Ruostumattoman teräsputken hydrostaattinen testaus: painelaskelmat ja turvallisuusohjeet

Hydrostaattinen testaus on viimeinen todiste siitä, että ruostumattomasta teräksestä valmistettu putki, liitin tai kela pystyy pitämään paineen turvallisesti ennen kuin se tulee käyttöön. Yksittäinen väärin laskettu testipaine -, joka on liian alhainen virheen havaitsemiseksi, tai liian korkea ja repeytysriski - voi muuttaa rutiininomaisen laaduntarkistuksen turvallisuushäiriöksi tai kalliiksi projektin viiveeksi. Tämä opas vastaa kysymyksiin, joita insinöörit, hitsaajat ja laadunvarmistus- ja laadunvarmistustarkastajat kysyvät useimmiten ruostumattoman teräksen ja nikkeliseoksesta valmistettujen putkien hydrostaattisista testauksista käyttämällä samaa koodin -pohjaista logiikkaa, jota insinööritiimimme soveltaa jokaisessa tehdas- ja kenttätestissämme.

Mikä on hydrostaattinen testaus ja miksi sitä vaaditaan ruostumattomasta teräsputkesta?

Hydrostaattinen testaus paineistaa putken tai putkistojärjestelmän vedellä vähintään 1,25–1,5-kertaiseksi suunnittelupaineeseensa varmistaakseen, että se on vuotamaton ja rakenteellisesti ehjä ennen käyttöönottoa. sitä vaativat lähes kaikki suuret putkistot ja paineastiat, mukaan lukien ASME B31.3, ASME B31.1 ja ASTM A312/A999.

Testi toimii yksinkertaisella periaatteella: vesi on lähes kokoonpuristumaton, joten putken paineistaminen vedellä - ilman tai kaasun sijaan - vapauttaa hyvin vähän varastoitunutta energiaa, jos vika epäonnistuu. Tämä tekee hydrostaattisesta testauksesta paljon turvallisempaa kuin pneumaattinen testaus, samalla kun se todistaa, että hitsit, liittimet ja pohjamateriaali kestävät normaaleja käyttöolosuhteita korkeampia paineita.

Erityisesti ruostumattomasta teräksestä valmistettujen putkien osalta hydrostaattinen testaus palvelee kolmea varmennustarkoitusta:

Hitsien ja liitosten eheys - varmistaa ympäryshitsaukset, hylsyhitsaukset ja laippaliitokset eivät vuoda paineen alaisena.

Pohja-materiaalin kestävyys - havaitsee laminaatit, sulkeumat tai seinämän-paksuuspuutteet valmistuksen aikana.

Koodin noudattaminen ja dokumentaatio -, jotka tuottavat sertifioidun testitietueen (usein EN 10204 3.1/3.2) mukaan, joita tarvitaan projektin luovuttamista ja viranomaistarkastuksia varten.

Kuinka ruostumattoman teräsputken hydrostaattinen testipaine lasketaan?

Testipaine lasketaan Barlow'n kaavasta - P=2·S·t / D - putken sallitun suunnittelupaineen selvittämiseksi, joka sitten kerrotaan koodin -valtuutetulla testikertoimella (tyypillisesti 1,5 ASME B31.3:lle, 1,25 API 5L -kenttätesteille).

Barlow'n kaava yhdistää sisäisen paineen kehäjännitykseen ohuessa -seinämäisessä sylinterissä:

P = (2 × S × t) / D

P=sallittu sisäinen suunnittelupaine

S=materiaalin sallittu jännitys testilämpötilassa (ohjekoodin jännitystaulukoista)

t=nimellinen tai pienin seinämäpaksuus (suunnittelukoodit edellyttävät tyypillisesti minimin, eli nimellisen miinusmyllyn toleranssin, käyttöä)

D=putken ulkohalkaisija

Kun suunnittelupaine on tiedossa, vaadittu hydrostaattinen testipaine löydetään käyttämällä koodin testi-painekerrointa, yleisimmin 1,5 × suunnittelupaine prosessiputkistoon ASME B31.3:n mukaisesti.

Toiminut esimerkki: 6 tuuman Schedule 40 ASTM A312 TP316L -putki

Vain havainnollistava laskelma. Sallitut jännitysarvot, jyrsintätoleranssit ja testikertoimet vaihtelevat koodiversion, seinän -paksuusluokan ja lämpötilan - mukaan. Vahvista aina voimassa olevat arvot soveltuvissa koodin jännitystaulukoissa ennen testipaineen asettamista.

