Испытания при повышенном давлении трубопровод
Гидравлическое испытание[1] — один из наиболее часто используемых видов неразрушающего контроля, проводящийся с целью проверки прочности и плотности сосудов, трубопроводов, теплообменников, насосов и другого оборудования, работающего под давлением, их деталей и сборочных единиц. Также гидравлическим испытаниям могут подвергаться схемы тепломеханического оборудования в сборе и даже целые тепловые сети. По принятой в большинстве стран практике, всё оборудование, работающее под давлением, подвергают гидравлическим испытаниям:
- после изготовления предприятием-изготовителем оборудования или элементов трубопроводов, поставляемых на монтаж;
- после монтажа оборудования и трубопроводов;
- в процессе эксплуатации оборудования и трубопроводов, нагружаемых давлением воды, пара или пароводяной смеси.
Гидравлическое испытание — необходимая процедура, свидетельствующая о надёжности оборудования и трубопроводов, работающих под давлением, в течение всего срока их службы, что крайне важно, учитывая серьёзную опасность для жизни и здоровья людей в случае их неисправностей и аварий.
Давление проведения гидравлических испытаний называется
поверочным, и оно превышает рабочее обычно в 1,25, 1,5 или в 5/3 раза. После производства и при периодической проверке сосудов внутреннего давления с целью надёжности их нагружают поверочным давлением с определением степени изменения объёмных характеристик ОРБ.
Ход процедуры[править | править код]
Объявление о проведении гидравлических испытаний
В испытуемом оборудовании, трубопроводе или системе (контуре) создаётся пробное давление (во избежание гидроударов и внезапных аварийных ситуаций это производится медленно и плавно), превышающее рабочее на определяемую по специальным формулам величину, чаще всего на 25 %. При этом тщательно контролируют рост давления по двум независимым поверенным манометрам или каналам измерений, на этом этапе допускается колебание давления вследствие изменения температуры жидкости. В процессе набора давления в обязательном порядке должны быть приняты меры для исключения скопления газовых пузырей в полостях, заполненных жидкостью. Затем, в течение так называемого времени выдержки, оборудование находится под повышенным давлением, которое не должно падать вследствие неплотности испытуемого оборудования, что также внимательно отслеживается. После чего давление снижается до [2]обоснованного расчетом на прочность значения, но не менее рабочего давления. На протяжении этих этапов персонал должен находиться в безопасном месте, нахождение рядом с испытуемым оборудованием строжайше запрещено. После снижения давления персонал проводит визуальный осмотр оборудования и трубопроводов в доступных местах в течение времени, необходимого для осмотра. В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления (например в теплообменниках), гидравлическому испытанию должна подвергаться каждая полость.
Оценка результатов[править | править код]
Оборудование и трубопроводы считаются выдержавшими гидравлические испытания, если в процессе испытаний и при осмотре не обнаружено течей жидкости и разрывов металла, в процессе выдержки падение давления не выходило за пределы, объясняемые колебаниями давления вследствие изменения температуры жидкости, а после испытаний не выявлено видимых остаточных деформаций.
Пневматическое испытание[править | править код]
В случаях, специально оговорённых в проектной документации на испытуемое изделие или государственными правилами и стандартами, допускается замена гидравлических испытаний пневматическими. Чаще всего это разрешается при условии дополнительного обследования предприятием-изготовителем изделия другими методами неразрушающего контроля, например сплошным ультразвуковым и радиографическим контролем основного металла и сварных соединений. В некоторых случаях пневматические испытания являются своеобразным подготовительным этапом перед гидравлическими. Они проводятся аналогично гидравлическим, иногда, при небольших давлениях и применительно к оборудованию со специфической конструкцией (например теплообменникам), места, где могут быть неплотности, обрабатываются мыльным раствором. После повышения давления на местах, имеющих дефекты, вздуваются мыльные пузыри, что позволяет легко их обнаружить. Таким способом определяется плотность, но не прочность оборудования.
Определение параметров гидравлических (пневматических) испытаний[править | править код]
Определение давления[править | править код]
Существует, как минимум, восемь подходов к выбору величины испытательного давления[3], везде рассматриваются повреждения коррозионной природы, а также используется связь давления с диаметром трубопровода. Принимается во внимание, что на выбор величины должны влиять как марка стали, так и геометрические характеристики трубопровода и прочностные характеристики сварной конструкции. Связь в виде прямо- и обратно пропорциональных зависимостей не соответствует современным представлениям о механизме разрушения металлического трубопровода. Положение, согласно которому разрушение стенки трубы при гидравлическом испытании происходит, когда напряжение в стенке достигает временного сопротивления разрыву, является чрезвычайно упрощенным. Имеется методика определения максимального давления опрессовки с учетом толщины стенки в рассматриваемый момент, скорости коррозии, величины диаметра и марки стали трубопровода. Имеется запатентованная методика, ее недостатками является сложность и отсутствие программной реализации. Кроме того, нет даже потенциальной возможности интеграции с современными программными расчетными комплексами.
