Hydraulická zkouška

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 2. dubna 2018; kontroly vyžadují 9 úprav .

Hydraulické zkoušky [1] jsou jedním z nejčastěji používaných typů nedestruktivních zkoušek , prováděných za účelem kontroly pevnosti a hustoty nádob , potrubí , výměníků tepla , čerpadel a dalších tlakových zařízení , jejich částí a montážních celků . Hydraulickým zkouškám lze podrobit i okruhy tepelně mechanických zařízení a dokonce i celé topné sítě . Podle praxe přijaté ve většině zemí jsou všechna tlaková zařízení podrobena hydraulickým zkouškám:

po výrobě výrobcem zařízení nebo prvků potrubí dodávaných k instalaci ;
po instalaci zařízení a potrubí;
při provozu zařízení a potrubí zatížených tlakem vody , páry nebo směsi páry a vody.

Hydraulická zkouška je nezbytný postup, který ukazuje spolehlivost zařízení a potrubí pracujících pod tlakem po celou dobu jejich životnosti, což je mimořádně důležité vzhledem k vážnému ohrožení života a zdraví osob v případě jejich poruch a havárií .

Tlak hydraulického testování se nazývá ověřování a obvykle překračuje pracovní tlak 1,25, 1,5 nebo 5/3krát. Po výrobě a při periodických kontrolách vnitřních tlakových nádob jsou z důvodu spolehlivosti zatíženy zkušebním tlakem pro zjištění stupně změny objemových charakteristik ORB .

Sborník

Zkušební tlak se vytváří ve zkoušeném zařízení, potrubí nebo systému ( obrys ) (aby se zabránilo vodním rázům a náhlým mimořádným událostem , provádí se pomalu a plynule), překračuje pracovní tlak o hodnotu určenou speciálními vzorci, nejčastěji o 25 %. Současně je nárůst tlaku pečlivě kontrolován dvěma nezávislými ověřenými manometry nebo měřicími kanály , v této fázi jsou povoleny kolísání tlaku v důsledku změn teploty kapaliny. V procesu zvyšování tlaku musí být bezpodmínečně přijata opatření, aby se zabránilo hromadění bublin plynu v dutinách naplněných kapalinou. Zařízení je pak během tzv. výdrže pod zvýšeným tlakem, který by neměl klesnout kvůli netěsnosti zkoušeného zařízení, která je také pečlivě sledována. Poté se tlak sníží na [2] hodnotu odůvodněnou výpočtem pevnosti, ale ne méně než pracovní tlak . Během těchto fází musí být personál na bezpečném místě, pobyt v blízkosti testovaného zařízení je přísně zakázán. Po snížení tlaku provádí personál vizuální kontrolu zařízení a potrubí na přístupných místech po dobu potřebnou ke kontrole. V kombinovaných nádobách se dvěma nebo více pracovními dutinami navrženými pro různé tlaky (například ve výměnících tepla) musí být každá dutina podrobena hydraulické zkoušce.

Vyhodnocení výsledků

Zařízení a potrubí se považuje za vyhovující hydraulickým zkouškám, pokud při zkoušce a kontrole nebyly zjištěny žádné úniky kapaliny a praskliny kovu, pokles tlaku nepřesáhl limity v důsledku kolísání tlaku v důsledku změn teploty kapaliny a po při zkouškách nebyly zjištěny žádné viditelné zbytkové deformace .

Pneumatický test

V případech konkrétně stanovených v projektové dokumentaci zkoušeného výrobku nebo státních předpisech a normách je povoleno nahradit hydraulické zkoušky pneumatickými. Nejčastěji je to povoleno na základě dodatečného přezkoušení výrobcem výrobku jinými nedestruktivními zkušebními metodami, například kontinuálním ultrazvukovým a radiografickým zkoušením základního kovu a svarových spojů . V některých případech jsou pneumatické zkoušky jakousi přípravnou fází před hydraulickými. Provádějí se podobně jako hydraulické, někdy se při nízkých tlacích a ve vztahu k zařízením se specifickou konstrukcí (např . výměníky tepla ) místa, kde může docházet k netěsnostem, ošetří mýdlovou vodou. Po zvýšení tlaku v místech s defekty mýdlové bubliny bobtnají , což usnadňuje jejich detekci. Tímto způsobem se určuje hustota, ale ne síla zařízení.

