Pneumatické zkoušky pevnosti a těsnosti: metodika práce

264. Hydraulické zkoušky za účelem kontroly těsnosti a pevnosti tlakového zařízení, jakož i svarových a jiných spojů, by se měly provádět:

a) po instalaci (dodatečná výroba) na místo instalace zařízení dopravované na místo instalace (dodatečná výroba) v samostatných dílech, prvcích nebo blocích;

b) po rekonstrukci (modernizaci) oprava zařízení pomocí svařování prvků pracujících pod tlakem;

c) při technických prohlídkách a technické diagnostice v případech stanovených těmito závaznými požadavky.

Hydraulické testování jednotlivých dílů, prvků nebo jednotek zařízení v místě instalace (dodatečná výroba) není povinné, pokud prošly hydraulickým testováním v místě jejich výroby nebo byly podrobeny 100% ultrazvukovému testování nebo jiné ekvivalentní nedestruktivní metodě detekce vad. Je povoleno provádět hydraulické zkoušky jednotlivých a prefabrikovaných prvků společně se zařízením, pokud za podmínek instalace (dodatečné výroby) není možné provést jejich zkoušení odděleně od zařízení.

265. Hydraulické zkoušky zařízení a jeho prvků musí být prováděny po všech druzích kontroly, jakož i po odstranění zjištěných závad.

Hodnota zkušebního tlaku (mezi maximem a minimem) by měla zajistit co největší zjistitelnost závad na zařízeních pracujících pod tlakem podrobeným hydraulickým zkouškám.

Pro hydraulické testování zařízení pod tlakem by měla být použita voda. Teplota vody nesmí být nižší než 5 °C a vyšší než 40 °C, pokud technická dokumentace výrobce zařízení neurčuje konkrétní hodnotu teploty, která je přípustná za podmínek zamezení křehkého lomu.

Voda použitá pro hydraulické testování nesmí kontaminovat zařízení nebo způsobit silnou korozi.

Rozdíl teplot mezi kovem a okolním vzduchem během hydraulické zkoušky by neměl vést ke kondenzaci vlhkosti na povrchu stěn zařízení.

V technicky odůvodněných případech zajištěných hlavním dodavatelem (zhotovitelem) je při provádění hydraulických zkoušek za provozu nádob přípustné použít jinou kapalinu.

266. Nádoby s ochranným nátěrem nebo izolací jsou před aplikací nátěru nebo izolace podrobeny hydraulickému testování. Nádoby s vnějším pláštěm jsou před montáží pláště podrobeny hydraulickému testování. Smaltované nádoby mohou být po smaltování podrobeny hydraulické zkoušce při pracovním tlaku.

267. Minimální hodnota zkušebního tlaku (Ppr) při hydraulické zkoušce parních a horkovodních kotlů, přehřívačů, ekonomizérů, jakož i potrubí v kotlovém limitu se bere jako:

a) při pracovním tlaku nejvýše 0,5 MPa – 1,5 pracovního tlaku, nejméně však 0,2 MPa;

b) při pracovním tlaku nad 0,5 MPa – 1,25 násobek pracovního tlaku, nejméně však pracovní tlak plus 0,3 MPa.

Při provádění hydraulických zkoušek parních a horkovodních kotlů s nuceným oběhem je pracovní tlak při stanovení hodnoty zkušebního tlaku brán jako tlak napájecí vody na vstupu kotle stanovený projektovou dokumentací.

Maximální hodnota zkušebního tlaku je stanovena pevnostními výpočty parních a horkovodních kotlů.

268. Hodnota zkušebního tlaku (Ppr) při hydraulickém zkoušení kovových nádob (kromě litých) je určena vzorcem:

kde P je návrhový tlak v případě dodatečné výroby v místě provozu, v ostatních případech – pracovní tlak, MPa;

, Poměr zkušebního tlaku při zkoušení nádoby vypočítaný podle zón by měl být stanoven s ohledem na zónu, jejíž návrhový tlak nebo návrhová teplota má nižší hodnotu.

Zkušební tlak pro testování nádoby určené k provozu v několika režimech s různými konstrukčními parametry (tlaky a teploty) by měl být vzat roven maximu z určených hodnot zkušebního tlaku pro každý režim.

Pokud je pro zajištění podmínek pevnosti a těsnosti při zkoušení nutné zvětšit průměr, množství nebo vyměnit materiál šroubů (svorníků) přírubových spojů, je přípustné snížit zkušební tlak na maximální hodnotu, při které jsou při zkoušení zajištěny podmínky pevnosti šroubů (svorníků) bez zvětšení jejich průměru, množství nebo výměny materiálu.