Давление гидравлических испытаний должно быть не менее определяемого по формуле:
(нижняя граница)
и не более давления, при котором в испытуемом изделии возникнут общие мембранные напряжения, равные , а сумма общих или местных мембранных и общих изгибных напряжений достигнет (верхняя граница). Где:
— расчётное давление при испытаниях на предприятии-изготовителе или рабочее давление при испытаниях после монтажа и в процессе эксплуатации,
— номинальное допустимое напряжение при температуре гидравлических испытаний для рассматриваемого элемента конструкции,
— номинальное допускаемое напряжение при расчётной температуре рассматриваемого элемента конструкции.
— коэффициент, равный:
- 1 для защитных оболочек и страховочных корпусов (кожухов);
- 1,25 для оборудования и трубопроводов (1,15 при пневмоиспытаниях);
- 1,5 для деталей, изготовленных из литья;
- 1,3 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см²;
- 1,6 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью менее 20 Дж/см².
Для элементов, нагружаемых наружным давлением, должно также выполняться условие:
Гидравлическое испытание криогенных сосудов при наличии вакуума в изоляционном пространстве должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
Гидравлическое испытание металлопластиковых сосудов должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
где:
— отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда;
— коэффициент, равный:
- 1,3 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см²;
- 1,6 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью менее 20 Дж/см².
Значения , , общие и местные мембранные и общие изгибные напряжения; — допускаемое наружное давление при температуре гидравлических испытаний определяют по Нормам расчёта на прочность.
В случае, если гидравлическим (пневматическим) испытаниям подвергаются система или контур, состоящие из оборудования и трубопроводов, работающих при разных рабочих давлениях и (или) расчётных температурах, или изготовленных из материалов с различными и (или) , то давление гидравлических (пневматических) испытаний этой системы (контура) следует принимать равным минимальному значению верхней границы давлений испытаний, выбранному из всех соответствующих значений для оборудования и трубопроводов, составляющих систему (контур).
Кем и в каких документах указывается.
Значения давления гидравлических испытаний для оборудования и сборочных единиц (блоков) трубопроводов должны указываться предприятием-изготовителем в паспорте оборудования и свидетельстве об изготовлении деталей и сборочных единиц трубопровода.
Значения давлений гидравлических (пневматических) испытаний систем (контуров) должны определяться проектной организацией и сообщаться предприятию-владельцу оборудования и трубопроводов, которое уточняет эти значения на основе данных, содержащихся в паспортах оборудования и трубопроводов, комплектующих систему (контур).
Определение температуры[править | править код]
В большинстве случаев для гидравлического испытания должна применяться вода температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °C, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения и определяемое согласно Нормам расчёта на прочность. При этом во всех случаях температура испытательной и окружающей среды не должна быть ниже 5 °C.
Однако в некоторых отраслях промышленности к выбору допускаемой температуры подходят более строго, что связано с изменением физических свойств материалов и воды при очень высоких давлениях и воздействии других факторов. Например, на АЭС допускаемая температура металла при гидравлических (пневматических) испытаниях в процессе эксплуатации (в том числе после ремонта) устанавливается на основе данных расчёта на прочность, паспортов оборудования и трубопроводов, чисел циклов нагружения, зафиксированных в процессе эксплуатации, фактических флюенсов нейтронов с энергией МэВ и данных испытаний образцов-свидетелей, устанавливаемых в корпуса ядерных реакторов.
Кем и в каких документах указывается.
Допускаемая температура металла при гидравлических испытаниях, проводимых после изготовления, должна определяться конструкторской (проектной) организацией и указываться в чертежах, паспортах оборудования и свидетельствах об изготовлении деталей и сборочных единиц трубопроводов.
Определение времени выдержки[править | править код]
Время выдержки под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта, но должно быть не менее 5 мин. При отсутствии указаний в проекте время выдержки должно быть не менее значений, указанных в табл.
| Толщина стенки, мм | Время выдержки, мин |
| До 50 | 10 |
|---|---|
| Свыше 50 до 100 | 20 |
| Свыше 100 | 30 |
| Для литых, неметаллических и многослойных сосудов независимо от толщины стенки | 60 |
Примечания[править | править код]
- ↑ иногда именуется опрессовкой, что в целом не верно, так как «опрессовка» на техническом сленге более широкое понятие, включающее в себя заполнение и постановку под давление любой средой, чаще даже рабочей, чем испытательной.
