Nerūdijančio plieno vamzdžių hidrostatinis bandymas: slėgio skaičiavimai ir saugos gairės

Hidrostatinis bandymas yra galutinis įrodymas, kad nerūdijančio plieno vamzdis, jungtis ar ritė gali saugiai išlaikyti slėgį prieš pradedant eksploatuoti. Vienintelis klaidingai apskaičiuotas bandymo slėgis - per mažas, kad būtų pastebėtas trūkumas, arba per didelis ir galintis plyšti -, įprastas kokybės patikrinimas gali virsti saugos incidentu arba brangiai kainuojančiu projekto vėlavimu. Šiame vadove pateikiami atsakymai į inžinierių, suvirintojų ir kokybės užtikrinimo / kokybės kontrolės inspektorių dažniausiai užduodamus klausimus apie nerūdijančio plieno ir nikelio lydinio vamzdžių hidrostatinius bandymus, naudojant tą pačią kodo-logiką, kurią mūsų inžinierių komanda taiko kiekviename gamykloje ir lauko bandyme.

Kas yra hidrostatinis bandymas ir kodėl jis reikalingas nerūdijančio plieno vamzdžiams?

Hidrostatinio bandymo metu vamzdis arba vamzdynų sistema padidina slėgį vandeniu, kad jis būtų bent 1,25–1,5 karto didesnis už projektinį slėgį, kad būtų patikrinta, ar prieš pradedant eksploatuoti jie nėra sandarūs ir struktūriškai tvarkingi; to reikalauja beveik visi pagrindiniai vamzdynų ir slėgio{3}}indo kodai, įskaitant ASME B31.3, ASME B31.1 ir ASTM A312/A999.

Bandymas atliekamas pagal paprastą principą: vanduo yra beveik nesuspaudžiamas, todėl slėgis vamzdyje vandeniu -, o ne oru ar dujomis -, jei defektas nepavyksta, išleidžiama labai mažai sukauptos energijos. Dėl to hidrostatinis bandymas yra daug saugesnis nei pneumatinis bandymas, tuo pačiu įrodant, kad suvirinimo siūlės, jungiamosios detalės ir pagrindinė medžiaga gali atlaikyti slėgį, viršijantį įprastas darbo sąlygas.

Konkrečiai nerūdijančio plieno vamzdžiams hidrostatinis bandymas skirtas trims patikros tikslams:

Suvirinimo ir jungčių vientisumas -, patvirtinantis, kad suvirinimo siūlės, suvirinimo siūlės ir flanšinės jungtys veikiant slėgiui nenuteka.

Pagrindo -medžiagos tvirtumas -, aptinkantis laminatus, intarpus ar sienelės- storio trūkumus, atsiradusius gamybos metu.

Kodo laikymasis ir dokumentai -, kuriuose pateikiamas sertifikuotas bandymo įrašas (dažnai pagal EN 10204 3.1/3.2), reikalingi projekto perdavimui ir reguliavimo auditui.

Kaip apskaičiuojamas nerūdijančio plieno vamzdžio hidrostatinis bandymo slėgis?

Bandomasis slėgis apskaičiuojamas pagal Barlow formulę - P=2·S·t / D -, kad būtų nustatytas leistinas vamzdžio projektinis slėgis, kuris tada padauginamas iš kodo -privalomo bandymo koeficiento (paprastai 1,5 ASME B31.3, 1,25 API 5L lauko bandymams).

Barlow formulė susieja vidinį slėgį su lanko (apskritimo) įtempimu plonasieniame cilindre:

P = (2 × S × t) / D

P=leistinas vidinis projektinis slėgis

S=leistinas medžiagos įtempis bandymo temperatūroje (iš reglamentuojančio kodo įtempių lentelių)

t=vardinis arba minimalus sienelės storis (projekto kodai paprastai reikalauja naudoti minimalų, ty vardinį minus malūno toleranciją)

D=išorinis vamzdžio skersmuo

Kai žinomas projektinis slėgis, reikalingas hidrostatinis bandymo slėgis nustatomas taikant kodo bandymo -slėgio daugiklį, dažniausiai 1,5 × projektinį slėgį proceso vamzdynams pagal ASME B31.3.

Veiktas pavyzdys: 6 colių 40 plano ASTM A312 TP316L vamzdis

Tik iliustracinis skaičiavimas. Leidžiamos įtempių vertės, frezavimo leistinos nuokrypos ir bandymo daugikliai skiriasi priklausomai nuo kodo leidimo, sienos{1}}storio klasės ir temperatūros -, prieš nustatydami bandymo slėgį, visada patvirtinkite esamas vertes atitinkamose kodo įtempių lentelėse.