Stanovení parametrů hydraulických (pneumatických) zkoušek

Stanovení tlaku

Existuje minimálně osm přístupů k volbě zkušebního tlaku [3] , všude se uvažuje s korozním poškozením a používá se i vztah mezi tlakem a průměrem potrubí. Je bráno v úvahu, že výběr hodnoty by měl být ovlivněn jak jakostí oceli, tak geometrickými charakteristikami potrubí a pevnostními charakteristikami svařované konstrukce. Komunikace ve formě přímo a nepřímo úměrných závislostí neodpovídá moderním představám o mechanismu destrukce kovového potrubí. Pozice, kdy dojde k porušení stěny trubky během hydraulické zkoušky, když napětí ve stěně dosáhne pevnosti v tahu, je extrémně zjednodušující. Existuje metoda pro stanovení maximálního lisovacího tlaku s přihlédnutím k tloušťce stěny v uvažovaném okamžiku, rychlosti koroze, průměru a jakosti oceli potrubí. Existuje patentovaná technika, její nevýhodou je složitost a absence softwarové implementace. Navíc zde není ani potenciální možnost integrace s moderními softwarovými výpočetními systémy.

Hydraulický zkušební tlak musí být určen alespoň podle vzorce:

${\displaystyle P_{h}=K_{h}P{\frac {\left[\sigma \right]^{T_{h))}{\left[\sigma \right]^{T))))$ (spodní řádek)

a ne více než tlak, při kterém celková membránová napětí rovna , a součet obecných nebo místních membránových a obecných ohybových napětí dosahuje (horní mez) . Kde: $1.35\left[\sigma \right]^{T_{h))$ $1,7\left[\sigma \right]^{T_{h))$

$P$ - návrhový tlak při zkouškách u výrobce nebo pracovní tlak při zkouškách po instalaci a během provozu,

$\left[\sigma \right]^{T_{h}}$ je jmenovité dovolené napětí při hydraulické zkušební teplotě pro uvažovaný konstrukční prvek, $T_{h}$

${\displaystyle \left[\sigma \right]^{T))$ - jmenovité dovolené napětí při návrhové teplotě uvažovaného konstrukčního prvku. $T$

$K_{h}$ - koeficient rovný:

1 pro ochranné skořepiny a bezpečnostní pouzdra (pouzdra);
1,25 pro zařízení a potrubí ( 1,15 pro pneumatické zkoušky);
1.5 pro díly vyrobené z odlitku ;
1.3 pro nádoby a části vyrobené z nekovových materiálů s rázovou houževnatostí vyšší než 20 J/cm²;
1.6 pro nádoby a části vyrobené z nekovových materiálů s rázovou houževnatostí menší než 20 J/cm².

U prvků zatížených vnějším tlakem musí být splněna také následující podmínka:

$P_{h}\leq 1.25\left[P\right]$

Hydraulické testování kryogenních nádob za přítomnosti vakua v izolačním prostoru by mělo být provedeno zkušebním tlakem určeným podle vzorce:

$P_{h}=1,25P-0,1\mathrm {M} \mathrm {P} \mathrm {a}$

Hydraulické zkoušky kovoplastových nádob by se měly provádět zkušebním tlakem určeným podle vzorce:

${\displaystyle P_{h}=\left[K_{h}K_{m}+\alpha (1-K_{m})\right]P{\frac {\left[\sigma \right]^{T_{ h))}{\levá[\sigma \vpravo]^{T))))$

kde:

${\displaystyle K_{m))$ — poměr hmotnosti kovové konstrukce k celkové hmotnosti nádoby;

$\alpha$ - koeficient rovný:

1.3 pro nádoby a části vyrobené z nekovových materiálů s rázovou houževnatostí vyšší než 20 J/cm²;
1.6 pro nádoby a části vyrobené z nekovových materiálů s rázovou houževnatostí menší než 20 J/cm².

Hodnoty , obecná a místní membránová a obecná ohybová napětí; - přípustný vnější tlak při teplotě hydraulických zkoušek je stanoven podle norem pro výpočet pevnosti. $\left[\sigma \right]^{T_{h}}$ ${\displaystyle \left[\sigma \right]^{T))$ $\left[P\right]$

Pokud je systém nebo okruh podroben hydraulickým (pneumatickým) testům , sestávajícím ze zařízení a potrubí pracujících při různých provozních tlacích a (nebo) návrhových teplotách nebo vyrobených z materiálů s různými a (nebo) , pak tlak hydraulického (pneumatického) zkoušky tohoto systému (smyčky) by se měly rovnat minimální hodnotě horní meze zkušebních tlaků, vybrané ze všech relevantních hodnot pro zařízení a potrubí, které systém (smyčku) tvoří. $\left[\sigma \right]^{T_{h}}$ ${\displaystyle \left[\sigma \right]^{T))$

Kdo a v jakých dokumentech je uveden.