- ↑ пункт 181 Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением»
- ↑ Чичерин, С.В. Величина пробного давления при проведении ежегодных гидравлических испытаний тепловых сетей // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». — 2017. — Т. 17, № 1. — С. 13–20.
Литература[править | править код]
- Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03); (Не действует — Отменён. Приказом Ростехнадзора № 116 от 25.03.2014 г. https://www.normacs.ru/Doclist/doc/15QP.html)
- Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89);
- Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для объектов использования атомной энергии (НП-044-03);
- Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды для объектов использования атомной энергии (НП-045-03);
- Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля (ПНАЭ Г-7-010-89).
Источник
ГлавнаяСтатьи и материалыГидравлические испытания трубопроводов
Гидравлические испытания трубопроводов
Гидравлические испытания трубопроводов
Особенности процесса гидравлических испытаний
В рамках испытаний магистраль подвергается эксплуатации в экстремальных условиях с целью определения надёжности системы. При этом давление гидравлического испытания может превышать рабочие показатели в 1,2-1,5 раз. Оно нагнетается в магистраль постепенно, чтобы исключить вероятность возникновения гидравлического удара и иной аварийной ситуации. Для контроля, регулирования и фиксирования напора рабочей среды используются манометры.
Подготовка к гидравлическим испытаниям
Прежде, чем приступать к испытаниям, система подвергается тщательному визуальному осмотру на предмет выявления отклонения от проектной документации. Это позволяет понять, готова ли система к испытаниям. Во время подготовительного этапа:
- Осматриваются стыки;
- Определяется правильность установки арматуры;
- Проверяются подвески и опорные элементы;
- Тестируются запорные элементы и определяется, насколько легко они открываются;
- Устанавливаются возможности удаления воздуха из системы.
Оптимальными условиями для проведения испытаний является температура не ниже +15оС. Перед проверкой наружных трубопроводов необходимо выполнить их продувку с целью освобождения внутреннего пространства от возможных загрязнений.
Процесс проведения гидравлических испытаний
После соответствующей подготовки и осмотра системы, начинаются испытательные мероприятия, во время которых:
- Подключается гидравлическое оборудование и устанавливаются манометры;
- Система заполняется водой минимум +5оС. При этом воздушники должны находится в открытом состоянии, пока не покажется вода. Появление жидкости говорит об удалении всего воздуха из коммуникации. Для максимального выдавливания воздуха вода должна подаваться в наиболее низком месте системы.
- Во время заполнения магистрали жидкостью проверяются соединения с целью определения течи через негерметичные участки.
- Увеличивается напор и начинается тестирование трубопроводной сети. Время гидравлического испытания – минимум 5 минут.
- Давление плавно уменьшается до рабочих параметров.
- Вода сливается из коммуникации, после чего отсоединяется оборудование.
Считается, что испытания прошли успешно, если показания манометра остались неизменными, а в местах соединений и стыковки не наблюдается течи. В случае неудовлетворительных результатов, выполняется устранение погрешностей, после чего трубопроводная сеть подвергается повторному тестированию.
Показатели давления при тестировании на прочность устанавливаются проектной документацией и в зависимости от материала труб должны равняться:
Что касается проверки наружных коммуникаций, то тестирование напорных магистралей, которые прокладываются в траншеях, проводится дважды. Первичные испытания выполняются до засыпания и фиксирования арматуры, повторные – после установки клапанов-предохранителей и гидрантов (монтируются на водопроводах).
Если испытательные мероприятия предстоит выполнять при минусовых температурах, то нужно позаботиться о том, чтобы вода в системе не замёрзла, в первую очередь это касается спускных каналов. В подобных ситуациях используется раствор хлористого кальция, который добавляется в воду, или предварительный прогрев.