Mitä testipaineita suuret putkistostandardit vaativat?

Useimmat koodit vaativat hydrostaattisen testin, joka on 1,25–1,5 kertaa suunniteltu tai suurin sallittu käyttöpaine ja jota pidetään vähintään 10 minuuttia silmämääräistä tarkastusta varten -, mutta tarkka kerroin, pitoaika ja sallittu painehäviö vaihtelevat standardin mukaan.

Tarkista aina projektisi tiedoissa viitattu painos ja luokka. - testitekijät ja pitoajat tarkistetaan ajoittain.

Kuinka kauan testipainetta tulisi pitää hydrostaattisen testin aikana?

Useimmat putkistokoodit edellyttävät testipaineen pitämistä vähintään 10 minuuttia silmämääräistä tarkastelua varten, vaikka suuret-halkaisijajärjestelmät, maat-putket tai asiakkaan tekniset tiedot laajentavat tämän usein useisiin tunteihin hitaiden vuotojen havaitsemiseksi.

Odotusaika jakautuu yleensä kahteen vaiheeseen:

Paineen ja stabiloinnin - painetta nostetaan asteittain (yleensä 25 %:n välein) ja sen annetaan vakiintua ennen jokaista myöhempää lisäystä välttäen hitsien ja liitosten iskukuormitusta.

Jatkuva pito tarkastusta varten - kerran täydessä testipaineessa, järjestelmää pidetään yllä koodin-vähimmäiskeston ajan, kun tarkastajat kävelevät linjaa pitkin ja tarkistavat hitsit, laipat ja kierreliitokset vuotojen, huuhtelun tai näkyvien muodonmuutosten varalta.

Mitattavissa oleva paineen aleneminen pitoajan aikana (lämpötilaan liittyvän tilavuuden{0}}muutoksen sallitun määrän yli) katsotaan epäonnistuneena testinä, ja se on tutkittava ennen uudelleentestausta.

Mitä turvallisuusvarotoimia vaaditaan hydrostaattisen testauksen aikana?

Turvallinen hydrostaattinen testaus vaatii määritellyn suojavyöhykkeen, kalibroidut ja kaksi{0}}vahvistetut painemittarit, täydellisen ilmanpoiston ennen paineistamista, asteittaisen paineen lisäyksen ja dokumentoidun enimmäistestipaineen, jota ei koskaan ylitetä.

Ilmaa kaikki ilma ennen paineistamista. Loukkuun jäänyt ilma on kokoonpuristuvaa ja varastoi merkittävästi energiaa - paineen alainen ilmatasku käyttäytyy paljon rajummin kuin vesi, jos vika epäonnistuu.

Perusta suojavyöhyke testiosan ympärille, erityisesti lähelle kierreliittimiä, laippoja ja sokeita päitä, joihin liittyy suurin ammuksen epäonnistumisen riski.

Käytä kalibroituja mittareita, mieluiten kahta erillistä mittaria (testimittari ja referenssi-/päämittari) lukemien ristiin{0}}tarkistamiseen.

Lisää painetta asteittain vaiheittain, ei koskaan yhdellä hyppyllä täyteen testipaineeseen.

Älä koskaan ylitä määritettyä testipainetta, vaikka hetkeksikin - paineenalennuslaitteet tulisi asettaa juuri tavoitetestipaineen yläpuolelle kovana rajana.

Testaa veden lämpötilaa-. Ruostumattoman teräksen testaus erittäin alhaisissa ympäristön lämpötiloissa lisää hauraiden -tyyppisten murtumien riskiä vioissa; useimmat tekniset tiedot asettavat vähimmäistesti-metallilämpötilan.

Tarkista testiveden kloridipitoisuus - tämä on ruostumattomasta-teräksestä- liittyvä erityisvaatimus, jota käsitellään yksityiskohtaisesti alla.

Miksi vesikloridipitoisuus on kriittinen testattaessa ruostumatonta teräsputkia?

Testivedessä olevat kloridi-ionit voivat laukaista kloridin -indusoidun jännityskorroosiohalkeilun (Cl-SCC) tai pistesyöpymisen austeniittisessa ruostumattomassa teräksessä, joten useimmat vaatimukset rajoittavat testi-vesikloridipitoisuuden arvoon 50 ppm tai vähemmän - ja vaativat nopean tyhjennyksen ja kuivaamisen testin jälkeen.

