Nerūsējošā tērauda cauruļu hidrostatiskā pārbaude: spiediena aprēķini un drošības vadlīnijas

Hidrostatiskā pārbaude ir pēdējais pierādījums tam, ka nerūsējošā tērauda caurule, armatūra vai spole var droši noturēt spiedienu, pirms tā tiek nodota ekspluatācijā. Viens nepareizi aprēķināts pārbaudes spiediens -, kas ir pārāk zems, lai konstatētu defektu, vai pārāk augsts, un pastāv pārrāvuma risks -, ikdienas kvalitātes pārbaude var pārvērsties par drošības incidentu vai dārgu projekta aizkavēšanos. Šajā rokasgrāmatā ir sniegtas atbildes uz jautājumiem, ko inženieri, metinātāji un kvalitātes nodrošināšanas/kvalitatīvās kontroles inspektori visbiežāk uzdod par nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējuma cauruļu hidrostatisko testēšanu, izmantojot to pašu koda-loģiku, ko mūsu inženieru komanda piemēro katrā mūsu veiktajā dzirnavu un lauka pārbaudē.

Kas ir hidrostatiskā pārbaude un kāpēc tā ir nepieciešama nerūsējošā tērauda caurulēm?

Hidrostatiskā pārbaude nodrošina spiedienu caurulē vai cauruļvadu sistēmā ar ūdeni līdz vismaz 1,25–1,5 reizes lielākam par paredzēto spiedienu, lai pirms nodošanas ekspluatācijā pārbaudītu, vai tā ir bez noplūdēm un strukturāli stabila; to pieprasa gandrīz visi galvenie cauruļvadu un spiedtvertņu kodi, tostarp ASME B31.3, ASME B31.1 un ASTM A312/A999.

Pārbaude darbojas pēc vienkārša principa: ūdens ir gandrīz nesaspiežams, tāpēc, nospiežot cauruli ar ūdeni -, nevis gaisu vai gāzi -, tiek atbrīvots ļoti maz uzkrātās enerģijas, ja defekts neizdodas. Tas padara hidrostatisko testēšanu daudz drošāku nekā pneimatisko testēšanu, vienlaikus pierādot, ka metinātās šuves, veidgabali un pamatmateriāls var izturēt spiedienu, kas pārsniedz parastos darbības apstākļus.

Īpaši nerūsējošā tērauda caurulēm hidrostatiskā pārbaude kalpo trīs pārbaudes mērķiem:

Metināto šuvju un savienojumu integritāte -, kas apstiprina, ka šuves, uzmavas šuves un atloku savienojumi neplūst zem spiediena.

Pamata-materiāla stabilitāte -, kas atklāj laminējumu, ieslēgumu vai sienu-biezuma trūkumus, kas radušies ražošanas laikā.

Atbilstība kodam un dokumentācija -, kas nodrošina sertificētu testa ierakstu (bieži vien saskaņā ar EN 10204 3.1/3.2), kas nepieciešami projekta nodošanai un normatīvajām revīzijām.

Kā nerūsējošā tērauda caurulei tiek aprēķināts hidrostatiskais testa spiediens?

Testa spiedienu aprēķina pēc Bārlova formulas - P=2·S·t / D -, lai atrastu caurules pieļaujamo projektēto spiedienu, kas pēc tam tiek reizināts ar koda -noteikto testa koeficientu (parasti 1,5 ASME B31.3, 1,25 API 5L lauka testiem).

Bārlova formula saista iekšējo spiedienu ar loka (apkārtnes) spriegumu plānās -sienu cilindrā:

P = (2 × S × t) / D

P=pieļaujamais iekšējais projektētais spiediens

S=pieļaujamais materiāla spriegums testa temperatūrā (no regulējošā koda sprieguma tabulām)

t=nominālais vai minimālais sienas biezums (dizaina kodos parasti ir jāizmanto minimālā, ti, nominālā mīnus dzirnavu pielaide)

D=caurules ārējais diametrs

Kad projektētais spiediens ir zināms, nepieciešamais hidrostatiskā testa spiediens tiek atrasts, izmantojot koda testa -spiediena reizinātāju, kas visbiežāk ir 1,5 x projektētais spiediens procesa cauruļvadiem saskaņā ar ASME B31.3.

Darbības piemērs: 6 collu 40. grafika ASTM A312 TP316L caurule

Tikai ilustratīvs aprēķins. Pieļaujamās sprieguma vērtības, frēzēšanas pielaides un testa reizinātāji atšķiras atkarībā no koda izdevuma, sienas{1}}biezuma klases un temperatūras -, pirms testa spiediena iestatīšanas vienmēr apstipriniet pašreizējās vērtības piemērojamā koda sprieguma tabulās.

