При каком давление проводится гидравлическое испытание сосудов
Гидравлическое испытание[1] – один из наиболее часто используемых видов неразрушающего контроля, проводящийся с целью проверки прочности и плотности сосудов, трубопроводов, теплообменников, насосов и другого оборудования, работающего под давлением, их деталей и сборочных единиц. Также гидравлическим испытаниям могут подвергаться схемы тепломеханического оборудования в сборе и даже целые тепловые сети. По принятой в большинстве стран практике, всё оборудование, работающее под давлением, подвергают гидравлическим испытаниям:
- после изготовления предприятием-изготовителем оборудования или элементов трубопроводов, поставляемых на монтаж;
- после монтажа оборудования и трубопроводов;
- в процессе эксплуатации оборудования и трубопроводов, нагружаемых давлением воды, пара или пароводяной смеси.
Гидравлическое испытание – необходимая процедура, свидетельствующая о надёжности оборудования и трубопроводов, работающих под давлением, в течение всего срока их службы, что крайне важно, учитывая серьёзную опасность для жизни и здоровья людей в случае их неисправностей и аварий.
Давление проведения гидравлических испытаний называется поверочным, и оно превышает рабочее обычно в 1,25, 1,5 или в 5/3 раза. После производства и при периодической проверке сосудов внутреннего давления с целью надёжности их нагружают поверочным давлением с определением степени изменения объёмных характеристик ОРБ.
Ход процедуры[править | править код]
Объявление о проведении гидравлических испытаний
В испытуемом оборудовании, трубопроводе или системе (контуре) создаётся пробное давление (во избежание гидроударов и внезапных аварийных ситуаций это производится медленно и плавно), превышающее рабочее на определяемую по специальным формулам величину, чаще всего на 25 %. При этом тщательно контролируют рост давления по двум независимым поверенным манометрам или каналам измерений, на этом этапе допускается колебание давления вследствие изменения температуры жидкости. В процессе набора давления в обязательном порядке должны быть приняты меры для исключения скопления газовых пузырей в полостях, заполненных жидкостью. Затем, в течение так называемого времени выдержки, оборудование находится под повышенным давлением, которое не должно падать вследствие неплотности испытуемого оборудования, что также внимательно отслеживается. После чего давление снижается до [2]обоснованного расчетом на прочность значения, но не менее рабочего давления. На протяжении этих этапов персонал должен находиться в безопасном месте, нахождение рядом с испытуемым оборудованием строжайше запрещено. После снижения давления персонал проводит визуальный осмотр оборудования и трубопроводов в доступных местах в течение времени, необходимого для осмотра. В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления (например в теплообменниках), гидравлическому испытанию должна подвергаться каждая полость.
Оценка результатов[править | править код]
Оборудование и трубопроводы считаются выдержавшими гидравлические испытания, если в процессе испытаний и при осмотре не обнаружено течей жидкости и разрывов металла, в процессе выдержки падение давления не выходило за пределы, объясняемые колебаниями давления вследствие изменения температуры жидкости, а после испытаний не выявлено видимых остаточных деформаций.
Пневматическое испытание[править | править код]
В случаях, специально оговорённых в проектной документации на испытуемое изделие или государственными правилами и стандартами, допускается замена гидравлических испытаний пневматическими. Чаще всего это разрешается при условии дополнительного обследования предприятием-изготовителем изделия другими методами неразрушающего контроля, например сплошным ультразвуковым и радиографическим контролем основного металла и сварных соединений. В некоторых случаях пневматические испытания являются своеобразным подготовительным этапом перед гидравлическими. Они проводятся аналогично гидравлическим, иногда, при небольших давлениях и применительно к оборудованию со специфической конструкцией (например теплообменникам), места, где могут быть неплотности, обрабатываются мыльным раствором. После повышения давления на местах, имеющих дефекты, вздуваются мыльные пузыри, что позволяет легко их обнаружить. Таким способом определяется плотность, но не прочность оборудования.
