Гидравлические испытания, пневмоиспытания, испытания на герметичность, определение пробного давления сосудов и аппаратов, работающих под давлением.

Гидравлическое испытание имеет целью проверку прочности элементов сосуда и плотности соединений. Сосуды должны предъявляться к гидравлическому испытанию с установленной на них арматурой.

Испытания технологического оборудования на прочность и плотность (опрессовка) проводят гидравлически или пневматически. По условиям безопасности предпочтение отдается гидравлическим испытаниям.

Следует отметить, что если в аппарате остается воздух, то испытания на прочность категорически запрещаются. О присутствии воздуха в аппарате свидетельствуют резкие колебания стрелки манометра при работе насоса, создающего давление в аппарате.

Гидравлическое испытание сосудов проводится только при удовлетворительных результатах наружного и внутреннего осмотров.

При гидравлическом испытании вертикально установленных сосудов пробное давление должно контролироваться по манометру, установленному на верхней крышке (днище) сосуда.

Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:

-

где Р - расчетное давление сосуда, МПа;

[σ]₂₀, [σ] _t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа.

Отношение принимается по тому из использованных материалов элементов (обечаек, днищ, фланцев, крепежа, патрубков и др.) сосуда, для которого оно является наименьшим.

Гидравлическое испытание деталей, изготовленных из литья, должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:

Испытание отливок разрешается проводить после сборки и сварки в собранном узле или готовом сосуде пробным давлением, принятым для сосудов, при условии 100% контроля отливок неразрушающими методами.

Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см², должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:

Гидравлическое испытание сосудов и деталей, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 и менее Дж/см², должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:

Гидравлическое испытание криогенных сосудов при наличии вакуума в изоляционном пространстве должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:

Р_пр = 1,25Р - 0,1, МПа

Гидравлическое испытание металлопластиковых сосудов должно проводиться пробным давлением, определяемым по формуле:

где К_м - отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда;

a = 1,3 - для неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см²;

a = 1,6 - для неметаллических материалов с ударной вязкостью 20 Дж/см² и менее.

Гидравлическое испытание вертикально устанавливаемых сосудов допускается проводить в горизонтальном положении при условии обеспечения прочности корпуса сосуда, для чего расчет на прочность должен быть выполнен разработчиком проекта сосуда с учетом принятого способа опирания в процессе гидравлического испытания.

При этом пробное давление следует принимать с учетом гидростатического давления, действующего на сосуд в процессе его эксплуатации.

В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна подвергаться каждая полость пробным давлением, определяемым в зависимости от расчетного давления полости. Порядок проведения испытания должен быть оговорен в техническом проекте и указан в руководстве по эксплуатации сосуда организации-изготовителя.

При заполнении сосуда водой воздух должен быть удален полностью.

Для гидравлического испытания сосудов должна применяться вода температурой не ниже 5 °С и не выше 40 °С, если в технических условиях не указано конкретное значение температуры, допускаемой по условию предотвращения хрупкого разрушения.

Разность температур стенки сосуда и окружающего воздуха во время испытаний не должна вызывать конденсации влаги на поверхности стенок сосуда.

По согласованию с разработчиком проекта сосуда вместо воды может быть использована другая жидкость. Давление в испытываемом сосуде следует повышать плавно. Скорость подъема давления должна быть указана: для испытания сосуда в организации-изготовителе - в технической документации, для испытания сосуда в процессе работы - в руководстве по эксплуатации.

Использование сжатого воздуха или другого газа для подъема давления не допускается.

Давление при испытании должно контролироваться двумя манометрами. Оба манометра выбираются одного типа, предела измерения, одинаковых классов точности, цены деления, которые устанавливаются на входе и выходе соответственно.

Пробное давление в сосуде должно создаваться насосом, обеспечивающим указанные условия подъема давления. Предпочтение следует отдавать поршневому насосу. Насос должен быть оснащен проверенным манометром с такой шкалой, чтобы предел измерения давления находился во второй трети шкалы.

Для предотвращения возможности подъема давления при гидравлическом испытании сверх пробного предохранительный клапан на насосе, предназначенном для проведения гидравлического испытания, необходимо отрегулировать на установочное давление, равное пробному давлению плюс 5% от расчетного давления.

Пропускная способность предохранительного клапана должна быть равна максимальной производительности насоса.

Допускается для предотвращения возможности превышения давления в сосуде сверх пробного использовать предохранительный клапан сосуда с соответствующей пружиной, отрегулировав его на установочное давление, равное пробному плюс 5% от расчетного давления. При этом установочное давление не должно превышать пробное более чем на 0,1 МПа.

При этом величина пробного давления может определяться исходя из разрешенного давления для сосуда. Под пробным давлением сосуд должен находиться в течение 5 мин, если отсутствуют другие указания изготовителя. При отсутствии указаний в проекте время выдержки должно быть не менее значений, указанных в таблице 2.

Таблица 2 - Время выдержки сосуда под пробным давлением

Толщина стенки сосуда, мм	Время выдержки, мин.
До 50
Свыше 50 до 100
Свыше 100
Для литых, неметаллических и многослойных сосудов независимо от толщины стенки

После выдержки под пробным давлением давление снижается до расчетного, при котором производят осмотр наружной поверхности сосуда, всех его разъемных и сварных соединений.

Обстукивание стенок корпуса, сварных и разъемных соединений сосуда во время испытаний не допускается.

Для устранения обнаруженных при испытании дефектов давление в сосуде должно быть полностью снято. Сброс давления производится так же плавно, как и подъем. После устранения дефектов испытания проводятся повторно. Устранение дефектов и подтяжка крепежных соединений на сосудах, находящихся под давлением, не допускаются.