Pokud nádoba jako celek nebo jednotlivé části nádoby pracují v rozsahu teplot dotvarování a dovoleného napětí pro materiály těchto dílů při výpočtové teplotě, získané pouze na základě časově nezávislých charakteristik: meze kluzu a pevnosti v tahu bez zohlednění tečení a dlouhodobé pevnosti.

Při hydraulickém zkoušení procesních potrubí se hodnota zkušebního tlaku Ppr určuje pomocí vzorce (1).

269. Hodnota zkušebního tlaku Ppr při hydraulickém zkoušení litých a kovaných nádob je určena vzorcem:

Zkoušení odlitků lze provádět po sestavení a svaření v sestavené jednotce nebo hotové nádobě za použití zkušebního tlaku používaného pro nádoby, za předpokladu, že 100% kontrola odlitků je prováděna pomocí nedestruktivních metod.

270. Hydraulické zkoušení nádob a částí vyrobených z nekovových materiálů s rázovou houževnatostí větší než 20 J/cm2 se provádí zkušebním tlakem určeným podle vzorce:

Hydraulické zkoušky nádob a částí vyrobených z nekovových materiálů s rázovou houževnatostí 20 J/cm2 nebo menší se provádějí za použití zkušebního tlaku určeného podle vzorce:

271. Hodnota zkušebního tlaku Ppr při hydraulickém zkoušení kryogenních nádob za přítomnosti vakua v izolačním prostoru je určena vzorcem:

272. Hydraulické zkoušení kovoplastových nádob se provádí zkušebním tlakem určeným podle vzorce:

kde KM je poměr hmotnosti kovové konstrukce k celkové hmotnosti nádoby;

273. Hydraulické zkoušky plavidel instalovaných svisle lze provádět ve vodorovné poloze, v takovém případě se pevnost těla plavidla vypočítá s přihlédnutím k přijaté metodě podepření. U kombinovaných nádob se dvěma nebo více pracovními dutinami navrženými pro různé tlaky musí být každá dutina podrobena hydraulické zkoušce zkušebním tlakem stanoveným v závislosti na konstrukčním tlaku dutiny.

Postup zkoušení takových nádob stanoví zpracovatel projektové technické dokumentace a je uveden v návodu k obsluze (OR) nádoby.

274. Minimální hodnota zkušebního tlaku při hydraulickém zkoušení parovodů a horkovodů, jejich celků a jednotlivých prvků musí být 1,25násobek pracovního tlaku, nejméně však 0,2 MPa.

Tvarovky a tvarové díly potrubí jsou podrobovány hydraulické zkoušce zkušebním tlakem v souladu s technologickou dokumentací. Maximální hodnota zkušebního tlaku je stanovena výpočtem pevnosti potrubí.

275. Při hydraulických zkouškách parovodů pracujících při tlaku 10 MPa a vyšším musí být teplota jejich stěn minimálně 10 °C.

Při hydraulické zkoušce parních a horkovodních kotlů může být po dohodě s developerem zvýšena horní hranice teploty vody na 80 °C.

276. Při plnění zařízení vodou z něj musí být zcela odstraněn vzduch. Tlak v testovaném zařízení by se měl zvyšovat plynule a rovnoměrně. Celková doba nárůstu tlaku (na zkušební hodnotu) je uvedena v technologické dokumentaci. Tlak vody během hydraulické zkoušky by měl být monitorován alespoň dvěma manometry. Oba tlakoměry jsou zvoleny stejného typu, rozsahu měření, stejné třídy přesnosti (ne nižší než 1,5) a hodnoty dělení. Použití stlačeného vzduchu nebo jiného plynu ke zvýšení tlaku v zařízení naplněném vodou není povoleno.

Dobu držení parních a horkovodních kotlů, parovodů a horkovodních potrubí, jakož i nádob dodaných na místo instalace ve smontovaném stavu, pod zkušebním tlakem, musí výrobce stanovit v návodu k obsluze, a to minimálně 10 minut.

Doba výdrže pod zkušebním tlakem blokových zásobních nádob prvek po prvku, dokončená během instalace na místě provozu, nesmí být kratší než:

a) 30 min – pro tloušťku stěny nádoby do 50 mm;

b) 60 min – pro tloušťky stěny nádoby nad 50 až 100 mm;

c) 120 min – pro tloušťku stěny nádoby nad 100 mm.

U litých, nekovových a vícevrstvých nádob, bez ohledu na tloušťku stěny, musí být doba výdrže alespoň 60 minut. Doba pro udržení procesního potrubí pod zkušebním tlakem během hydraulického testování musí být alespoň 15 minut.