Austeniittiset laadut, kuten 304/304L ja 316/316L, ovat erittäin herkkiä paikalliselle korroosiolle, kun kloridi-ionit jäävät kiinni metallipintaa vasten, varsinkin jos vesi jätetään seisomaan tai haihtuu hitaasti, jolloin kloridit keskittyvät viimeiseen kostutettuun pintaan. Tämä riski kasvaa jyrkästi kohonneen lämpötilan ja putken seinämän jännityksen myötä - täsmälleen hydrostaattisen testin aikana luoduissa olosuhteissa.

Suositeltuja säätimiä ovat:

Käytä juomakelpoista tai demineralisoitua vettä, jonka kloridipitoisuus on todennettu projektin -määritetyn rajan alapuolelle (yleensä 50 ppm, joskus 30 ppm korkean-puhtauden tai korkean lämpötilan{4}}lämpötilojen tapauksessa).

Vältä käsittelemätöntä merivettä, murtovettä tai tuntemattomista lähteistä peräisin olevaa vettä kaikissa austeniittisissa tai duplex-ruostumattomissa järjestelmissä.

Järjestelmän tyhjennys kokonaan heti pitoajan ja tarkastuksen jälkeen - älä anna testiveden jäädä putkeen.

Föönaa-kuivaus tai huuhtelu kuivalla ilmalla/typellä tyhjennyksen jälkeen jäännöskosteustaskujen poistamiseksi, erityisesti matalissa kohdissa, kuolleissa jaloissa ja instrumenttien hanoissa.

Vesilähteen ja kloriditestitulosten dokumentointi osana testipakettia jäljitettävyyden varmistamiseksi.

Mitä sinun pitäisi tehdä, jos testauksen aikana ilmenee vuoto tai vika?

Jos tapahtuu vuoto, painehäviö tai näkyvä muodonmuutos, poista paine välittömästi hallitusti, eristä ja tyhjennä järjestelmä, dokumentoi vian sijainti äläkä yritä korjata tai testata uudelleen paineen alaisena.

Lopeta paineistus välittömästi ja aloita kontrolloitu paineenalennus - älä koskaan yritä paikantaa tai merkitä vuotoa, kun järjestelmä pysyy testipaineessa.

Poista paine kokonaan ja tyhjennä ennen kuin kukaan lähestyy vikakohtaa.

Dokumentoi vian tarkka sijainti, suunta ja ulkonäkö (hitsaus, epäjalometalli, liitos) valokuvilla ja mitoilla.

Selvitä perimmäinen syy - huokoisuus, fuusion puute, seinämän-paksuuden puute tai materiaalivika - ennen korjausta, koska korjausmenetelmä riippuu syystä.

Korjaa soveltuvan hitsausmenetelmän (WPS) mukaisesti ja toista sitten koko hydrostaattinen testi alusta alkaen; Vain korjatun alueen osittainen uudelleentestaus ei ole hyväksyttävää useimmissa koodeissa.

Miten hydrostaattinen testaus eroaa nikkeliseosputkesta ja ruostumattomasta teräsputkesta?

Nikkeliseokset, kutenSeos 625, Alloy 825 ja C-276 vaativat yleensä korkeampia hydrostaattisia testipaineita niiden suurempien sallittujen jännitysarvojen vuoksi ja vaikka ne kestävät paremmin kloridin- aiheuttamaa jännityskorroosiohalkeilua kuin austeniittista ruostumatonta terästä, vähäkloridinen vesi ja nopea tyhjennys ovat molempien materiaaliperheiden paras käytäntö.

Koska nikkeliseokset tukevat suurempaa sallittua jännitystä, sama Barlow'n-kaavalaskennan avulla saadaan suurempi suunnittelupaine - ja siten suurempi vaadittu testipaine - identtisille putken mitoille. Testauslaitteiden, mittarien ja kevennyslaitteiden tulee olla riittävän suuria nikkeli{4}-seoksen lasketun testipaineen yläpuolella.

Mitkä jälkeiset{0}}testausmenetelmät estävät korroosion hydrostaattisen testauksen jälkeen?

Hydrostaattisen testin läpäisyn jälkeen ruostumaton teräsputki tulee tyhjentää kokonaan, kuivata kuivalla ilmalla tai typellä, tarkastaa pinnan värjäytymisen varalta ja tarvittaessa passivoida ennen järjestelmän käyttöönottoa tai pitkäaikaista varastointia{0}}.