Сосуд считается выдержавшим гидравлическое испытание, если не обнаружено:

- течи, трещин, слезок, потения в сварных соединениях и на основном металле;

- течи в разъемных соединениях;

- видимых остаточных деформаций, падения давления по манометру.

Сосуд и его элементы, в которых при испытании выявлены дефекты, после их устранения подвергаются повторным гидравлическим испытаниям пробным давлением, установленным Правилами.

Гидравлическое испытание, проводимое в организации-изготовителе, должно производиться на специальном испытательном стенде, имеющем соответствующее ограждение и удовлетворяющем требованиям безопасности и инструкции по проведению гидроиспытаний в соответствии с нормативной документацией.

В случаях, когда проведение гидравлического испытания невозможно (большое напряжение от веса воды в фундаменте, междуэтажных перекрытиях или самом сосуде; трудность удаления воды; наличие внутри сосуда футеровки, препятствующей заполнению сосуда водой), разрешается заменять его пневматическим испытанием (воздухом или инертным газом). Этот вид испытания допускается при условии его контроля методом акустической эмиссии.

Пневматические испытания должны проводиться по инструкции, предусматривающей необходимые меры безопасности и утвержденной в установленном порядке.

Величина испытательного давления P_исп принимается в соответствии с ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов». Рекомендуемые скорости повышения давления в соответствии с ПБ 03-53-03 составляют:

Р_пр/60 — Р_пр/20, МПа/мин

При промежуточных остановках проверяется по манометру отсутствие пропусков. Только при положительных результатах проверки приступают к дальнейшему подъему давления.

Значение пробного давления и результаты испытаний заносятся в паспорт сосуда лицом, проводившим эти испытания.

Рекомендации по проведению гидравлических испытаний сосудов, работающих под давлением, приведены в приложении Б.

Для сосудов (аппаратов), для которых невозможно проведение гидравлического испытания, работы по техническому освидетельствованию выполняются в следующем объеме:

1) наружный и внутренний осмотры;

2) ультразвуковая толщинометрия элементов в местах постоянного контроля, а также в местах предполагаемого наибольшего коррозионно-эрозионного воздействия среды, определяемых службой технического надзора и лицом, ответственным за исправное состояние и безопасное действие сосуда (аппарата);

3) расчет на прочность основных несущих элементов (корпуса, днища);

4) пневматическое испытание на пробное давление с АЭ-контролем.

Для сосудов (аппаратов), для которых невозможно проведение как внутреннего осмотра, так и гидравлического испытания, работы по техническому освидетельствованию выполняются в следующем объеме:

1) внешний и внутренний осмотр элементов в доступных местах;

2) ультразвуковая толщинометрия элементов в местах постоянного контроля, а также в местах предполагаемого наибольшего коррозионно-эрозионного воздействия среды, определяемых службой технического надзора и лицом, ответственным за исправное состояние и безопасное действие сосуда (аппарата);

3) ультразвуковая дефектоскопия или радиографирование сварных швов в местах наибольшего коррозионно-эрозионного воздействия среды;

4) расчет на прочность несущих элементов (корпуса и днища);

5) пневматическое испытание на пробное давление с АЭ-контролем.

Сосуды (аппараты), работающие под давлением вредных веществ (взрывоопасные или токсичные жидкости и газы) 1, 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности», должны подвергаться испытанию на герметичность. Испытания проводятся техническим персоналом предприятия в соответствии с производственной инструкцией, утвержденной главным инженером предприятия.

При испытании сосудов (аппаратов) на герметичность должны соблюдаться следующие требования:

1) испытание проводится при очередном техническом освидетельствовании, а также после ремонта с применением сварки и при разгерметизации;

2) испытание проводят, как правило, после положительных результатов испытания на прочность и плотность;

3) испытание проводят воздухом или инертным газом давлением, равным рабочему;

4) если продолжительность испытания на герметичность не указана в проекте, ее устанавливает само предприятие.

Продолжительность испытания на герметичность должна быть не менее 24 часов для вновь установленных или прошедших ремонт сосудов (аппаратов) и не менее 4 часов – при периодических испытаниях;

5) падение давления в сосуде (аппарате) за время испытания определяется по формуле:

где Δ Р – падение давления за 1 час, % от испытательного давления;

Р_н, Р_к – сумма манометрического и барометрического давлений в начале и конце испытания, МПа;

Т_н, Т_к – абсолютная температура в сосуде в начале и конце испытания, °К;

t – продолжительность испытания, ч;

6) величина допускаемого падения давления при дополнительном испытании сосуда (аппарата) на герметичность определяется проектом с учетом специфических свойств среды (токсичность, взрывоопасность), а при отсутствии указаний в проекте должна приниматься:

- для сосудов (аппаратов), вновь установленных, перед пуском в эксплуатацию с токсичными средами – не более 0,1 % в час, с взрывоопасными, легковоспламеняющимися и активными газами (в т.ч. и сжиженными) – не более 0,2 % в час;

- для сосудов (аппаратов), отремонтированных с помощью сварки, при периодических технических освидетельствованиях, а также при разгерметизации – не более 0,5 % в час.

В том случае, когда потери давления превышают указанные нормы, необходимо найти места утечек и устранить их.

Результаты испытания на герметичность оформляются актом.

Сосуд (аппарат) признается прошедшим техническое освидетельствование и допускается к дальнейшей эксплуатации при отсутствии дефектов, снижающих его прочность.

Дата добавления: 2015-07-16