Kodėl reikia slėgio bandymo vamzdžiui?

Slėgio bandymas yra kritinis kokybės užtikrinimo žingsnis vamzdžių gamyboje ir vamzdynų sistemų paleidime. Tikslas yra patikrinti, ar vamzdis arba sumontuota sistema gali saugiai išlaikyti projektinį slėgį be nuotėkio ar plyšimo. Gamyklinis slėgio bandymas (hidrostatinis kiekvieno vamzdžio ilgio bandymas gamykloje) užtikrina, kad vamzdžio medžiaga ir suvirinimo siūlės (suvirintiems vamzdžiams) yra kokybiškos prieš išsiuntimą. Po įrengimo sistemos slėgio bandymas patikrina, kad visa sumontuota vamzdynų sistema - įskaitant lauko suvirinimo siūles, flanšines jungtis ir sriegines jungtis - yra sandari ir struktūriškai tinkama eksploatacijai.

Atitinkami standartai reikalauja slėgio bandymo daugeliui vamzdžių pritaikymų. API 5L reikalauja hidrostatinio kiekvieno vamzdžio ilgio bandymo. ASTM A106, A53 ir A333 taip pat reikalauja hidrostatinio bandymo. ASME B31.3 (Procesiniai vamzdynai) reikalauja sistemos slėgio bandymo po įrengimo, paprastai 1,5 karto didesniu nei projektinis slėgis. Bandymo įrašai tampa nuolatinės kokybės dokumentacijos dalimi vamzdynų sistemai, suteikdami įrodymų apie atitiktį taikomam kodeksui ir užtikrindami saugų eksploatavimą.

Hidrostatinis bandymas

Hidrostatinis bandymas naudoja vandenį kaip bandymo terpę. Vamzdis pripildomas vandens, visas oras išleidžiamas, o slėgis pakeliamas iki nurodyto bandymo lygio naudojant teigiamo išstūmimo siurblį. Bandymo slėgis paprastai apskaičiuojamas kaip 1,5 karto didesnis nei projektinis slėgis projektinėje temperatūroje, pakoreguotas pagal skirtumą tarp bandymo temperatūros ir projektinės temperatūros (nes medžiagos stiprumas yra didesnis žemesnėse temperatūrose). Hidrostatinio bandymo slėgio formulė yra: P_bandymas = 1,5 x P_projektinis x (S_bandymo / S_projektinė), kur S_bandymo yra leistinas įtempis bandymo temperatūroje, o S_projektinė yra leistinas įtempis projektinėje temperatūroje.

Kai pasiekiamas bandymo slėgis, siurblys izoliuojamas, o slėgis laikomas reikiamą laiką. API 5L nurodo minimalų laikymo laiką 5 sekundes besiūliams vamzdžiams ir 10 sekundžių suvirintiems vamzdžiams, nors daugelis projektų specifikacijų reikalauja 1-2 valandų sistemų bandymui. Per laikymo laiką slėgis turi išlikti stabilus (joks kritimas nereiškia nuotėkio), o visos jungtys vizualiai tikrinamos dėl nuotėkių. Po bandymo vanduo išleidžiamas, o vamzdis išdžiovinamas (ypač svarbu legiruotojo plieno vamzdžiams, kad būtų išvengta korozijos). Hidrostatinio bandymo diagramų registratorius fiksuoja slėgio priklausomybę nuo laiko, suteikdamas nuolatinį bandymo įrašą.

Pneumatinis bandymas

Pneumatinis bandymas naudoja orą arba inertines dujas (paprastai azotą) kaip bandymo terpę. Jis naudojamas, kai hidrostatinis bandymas yra nepraktiškas: sistemoms, kurios negali toleruoti vandens (deguonies vamzdynai, kriogeninės sistemos, kai kurie cheminiai procesai), sistemoms, kurias sugadintų vandens svoris (virš galvos esantys vamzdynai su nepakankama atrama), ir sistemoms, kuriose visiškas išleidimas ir džiovinimas po hidrostatinio bandymo nėra įmanomas.

Pneumatinis bandymas kelia žymiai didesnę saugos riziką nei hidrostatinis bandymas, nes suslėgtos dujos kaupia daug daugiau energijos nei suslėgtas skystis. Jei vamzdis sugenda pneumatinio bandymo metu, staigus suslėgtų dujų išsiskyrimas gali sukelti smarkų sprogimą su sprogimo bangos poveikiu ir fragmentacija. Dėl šios priežasties pneumatinis bandymas reikalauja papildomų atsargumo priemonių: bandymo zona turi būti aptverta ir išvalyta nuo personalo, slėgio matuokliai turi būti skaitomi nuotoliniu būdu, o bandymo slėgis paprastai ribojamas iki 1,1-1,25 karto didesnio nei projektinis slėgis (mažesnis daugiklis nei hidrostatinis). Hidrostatinis bandymas visada yra pageidautinas nei pneumatinis, kai sistema gali toleruoti vandenį.

