Испытание на герметичность сосудов воздухом
Пневматические испытания на прочность и герметичность регулируются «Правилами проведения пневматических испытаний изделий на прочность и герметичность» РД 26-12-29-88, а также ГОСТ 12.3.002-80, ГОСТ 16504, ГОСТ 24054-80 и другими нормативными документами.
Общие требования к проведению испытаний
Пневматические испытания проводятся для:
- проверки герметичности трубопроводов и сосудов, работающих под давлением с целью определения мест негерметичности перед сдачей объекта в эксплуатацию;
- проверки прочности трубопроводов и сосудов, работающих под давлением в случаях, когда проведение гидравлических испытаний невозможно или нерационально.
Для пневматических испытаний на прочность, чаще всего используется сжатый воздух, при давлениях до 6,3 МПа. При испытаниях на герметичность, могут быть использованы другие газы, в том числе те, на которых эксплуатируется трубопровод. Однако на объектах со взрывоопасной рабочей средой, особенно после проведения ремонтных работ на газопроводах и нефтепроводах, обязательно использование инертных газов, таких как азот.
Обнаружение негерметичности при пневматических испытаниях проводимых после монтажа изделий, осуществляется следующими методами:
- манометрическим – путем регистрации изменений давления нагнетаемого газа за определенный промежуток времени с учетом динамики его температуры;
- перетечкой газа в смежную с испытываемой полость трубопровода;
- пузырьковым – путем регистрации пузырьков газа из сосуда, помещенного в воду;
- обмыливание – регистрация пузырьков мыльного раствора;
- акустического течеискания – регистрация ультразвуковых акустических волн, возбуждаемых при вытекании газа через негерметичные швы.
Испытательное давление
Величина давления газа при пневматических испытаниях на герметичность для трубопроводов и сосудов, работающих под избыточным давлением, должна быть равной рабочему давлению эксплуатации, но не выше расчетного.
Для изделий с расчетным давлением до 10 МПа, допускается проведение пневматических испытаний на герметичность до проведения гидравлических испытаний, при этом испытательное давление не должно превышать 10% от расчетного.
Требования к безопасности
Перед проведением пневматических испытаний на герметичность, требуется обязательное соблюдение ряда условий:
- предварительно проведенные испытания на прочность;
- участок вокруг испытуемого объекта должен быть огражден, также должны быть вывешены предупреждающие таблички;
- испытуемый объект, должен быть тщательно закреплен посредством утяжелителей;
- на испытуемом объекте, который находится под избыточным давланием, запрещается обстукивание, устранение мест негерметичности и других неисправностей, подсоединение и отсоединение трубопроводов и пр.
Проведение испытаний на прочность
При проведении испытаний на прочность, давление в трубопроводе (сосуде) должно повышаться постепенно. Перед проведением периодических осмотров испытуемого объекта, набор давления должен прекращаться. Компрессорная установка должна быть выключена, установлена блокировка включения. Такой порядок допускается при наборе давления до 60% от испытательного.
Дальнейшее повышение давления до достижения испытательного следует выполнять с обязательными остановками:
- для объектов с испытательным давлением менее 12,5 МПа – при достижении 80% и 90% испытательного давления;
- для объектов с испытательным давлением от 12,5 МПа до 50,0 МПа – при достижении 60%, 80%, 90% и 95% испытательного давления;
Длительность остановок – не менее 3 минут, при этом запрещен доступ людей к объекту, выход из укрытия и пр. действия.
Испытательное давление на прочность должно выдерживаться в течение периода времени, предусмотренного программой испытаний. После чего, давление снижается до расчетного, при котором проводятся испытания на герметичность.
Проведение испытаний на герметичность
Пневматические испытания на герметичность, выполняется на трубопроводах (сосудах) которые прошли предварительные гидравлические или пневматические испытания на прочность. Также как при проведении испытаний на прочность, давление газа в изделии следует поднимать постепенно с остановками и осмотрами вплоть до достижения испытательного давления.
Остановки и осмотры рекомендуется производить по достижении ступеней давлений, приведенных ранее. На время осмотра подъем давления должен прекращаться. При этом испытательное давление в трубопроводе (сосуде) должно сохраняться на время оценки герметичности объекта.