Kādus pārbaudes spiedienus pieprasa galvenie cauruļvadu standarti?

Lielākajai daļai kodu ir nepieciešams hidrostatiskais tests no 1,25 līdz 1,5 reizēm par konstrukciju vai maksimālo pieļaujamo darba spiedienu, kas tiek turēts vismaz 10 minūtes vizuālai pārbaudei -, taču precīzs reizinātājs, turēšanas laiks un pieļaujamais spiediena kritums atšķiras atkarībā no standarta.

Vienmēr pārbaudiet konkrēto izdevumu un kategoriju, kas norādīts jūsu projekta specifikācijā. - pārbaudes faktori un aizturēšanas laiki tiek periodiski pārskatīti.

Cik ilgi Hidrostatiskā testa laikā jāuztur testa spiediens?

Lielākajai daļai cauruļvadu kodu ir nepieciešams, lai pārbaudes spiediens būtu jāuztur vismaz 10 minūtes vizuālai pārbaudei, lai gan liela-diametra sistēmas, starpvalstu cauruļvadi vai klientu specifikācijas bieži to pagarina līdz vairākām stundām, lai noteiktu lēnas noplūdes.

Aizturēšanas laiks parasti sadalās divās fāzēs:

Spiediena un stabilizācijas - spiediens tiek paaugstināts pakāpeniski (parasti ar 25 % soli) un ļauj stabilizēties pirms katra nākamā paaugstinājuma, izvairoties no metināto šuvju un veidgabalu triecienslodzes.

Ilgstoša noturēšana pārbaudei - vienreiz pilnā testa spiedienā, sistēma tiek turēta koda-minimālo ilgumu, kamēr inspektori staigā pa līniju, pārbaudot metinājuma šuves, atlokus un vītņotos savienojumus, lai konstatētu noplūdes, raudas vai redzamas deformācijas.

Izmērāms spiediena kritums aizturēšanas laikā (kas pārsniedz pieļaujamo ar temperatūru{0}}saistīto tilpuma izmaiņu) tiek uzskatīts par nesekmīgu testu, un pirms atkārtotas pārbaudes ir jāveic izmeklēšana.

Kādi drošības pasākumi ir nepieciešami hidrostatiskās pārbaudes laikā?

Drošai hidrostatiskajai pārbaudei ir nepieciešama noteikta izslēgšanas zona, kalibrēti un divi{0}}verificēti spiediena mērītāji, pilnīga gaisa izvadīšana pirms spiediena paaugstināšanas, pakāpeniska spiediena palielināšana un dokumentēts maksimālais pārbaudes spiediens, kas nekad netiek pārsniegts.

Pirms spiediena izveidošanas izvadiet visu gaisu. Ieslodzīts gaiss ir saspiežams un uzglabā ievērojamu enerģiju -, ja defekts neizdodas, gaisa kabata zem spiediena uzvedas daudz vardarbīgāk nekā ūdens.

Ap testa sekciju izveidojiet izslēgšanas zonu, īpaši vītņotu veidgabalu, atloku un aklo galu tuvumā, kas rada vislielāko šāviņa atteices risku.

Izmantojiet kalibrētus mērinstrumentus, ideālā gadījumā divus neatkarīgus mērierīces (pārbaudes mērinstrumentu un atsauces/galveno mērinstrumentu), lai{0}}pārbaudītu rādījumus.

Palieliniet spiedienu pakāpeniski, pakāpeniski, nekad ar vienu lēcienu līdz pilnam pārbaudes spiedienam.

Nekad nepārsniedziet norādīto pārbaudes spiedienu, pat īslaicīgi - spiediena samazināšanas ierīces ir jāiestata tieši virs mērķa pārbaudes spiediena kā stingra robeža.

Kontrolējiet testa{0}}ūdens temperatūru. Nerūsējošā tērauda testēšana ļoti zemā apkārtējās vides temperatūrā palielina trausla -tipa lūzuma risku defektu gadījumā; vairums specifikāciju nosaka minimālo testa -metāla temperatūru.

Kontrolējiet hlorīda saturu testa ūdenī -, šī ir nerūsējošā-tērauda-īpaša prasība, kas sīkāk aprakstīta tālāk.

Kāpēc ūdens hlorīda saturs ir būtisks, pārbaudot nerūsējošā tērauda cauruli?

Hlorīda joni testa ūdenī var izraisīt hlorīda -izraisītu sprieguma korozijas plaisāšanu (Cl-SCC) vai punktveida veidošanos austenīta nerūsējošajā tēraudā, tāpēc lielākā daļa specifikāciju ierobežo testa-ūdens hlorīda saturu līdz 50 ppm vai mazāk -, un pēc testa ir nepieciešama tūlītēja iztukšošana un žāvēšana.

