Хидростатичко испитивање цеви од нерђајућег челика: прорачуни притиска и безбедносне смернице

Хидростатичко испитивање је коначни доказ да цев, фитинг или калем од нерђајућег челика могу безбедно да издрже притисак пре него што уђу у употребу. Један погрешно израчунат испитни притисак - пренизак да би се ухватила грешка или превисок и ризик од пуцања - може да претвори рутинску проверу квалитета у безбедносни инцидент или скупо одлагање пројекта. Овај водич даје одговоре на питања која инжењери, заваривачи и КА/КЦ инспектори постављају најчешће о хидростатичком тестирању цеви од нерђајућег челика и легура никла, користећи исту логику{4}}засновану на коду коју наш инжењерски тим примењује на сваком млину и тесту на терену које изводимо.

Шта је хидростатичко испитивање и зашто је потребно за цеви од нерђајућег челика?

Хидростатичким испитивањем цев или систем цевовода под притиском воде најмање 1,25–1,5 пута већи од пројектованог притиска да би се потврдило да нема цурења-и да је структурално здрав пре пуштања у рад; захтевају га скоро сви главни кодови за цевоводе и{3}} посуде под притиском, укључујући АСМЕ Б31.3, АСМЕ Б31.1 и АСТМ А312/А999.

Тест функционише на једноставном принципу: вода је скоро нестишљива, тако да притискање цеви водом - уместо ваздуха или гаса - ослобађа веома мало ускладиштене енергије ако квар не успе. Ово чини хидростатичко испитивање далеко безбеднијим од пнеуматског тестирања, док и даље доказује да заварени спојеви, фитинзи и основни материјал могу да издрже притиске изнад нормалних радних услова.

Посебно за цеви од нерђајућег челика, хидростатичко испитивање служи у три сврхе верификације:

Интегритет завара и споја - који потврђује обим заварених спојева, заварених утичница и прирубничких спојева не пропуштају под притиском.

Темељни{0}}одрживи материјал - открива недостатке ламинација, инклузија или{2}}дебљине зида{2}}који се појављују током производње.

Усклађеност кода и документација - која производи сертификовани записник о тестирању (често према ЕН 10204 3.1/3.2) који је потребан за примопредају пројекта и регулаторне ревизије.

Како се израчунава хидростатички испитни притисак за цев од нерђајућег челика?

Испитни притисак се израчунава на основу Барлоове формуле - П=2·С·т / Д - да би се пронашао дозвољени пројектовани притисак цеви, који се затим множи кодом-најављеним фактором испитивања (обично 1,5 за АСМЕ Б31.3, 1,25 за АПИ 5Л теренска испитивања).

Барлоуова формула повезује унутрашњи притисак са обручним (ободним) напрезањем у цилиндру са танким{0}}зинама:

P = (2 × S × t) / D

П=дозвољени унутрашњи пројектовани притисак

С=дозвољени напон материјала на испитној температури (из табела напрезања важећег кода)

т=номинална или минимална дебљина зида (кодови дизајна обично захтевају коришћење минималне, тј. номиналне минус толеранције глодања)

Д=спољни пречник цеви

Када је пројектовани притисак познат, потребан хидростатички испитни притисак се проналази применом кодног тестног{0}}множитеља притиска, најчешће 1,5 × пројектованог притиска за процесне цеви према АСМЕ Б31.3.

Радни пример: 6-инчни распоред 40 АСТМ А312 ТП316Л цев

Само илустративни прорачун. Дозвољене вредности напона, толеранције глодања и тестни множитељи варирају у зависности од издања кода,{1}}класе дебљине зида и температуре - увек потврдите тренутне вредности у применљивим табелама напрезања кода пре подешавања пробног притиска.

Које испитне притиске захтевају главни стандарди за цевоводе?

Већина кодова захтева хидростатички тест између 1,25 и 1,5 пута већег од пројектованог или максималног дозвољеног радног притиска, који се одржава најмање 10 минута за визуелну инспекцију -, али се тачан множилац, време задржавања и дозвољени пад притиска разликују у зависности од стандарда.

Увек проверите специфично издање и категорију на које се помиње у спецификацији пројекта - фактори тестирања и времена чекања се повремено ревидирају.

Колико дуго треба одржавати испитни притисак током хидростатичког испитивања?

Већина кодова за цевоводе захтевају да се испитни притисак задржи најмање 10 минута ради визуелног прегледа, мада системи великог-пречника, цевоводи{2}}појединачне земље или спецификације клијената то често продужавају на неколико сати да би се открила спора цурења.