Определение параметров гидравлических (пневматических) испытаний[править | править код]
Определение давления[править | править код]
Существует, как минимум, восемь подходов к выбору величины испытательного давления[3], везде рассматриваются повреждения коррозионной природы, а также используется связь давления с диаметром трубопровода. Принимается во внимание, что на выбор величины должны влиять как марка стали, так и геометрические характеристики трубопровода и прочностные характеристики сварной конструкции. Связь в виде прямо- и обратно пропорциональных зависимостей не соответствует современным представлениям о механизме разрушения металлического трубопровода. Положение, согласно которому разрушение стенки трубы при гидравлическом испытании происходит, когда напряжение в стенке достигает временного сопротивления разрыву, является чрезвычайно упрощенным. Имеется методика определения максимального давления опрессовки с учетом толщины стенки в рассматриваемый момент, скорости коррозии, величины диаметра и марки стали трубопровода. Имеется запатентованная методика, ее недостатками является сложность и отсутствие программной реализации. Кроме того, нет даже потенциальной возможности интеграции с современными программными расчетными комплексами.
Давление гидравлических испытаний должно быть не менее определяемого по формуле:
(нижняя граница)
и не более давления, при котором в испытуемом изделии возникнут общие мембранные напряжения, равные , а сумма общих или местных мембранных и общих изгибных напряжений достигнет (верхняя граница). Где:
– расчётное давление при испытаниях на предприятии-изготовителе или рабочее давление при испытаниях после монтажа и в процессе эксплуатации,
– номинальное допустимое напряжение при температуре гидравлических испытаний для рассматриваемого элемента конструкции,
– номинальное допускаемое напряжение при расчётной температуре рассматриваемого элемента конструкции.
– коэффициент, равный:
- 1 для защитных оболочек и страховочных корпусов (кожухов);
- 1,25 для оборудования и трубопроводов (1,15 при пневмоиспытаниях);
- 1,5 для деталей, изготовленных из литья;
- 1,3 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см²;
- 1,6 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью менее 20 Дж/см².
Для элементов, нагружаемых наружным давлением, должно также выполняться условие:
Гидравлическое испытание криогенных сосудов при наличии вакуума в изоляционном пространстве должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
Гидравлическое испытание металлопластиковых сосудов должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:
где:
– отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда;
– коэффициент, равный:
- 1,3 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см²;
- 1,6 для сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью менее 20 Дж/см².
Значения , , общие и местные мембранные и общие изгибные напряжения; – допускаемое наружное давление при температуре гидравлических испытаний определяют по Нормам расчёта на прочность.
В случае, если гидравлическим (пневматическим) испытаниям подвергаются система или контур, состоящие из оборудования и трубопроводов, работающих при разных рабочих давлениях и (или) расчётных температурах, или изготовленных из материалов с различными и (или) , то давление гидравлических (пневматических) испытаний этой системы (контура) следует принимать равным минимальному значению верхней границы давлений испытаний, выбранному из всех соответствующих значений для оборудования и трубопроводов, составляющих систему (контур).
Кем и в каких документах указывается.
Значения давления гидравлических испытаний для оборудования и сборочных единиц (блоков) трубопроводов должны указываться предприятием-изготовителем в паспорте оборудования и свидетельстве об изготовлении деталей и сборочных единиц трубопровода.
Значения давлений гидравлических (пневматических) испытаний систем (контуров) должны определяться проектной организацией и сообщаться предприятию-владельцу оборудования и трубопроводов, которое уточняет эти значения на основе данных, содержащихся в паспортах оборудования и трубопроводов, комплектующих систему (контур).
Определение температуры[править | править код]
В большинстве случаев для гидравлического испытания должна применяться вода температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °C, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения и определяемое согласно Нормам расчёта на прочность. При этом во всех случаях температура испытательной и окружающей среды не должна быть ниже 5 °C.