Pokud je procesní potrubí testováno společně s nádobou (přístrojem), ke které je připojeno, je doba zdržení brána jako doba potřebná pro nádobu (přístroj).

277. Po udržení pod zkušebním tlakem se tlak sníží na hodnotu odůvodněnou pevnostními výpočty, ne však menší než pracovní tlak, při kterém se provádí vizuální kontrola vnějšího povrchu zařízení a všech jeho odpojitelných a trvalých spojů. Poklepávání stěn tělesa nádoby, svarových a rozebíratelných spojů během zkoušení není povoleno.

278. Při hydraulické zkoušce se má za to, že kotel zkoušce vyhověl, pokud není zjištěno:

a) viditelné zbytkové deformace;

b) praskliny nebo známky prasknutí;

c) netěsnosti ve svařovaných, rozebíratelných spojích a v základním kovu;

d) pokles tlaku podle tlakoměru.

V rozebíratelných spojích kotlů je umožněn vznik jednotlivých kapek, které se při držení po určitou dobu nezvětšují.

279. Během hydraulického testování se potrubí považuje za vyhovující, pokud není zjištěno následující:

a) netěsnosti, pocení ve svarových spojích a v obecném kovu;

b) viditelné zbytkové deformace;

c) praskliny nebo známky prasknutí;

d) pokles tlaku podle tlakoměru.

280. Během hydraulické zkoušky se plavidlo považuje za vyhovující, pokud není zjištěno:

a) netěsnosti, praskliny, trhliny, pocení ve svarových spojích a na základním kovu;

b) netěsnosti v rozebíratelných spojích;

c) viditelné zbytkové deformace, pokles tlaku na tlakoměru.

281. Po provedení hydraulické zkoušky musí být z testovaného zařízení odstraněna voda. Zařízení a jejich prvky, u kterých jsou při hydraulické zkoušce zjištěny závady, jsou po jejich odstranění podrobeny opakované hydraulické zkoušce zkušebním tlakem.

282. Hydraulické zkoušení zařízení pracujícího pod tlakem lze nahradit zkoušením pneumatickým (stlačeným vzduchem, inertním plynem nebo směsí vzduchu a inertního plynu), pokud je současně sledováno metodou akustické emise.

Zkušební tlak během pneumatické zkoušky je určen vzorcem:

kde P je pracovní tlak.

Pokud je pravděpodobnost křehkého lomu při pneumatické zkoušce větší než za provozních podmínek a její důsledky představují značné nebezpečí, musí být zkušební tlak snížen na technicky přiměřenou úroveň, ne však nižší než provozní tlak.

V technicky odůvodněných případech, zajištěných hlavním dodavatelem (zhotovitelem), je při provádění pneumatických zkoušek při provozu zařízení přípustné použít jako zatěžovací médium plynné pracovní médium zkoušeného objektu, přičemž zkušební tlak se stanoví podle vzorce (7).

Nádoba (procesní potrubí) musí být při pneumatickém testování udržována pod zkušebním tlakem po dobu nejméně 15 minut a doba výdrže musí být uvedena v dokumentaci procesu.

Po udržení pod zkušebním tlakem se tlak sníží na hodnotu odůvodněnou pevnostními výpočty, ne však menší než pracovní tlak, při kterém se provádí vizuální kontrola vnějšího povrchu a kontrola těsnosti svarových a rozebíratelných spojů.

Pneumatické zkoušky pevnosti a těsnosti jsou upraveny „Pravidly pro provádění pneumatických zkoušek výrobků na pevnost a těsnost“ RD 26-12-29-88, jakož i GOST 12.3.002-80, GOST 16504, GOST 24054-80 a další regulační dokumenty.

Obecné požadavky na zkoušky

Pneumatické testy se provádějí pro:

• kontrola těsnosti potrubí a tlakových nádob za účelem zjištění netěsností před uvedením zařízení do provozu;
• kontrola pevnosti potrubí a tlakových nádob v případech, kdy jsou hydraulické zkoušky nemožné nebo iracionální.

Pro pneumatické pevnostní zkoušky se nejčastěji používá stlačený vzduch o tlacích do 6,3 MPa. Při zkoušení těsnosti lze použít i jiné plyny, včetně těch, na které je potrubí provozováno. V zařízeních s výbušným pracovním prostředím, zejména po opravách plynovodů a ropovodů, je však používání inertních plynů, jako je dusík, povinné.