| Характеристики трубопровода | Величина испытательного давления при предварительном испытании, МПа (кгс/кв.см) |
|---|---|
| 1. Стальной 1 класса* со стыковыми соединениями на сварке (в том числе подводный) с внутренним расчетным давлением Рр до 0,75 МПа (7,5кгс/кв.см) | 1,5 (15) |
| 2. То же, от 0,75 до 2,5 МПа (от 7,5 до 25 кгс/кв.см) | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 2, но не более заводского испытательного давления труб |
| 3. То же, св. 2,5 МПа (25 кгс/кв.см) | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,5, но не более заводского испытательного давления труб |
| 4. Стальной, состоящий из отдельных секций, соединяемых на фланцах, с внутренним расчетным давлением Рр до 0,5 МПа (5 кгс/кв.см) | 0,6(6) |
| 5. Стальной 2- и 3-го классов со стыковыми соединениями на сварке и с внутренним расчетным давлением Рр до 0,75 МПа (7,5 кгс/кв.см) | 1,0(10) |
| 6. То же от 0,75 до 2,5 МПа (от 7,5 до 25 кгс/кв.см) | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,5, но не более заводского испытательного давления труб |
| 7. То же, св. 2,5 МПа (25 кгс/кв.см) | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,25, но не более заводского испытательного давления труб |
| 8. Стальной самотечный водовод водозабора или канализационный выпуск | Устанавливается проектом |
| 9. Чугунный со стыковыми соединениями под зачеканку (по ГОСТ 9583-75 для труб всех классов) с внутренним расчетным давлением до 1 МПа (10 кгс/кв.см) | внутреннее расчетное давление плюс 0,5(5), но не менее 1(10) и не более 1,5(15) |
| 10. То же, со стыковыми соединениями на резиновых манжетах для труб всех классов | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,5, но не менее 1,5(15) и не более 0,6 заводского испытательного гидравлического давления |
| 11. Железобетонный | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,3, но не более заводского испытательного давления на водонепроницаемость |
| 12. Асбестоцементный | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,3, но не более 0,6 заводского испытательного давления на водонепроницаемость |
| Пластмассовый | Внутреннее расчетное давление с коэффициентом 1,3 |
Акт гидравлических испытаний: пример и особенности его составления
Акт – официальный документ, который должен отображать информацию об объекте, проводимых испытаниях и членах комиссии.
Испытания трубопроводных сетей должна проводить монтажная компания. Лицо, которое несёт ответственность за проведение испытательных работ, должно иметь наряд-допуск, соответствующий требованиям СНиП III-4-80. В завершении всех мероприятий должен быть составлен акт гидравлических испытаний, в котором необходимо отобразить:
- Наименование трубопроводной системы;
- Название организации, которая проводила технический надзор;
- Сведения о величине испытательного давления и времени испытаний;
- Информация о снижении давления;
- Марку мономертра;
- Описание несоответствий, обнаруженных в ходе испытаний, либо отметка об их отсутствии;
- Выводы;
- Дата испытаний.
Стандартный состав комиссии:
- Представитель монтажной компании, которая выполняла прокладку трубопровода;
- Инспектор Технадзора;
- Представитель эксплуатационной компании.
При внесении информации о трубопроводе, кроме названия, необходимо указать его длину, диаметр и материал изготовления.
Если трубопровод успешно выдержал испытания, то комиссия даёт разрешение на ввод системы в эксплуатацию. Данное разрешение заверяется подписями всех членов комиссии. При этом должны быть указаны их занимаемые должности и ФИО.
Гидравлические испытания: формула
Тестируемое давление должно быть не меньше, чем значение, полученное по формуле:
И не больше значения, при котором в тестируемом трубопроводе способны возникнуть мембранные напряжения 
, а общие либо местные мембранные и общие изгибные напряжения в совокупности будут равняться 
(верхняя граница).
P – расчётное значение давления при тестировании в заводских условиях либо рабочее давление при тестировании после монтажных работ и во время эксплуатации;
– максимально допустимое напряжение при температуре испытательных мероприятий T^h;
– максимально допустимое напряжение при расчётной температуре T;
K^h – коэффициент, который для трубопроводов равен 1,25.
Особенности гидравлических испытаний водопровода
Испытания водопроводных систем проводятся до выполнения финальных отделочных работ. Перед завершающим этапом тестирования все подземные магистрали закрываются, но сантехнические приборы пока не монтируются. Места выхода закрываются заглушками.
Испытания водопроводных коммуникаций из пластика разрешается проводить по прошествии суток с момента завершения монтажных работ при температуре выше нуля. Для тестирования водосливов, трубы наполняются жидкостью до верхней части стояков. Если при полном заполнении водосливов не наблюдается протечек на протяжении 20 минут, а уровень воды не изменяется, то считается, что водопровод выдержал испытания.
Во время проведения тестирования системы надо придерживаться следующих правил:
- Водопроводную систему следует начинать заполнять с магистральных линий, чтобы вода постепенно зашла в стояки и небольшие локальные каналы;
- В первую очередь надо заполнять нижние этажи, плавно поднимаясь вверх. Это позволит удалить воздух из системы и исключить вероятность образования воздушных пробок;
- При тестировании магистрали горячей воды, температуру нужно измерять в крайних точках коммуникации. Для испытаний используется вода расчётной температуры;
- В процессе проверки водопровода горячей воды также тестируются полотенцесушители.
