Гидростатический тест - Hydrostatic test

Гидростатический тестер

А гидростатический тест это способ, которым сосуды под давлением такие как трубопроводы, сантехника, газовые баллоны, котлы топливные баки могут быть проверены на прочность и герметичность. Испытание включает заполнение сосуда или системы трубопроводов жидкостью, обычно водой, которую можно окрашивать, чтобы облегчить визуальное обнаружение утечек, и нагнетание в сосуде заданного испытательного давления. Герметичность можно проверить, перекрыв подающий клапан и наблюдая, есть ли потеря давления. Места утечки легче определить визуально, если в воде содержится 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 гидростатические испытания. Затем они регулярно переквалифицируются с использованием испытание под давлением который также называют модифицированный гидростатический тест.^{[нужна цитата ]}^{[требуется разъяснение ]} 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 спецификаций заказчика или могут требоваться по закону. Сосуд заполнен почти несжимаемой жидкостью - обычно воды или масло - герметизированы до испытательного давления и проверены на утечки или необратимые изменения формы. красный или флуоресцентный красители можно добавить в воду, 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). Вода обычно используется, потому что он дешев, легко доступен и обычно безвреден 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 способны высвободить небольшое количество энергии в случае отказа - только небольшой объем выйдет под высоким давлением, если контейнер выйдет из строя. Если высокое давление газ были использованы, то газ расширится до V = (nRT) / p с его сжатым объемом, что приведет к взрыву с сопутствующим риском повреждения или травмы.

Тест водяной рубашки

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 в результате 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 период 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 через процедуру осуждения, в которой баллон маркируется как небезопасный.^{[нужна цитата ]}

Информация, необходимая для определения теста, нанесена на цилиндр. Это включает в себя стандарт конструкции, серийный номер, производителя и дату изготовления. После испытания на сосуд или его паспортную табличку обычно ставится штамп с датой успешного испытания и опознавательным знаком испытательного центра.^{[нужна цитата ]}

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 указанной высоты через временную стояк, если это необходимо. Во время теста может потребоваться закрыть вентиляционные и другие выпускные отверстия.^{[нужна цитата ]}

Примеры

Переносные огнетушители - это средства безопасности, которые необходимы в большинстве общественных зданий. В домах также рекомендуются огнетушители. Со временем условия, в которых они размещены, 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 проектном давлении, выявить возможные утечки и послужить окончательной проверкой целостности построенной системы. . ASME B31.3 требует этого испытания, чтобы гарантировать герметичность и прочность.

Подземные нефте- и газопроводы высокого давления испытывают на прочность путем создания в них давления не менее 125% от их максимально допустимое рабочее давление (MAWP) в любой точке по их длине. Поскольку многие магистральные трубопроводы рассчитаны на то, чтобы напряжение стального кольца составляло 80% указанный минимальный предел текучести (SMYS) в Максимально допустимое рабочее давление MAOP, это означает, что сталь подвергается нагрузке до SMYS и выше во время испытаний, и необходимо выбирать испытательные участки, чтобы гарантировать, что не произойдет чрезмерной пластической деформации.^{[нужна цитата ]}

Для трубопроводов, изготовленных в соответствии с ASME B31.3, если расчетная температура превышает испытательную температуру, 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 приведет 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 тестирования до 150% дизайн давление, которое не должно быть меньше MAOP плюс помпаж и другие побочные эффекты, которые могут возникнуть при нормальной работе.^{[нужна цитата ]}

Испытание 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.^{[требуется разъяснение ]}

В аэрокосмической отрасли, в зависимости от авиакомпании, компании или клиента, необходимо соблюдать определенные правила. Например, Bell Helicopter имеет определенную спецификацию, которой необходимо следовать для любых деталей, которые будут использоваться в их вертолетах.^{[нужна цитата ]}

Частота тестирования

В большинстве стран есть законодательство или строительный кодекс который требует регулярных испытаний сосудов под давлением, 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, таких как используемые в огнетушители.^{[нужна цитата ]}^{[требуется разъяснение ]} Выходящие из строя газовые баллоны обычно уничтожаются в рамках протокола испытаний, чтобы избежать опасностей, связанных с их последующим использованием.^{[нужна цитата ]}^{[требуется разъяснение ]}

К этим обычным стандартным газовым баллонам США предъявляются следующие требования:^{[нужна цитата ]}

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 КАК Я укажите руководящие принципы для различных типов сосудов под давлением.

Безопасность

Гидравлическое испытание - опасный процесс, и его должен проводить компетентный персонал с осторожностью. Соблюдение предписанных процедур, определенных в соответствующих технические стандарты Соответствие конкретному применению и юрисдикции обычно снижает эти риски до приемлемого уровня.

Утечка жидкости под высоким давлением может порезаться или проникнуть в кожу и проникнуть в ткани тела. Это может вызвать серьезные прямые травмы оператора, а если жидкость токсична или загрязнена, это может вызвать дополнительные неблагоприятные 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. А хлыстовой предохранитель можно использовать для фиксации таких шлангов.
Распространенными мерами предосторожности являются закрытие компонентов, подлежащих тестированию, обозначение опасности, использование соответствующих средств индивидуальной защиты и создание препятствий для доступа второстепенного персонала.

Оборудование:

Манометры [от 1,5 до 4,0 испытательного давления]
Резервуары для воды
Питьевые резервуары
Насосы для наполнения водой и напорные
Манометры и регистраторы температуры

внешняя ссылка

«OSHA». Получено 2006-10-05.