает поддерживать стандарты безопасности и долговечность судна с течением времени. Вновь произведенные детали сначала проходят гидростатическое испытание. Затем они регулярно проходят повторную валидацию согласно соответствующему стандарту. В некоторых случаях, когда гидростатическое испытание нецелесообразно, приемлемой альтернативой может быть испытание пневматическим давлением. Испытания сосудов под давлением для транспортировки и хранения газов очень важны, потому что такие контейнеры могут взорваться, если они выйдут из строя под давлением.

Процедуры тестирования

Гидростатические испытания проводятся в соответствии с ограничениями отраслевых спецификаций или требований заказчика или могут требоваться по закону. Емкость заполняется почти несжимаемой жидкостью - обычно водой или маслом - под давлением до испытательного давления и проверяется на утечки или необратимые изменения формы. В воду можно добавить красные или флуоресцентные красители , чтобы было легче увидеть утечки. Испытательное давление всегда значительно выше рабочего давления, чтобы обеспечить запас прочности. Этот коэффициент безопасности обычно составляет 166,66%, 143% или 150% от расчетного рабочего давления, в зависимости от действующих норм. Например, если баллон был рассчитан на давление DOT-2015 PSI (приблизительно 139 бар), он будет испытан при давлении около 3360 PSI (приблизительно 232 бара). Обычно используется вода , потому что она дешевая и легкодоступная и обычно безвредна для тестируемой системы. Гидравлические жидкости и масла могут быть указаны там, где загрязнение водой может вызвать проблемы. Эти жидкости почти несжимаемы, поэтому для создания высокого давления требуется относительно небольшая работа, и, следовательно, они также могут высвободить небольшое количество энергии в случае отказа - только небольшой объем выйдет под высоким давлением, если контейнер выйдет из строя. Если бы использовался газ под высоким давлением , то газ расширился бы до V = (nRT) / p с его сжатым объемом, что привело бы к взрыву с сопутствующим риском повреждения или травмы.

Небольшие сосуды под давлением обычно испытывают с помощью испытания с водяной рубашкой. Сосуд визуально проверяется на наличие дефектов, а затем помещается в контейнер, наполненный водой, в котором можно измерить изменение объема сосуда, обычно путем контроля уровня воды в калиброванной трубке. Затем в сосуде создается давление в течение определенного периода, обычно 30 или более секунд, и, если указано, расширение будет измеряться путем считывания количества жидкости, которая была нагнетена в измерительную трубку из-за увеличения объема сосуда под давлением. Затем в сосуде сбрасывается давление, и постоянное увеличение объема из-за пластической деформации под давлением измеряется путем сравнения конечного объема в измерительной трубе с объемом до создания давления. Утечка даст такой же результат, как и при постоянной затяжке, но ее можно будет обнаружить, удерживая объем в сосуде под давлением, закрыв впускной клапан на время перед сбросом давления, поскольку давление будет постоянно падать в течение этого периода, если есть утечка. В большинстве случаев постоянный набор, превышающий указанный максимум, будет указывать на отказ. Утечка также может быть критерием отказа, но может быть, что утечка вызвана плохой герметизацией испытательного оборудования. Если судно выходит из строя, оно обычно проходит процедуру осуждения, в которой баллон маркируется как небезопасный.

Информация, необходимая для определения теста, нанесена на цилиндр. Сюда входит стандарт конструкции, серийный номер, производитель и дата изготовления. После испытания на сосуд или на его паспортную табличку обычно ставится штамп с датой успешного испытания и опознавательным знаком испытательного центра.

Более простой тест, который также считается гидростатическим тестом, но может быть выполнен любым, у кого есть садовый шланг, - это нагнетать давление в сосуде, наполняя его водой, и физически осмотреть снаружи на предмет утечек. Этот тип испытания подходит для контейнеров, таких как топливные баки лодок, которые не являются сосудами под давлением, но должны работать под гидростатическим давлением содержимого. Головка для гидростатических испытаний обычно определяется как высота над крышкой резервуара. В резервуаре повышается давление путем заполнения водой до заданной высоты через временную водозаборную трубу, если это необходимо. Во время теста может потребоваться закрыть вентиляционные и другие выпускные отверстия.

Примеры

Переносные огнетушители - это средства безопасности, которые необходимы в большинстве общественных зданий. В домах также рекомендуются огнетушители. Со временем условия, в которых они находятся, и способ обращения с ними влияют на конструктивную целостность огнетушителя. Конструктивно ослабленный огнетушитель может выйти из строя или даже взорваться, когда он больше всего понадобится. Для поддержания качества и безопасности этого продукта используются гидростатические испытания. Все критические компоненты огнетушителя должны быть проверены, чтобы гарантировать правильную работу.