Време чекања се обично дели у две фазе:

Притисак притиска и стабилизације - се постепено повећава (обично у корацима од 25%) и дозвољава да се стабилизује пре сваког следећег повећања, избегавајући ударно оптерећење заварених спојева и фитинга.

Трајно задржавање за инспекцију - једном при пуном пробном притиску, систем се задржава код-минимално трајање док инспектори шетају линијом проверавајући заварене, прирубнице и навојне спојеве да ли постоје цурења, сузење или видљиве деформације.

Измерљиви пад притиска током задржавања (изнад дозвољене промене запремине у вези са температуром{0}}) се третира као неуспешан тест и захтева испитивање пре поновног тестирања.

Које су мере предострожности потребне током хидростатичког испитивања?

Безбедно хидростатичко тестирање захтева дефинисану зону искључења, калибрисане и двоструко{0}}верификоване манометаре, комплетно одзрачивање пре притиска, постепено повећање притиска и документовани максимални испитни притисак који никада није прекорачен.

Испразните сав ваздух пре притиска. Заробљени ваздух је компресибилан и складишти значајну енергију - ваздушни џеп под притиском се понаша много насилније од воде ако квар не успе.

Успоставите зону искључења око тестног дела, посебно близу навојних спојница, прирубница и слепих крајева, који носе највећи ризик од квара пројектила.

Користите калибрисане мераче, идеално два независна мерача (пробни мерач и референтни/главни мерач) да бисте унакрсно-проверили очитања.

Повећајте притисак постепено у фазама, никада у једном скоку до пуног тестног притиска.

Никада немојте прекорачити наведени испитни притисак, чак и накратко - уређаји за растерећење притиска треба да буду постављени мало изнад циљног тестног притиска као тврдог ограничења.

Контролни тест{0}}температуре воде. Испитивање нерђајућег челика на веома ниским температурама околине повећава ризик од лома типа крто- на грешкама; већина спецификација поставља минималну тест{3}}температуру метала.

Контролишите садржај хлорида у води за испитивање - ово је специфичан захтев за нерђајући -челик- који је детаљно покривен у наставку.

Зашто је садржај воденог хлорида критичан приликом тестирања цеви од нерђајућег челика?

Хлоридни јони у води за испитивање могу да изазову пуцање од корозије изазване хлоридом-(Цл-СЦЦ) или удубљења у аустенитном нерђајућем челику, тако да већина спецификација ограничава садржај воде у тесту-садржај хлорида на 50 ппм или мање - и захтева брзо пражњење након испитивања и сушења.

Аустенитне класе као што су 304/304Л и 316/316Л су веома подложне локализованој корозији када су јони хлорида заробљени уз површину метала, посебно ако вода стоји или полако испарава, концентришући хлориде на последњој-навлаженој површини. Овај ризик нагло расте са повишеном температуром и са напрезањем присутним у зиду цеви - управо у условима који су створени током хидростатичког испитивања.

Препоручене контроле укључују:

Коришћење воде за пиће или деминерализоване воде са садржајем хлорида који је верификован испод{0}}одређеног ограничења пројекта (обично 50 ппм, понекад 30 ппм за високу{3}}чистоћу или високу{4}}услугу).

Избегавање необрађене морске воде, боћате воде или воде из непознатих извора за било који аустенит или дуплекс нерђајући систем.

Потпуно испуштање система одмах након завршетка периода задржавања и инспекције - не дозволите да пробна вода остане у цеви.

Фе-сушење или прочишћавање сувим ваздухом/азотом након одводњавања да би се елиминисали џепови заостале влаге, посебно на ниским тачкама, мртвим ногама и славинама на инструментима.

Документовање резултата испитивања извора воде и хлорида као дела тестног пакета за следљивост.

Шта треба да урадите ако дође до цурења или квара током тестирања?

Ако дође до цурења, пада притиска или видљиве деформације, одмах контролисано смањите притисак, изолујте и испразните систем, документујте локацију квара и не покушавајте да поправите или поново тестирате под притиском.

Одмах зауставите притисак и започните контролисано смањење притиска - никада не покушавајте да лоцирате или обележите цурење док систем остаје на пробном притиску.

Потпуно испустите притисак и испразните пре него што се неко приближи тачки квара.

Документујте тачну локацију, оријентацију и изглед дефекта (завар, основни метал, спој) фотографијама и мерењима.

Одредите основни узрок - порозност, недостатак фузије, недостатак{1}}дебљине зида или дефект материјала - пре поправке, пошто начин поправке зависи од узрока.