Kokio bandymo slėgio reikalauja pagrindiniai vamzdynų standartai?

Pagal daugumą kodų reikia atlikti hidrostatinį bandymą, kuris yra 1,25–1,5 karto didesnis už projektinį arba didžiausią leistiną darbinį slėgį, išlaikomas mažiausiai 10 minučių vizualiniam patikrinimui -, tačiau tikslus daugiklis, palaikymo laikas ir leistinas slėgio kritimas skiriasi pagal standartą.

Visada patikrinkite konkretų leidimą ir kategoriją, nurodytą jūsų projekto specifikacijoje. - testavimo veiksniai ir sulaikymo laikas yra periodiškai peržiūrimi.

Kiek laiko turėtų būti palaikomas bandomasis slėgis atliekant hidrostatinį bandymą?

Daugumoje vamzdynų kodų reikalaujama, kad bandymo slėgis būtų palaikomas mažiausiai 10 minučių, kad būtų galima apžiūrėti vizualiai, nors didelio-skersmens sistemose, įvairiose-šalių vamzdynuose arba kliento specifikacijose dažnai tai pailgėja iki kelių valandų, kad būtų galima aptikti lėtus nuotėkius.

Sulaikymo laikas paprastai skirstomas į dvi fazes:

Slėgis ir stabilizavimas - slėgis didinamas palaipsniui (dažniausiai 25 % žingsniu) ir leidžiama stabilizuotis prieš kiekvieną vėlesnį padidinimą, išvengiant smūginės suvirinimo siūlių ir jungiamųjų detalių apkrovos.

Ilgalaikis laikymas patikrinimui - vieną kartą esant visiškam bandymo slėgiui, sistema palaikoma kodo-minimalią trukmę, kol inspektoriai eina per liniją, tikrindami suvirinimo siūles, flanšus ir sriegines jungtis, ar nėra nuotėkio, neaiškumų ar matomų deformacijų.

Išmatuojamas slėgio kritimas palaikymo metu (neviršijant su temperatūra-susijusio tūrio pokyčio) laikomas nesėkmingu bandymu ir prieš atliekant pakartotinį bandymą jį reikia ištirti.

Kokių saugos priemonių reikia imtis atliekant hidrostatinį bandymą?

Norint atlikti saugų hidrostatinį bandymą, reikalinga apibrėžta išskirtinė zona, kalibruoti ir dvigubi{0}}patikrinti slėgio matuokliai, visiškas oro išleidimas prieš didinant slėgį, laipsniškas slėgio didinimas ir dokumentais patvirtintas maksimalus bandymo slėgis, kuris niekada neviršijamas.

Prieš didindami slėgį, išleiskite visą orą. Įstrigęs oras yra suspaudžiamas ir sukaupia daug energijos - esant slėgiui oro kišenė elgiasi daug audringiau nei vanduo, jei defektas sugenda.

Aplink bandymo sekciją nustatykite išskirtinę zoną, ypač šalia srieginių jungiamųjų detalių, flanšų ir aklųjų galų, dėl kurių kyla didžiausia sviedinio gedimo rizika.

Kad patikrintumėte rodmenis, naudokite kalibruotus matuoklius, geriausia – du nepriklausomus matuoklius (bandomąjį matuoklį ir etaloninį / pagrindinį matuoklį).

Didinkite slėgį palaipsniui, etapais, niekada vienu šuoliu iki viso bandymo slėgio.

Niekada neviršykite nurodyto bandymo slėgio, net trumpam - slėgio mažinimo įtaisai turėtų būti nustatyti šiek tiek virš tikslinio bandymo slėgio kaip griežta riba.

Kontroliuokite vandens temperatūrą-. Nerūdijančio plieno bandymai esant labai žemai aplinkos temperatūrai padidina trapaus -tipo lūžių atsiradimo defektų atveju riziką; daugumoje specifikacijų nustatyta minimali bandomoji -metalo temperatūra.

Kontroliuokite chlorido kiekį bandomajame vandenyje - tai yra nerūdijančio-plieno-specifinis reikalavimas, išsamiai aprašytas toliau.

Kodėl vandens chlorido kiekis yra labai svarbus bandant nerūdijančio plieno vamzdį?