Hidrostatinio ir pneumatinio bandymo palyginimas

Standartų reikalavimai

API 5L nurodo hidrostatinį kiekvieno vamzdžio ilgio bandymą. Besiūliams vamzdžiams bandymo slėgis turi sukelti žiedinį įtempį, lygų 60% nurodyto minimalaus takumo stiprio (SMYS), bet ne didesnį kaip 3 000 psi (20,7 MPa). Suvirintiems vamzdžiams reikalavimas skiriasi pagal klasę: Gr.B iki X65 bandymo įtempis yra 85% SMYS; X70 ir aukštesnėms - 90% SMYS. ASTM A106/A53 reikalauja hidrostatinio bandymo, bet bandymo slėgis nėra aiškiai nurodytas standarte - gamintojas pasirenka slėgį, kuris sukuria pluošto įtempį, lygų 60% SMYS. ASME B31.3 reikalauja, kad sistemos bandymo slėgis būtų 1,5 karto didesnis nei projektinis slėgis projektinėje temperatūroje. Pneumatiniam bandymui B31.3 leidžia maksimalų bandymo slėgį, lygų 1,1 karto projektiniam slėgiui. PED 2014/68/EU reikalauja slėgio bandymo pagal suderintus standartus CE žymėtai slėgio įrangai.

Išsami bandymo procedūra

Visa hidrostatinio bandymo procedūra apima: (1) Pasiruošimas prieš bandymą: užsandarinti vamzdžio galus kamščiais arba flanšais, prijungti prie bandymo siurblio, įrengti oro išleidimo vožtuvą aukščiausiame taške, įrengti kalibruotą slėgio matuoklį (bandymo slėgio diapazone, tikslumas ±1%), ir pripildyti vandeniu, išleidžiant visą orą. (2) Slėgio didinimas: didinti slėgį etapais (25%, 50%, 75%, 100% bandymo slėgio), sustojant kiekviename etape vizualinei apžiūrai. (3) Bandymo laikymas: išlaikyti bandymo slėgį reikiamą laiką, per kurį slėgio kritimas neleidžiamas. (4) Patikra: apžiūrėti visą vamzdynų sistemą, tikrinant visas jungtis, sujungimus ir vamzdžio korpusą dėl nuotėkių. (5) Slėgio mažinimas: palaipsniui mažinti slėgį, išleisti vandenį ir išdžiovinti sistemą. Kiekvienas žingsnis dokumentuojamas su laiku, slėgiu ir inspektoriaus parašu.

Bandymo slėgio skaičiavimo pavyzdžiai

1 pavyzdys: 4 colių SCH 40 A106 Gr.B vamzdis, projektinis slėgis 10 MPa esant 200°C. S_projektinė = 117 MPa (A106 Gr.B esant 200°C), S_aplinkos = 138 MPa. P_bandymas = 1,5 x 10 x (138/117) = 17,7 MPa. Bandymo slėgis yra 17,7 MPa (apytiksliai 2 570 psi).

2 pavyzdys: 8 colių SCH 80 API 5L X52 vamzdis, projektinis slėgis 15 MPa aplinkos temperatūroje. SMYS = 359 MPa, žiedinis įtempis esant 85% SMYS = 305 MPa. P_bandymas = (2 x 305 x 12,70) / 219,1 = 35,3 MPa, bet ribojamas iki 3 000 psi (20,7 MPa) pagal API 5L. Taigi P_bandymas = 20,7 MPa.

Neatitikimas ir pakartotinis bandymas

Jei bandymo metu aptinkamas nuotėkis, slėgis išleidžiamas, nustatoma nuotėkio vieta, o defektas pašalinamas šlifuojant (paviršinėms skylutėms) arba suvirinant (per sienelės defektams). Po remonto vamzdis arba sistema pakartotinai bandoma tuo pačiu bandymo slėgiu. Standartai paprastai leidžia ribotą skaičių remontų (pvz., API 5L leidžia iki 3 remontų vienam vamzdžio ilgiui, kol vamzdis turi būti žeminamas arba išmestas). Kiekvienas pakartotinis bandymas turi būti dokumentuotas. Jei vamzdis sugenda dėl medžiagos defekto (sluoksniuotumo, įtrūkimo), o ne suvirinimo defekto, visas vamzdžio ilgis paprastai atmetamas.

Mūsų bandymų galimybės

ManufacturerPipe atlieka 100% gamyklinį hidrostatinį bandymą visiems besiūliams ir suvirintiems vamzdžiams prieš išsiuntimą. Mūsų hidrostatinio bandymo mašinos gali bandyti vamzdžius nuo 1/2" iki 48" esant slėgiui iki 100 MPa (15 000 psi). Mes palaikome NIST atsekamą slėgio matuoklių kalibravimą ir pateikiame hidrostatinio bandymo ataskaitą kiekvienam vamzdžiui arba karščio numeriui. Pneumatinis bandymas prieinamas pagal kliento pageidavimą su tinkamomis saugos priemonėmis. Trečiųjų šalių inspekcijos agentūros (SGS, BV, Intertek) gali stebėti bandymus gamykloje pagal pirkimo užsakymo reikalavimus. Dvikalbės bandymo ataskaitos (kinų/anglų) yra standartinės tarptautinėms siuntoms.

Reikia slėgio bandymo jūsų vamzdžiui?

Susisiekite su mūsų kokybės komanda, kad aptartumėte savo bandymų reikalavimus ir gautumėte sertifikuotą vamzdį su visa bandymų dokumentacija.

Produktų kategorijos

• Nerūdijančio plieno vamzdis
• Anglies plieno vamzdis
• Legiruotojo plieno vamzdis
• Cinkuotas vamzdis