Тестирование трубопроводов

Гидроиспытания труб, трубопроводов и сосудов выполняются для выявления дефектных материалов, которые не были обнаружены ранее, чтобы убедиться, что любые оставшиеся дефекты достаточно незначительны для работы при проектных давлениях, выявить возможные утечки и послужить окончательной проверкой целостности построенной системы. . ASME B31.3 требует этого испытания для обеспечения герметичности и прочности.

Подземные нефте- и газопроводы высокого давления испытывают на прочность путем создания в них давления не менее 125% от их максимально допустимого рабочего давления (МДРД) в любой точке по длине. Поскольку многие магистральные трубопроводы рассчитаны на то, чтобы напряжение стального кольца составляло 80% от указанного минимального предела текучести (SMYS) при Максимально допустимом рабочем давлении MAOP, это означает, что сталь подвергается нагрузке до SMYS и выше во время испытаний и испытательных участков. следует выбирать так, чтобы не возникало чрезмерной пластической деформации.

Для трубопроводов, изготовленных в соответствии с ASME B31.3, если расчетная температура выше температуры испытания, то испытательное давление должно быть скорректировано с учетом соответствующего допустимого напряжения при расчетной температуре. Это делается путем умножения 1,5 MAWP на отношение допустимого напряжения при температуре испытания к допустимому напряжению при расчетной температуре согласно ASME B31.3 Раздел 345.4.2 Уравнение 24. Испытательные давления не должны превышать значение, которое привело бы к более высокому напряжению. чем предел текучести при температуре испытания. ASME B31.3 раздел 345.4.2 (c)

Другие коды требуют более обременительного подхода. BS PD 8010-2 требует испытания до 150% расчетного давления, которое не должно быть меньше, чем MAOP плюс помпаж и другие побочные эффекты, которые могут возникнуть во время нормальной работы.

Проверка на герметичность выполняется путем уравновешивания изменений измеренного давления в испытательной секции с теоретическими изменениями давления, рассчитанными на основе изменений измеренной температуры испытательной секции.

Австралийский стандарт AS2885.5 «Трубопроводы - Газ и сжиженная нефть: Часть 5: Полевые испытания под давлением» дает прекрасное объяснение задействованных факторов.

В аэрокосмической отрасли, в зависимости от авиакомпании, компании или клиента, необходимо соблюдать определенные правила. Например, Bell Helicopter имеет определенные спецификации, которые необходимо соблюдать для любых деталей, которые будут использоваться в их вертолетах.

Частота тестирования

В большинстве стран есть законодательство или строительные нормы, которые требуют, чтобы сосуды под давлением регулярно проверялись, например, каждые два года (с визуальным осмотром ежегодно) для газовых баллонов высокого давления и каждые пять или десять лет для баллонов с более низким давлением, например, используемых в огнетушителях . Неисправные газовые баллоны обычно уничтожаются в рамках протокола испытаний, чтобы избежать опасностей, связанных с их последующим использованием.

К этим стандартным газовым баллонам США предъявляются следующие требования:

• Газовые баллоны DOT-3AL необходимо проверять каждые 5 лет и иметь неограниченный срок службы.
• Газовые баллоны DOT-3HT необходимо проверять каждые 3 года, и их срок службы составляет 24 года.
• Газовые баллоны DOT-3AA необходимо проверять каждые 5 лет и иметь неограниченный срок службы. (Если не отмечена звездочкой (*), и в этом случае баллон соответствует определенным спецификациям и может выдержать 10-летний срок службы при гидростатических испытаниях).

Обычно такие организации, как ISO , ASTM и ASME, определяют руководящие принципы для различных типов сосудов под давлением.

Безопасность

Гидравлическое испытание - опасный процесс, и его следует проводить с осторожностью компетентным персоналом. Соблюдение предписанных процедур, определенных в соответствующих технических стандартах, соответствующих конкретному применению и юрисдикции, обычно снижает эти риски до приемлемого уровня.

• Утечка жидкости под высоким давлением может порезаться или проникнуть через кожу и проникнуть в ткани тела. Это может привести к серьезным прямым травмам оператора, а если жидкость токсична или загрязнена, это может вызвать дополнительные побочные эффекты.
• Шланг под давлением, который ненадежно прикреплен или выходит из строя под давлением, может разбрызгиваться по воде или маслу и может ударить кого-нибудь и вызвать травмы. Для фиксации таких шлангов можно использовать хлыстовый амортизатор .
• Распространенными мерами предосторожности являются закрытие тестируемых компонентов, указатели опасности, использование соответствующих средств индивидуальной защиты и создание препятствий для доступа второстепенного персонала.

Оборудование:

• Манометры
• Водоснабжение
• Насосы и шланги для наполнения водой
• Насос высокого давления и шланги для наддува
• Средства измерения объемного расширения, если применимо

использованная литература

внешние ссылки

• «OSHA» . Проверено 5 октября 2006 .