دليل اختبار الأنابيب الهوائية الهيدروستاتيكية - المعايير

يعد اختبار الضغط خطوة حاسمة لضمان الجودة في تصنيع الأنابيب وتشغيل نظام الأنابيب. والغرض من ذلك هو التحقق من أن الأنبوب أو النظام المُصنع يمكنه احتواء الضغط التصميمي بأمان دون تسرب أو تمزق. يضمن اختبار ضغط المصنع (الاختبار الهيدروستاتيكي لكل طول أنبوب في المطحنة) أن مواد الأنابيب واللحامات (للأنابيب الملحومة) سليمة قبل الشحن. يتحقق اختبار ضغط نظام ما بعد التثبيت- من أن نظام الأنابيب المجمع بالكامل - بما في ذلك اللحامات الميدانية والمفاصل ذات الحواف والوصلات الملولبة - محكم التسرب-ومناسب من الناحية الهيكلية للخدمة.

تفرض المعايير ذات الصلة اختبار الضغط لمعظم تطبيقات الأنابيب. يتطلب API 5L إجراء اختبار هيدروستاتيكي لكل طول أنبوب. تتطلب ASTM A106 وA53 وA333 أيضًا اختبارًا هيدروستاتيكيًا. يتطلب ASME B31.3 (أنابيب المعالجة) اختبار ضغط النظام بعد التثبيت، عادةً بمعدل 1.5 مرة من ضغط التصميم. تصبح سجلات الاختبار جزءًا من وثائق الجودة الدائمة لنظام الأنابيب، مما يوفر دليلاً على الامتثال للكود المعمول به وضمان التشغيل الآمن.

يستخدم الاختبار الهيدروستاتيكي الماء كوسيلة للاختبار. يتم ملء الأنبوب بالماء، ويتم تهوية كل الهواء، ويتم رفع الضغط إلى مستوى الاختبار المحدد باستخدام مضخة إزاحة موجبة-. يتم حساب ضغط الاختبار عادةً على أنه 1.5 مرة من ضغط التصميم عند درجة حرارة التصميم، ويتم تعديله ليتناسب مع الفرق بين درجة حرارة الاختبار ودرجة حرارة التصميم (نظرًا لأن قوة المادة تكون أعلى في درجات الحرارة المنخفضة). صيغة ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي هي: P_test=1.5 x P_design x (S_test / S_design)، حيث S_test هو الإجهاد المسموح به عند درجة حرارة الاختبار وS_design هو الإجهاد المسموح به عند درجة حرارة التصميم.

بمجرد الوصول إلى ضغط الاختبار، يتم عزل المضخة ويتم الاحتفاظ بالضغط للمدة المطلوبة. يحدد API 5L الحد الأدنى لوقت الانتظار وهو 5 ثوانٍ للأنابيب غير الملحومة و10 ثوانٍ للأنابيب الملحومة، على الرغم من أن العديد من مواصفات المشروع تتطلب 1-2 ساعة لاختبار النظام. أثناء التثبيت، يجب أن يظل الضغط ثابتًا (لا يشير أي انخفاض إلى عدم وجود تسرب)، ويتم فحص جميع الوصلات بصريًا بحثًا عن أي تسرب. بعد الاختبار، يتم تصريف الماء، وتجفيف الأنبوب (مهم بشكل خاص لأنابيب الفولاذ السبائكي لمنع التآكل). يقوم مسجل مخطط الاختبار الهيدروستاتيكي بتخطيط الضغط مقابل الوقت لتوفير سجل دائم للاختبار.

يستخدم الاختبار الهوائي الهواء أو الغاز الخامل (عادةً النيتروجين) كوسيلة للاختبار. يتم استخدامه عندما يكون الاختبار الهيدروستاتيكي غير عملي: بالنسبة للأنظمة التي لا يمكنها تحمل الماء (خطوط أنابيب الأكسجين، والأنظمة المبردة، وبعض العمليات الكيميائية)، وللأنظمة التي قد تتضرر بسبب وزن الماء (الأنابيب العلوية ذات الدعم غير الكافي)، وللأنظمة التي يكون فيها الصرف الكامل والتجفيف بعد الاختبار الهيدروستاتيكي غير ممكن.