Austenīta markas, piemēram, 304/304L un 316/316L, ir ļoti jutīgas pret lokālu koroziju, kad hlorīda joni tiek iesprostoti pret metāla virsmu, it īpaši, ja ūdens tiek atstāts stāvošs vai iztvaiko lēni, koncentrējot hlorīdus pēdējā samitrinātajā virsmā. Šis risks strauji palielinās, palielinoties temperatūrai un spriegumam, kas atrodas caurules sienā - tieši tādos apstākļos, kādi tiek radīti hidrostatiskā testa laikā.

Ieteicamās vadīklas ietver:

Tiek izmantots dzeramais vai demineralizēts ūdens ar hlorīda saturu, kas pārbaudīts zem projektā -norādītā limita (parasti 50 ppm, dažreiz 30 ppm augstas-tīrības vai augstas{4}}temperatūras pakalpojumam).

Izvairieties no neapstrādāta jūras ūdens, iesāļa ūdens vai ūdens no nezināmiem avotiem jebkurai austenīta vai dupleksa nerūsējošā tērauda sistēmai.

Pilnīga sistēmas iztukšošana tūlīt pēc aizturēšanas perioda un pārbaudes pabeigšanas - neļaujiet testa ūdenim iekļūt caurulē.

Pēc iztukšošanas žāvējiet ar fēnu vai iztīriet ar sausu gaisu/slāpekli, lai novērstu atlikušās mitruma kabatas, īpaši zemās vietās, atmirušajās kājās un instrumentu krānos.

Ūdens avota un hlorīda testa rezultātu dokumentēšana kā daļa no testa paketes izsekojamības nodrošināšanai.

Kas jums jādara, ja pārbaudes laikā rodas noplūde vai kļūme?

Ja rodas noplūde, spiediena kritums vai redzama deformācija, nekavējoties kontrolētā veidā izlaidiet spiedienu, izolējiet un iztukšojiet sistēmu, dokumentējiet bojājuma vietu un nemēģiniet veikt remontdarbus vai atkārtotas pārbaudes zem spiediena.

Nekavējoties pārtrauciet spiediena paaugstināšanu un sāciet kontrolētu spiediena samazināšanu - nekad nemēģiniet atrast vai atzīmēt noplūdi, kamēr sistēma paliek testa spiedienā.

Pilnībā samaziniet spiedienu un iztukšojiet, pirms kāds tuvojas bojājuma vietai.

Dokumentējiet precīzu defekta atrašanās vietu, orientāciju un izskatu (metinājums, parastais metāls, armatūra) ar fotogrāfijām un mērījumiem.

Pirms remonta nosakiet galveno cēloni - porainību, saplūšanas trūkumu, sienas-biezuma trūkumu vai materiāla defektu - pirms remonta, jo labošanas metode ir atkarīga no iemesla.

Veiciet remontu saskaņā ar piemērojamo metināšanas procedūras specifikāciju (WPS), pēc tam atkārtojiet pilnu hidrostatisko testu no sākuma; Daļēja atkārtota pārbaude tikai remontētajā zonā nav pieņemama saskaņā ar lielāko daļu kodu.

Kā hidrostatiskā pārbaude atšķiras niķeļa sakausējuma caurulēm un nerūsējošā tērauda caurulēm?

Niķeļa sakausējumi, piemēramSakausējums 625, Alloy 825 un C-276 parasti prasa augstāku hidrostatisko testa spiedienu, jo tiem ir lielākas pieļaujamās sprieguma vērtības, un, lai gan tie ir izturīgāki pret hlorīda -izraisītas sprieguma korozijas plaisāšanu nekā austenīta nerūsējošais tērauds, ūdens ar zemu hlorīda saturu un ātra nosusināšana joprojām ir labākā prakse abām materiālu saimēm.

Tā kā niķeļa sakausējumi atbalsta lielāku pieļaujamo spriegumu, tas pats Bārlova -formulas aprēķins nodrošina lielāku projektēto spiedienu - un līdz ar to augstāku nepieciešamo pārbaudes spiedienu - identiskiem caurules izmēriem. Pārbaudes aprīkojumam, mērierīcēm un atslodzes ierīcēm jābūt novērtētām ar pietiekamu rezervi virs aprēķinātā niķeļa -sakausējuma testa spiediena.

Kādas pēc{0}}pārbaudes procedūras novērš koroziju pēc hidrostatiskās pārbaudes?