Поправите према применљивој спецификацији поступка заваривања (ВПС), а затим поновите потпуно хидростатичко испитивање од почетка; делимично поновно тестирање само поправљене области није прихватљиво према већини кодова.

Како се хидростатичко испитивање разликује за цев од легуре никла у односу на цев од нерђајућег челика?

Легуре никла као нпрЛегура 625, легура 825 и Ц-276 генерално захтевају веће хидростатичке испитне притиске због својих виших дозвољених вредности напрезања, и иако су отпорнији на корозионо пуцање изазвано хлоридом- него аустенитни нерђајући челик, вода са ниским садржајем хлорида и брзо одводњавање остају најбоља пракса за обе породице материјала.

Пошто легуре никла подржавају већи дозвољени напон, иста Барлоуова-прорачунска формула даје већи пројектовани притисак -, а самим тим и већи потребни испитни притисак - за идентичне димензије цеви. Опрема за испитивање, мерачи и уређаји за растерећење треба да буду оцењени са довољном маргином изнад израчунатог тестног притиска легуре никла-.

Које процедуре након{0}}испитивања спречавају корозију након хидростатичког испитивања?

Након положеног хидростатичког теста, цев од нерђајућег челика треба потпуно испразнити, осушити сувим ваздухом или азотом, проверити да ли има површинских мрља и, ако је потребно, пасивизирати пре него што се систем стави у рад или-дуготрајно складиштење.

Одмах оцедите - не остављајте воду за испитивање, чак ни преко ноћи.

Осушите темељно користећи чист, сув ваздух или прочишћавање азотом, циљајући ниске тачке, мртве ноге и прикључке мерача/инструмената где се вода сакупља.

Прегледајте да ли постоји промена боје на површини или мрље које могу указивати на остатке хлорида или брзо рђе од контаминиране воде.

Пасивирајте или поново{0}}пасивирајте изложене површине према АСТМ А967 ако се примети мрље, контаминација или слободно накупљање гвожђа.

Забележите завршетак испитивања и сушења у пакету документације о квалитету заједно са графиконом притиска или очитањима мерача.

Често постављана питања

Обично 1,5 пута већи од израчунатог пројектованог притиска за процесне цевоводе према АСМЕ Б31.3, мада тачан множилац зависи од важећег кода - АПИ 5Л тестови на терену, на пример, обично користе 1,25 пута МАОП.

Можете ли користити воду из славине за хидростатско тестирање цеви од нерђајућег челика?

Само ако је потврђено да је садржај хлорида у оквиру{0}}наведеног ограничења пројекта, обично 50 ппм или мање. Нетестирана вода из чесме, вода из бунара или било која вода из непознатог извора не треба се сматрати безбедном за аустенитни нерђајући челик.

Која је разлика између хидростатског и пнеуматског теста?

Хидростатички тест користи воду, која је скоро нестишљива и ослобађа врло мало ускладиштене енергије ако дође до квара. Пнеуматски тест користи ваздух или гас, који је компресибилан и складишти много више енергије, што пнеуматско тестирање чини опаснијим и генерално се користи само када се вода не може толерисати у систему.

Да ли је хидростатичко испитивање обавезно за све цеви од нерђајућег челика?

Обавезно је свуда где то захтевају важећи код или спецификација пројекта - што обухвата већину процесних цевовода према АСМЕ Б31.3 и већину цевовода под притиском према АСМЕ Б31.1 - осим ако је одобрена алтернативна метода испитивања (као што је ултразвучно или испитивање{3}}тестирањем са вртложним струјама) изричито дозвољена уместо ње.

Колико брзо након хидростатичког испитивања треба осушити цев од нерђајућег челика?

Одмах након завршетка теста и инспекције. Остављање воде - посебно хлоридне-воде која садржи - да стоји у цевима од нерђајућег челика током дужег временског периода значајно повећава ризик од удубљења и пуцања од корозије под напоном.

Радите са произвођачем

Исправно хидростатичко тестирање почиње исправним производним - тачном дебљином зида, верификованим сертификатом материјала и чистим, ниским-поступком хлорида од млина до завршног теста.

Наши тимови за производњу и квалитет израчунавају, документују и сведоче о хидростатичким тестовима у складу са захтевима АСМЕ, АСТМ и АПИ-ја за сваки калем цеви од нерђајућег челика и легура никла који производимо, уз потпуну следљивост материјала и сертификат 3.1/3.2. Ако спецификација вашег пројекта захтева дефинисани испитни притисак, време задржавања или ограничење хлорида, наш инжењерски тим може да потврди прорачун и план тестирања пре него што почне производња.