Detekce netěsností během pneumatických zkoušek výrobků prováděných po instalaci se provádí pomocí následujících metod:

• manometrická – zaznamenáváním změn tlaku vstřikovaného plynu za určitou dobu s přihlédnutím k dynamice jeho teploty;
• únik plynu do dutiny potrubí přilehlé k té, která je testována;
• bublina – zaznamenáváním bublin plynu z nádoby umístěné ve vodě;
• mydlení – registrace bublin mýdlového roztoku;
• akustická detekce netěsností – registrace ultrazvukových akustických vln vybuzených při úniku plynu přes netěsné švy.

Zkušební tlak

Tlak plynu při pneumatických zkouškách těsnosti pro potrubí a nádoby pracující pod přetlakem se musí rovnat provoznímu provoznímu tlaku, ale ne vyšší než návrhový tlak.

U výrobků s návrhovým tlakem do 10 MPa jsou před hydraulickými zkouškami povoleny pneumatické zkoušky těsnosti a zkušební tlak by neměl přesáhnout 10 % návrhového tlaku.

Bezpečnostní požadavky

Před prováděním pneumatických zkoušek těsnosti musí být splněna řada podmínek:

• předem provedené zkoušky pevnosti;
• prostor kolem testovaného objektu musí být oplocen a musí být umístěny výstražné značky;
• testovaný předmět musí být pečlivě zajištěn pomocí závaží;
• Na zkoušeném objektu, který je pod přetlakem, je zakázáno čepovat, odstraňovat netěsnosti a jiné závady, připojovat a odpojovat potrubí atd.

Provádění pevnostních zkoušek

Při provádění pevnostních zkoušek by se měl tlak v potrubí (nádobě) postupně zvyšovat. Před prováděním pravidelných kontrol zkoušeného objektu se musí zastavit vytváření tlaku. Kompresorová jednotka musí být vypnutá a musí být nainstalován zámek zapnutí. Tento postup je povolen, když tlak dosáhne 60 % zkušebního tlaku.

Další zvyšování tlaku, dokud není dosaženo zkušebního tlaku, by mělo být provedeno s povinnými zastávkami:

• pro předměty se zkušebním tlakem menším než 12,5 MPa – při dosažení 80 % a 90 % zkušebního tlaku;
• pro předměty se zkušebním tlakem od 12,5 MPa do 50,0 MPa – při dosažení 60 %, 80 %, 90 % a 95 % zkušebního tlaku;

Délka zastávek je minimálně 3 minuty, přičemž osobám je zakázán vstup do objektu, opouštění krytu apod.

Tlak pro zkoušku pevnosti musí být udržován po dobu stanovenou ve zkušebním programu. Poté se tlak sníží na návrhový tlak, při kterém se provedou zkoušky těsnosti.

Provádění zkoušek těsnosti

Pneumatické zkoušky těsnosti se provádějí na potrubích (nádobách), která prošla předběžnými hydraulickými nebo pneumatickými pevnostními zkouškami. Stejně jako při provádění pevnostních zkoušek by se měl tlak plynu ve výrobku postupně zvyšovat s přestávkami a kontrolami, dokud není dosaženo zkušebního tlaku.

Po dosažení výše uvedených úrovní tlaku se doporučuje provádět zastávky a kontroly. Během kontroly by se měl nárůst tlaku zastavit. V tomto případě musí být při posuzování těsnosti objektu zachován zkušební tlak v potrubí (nádobě).

Pokud jsou zjištěny netěsnosti, je třeba před zahájením jejich odstraňování snížit přetlak v potrubí (nádobě) na nulu.

Požadavky na zkušební zařízení a kontrolní zařízení

Hlavními přístroji při provádění pneumatických zkoušek jsou zařízení pro sledování tlaku (tlakoměry) a teploty stlačeného plynu (teploměry). Všechna zařízení musí splňovat požadavky na třídu přesnosti a také podstupovat pravidelné ověřování v souladu s požadavky GOST 8.002-86. Horní meze tlakoměrů musí odpovídat zkušebním tlakům.

Pojistné ventily používané při testování musí být nastaveny na plný otevírací tlak v souladu s platnými předpisy a utěsněny.

Kompresorová stanice používaná pro pneumatické zkoušky musí mít dálkový ovládací panel s tlačítkem nouzového vypnutí. Také vysokotlaké hadice nebo potrubí připojené od kompresoru ke zkoušenému objektu musí mít pasy pro jejich předběžné testování pevnosti a těsnosti výrobcem. Zkušební tlak potrubí stanice musí minimálně o 20 % překročit provozní tlak kompresoru.