Испытания водопроводной сети предполагает выполнение следующих действий:
- Наполнение водопровода водой;
- Выдерживание без давления 2 часа;
- Медленное повышение напора, который удерживается в течение 0,5 часа;
- Осмотр системы на предмер протечек;
- Снижение давления до рабочих показателей;
- Проверка состояния трубопровода;
- Выдерживание системы под рабочим давлением 0,5 часа;
- Слив воды из трубопроводной сети.
Отсутствие протечек свидетельствует об успешном завершении испытаний.
Особенности гидравлических испытаний отопления
Испытания отопительных коммуникаций выполняется два раза. Изначально тестированию подвергается исключительно магистраль без арматуры и оборудования, а затем вся система в сборе (с задвижками, грязевиками и прочими элементами). Необходимость проведения испытаний в два эта обусловлена тем, что при установленном оборудовании и арматуре гораздо сложнее протестировать точки соединений.
При проведении испытаний соблюдается та же последовательность действий, что при тестировании сетей подачи воды. Проверочное давление должно быть в 1,25 раза больше, нежели рабочее. В ходе проверки отопительной сети без оборудования и арматуры, напор увеличивают до расчётного давления и коммуникация тестируется 10 минут. Трубопроводную коммуникацию в сборе выдерживают под давлением на протяжении 15 минут.
Особенности гидравлических испытаний канализации
Тестирование безнапорных систем канализации проводится после окончания работ по гидроизоляции, но перед началом внутренней отделки. Наружные магистрали проверяются до засыпки траншей. На предварительном этапе испытывается система без колодцев, а потом проверяется вместе с колодцами.
Внутренние полимерные коммуникации должны проверяться только при температуре окружающего воздуха выше нуля спустя минимум сутки после окончания всех монтажных работ.
Для испытания колодцев их заполняют водой и выдерживают определённое время. При закрытых отверстиях на входе и на выходе уровень жидкости должен оставаться неизменным. Это свидетельствует об отсутствии течи.
В случае напорных канализационных систем, испытания проводятся под давлением. Тестирование считается успешным, если входное и выходное давление одинаковое – это значит, что нет утечек.
При проведении испытательных мероприятий и сдаче трубопровода в эксплуатацию должны быть составлены соответствующие акты:
- Визуального осмотра системы и всех комплектующих;
- Скрытых работ;
- Проверки на прочностные показатели и плотность коммуникации;
- Промывочных операций;
- Входного контроля качества;
- Соответствия проведенных работ проектной документации.
Периодичность проведения гидравлических испытаний
Срок гидравлических испытаний систем отопления и водоснабжения приходится на начало и конец отопительного сезона.
Системы канализации по предписанию проходят процедуру технического обслуживания, в состав которой входят гидравлические испытания, раз в год.
Кроме того, проверка любой трубной магистрали проводится по окончанию монтажных и ремонтных работ, а также по предписанию управляющей компании.
Стоимость гидравлических испытаний
Калькуляция на тестирование системы на прочность и герметичность выполняется отдельно от монтажа системы. При испытаниях контура цена рассчитывается за погонный метр. Стоимость проверки отдельных комплектующих зависит от количества элементов коммуникации.
Если не проводить гидравлических испытаний
При запуске только что смонтированной трубной системы, отсутствие заполненного акта гидравлических испытаний не позволит получить разрешение на ввод объекта в эксплуатацию от контролирующих организаций.
Если пренебречь данным мероприятием в уже действующем трубопроводе, большей проблемой станет выход из строя всей системы, что повлечет за собой дополнительные расходы. Ведь без испытаний не будет видна реальная картина состояния трубопроводной сети, например, утечки рабочей жидкости из стыков.
Это грозит ремонтными работами с полным отключением коммуникации.
При использовании современных трубопроводных систем, имеющих длительный срок службы (50 лет и больше), испытания достаточно проводить после монтажа, реконструкции и после профилактических работ.
Но так как в нашей стране многие коммуникации проложены ещё в прошлом веке, то гидравлические испытания, проведенные в срок, помогут сэкономить время и средства на ремонт или в более серьезном случае полную замену труб.
Вопросы, комментарии, отзывы
Чтобы задать любой интересующий Вас вопрос, отправить запрос на расчет продукции или запросить необходимую документацию Вы можете воспользоваться специальной формой на сайте, отправить письмо по электронной почте или позвонить по телефону
Источник