В случае обнаружения мест негерметичности, перед началом их устранения, избыточное давление в трубопроводе (сосуде) должно сбрасываться до нуля.
Требования к испытательному оборудованию и контрольным приборам
Основными приборами при проведении пневматических испытаний, являются приборы контроля давления (манометры) и температуры сжатого газа (термометры). Все приборы должны соответствовать требованиям по классу точности, а также проходить периодическую поверку в соответствии с требованиями ГОСТ 8.002-86. Верхние пределы манометров, должны соответствовать величине испытательных давлений.
Используемые в процессе испытаний предохранительные клапаны, должны быть отрегулированы на давление полного открывания в соответствии с действующими правилами и опломбированы.
Компрессорная станция, используемая при проведении пневматических испытаний, должна иметь дистанционный пульт управления с аварийной кнопкой отключения. Также рукава или трубопроводы высокого давления, подключаемые от компрессора к испытуемому объекту, должны иметь паспорта на их предварительное испытание на прочность и герметичность заводом производителем. Давление испытания трубопроводов станции, должно превышать рабочее давление компрессора на величину не менее 20%.
Источники:
«Правила проведения пневматических испытаний изделий на прочность и герметичность» РД 26-12-29-88.
Источник
169. Гидравлическое испытание в целях проверки плотности и прочности оборудования под давлением, а также всех сварных и других соединений проводят:
а) после монтажа (доизготовления) на месте установки оборудования, транспортируемого к месту монтажа (доизготовления) отдельными деталями, элементами или блоками;
б) после реконструкции (модернизации), ремонта оборудования с применением сварки элементов, работающих под давлением;
в) при проведении технических освидетельствований и технического диагностирования в случаях, установленных настоящими ФНП.
Гидравлическое испытание отдельных деталей, элементов или блоков оборудования на месте монтажа (доизготовления) не является обязательным, если они прошли гидравлическое испытание на местах их изготовления или подвергались 100% контролю ультразвуком или иным равноценным неразрушающим методом дефектоскопии.
Допускается проведение гидравлического испытания отдельных и сборных элементов вместе с оборудованием, если в условиях монтажа (доизготовления) проведение их испытания отдельно от оборудования невозможно.
Гидравлическое испытание оборудования и его элементов проводят после всех видов контроля, а также после устранения обнаруженных дефектов.
170. Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергают гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.
Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергают гидравлическому испытанию до установки кожуха.
Допускается эмалированные сосуды подвергать гидравлическому испытанию рабочим давлением после эмалирования.
171. Минимальное значение пробного давления Pпр при гидравлическом испытании паровых и водогрейных котлов (за исключением электрокотлов), автономных пароперегревателей и экономайзеров, а также трубопроводов в пределах котла следует принимать:
а) при рабочем давлении не более 0,5 МПа – 1,5 рабочего давления, но не менее 0,2 МПа;
б) при рабочем давлении более 0,5 МПа – 1,25 рабочего давления, но не менее, чем рабочее давление плюс 0,3 МПа.
При проведении гидравлического испытания барабанных котлов, а также их пароперегревателей, экономайзеров и трубопроводов в пределах котла за рабочее давление при определении значения пробного давления следует принимать давление в барабане котла, а для безбарабанных и прямоточных котлов с принудительной циркуляцией – давление питательной воды на входе в котел, установленное проектной документацией.
Максимальное значение пробного давления должно устанавливаться расчетами на прочность паровых и водогрейных котлов.
Значение пробного давления, принимаемого в интервале между максимальным и минимальным значениями, должно обеспечивать наибольшую выявляемость дефектов котла или его элементов, подвергаемых гидравлическому испытанию.
172. Значение пробного давления при гидравлическом испытании металлических сосудов (за исключением литых), а также электрокотлов определяют по формуле:
, (1)
где P – расчетное давление в случае доизготовления на месте эксплуатации, в остальных случаях – рабочее давление, МПа;
, – допускаемые напряжения для материала сосуда (электрокотла) или его элементов соответственно при 20 °C и расчетной температуре, МПа.