يحمل الاختبار الهوائي مخاطر سلامة أكبر بكثير من الاختبار الهيدروستاتيكي لأن الغاز المضغوط يخزن طاقة أكثر بكثير من السائل المضغوط. إذا فشل الأنبوب أثناء اختبار الهواء، فإن الإطلاق المفاجئ للغاز المضغوط يمكن أن يسبب انفجارًا عنيفًا مع تأثيرات الانفجار والتشظي. لهذا السبب، يتطلب الاختبار الهوائي احتياطات إضافية: يجب أن تكون منطقة الاختبار متحصنة وخالية من الموظفين، ويجب قراءة أجهزة قياس الضغط عن بعد، ويقتصر ضغط الاختبار عادة على 1.1-1.25 مرة من الضغط التصميمي (مضاعف أقل من الهيدروستاتيكي). يُفضل دائمًا الاختبار الهيدروستاتيكي بدلاً من الاختبار الهوائي عندما يستطيع النظام تحمل الماء.

المعلمة	الهيدروستاتيكي	هوائي
اختبار المتوسطة	ماء	الهواء أو الغاز الخامل
اختبار الضغط المضاعف	1.5 × تصميم	1.1-1.25 × التصميم
أمان	إطلاق آمن للطاقة المنخفضة - عند الفشل	إطلاق طاقة متفجرة - خطرة
حساسية كشف التسرب	البصرية (قطرات)	مسموع، اختبار الفقاعات، تسوس الضغط
نشر-اختبار التنظيف	الصرف والتجفيف المطلوبة	لا شيء مطلوب
أفضل ل	أنظمة الأنابيب العامة	خدمة الغاز والأكسجين المبردة

يحدد API 5L الاختبار الهيدروستاتيكي لكل طول أنبوب. بالنسبة للأنابيب غير الملحومة، يجب أن ينتج عن ضغط الاختبار إجهاد طوقي يساوي 60% من الحد الأدنى لقوة الخضوع المحددة (SMYS) ولكن لا يتجاوز 3000 رطل لكل بوصة مربعة (20.7 ميجا باسكال). بالنسبة للأنابيب الملحومة، تختلف المتطلبات حسب الدرجة: بالنسبة للأنابيب الملحومة من Gr.B إلى X65، يبلغ ضغط الاختبار 85% من SMYS؛ بالنسبة لـ X70 وما فوق، فهي 90% من SMYS. يتطلب ASTM A106/A53 اختبارًا هيدروستاتيكيًا ولكن ضغط الاختبار لم يتم تحديده بشكل صريح في المعيار - حيث تختار الشركة المصنعة ضغطًا ينتج عنه إجهاد ليفي بنسبة 60% من SMYS. يتطلب ASME B31.3 أن يكون ضغط اختبار النظام 1.5 مرة من ضغط التصميم عند درجة حرارة التصميم. بالنسبة للاختبار الهوائي، يسمح B31.3 بحد أقصى لضغط الاختبار يصل إلى 1.1 مرة من الضغط التصميمي. يتطلب PED 2014/68/EU اختبار الضغط وفقًا للمعايير المنسقة لمعدات الضغط التي تحمل علامة CE.