Hodnoty hydraulického zkušebního tlaku pro zařízení a montážní celky (bloky) potrubí musí výrobce uvést v pasu zařízení a osvědčení o výrobě dílů a montážních celků potrubí.

Hodnoty tlaku hydraulických (pneumatických) zkoušek systémů (okruhů) musí stanovit projekční organizace a oznámit je majiteli zařízení a potrubí, který tyto hodnoty specifikuje na základě údajů obsažených v pasy zařízení a potrubí, které kompletují systém (okruh).

Stanovení teploty

Ve většině případů by se pro hydraulické zkoušky měla používat voda o teplotě alespoň 5 °C a ne vyšší než 40 °C, pokud technické specifikace neuvádějí konkrétní hodnotu teploty, kterou dovoluje podmínka prevence křehkého lomu a která je určena v souladu s Normy pro výpočet pevnosti. Ve všech případech nesmí být teplota zkoušky a okolí nižší než 5 °C.

V některých odvětvích se však k volbě přípustné teploty přistupuje přísněji, což souvisí se změnou fyzikálních vlastností materiálů a vody při velmi vysokých tlacích a dalších faktorech. Například na JE je povolená teplota kovu při hydraulických (pneumatických) zkouškách během provozu (včetně po opravě) stanovena na základě pevnostních výpočtů, pasportů zařízení a potrubí, počtu zatěžovacích cyklů zaznamenaných během provozu, skutečných plynulostí neutronů s energií MeV a testovací data svědeckých vzorků instalovaných v nádobách jaderných reaktorů . $E\geq 0,5$

Kdo a v jakých dokumentech je uveden.

Přípustná teplota kovu během hydraulických zkoušek prováděných po výrobě musí být stanovena projekční (projekční) organizací a uvedena ve výkresech , osvědčeních zařízení a osvědčeních pro výrobu dílů a montážních jednotek potrubí.

Stanovení doby expozice

Doba expozice pod zkušebním tlakem je stanovena zpracovatelem projektu, ale musí být alespoň 5 minut. Pokud v projektu nejsou uvedeny pokyny, musí být doba expozice alespoň hodnotám uvedeným v tabulce.

Tloušťka stěny, mm	Doba držení, min
Až 50	deset
Přes 50 až 100	dvacet
Přes 100	třicet
Pro lité, nekovové a vícevrstvé nádoby bez ohledu na tloušťku stěny	60

Poznámky

↑ někdy označované jako krimpování , což obecně není pravda, protože „krimpování“ v technickém slangu je širší pojem, který zahrnuje plnění a vyvíjení tlaku jakýmkoliv médiem, častěji i pracovním než zkušebním.
↑ odstavec 181 federálních norem a pravidel v oblasti průmyslové bezpečnosti „Pravidla průmyslové bezpečnosti pro nebezpečná výrobní zařízení, která používají zařízení pracující pod nadměrným tlakem“
↑ Chicherin, S.V. Hodnota zkušebního tlaku při ročních hydraulických zkouškách tepelných sítí Bulletin SUSU. Série "Energie". - 2017. - T. 17 , č. 1 . — S. 13–20 .

Literatura

Pravidla pro projektování a bezpečný provoz tlakových nádob (PB 03-576-03); (Neplatí - Zrušeno. Nařízením Rostekhnadzor č. 116 ze dne 25. března 2014 https://www.normacs.ru/Doclist/doc/15QP.html )
Pravidla pro uspořádání a bezpečný provoz zařízení a potrubí jaderných elektráren (PNAE G-7-008-89);
Pravidla pro projektování a bezpečný provoz tlakových nádob pro jaderná zařízení (NP-044-03);
Pravidla pro uspořádání a bezpečný provoz parovodů a horkovodů pro jaderná zařízení (NP-045-03);
Zařízení a potrubí jaderných elektráren. Svařované spoje a překryvy. Kontrolní pravidla (PNAE G-7-010-89).