Отношение материалов сборочных единиц (элементов) сосуда (электрокотла), работающих под давлением, принимают по тому из использованных материалов элементов (обечаек, днищ, фланцев, патрубков и др.) сосуда, для которого оно является наименьшим, за исключением болтов (шпилек), а также теплообменных труб кожухотрубчатых теплообменных аппаратов.
Пробное давление при испытании сосуда, рассчитанного по зонам, следует определять с учетом той зоны, расчетное давление или расчетная температура которой имеет меньшее значение.
Пробное давление для испытания сосуда, предназначенного для работы в условиях нескольких режимов с различными расчетными параметрами (давлениями и температурами), следует принимать равным максимальному из определенных значений пробных давлений для каждого режима.
В случае если для обеспечения условий прочности и герметичности при испытаниях возникает необходимость увеличения диаметра, количества или замены материала болтов (шпилек) фланцевых соединений, разрешается уменьшить пробное давление до максимальной величины, при которой при проведении испытаний обеспечиваются условия прочности болтов (шпилек) без увеличения их диаметра, количества или замены материала.
В случае если сосуд в целом или отдельные части сосуда работают в диапазоне температур ползучести и допускаемое напряжение для материалов этих частей при расчетной температуре определяется на базе предела длительной прочности или предела ползучести, разрешается в формулах (1), (7) вместо использовать величину допускаемого напряжения при расчетной температуре , полученную только на базе не зависящих от времени характеристик: предела текучести и временного сопротивления без учета ползучести и длительной прочности.
При гидравлическом испытании технологических трубопроводов значение пробного давления определяется по формуле (1).
173. Значение пробного давления при гидравлическом испытании литых и кованых сосудов определяется по формуле
. (2)
Испытание литых сосудов разрешается проводить при условии 100% контроля отливок неразрушающими методами.
174. Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2, должно быть проведено пробным давлением, определяемым по формуле:
. (3)
Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 Дж/см2 и менее, должно быть проведено пробным давлением, определяемым по формуле:
. (4)
175. Значение пробного давления при гидравлическом испытании криогенных сосудов при наличии вакуума в изоляционном пространстве определяют по формуле:
. (5)
176. Гидравлическое испытание металлопластиковых сосудов должно быть проведено пробным давлением, определяемым по формуле:
, (6)
где – отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда;
= 1,3 – для неметаллических материалов ударной вязкостью более 20 Дж/см2;
= 1,6 – для неметаллических материалов ударной вязкостью 20 Дж/см2 и менее.
177. Гидравлическое испытание сосудов, устанавливаемых вертикально, разрешается проводить в горизонтальном положении, при этом должен быть выполнен расчет на прочность корпуса сосуда с учетом принятого способа опирания для проведения гидравлического испытания.
В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна быть подвергнута каждая полость пробным давлением, определяемым в зависимости от расчетного давления полости.
Порядок проведения испытания таких сосудов должен быть установлен разработчиком проектной технической документации и указан в руководстве по эксплуатации сосуда.
178. Минимальная величина пробного давления при гидравлическом испытании трубопроводов пара и горячей воды должна составлять 1,25 рабочего давления, но не менее 0,2 МПа. Максимальное значение пробного давления должно устанавливаться расчетами на прочность трубопроводов.
Значение пробного давления (между максимальным и минимальным) должно обеспечить наибольшую выявляемость дефектов трубопровода или его элементов, подвергаемых гидравлическому испытанию.
179. Для гидравлического испытания оборудования под давлением следует использовать воду. Температура воды должна быть не ниже 5 °C и не выше 40 °C, если в технической документации изготовителя оборудования не указано конкретное значение температуры, допустимой по условиям предотвращения хрупкого разрушения.
Гидравлическое испытание трубопроводов должно производиться при положительной температуре окружающего воздуха. При гидравлическом испытании паропроводов с рабочим давлением 10 МПа и более температура их стенок должна быть не менее 10 °C.
При гидравлическом испытании паровых и водогрейных котлов верхний предел температуры воды может быть увеличен по согласованию с проектной организацией до 80 °C. Если температура металла верха барабана превышает 140 °C, заполнение его водой для проведения гидравлического испытания не допускается.
Используемая для гидравлического испытания вода не должна загрязнять оборудование или вызывать интенсивную коррозию.