يتضمن إجراء الاختبار الهيدروستاتيكي الكامل ما يلي: (1) التحضير-الاختباري المسبق: إغلاق أطراف الأنابيب بأغطية أو حواف، وتوصيلها بمضخة الاختبار، وتركيب فتحة تهوية عند النقطة العالية، وتركيب مقياس ضغط معاير (ضمن نطاق ضغط الاختبار، بدقة ±1%)، وملء بالماء أثناء تنفيس كل الهواء. (2) الضغط: رفع الضغط على مراحل (25%، 50%، 75%، 100% من ضغط الاختبار)، والتوقف عند كل مرحلة للفحص البصري. (3) عقد الاختبار: الحفاظ على ضغط الاختبار للمدة المطلوبة، والتي لا يسمح خلالها بانخفاض الضغط. (4) الفحص: قم بإجراء فحص لنظام الأنابيب بالكامل وفحص جميع الوصلات والوصلات وجسم الأنبوب بحثًا عن التسريبات. (5) إزالة الضغط: تحرير الضغط تدريجيًا، وصرف الماء، وتجفيف النظام. يتم توثيق كل خطوة بالوقت والضغط وتوقيع المفتش.

مثال 1: ماسورة SCH 40 A106 Gr.B مقاس 4 بوصة الضغط التصميمي 10 ميجا باسكال عند 200 درجة. S_design=117 MPa (A106 Gr.B عند 200 درجة)، S_ambient=138 MPa. P_test=1.5 × 10 × (138/117)=17.7 ميجا باسكال. يبلغ ضغط الاختبار 17.7 ميجا باسكال (حوالي 2570 رطل لكل بوصة مربعة).

مثال 2: أنبوب SCH 80 API 5L X52 مقاس 8 بوصة، ضغط تصميمي 15 ميجا باسكال عند درجة الحرارة المحيطة. SMYS=359 ميجا باسكال، إجهاد الحلقة عند 85% SMYS=305 ميجا باسكال. P_test=(2 × 305 × 12.70) / 219.1=35.3 ميجا باسكال، ولكنه يقتصر على 3000 رطل لكل بوصة مربعة (20.7 ميجا باسكال) لكل API 5L. إذن P_test=20.7 ميجا باسكال.

إذا تم اكتشاف تسرب أثناء الاختبار، يتم تحرير الضغط، ويتم تحديد موقع التسرب، ويتم إصلاح الخلل عن طريق الطحن (للثقوب السطحية) أو اللحام (لعيوب-الجدار). بعد الإصلاح، يتم إعادة اختبار الأنبوب أو النظام عند نفس ضغط الاختبار. تسمح المعايير عادةً بعدد محدود من الإصلاحات (على سبيل المثال، يسمح API 5L بما يصل إلى 3 إصلاحات لكل طول أنبوب قبل وجوب خفض مستوى الأنبوب أو إلغائه). ويجب توثيق كل إعادة اختبار. إذا فشل الأنبوب بسبب عيب في المادة (التصفيح، التشقق) وليس بسبب عيب في اللحام، فسيتم عادةً رفض طول الأنبوب بالكامل.

تجري شركة ManufacturerPipe اختبارًا هيدروستاتيكيًا بنسبة 100% في المصنع على جميع الأنابيب الملحومة وغير الملحومة قبل الشحن. يمكن لآلات الاختبار الهيدروستاتيكي الخاصة بنا اختبار الأنابيب من 1/2 بوصة إلى 48 بوصة عند ضغوط تصل إلى 100 ميجا باسكال (15000 رطل لكل بوصة مربعة). نحن نحافظ على معايرة مقياس الضغط NIST-التي يمكن تتبعها ونقدم تقرير اختبار هيدروستاتيكي لكل أنبوب أو رقم حرارة. يتوفر اختبار الهواء حسب طلب العميل مع احتياطات السلامة المناسبة. يمكن لوكالات التفتيش التابعة لأطراف ثالثة (SGS، وBV، وIntertek) أن تشهد الاختبار في المصنع كما هو مطلوب بموجب أمر الشراء. تعتبر تقارير الاختبار ثنائية اللغة (الصينية/الإنجليزية) قياسية للشحنات الدولية.

اتصل بفريق الجودة لدينا لمناقشة متطلبات الاختبار الخاصة بك والحصول على الأنابيب المعتمدة مع وثائق الاختبار الكاملة.

احصل على عرض أسعار