Tyhjennä välittömästi - älä jätä testivettä seisomaan edes yön yli.

Kuivaa perusteellisesti käyttämällä puhdasta, kuivaa ilmaa tai typpihuuhtelua, kohdistamalla alhaisiin kohtiin, kuolleisiin jalkoihin ja mittarin/instrumenttien liitäntöihin, joissa vesi kerääntyy.

Tarkasta, onko pinnassa värjäytymiä tai tahroja, jotka voivat viitata kloridijäämiin tai saastuneesta vedestä johtuvaan ruostumiseen.

Passivoi tai uudelleen{0}}passivoi paljastuneet pinnat ASTM A967:n mukaisesti, jos havaitset värjäytymistä, kontaminaatiota tai vapaata raudan kerääntymistä.

Kirjaa testin ja kuivauksen valmistuminen laatudokumentaatiopakettiin painekaavion tai mittarin lukemien ohella.

Usein kysytyt kysymykset

Tyypillisesti 1,5 kertaa prosessiputkiston laskettu suunnittelupaine ASME B31.3:n mukaisesti, vaikka tarkka kerroin riippuu hallitsevasta koodista - Esimerkiksi API 5L -kenttätesteissä käytetään yleensä 1,25 kertaa MAOP:ia.

Voitko käyttää vesijohtovettä ruostumattoman teräsputken hydrostaattiseen testaukseen?

Vain jos sen kloridipitoisuuden on varmistettu olevan projektin -määritetyn rajan sisällä, yleensä 50 ppm tai vähemmän. Testaamatonta vesijohtovettä, kaivovettä tai mitä tahansa tuntemattomasta lähteestä peräisin olevaa vettä ei pidä olettaa olevan turvallinen austeniittiselle ruostumattomalle teräkselle.

Mitä eroa on hydrostaattisen testin ja pneumaattisen testin välillä?

Hydrostaattisessa testissä käytetään vettä, joka on lähes kokoonpuristumatonta ja vapauttaa erittäin vähän varastoitunutta energiaa, jos vika ilmenee. Pneumaattisessa testissä käytetään ilmaa tai kaasua, joka on kokoonpuristuvaa ja varastoi paljon enemmän energiaa, mikä tekee pneumaattisesta testauksesta luonnostaan ​​vaarallisempaa ja sitä käytetään yleensä vain silloin, kun järjestelmässä ei voi sietää vettä.

Onko hydrostaattinen testaus pakollinen kaikille ruostumattomille putkille?

Se on pakollinen aina, kun hallitseva koodi tai projektispesifikaatio vaatii sitä -, joka sisältää suurimman osan ASME B31.3:n mukaisista prosessiputkistoista ja suurimman osan ASME B:n mukaisista paineputkista31.1 -, ellei hyväksyttyä vaihtoehtoista tutkimusmenetelmää (kuten ultraääni- tai pyörre{3}}virtatestaus) ole nimenomaisesti sallittu sen tilalle.

Kuinka pian hydrostaattisen testauksen jälkeen ruostumaton teräsputki tulee kuivata?

Välittömästi sen jälkeen, kun testipito ja tarkastus on suoritettu. Veden -, erityisesti kloridi-pitoisen veden - jättäminen ruostumattomaan teräsputkeen pitkäksi ajaksi lisää merkittävästi pistesyöpymis- ja jännityskorroosiohalkeamien riskiä.

Työskentele valmistajan kanssa

Oikea hydrostaattinen testaus alkaa oikealla valmistuksen - tarkalla seinämän paksuudella, vahvistetulla materiaalisertifioinnilla ja puhtaalla, vähäisellä-kloridikäsittelyllä tehtaalta lopputestiin.

Valmistus- ja laatutiimimme laskevat, dokumentoivat ja todistavat ASME-, ASTM- ja API-vaatimusten mukaiset hydrostaattiset testit jokaiselle valmistamallemme ruostumattomasta teräksestä ja nikkeliseoksesta valmistettujen putkikelojen osalta. Niiden taustalla on täydellinen materiaalin jäljitettävyys ja 3.1/3.2-sertifiointi. Jos projektisi spesifikaatiossa vaaditaan määritettyä testipainetta, pitoaikaa tai kloridirajaa, insinööritiimimme voi vahvistaa laskelman ja testaussuunnitelman ennen valmistuksen aloittamista.