Разница температур металла и окружающего воздуха во время гидравлического испытания не должна приводить к конденсации влаги на поверхности стенок оборудования.
В технически обоснованных случаях, предусмотренных изготовителем, при проведении гидравлического испытания при эксплуатации сосудов допускается использовать другую жидкость. Проведение испытания токсичной, коррозионной жидкостью не допускается.
180. При заполнении оборудования водой воздух из него должен быть удален полностью.
Давление в испытуемом оборудовании следует поднимать плавно и равномерно. Общее время подъема давления (до значения пробного) должно быть указано в технологической документации. Давление воды при гидравлическом испытании следует контролировать не менее чем двумя манометрами. Оба манометра выбирают одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности (не ниже 1,5) и цены деления.
Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления в оборудовании, заполненном водой, не допускается.
Время выдержки под пробным давлением паровых и водогрейных котлов, включая электрокотлы, трубопроводов пара и горячей воды, а также сосудов, поставленных на место установки в сборе, устанавливает изготовитель в руководстве по эксплуатации и должно быть не менее 10 мин.
Время выдержки под пробным давлением сосудов поэлементной блочной поставки, доизготовленных при монтаже на месте эксплуатации, должно быть не менее:
а) 30 мин при толщине стенки сосуда до 50 мм включительно;
б) 60 мин при толщине стенки сосуда более 50 до 100 мм включительно;
в) 120 мин при толщине стенки сосуда более 100 мм.
Для литых, неметаллических и многослойных сосудов независимо от толщины стенки время выдержки должно быть не менее 60 мин.
Абзацы десятый – одиннадцатый утратили силу. – Приказ Ростехнадзора от 12.12.2017 N 539.
181. После выдержки под пробным давлением давление снижается до обоснованного расчетом на прочность значения, но не менее рабочего давления, при котором проводят визуальный контроль наружной поверхности оборудования и всех его разъемных и неразъемных соединений.
182. Оборудование под давлением следует считать выдержавшим гидравлическое испытание, если не будет обнаружено:
а) видимых остаточных деформаций;
б) трещин или признаков разрыва;
в) течи, потения в сварных, развальцованных, заклепочных соединениях и в основном металле;
г) течи в разъемных соединениях;
д) падения давления по манометру.
В развальцованных и разъемных соединениях котлов, разъемных соединениях трубопроводов и сосудов допускается появление отдельных капель, которые не увеличиваются в размерах при выдержке времени.
183 – 184. Утратили силу. – Приказ Ростехнадзора от 12.12.2017 N 539.
185. После проведения гидравлического испытания необходимо обеспечить удаление воды из испытуемого оборудования.
Оборудование и его элементы, в которых при гидравлическом испытании выявлены дефекты, после их устранения подвергают повторным гидравлическим испытаниям пробным давлением.
186. Гидравлическое испытание трубопроводов с рабочим давлением не более 10 МПа, а также сосудов разрешается заменять пневматическим испытанием (сжатым воздухом, инертным газом или смесью воздуха с инертным газом) при условии одновременного контроля методом акустической эмиссии.
Пробное давление при пневматическом испытании следует определять по формуле:
. (7)
В случае если вероятность хрупкого разрушения при пневматическом испытании больше, чем в рабочих условиях, и его последствия представляют значительную опасность, пробное давление должно быть снижено до технически обоснованного уровня, но не менее рабочего давления. Температура испытания должна быть не менее, чем на 25 °C выше температуры хрупкого излома материалов трубопровода.
В технически обоснованных случаях, предусмотренных изготовителем, при проведении пневматических испытаний при эксплуатации оборудования допускается использовать в качестве нагружающей среды газообразную рабочую среду объекта испытаний, при этом пробное давление должно превышать рабочее не менее чем на 5%, но не превышать пробное давление, определяемое по формуле (7).
Время выдержки сосуда (трубопровода) под пробным давлением при пневматическом испытании должно быть указано в технической документации и составлять не менее 15 мин.
После выдержки под пробным давлением давление следует снизить до обоснованного расчетом на прочность значения, но не менее рабочего давления, при котором следует проводить визуальный контроль наружной поверхности и проверку герметичности сварных и разъемных соединений.
Источник