Однако в некоторых отраслях промышленности к выбору допускаемой температуры подходят более строго, что связано с изменением физических свойств материалов и воды при очень высоких давлениях и воздействии других факторов. Например, на АЭС допускаемая температура металла при гидравлических (пневматических) испытаниях в процессе эксплуатации (в том числе после ремонта) устанавливается на основе данных расчёта на прочность, паспортов оборудования и трубопроводов, чисел циклов нагружения, зафиксированных в процессе эксплуатации, фактических флюенсов нейтронов с энергией МэВ и данных испытаний образцов-свидетелей, устанавливаемых в корпуса ядерных реакторов.
Кем и в каких документах указывается.
Допускаемая температура металла при гидравлических испытаниях, проводимых после изготовления, должна определяться конструкторской (проектной) организацией и указываться в чертежах, паспортах оборудования и свидетельствах об изготовлении деталей и сборочных единиц трубопроводов.
Определение времени выдержки[править | править код]
Время выдержки под пробным давлением устанавливается разработчиком проекта, но должно быть не менее 5 мин. При отсутствии указаний в проекте время выдержки должно быть не менее значений, указанных в табл.
| Толщина стенки, мм | Время выдержки, мин |
| До 50 | 10 |
|---|---|
| Свыше 50 до 100 | 20 |
| Свыше 100 | 30 |
| Для литых, неметаллических и многослойных сосудов независимо от толщины стенки | 60 |
Примечания[править | править код]
- ↑ иногда именуется опрессовкой, что в целом не верно, так как «опрессовка» на техническом сленге более широкое понятие, включающее в себя заполнение и постановку под давление любой средой, чаще даже рабочей, чем испытательной.
- ↑ пункт 181 Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности “Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением”
- ↑ Чичерин, С.В. Величина пробного давления при проведении ежегодных гидравлических испытаний тепловых сетей // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2017. – Т. 17, № 1. – С. 13-20.
Литература[править | править код]
- Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 03-576-03); (Не действует – Отменён. Приказом Ростехнадзора № 116 от 25.03.2014 г. https://www.normacs.ru/Doclist/doc/15QP.html)
- Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок (ПНАЭ Г-7-008-89);
- Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, для объектов использования атомной энергии (НП-044-03);
- Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды для объектов использования атомной энергии (НП-045-03);
- Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля (ПНАЭ Г-7-010-89).
Источник
РД 24.200.11-90
Группа Т58
СОСУДЫ И АППАРАТЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Правила и нормы безопасности при проведении гидравлических испытаний
на прочность и герметичность
Дата введения 1991-07-01
Всесоюзным научно-исследовательским и проектным институтом технологии химического и нефтяного аппаратостроения (ВНИИПТхимнефтеаппаратуры)
В.П.Новиков (руководитель темы); Н.К.Ламина; А.М.Еремин
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН указанием Министерства тяжелого машиностроения от 25.07.90 N ВА-002-7259
3. ЗАРЕГИСТРИРОВАН НИИхиммашем за N РД 24.200.11-90 от 19.06.1990 г.
4. Сведения о сроках и периодичности проверки документа: Срок первой проверки – 1992 г., периодичность проверки 2 года
6. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на которые дана ссылка | Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения |
ГОСТ 12.0.004-79 | 2.2; 2.8 |
ГОСТ 12.2.085-82 | 3.2.14 |
ГОСТ 24555-81 | 3.2.26; 3.2.29 |
ОСТ 26-01-9-80 | Вводная часть |
ОСТ 26-01-221-80 | Вводная часть |
ОСТ 26-01-900-79 | Вводная часть |
ОСТ 26-01-1183-82 | Вводная часть |
ОСТ 26-11-06-86 | Вводная часть |
ОСТ 26-11-14-88 | 1.1 |
ОСТ 26-18-6-80 | Вводная часть |
ОСT 26-291-87 | 1.1 |
Настоящий руководящий документ устанавливает правила и нормы безопасности при подготовке и проведении гидравлических испытаний на прочность и герметичность сосудов и аппаратов, работающих под давлением, изготавливаемых в соответствии с требованиями ОСТ 26-291*, ОСТ 26-01-1183, ОСТ 26-01-900, ОСТ 26-11-06, ОСТ 26-18-6, ОСТ 26-01-9, ОСТ 26-01-221.