Pēc izturētas hidrostatiskās pārbaudes nerūsējošā tērauda caurule ir pilnībā jāiztukšo, jāizžāvē ar sausu gaisu vai slāpekli, jāpārbauda, ​​vai virsma nav notraipīta, un, ja nepieciešams, pasivēta pirms sistēmas nodošanas ekspluatācijā vai ilgstošas{0}}uzglabāšanas.

Nekavējoties noteciniet -, neatstājiet testa ūdeni stāvēt pat uz nakti.

Rūpīgi nosusiniet, izmantojot tīru, sausu gaisu vai slāpekļa attīrīšanu, mērķējot uz zemākajiem punktiem, atmirušajām kājām un mērinstrumentu/instrumentu savienojumiem, kur ūdens uzkrājas.

Pārbaudiet, vai uz virsmas nav mainījusies krāsa vai traipi, kas var liecināt par hlorīda atlikumiem vai uzliesmojumu no piesārņota ūdens.

Atklāto virsmu pasivēšana vai atkārtota{0}}pasivēšana saskaņā ar ASTM A967, ja tiek novērota iekrāsošanās, piesārņojums vai brīva dzelzs uzsūkšanās.

Ierakstiet pārbaudes un žāvēšanas pabeigšanu kvalitātes dokumentācijas paketē kopā ar spiediena diagrammu vai manometra rādījumiem.

Bieži uzdotie jautājumi

Parasti 1,5 reizes pārsniedz aprēķināto projektēto spiedienu procesa cauruļvadiem saskaņā ar ASME B31.3, lai gan precīzs reizinātājs ir atkarīgs no regulējošā koda - API 5L lauka testos, piemēram, parasti izmanto 1,25 reizes MAOP.

Vai varat izmantot krāna ūdeni, lai hidrostatiski pārbaudītu nerūsējošā tērauda cauruli?

Tikai tad, ja ir pārbaudīts, ka tā hlorīda saturs atbilst projektā{0}}norādītajam ierobežojumam, parasti 50 ppm vai mazāk. Nepārbaudītu krāna ūdeni, aku ūdeni vai jebkuru ūdeni no nezināma avota nevajadzētu uzskatīt par drošu austenīta nerūsējošajam tēraudam.

Kāda ir atšķirība starp hidrostatisko testu un pneimatisko testu?

Hidrostatiskajā testā tiek izmantots ūdens, kas ir gandrīz nesaspiežams un atteices gadījumā atbrīvo ļoti maz uzkrātās enerģijas. Pneimatiskajā pārbaudē tiek izmantots gaiss vai gāze, kas ir saspiežama un uzglabā daudz vairāk enerģijas, padarot pneimatisko testēšanu bīstamāku un parasti izmanto tikai tad, ja sistēmā nav pieļaujams ūdens.

Vai hidrostatiskā pārbaude ir obligāta visām nerūsējošā tērauda caurulēm?

Tā ir obligāta visur, kur to pieprasa regulējošais kods vai projekta specifikācija -, kas ietver lielāko daļu procesa cauruļvadu saskaņā ar ASME B31.3 un lielāko daļu spiediena cauruļvadu saskaņā ar ASME B31.1 -, ja vien tās vietā nav skaidri atļauta apstiprināta alternatīva pārbaudes metode (piemēram, ultraskaņas vai virpuļstrāvas pārbaude).

Cik drīz pēc hidrostatiskās pārbaudes ir jāizžāvē nerūsējošā tērauda caurule?

Tūlīt pēc testa turēšanas un pārbaudes pabeigšanas. Ja ūdens -, īpaši hlorīdu-nesošais ūdens - ilgstoši stāv nerūsējošā tērauda caurulē, ievērojami palielinās punktveida un sprieguma korozijas plaisāšanas risks.

Darbs ar ražotāju

Pareiza hidrostatiskā pārbaude sākas ar pareizu ražošanas - precīzu sieniņu biezumu, pārbaudītu materiālu sertifikāciju un tīru, zemu-hlorīda apstrādi no dzirnavām līdz pēdējai pārbaudei.

Mūsu ražošanas un kvalitātes komandas aprēķina, dokumentē un pārbauda hidrostatiskos testus atbilstoši ASME, ASTM un API prasībām katrai mūsu ražotajai nerūsējošā tērauda un niķeļa sakausējuma cauruļu spolei, ko nodrošina pilnīga materiāla izsekojamība un 3.1/3.2 sertifikācija. Ja jūsu projekta specifikācijā ir nepieciešams noteikts pārbaudes spiediens, turēšanas laiks vai hlorīda ierobežojums, mūsu inženieru komanda var apstiprināt aprēķinu un testēšanas plānu pirms ražošanas uzsākšanas.