Chlorido jonai bandomajame vandenyje gali sukelti chloro -sukeltą įtempių korozijos įtrūkimą (Cl-SCC) arba įdubimą austenitiniame nerūdijančiame pliene, todėl daugumoje specifikacijų ribojamas bandomasis -vandens chlorido kiekis iki 50 ppm ar mažiau -, todėl po bandymo reikia nedelsiant nusausinti ir išdžiovinti.

Austenitinės klasės, pvz., 304/304L ir 316/316L, yra labai jautrios vietinei korozijai, kai chlorido jonai yra įstrigę prie metalo paviršiaus, ypač jei vanduo paliekamas stovėti arba išgaruoja lėtai, o chloridai koncentruojasi paskutiniame-drėkintame paviršiuje. Ši rizika smarkiai padidėja, kai temperatūra pakyla ir vamzdžio sienelėje yra įtempimas - būtent tokiomis sąlygomis, kurios susidaro hidrostatinio bandymo metu.

Rekomenduojami valdikliai apima:

Geriamojo arba demineralizuoto vandens, kurio chlorido kiekis patvirtintas žemiau projekto -nurodytos ribos, naudojimas (dažniausiai 50 ppm, kartais 30 ppm, kai naudojamas aukštas-grynumas arba aukšta{4}} temperatūra).

Vengti neapdoroto jūros vandens, sūraus vandens arba vandens iš nežinomų šaltinių bet kokioms austenitinėms arba dvipusėms nerūdijančio plieno sistemoms.

Visiškai ištuštinkite sistemą iš karto po sulaikymo ir patikrinimo - neleiskite bandomajam vandeniui patekti į vamzdį.

Išpūskite- arba išvalykite sausu oru / azotu po nusausinimo, kad būtų pašalintos likutinės drėgmės kišenės, ypač žemose vietose, negyvose kojose ir prietaisų čiaupuose.

Vandens šaltinio ir chlorido bandymo rezultatų dokumentavimas kaip bandymų paketo dalis, siekiant atsekamumo.

Ką daryti, jei bandymo metu atsiranda nuotėkis arba gedimas?

Jei atsiranda nuotėkis, slėgio kritimas arba matoma deformacija, nedelsdami pašalinkite slėgį kontroliuojamu būdu, izoliuokite ir ištuštinkite sistemą, dokumentuokite gedimo vietą ir nebandykite remontuoti ar pakartotinai atlikti bandymų esant slėgiui.

Nedelsdami sustabdykite slėgį ir pradėkite kontroliuojamą slėgio mažinimą - niekada nebandykite aptikti ar pažymėti nuotėkio, kol sistemoje išlieka bandomasis slėgis.

Visiškai išleiskite slėgį ir išleiskite vandenį, kol kas nors priartėja prie gedimo vietos.

Tikslią defekto vietą, orientaciją ir išvaizdą (suvirinimas, netauriųjų metalų, jungiamosios detalės) dokumentuokite su nuotraukomis ir matavimais.

Prieš taisydami nustatykite pagrindinę priežastį - akytumą, susiliejimo trūkumą, sienelės-storio trūkumą arba medžiagos defektą -, nes taisymo būdas priklauso nuo priežasties.

Remontuokite pagal taikomą suvirinimo procedūros specifikaciją (WPS), tada pakartokite visą hidrostatinį testą nuo pat pradžių; Dalinis pakartotinis tik suremontuoto ploto bandymas nepriimtinas pagal daugumą kodų.

Kuo skiriasi nikelio lydinio vamzdžio ir nerūdijančio plieno vamzdžio hidrostatinis bandymas?

Nikelio lydiniai, tokie kaip625 lydinys, Lydinys 825 ir C-276 paprastai reikalauja didesnio hidrostatinio bandymo slėgio dėl didesnių leistinų įtempių verčių ir nors jie yra atsparesni chlorido -sukeltam korozijos įtrūkimui nei austenitiniam nerūdijančiam plienui, mažai chloro turintis vanduo ir greitas nusausinimas išlieka geriausia abiejų medžiagų šeimų praktika.

Kadangi nikelio lydiniai palaiko didesnį leistiną įtempį, ta pati Barlow -formulės apskaičiavimas suteikia didesnį projektinį slėgį -, taigi ir didesnį reikalaujamą bandymo slėgį - esant identiškiems vamzdžių matmenims. Bandymo įranga, matuokliai ir apsauginiai įtaisai turi būti įvertinti pakankamai dideliu skirtumu, viršijančiu apskaičiuotą nikelio -lydinio bandymo slėgį.

Kokios po{0}}bandymo procedūros apsaugo nuo korozijos po hidrostatinio bandymo?