______________
* Действует ОСТ 26-291-94, здесь и далее по тексту. – Примечание изготовителя базы данных.
Гидравлические испытания изделий и их элементов на прочность и герметичность гидростатическим давлением должны проводиться на специальных испытательных гидростендах (далее гидростендах) или, в исключительных случаях, на сборочных стендах с использованием переносного оборудования.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Руководящий документ распространяется на все методы гидравлических испытаний по ОСТ 26-291 и ОСТ 26-11-14.
1.2. На каждом предприятии в соответствии с настоящим руководящим документом должна быть разработана и утверждена главным инженером инструкция по безопасному проведению гидравлических испытаний. Основные положения инструкции, а также схема испытания должны быть вывешены на рабочем месте каждого участка гидроиспытаний.
2. ТРЕБОВАНИЯ К ПЕРСОНАЛУ
2.1. К работе на гидростендах и рабочих местах с переносным оборудованием для гидравлических испытаний допускаются рабочие соответствующей специальности по “Единому тарифно-квалификационному справочнику работ и профессий рабочих (ЕТКС), аттестованные в установленном порядке с квалификацией не ниже 4 разряда”.
2.2. Назначение или перевод рабочего осуществляется распоряжением по цеху.
Рабочий должен быть ознакомлен с особенностями данного испытательного оборудования и пройти инструктаж.
Организация обучения и инструктажа по безопасности труда должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.0.004*.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 12.0.004-90, здесь и далее по тексту. – Примечание изготовителя базы данных.
2.3. Повторная проверка знаний работающих должна проводиться не реже одного раза в год для рабочих и одного раза в три года для ИТР заводской квалификационной комиссией, назначаемой в установленном порядке.
2.4. Ответственность за исправное состояние, правильную и безопасную эксплуатацию гидростенда возлагается на инженерно-технического работника (ИТР), назначенного приказом по цеху (предприятию) и аттестованного в установленном порядке.
2.5. Каждый гидростенд в каждой смене должен быть закреплен за отдельным исполнителем распоряжением по цеху. Исполнитель обязан следить за исправным состоянием гидростенда и содержать его в надлежащем порядке и чистоте. На каждом гидростенде должна быть вывешена табличка с указанием фамилии исполнителя, ответственного за данный гидростенд.
2.6. При подготовке к гидравлическим испытаниям каждого изделия нового типа, конструкции и т.п. руководитель работ должен провести внеплановый инструктаж рабочих, по особенностям данного изделия, указать на возможные источники опасности и меры предосторожности.
2.7. Для выполнения работ по строповке и перемещению груза, управлению грузоподъемными механизмами с пола испытатели должны иметь соответствующее удостоверение.
2.8. Испытатели должны быть обеспечены спецодеждой и спецобувью соответствующего размера по типовым отраслевым нормам для машиностроительных и металлообрабатывающих производств.
3. ТРЕБОВАНИЯ К УЧАСТКУ, ОБОРУДОВАНИЮ, ОСНАСТКЕ
3.1. Требования к участку и рабочему месту при испытании переносным оборудованием
3.1.1. Участок для гидравлических испытаний должен соответствовать требованиям действующих санитарных норм проектирования промышленных предприятий CH118, CH119, СН245, строительным нормам и правилам СНиП2, СНиП8, СНиП9.
3.1.2. Площадь участка должна обеспечивать размещение:
гидростенда (или переносного оборудования при испытании на сборочном стенде);
вспомогательного оборудования и оснастки;
испытываемого изделия с учетом безопасного выполнения работ по его монтажу и осмотру, при этом свободная зона по периметру максимально возможного габарита изделия должна быть не менее 1 м.
3.1.3. Участок должен иметь нескользкое покрытие пола с уклоном и (или) отверстиями для стока воды, а также защитное ограждение, исключающее возможность случайного появления на участке посторонних лиц и попадание рабочей жидкости за пределы участка (приложение 2).
На ограждении должно быть световое табло с надписью “ВХОД ВОСПРЕЩЕН. ИДУТ ИСПЫТАНИЯ” или соответствующий плакат.