Išlaikius hidrostatinį testą, nerūdijančio plieno vamzdis turi būti visiškai nusausintas, išdžiovintas sausu oru arba azotu, patikrintas, ar paviršius nėra nudažytas, ir, jei reikia, pasyvuoti prieš pradedant naudoti sistemą arba ilgai{0}}saugant.

Nedelsdami nusausinkite - nepalikite bandomojo vandens stovėti net per naktį.

Kruopščiai išdžiovinkite švariu, sausu oru arba azotu, nukreipdami į žemiausias vietas, negyvas kojeles ir matuoklio / prietaiso jungtis, kur telkiasi vanduo.

Patikrinkite, ar paviršius nepakeitė spalvos ar dėmių, kurie gali rodyti chlorido likučius arba staigų rūdijimą nuo užteršto vandens.

Pasyvuokite arba iš naujo{0}}pasyvuokite atvirus paviršius pagal ASTM A967, jei pastebėsite dėmių, užteršimo ar laisvo geležies surinkimo.

Užrašykite bandymo ir džiovinimo pabaigą į kokybės dokumentų paketą kartu su slėgio diagrama arba manometro rodmenimis.

Dažnai užduodami klausimai

Paprastai 1,5 karto didesnis už apskaičiuotą projektinį slėgį proceso vamzdynams pagal ASME B31.3, nors tikslus daugiklis priklauso nuo reglamentuojančio kodo - API 5L lauko bandymai, pavyzdžiui, dažniausiai naudojami 1,25 karto MAOP.

Ar galite naudoti vandentiekio vandenį nerūdijančio plieno vamzdžiui hidrostatiškai išbandyti?

Tik tuo atveju, jei patvirtinama, kad jo chlorido kiekis neviršija projekte{0}}nurodytos ribos, paprastai 50 ppm arba mažiau. Neišbandytas vandentiekio vanduo, šulinių vanduo arba bet koks vanduo iš nežinomo šaltinio neturėtų būti laikomas saugiu austenitiniam nerūdijančiam plienui.

Kuo skiriasi hidrostatinis bandymas ir pneumatinis bandymas?

Atliekant hidrostatinį bandymą naudojamas vanduo, kuris yra beveik nesuspaudžiamas ir, įvykus gedimui, išskiria labai mažai sukauptos energijos. Atliekant pneumatinį bandymą naudojamas oras arba dujos, kurios yra suspaudžiamos ir sukaupia daug daugiau energijos, todėl pneumatinis bandymas iš esmės yra pavojingesnis ir paprastai naudojamas tik tada, kai sistemoje negali būti toleruojamas vanduo.

Ar privalomas visų nerūdijančio plieno vamzdžių hidrostatinis bandymas?

Tai privaloma visur, kur to reikalauja reglamentuojantis kodas ar projekto specifikacija -, įskaitant daugumą proceso vamzdynų pagal ASME B31.3 ir daugumą slėginių vamzdynų pagal ASME B31.1 -, nebent vietoje jo būtų aiškiai leidžiamas patvirtintas alternatyvus tyrimo metodas (pvz., ultragarsinis arba sūkurinės srovės bandymas).

Kaip greitai po hidrostatinio bandymo nerūdijančio plieno vamzdis turi būti išdžiovintas?

Iš karto po bandymo laikymo ir patikrinimo pabaigos. Ilgą laiką paliekant vandenį -, ypač chloridą-nešantį vandenį - nerūdijančio plieno vamzdyje, žymiai padidėja duobių ir įtempių korozijos įtrūkimų rizika.

Darbas su gamintoju

Tinkamas hidrostatinis bandymas prasideda nuo tinkamo gamybos - tikslaus sienelės storio, patikrinto medžiagų sertifikato ir švaraus, mažai{1}}chlorido naudojimo nuo malūno iki galutinio bandymo.

Mūsų gamybos ir kokybės komandos apskaičiuoja, dokumentuoja ir stebi kiekvienos mūsų gaminamos nerūdijančio plieno ir nikelio lydinio vamzdžių ritės hidrostatinius bandymus, atitinkančius ASME, ASTM ir API reikalavimus. Tai užtikrina visiškas medžiagų atsekamumas ir 3.1/3.2 sertifikatas. Jei jūsų projekto specifikacijose reikalaujama apibrėžto bandymo slėgio, palaikymo laiko arba chlorido ribos, mūsų inžinierių komanda gali patvirtinti skaičiavimo ir bandymų planą prieš pradedant gamybą.