3.1.4. На участке должны быть общее и местное рабочее освещение, аварийное освещение, а также переносные светильники с напряжением не более 42 В. Оборудование освещения должно соответствовать требованиям “Правил устройства электроустановок”.
Освещение должно обеспечивать освещенность на поверхности испытываемого изделия:
рабочую – не менее 300 лк при люминесцентном или 200 лк при освещении лампами накаливания;
аварийную – не менее 10% от рабочей.
3.1.5. Участок гидроиспытаний должен иметь оборотную систему водоснабжения, обеспечивающую заполнение объема испытываемых изделий или технический водопровод с системой слива в канализацию.
3.1.6. Рабочее место, где проводятся гидроиспытания переносным оборудованием, должно соответствовать требованиям пп.3.1.2-3.1.6 настоящего руководящего документа.
Допускается в качестве временного защитного ограждения использовать леерное, устанавливаемое от испытываемого изделия на расстоянии не менее рассчитанного (приложение 3.)
3.2. Требования к оборудованию и оснастке
3.2.1. Гидростенд должен быть оборудован:
емкостью для рабочей жидкости с системой ее циркуляции;
насосом для заполнения и опорожнения изделия;
насосом для создания давления в изделии;
рессивером (буферной емкостью) или пневмогидроаккумулятором;
приборами для измерения давления и температуры рабочей жидкости;
предохранительными устройствами или электроконтактными манометрами (ЭкМ);
Электродвигатели насосов должны быть закрытого исполнения, типа IP44.
Допускается использование насосной установки с пневматическим приводом с электромагнитным клапаном (электрозадвижкой) перекрывающим подачу воздуха на пневмопривод. Управление клапаном должно осуществляться электроконтактным манометром (ЭкМ), установленным в линии от насоса к изделию.
При использовании в составе рабочей жидкости люминофоров, консервантов или других химических веществ гидростенд должен быть дополнительно оборудован специальными емкостями для приготовления нейтрализующих растворов и нейтрализации рабочей жидкости и (или) устройством для сбора этих веществ с целью их дальнейшего использования.
3.2.2. Расположение и компоновка оборудования должны отвечать требованиям действующих строительных норм и правил СНиП9, СНиП10 и обеспечивать безопасность и удобство его эксплуатации и ремонта.
Пульт управления гидростендом или переносным оборудованием для гидроиспытаний, расположенный в опасной зоне, определенной расчетом по приложению 3, должен быть оборудован защитой, рассчитанной согласно приложению 2.
3.2.3. При подземном расположении испытываемого изделия, над заглубленным помещением должна быть предусмотрена раздвижная или другая механическая крыша, а участок с учетом площади, занимаемой крышей в раскрытом положении, должен иметь леерное ограждение.
3.2.4. Электрооборудование гидростенда должно соответствовать требованиям действующих в промышленности “Правил устройства электроустановок”, “Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей”, “Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей”*, а также строительным нормам и правилам СНиП6.
_______________
* Действуют “Межотраслевые Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок” (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00). – Примечание изготовителя базы данных.
3.2.5. Гидростенд должен быть снабжен кнопками “СТОП” аварийной остановки электродвигателя насоса, окрашенными в красный цвет. Количество кнопок и места их расположения должны гарантировать возможность быстрой остановки электродвигателя.
3.2.6. Вращающиеся части привода питательного насоса должны быть надежно ограждены. Попадание рабочей жидкости на привод не допускается.
3.2.7. Напорная линия насоса должна иметь рессивер для уменьшения колебаний давления в испытываемом изделии, вызываемых пульсирующей подачей рабочей жидкости. Рессивер должен быть рассчитан на давление, не ниже максимально допустимого для данного гидростенда.
Рессивер должен устанавливаться на участке гидроиспытаний в месте, исключающем присутствие людей и обеспечивающем доступность его осмотрам, и иметь защитное ограждение, рассчитанное согласно приложению 2.
Допускается не устанавливать рессивер и байпас на гидростендах, если давление в испытываемом изделии достигается с помощью насоса без электропривода (вручную).
Источник