Безопасность при испытании запорной арматуры

Безопасность при испытании запорной арматуры

Для специальной арматуры нормы герметичности регламентируются специальной НТД.

Испытания ведутся при предписанных давлении, температуре среды, погрешностях оценки утечки.

Специалистами НПО «ГАКС-АРМСЕРВИС» разработаны универсальные испытательные стенды для испытаний общепромышленной и специальной запорной арматуры в цеховых условиях.
Описание и характеристики стендов для испытаний общепромышленной и специальной запорной арматуры приведены на сайте НПО «ГАКС-АРМСЕРВИС» в разделе «Испытательное оборудование» .

Среди специальных испытаний запорной арматуры наиболее информативными являются испытания на надежность.

Цель испытаний на надежность — обеспечение безотказной работы трубопроводной арматуры при действии на нее комплекса внутренних и внешних воздействий, возникающих в трубопроводе и вне его при эксплуатации технологических систем, агрегатов и установок.

Задачей испытаний является экспериментальное определение показателей надежности запорной арматуры при действии или моделировании комплекса внутренних и внешних воздействий.

Испытания проводят в заданных условиях. Они характеризуются основными параметрами рабочей, управляющей и окружающей сред (давлением, температурой, влажностью, расходом и т.д.). К этим параметрам при испытаниях предъявляются более высокие требования, чем указано в технических условиях или в задании на проектирование. В отдельных случаях допускается снижение параметров испытательной среды по сравнению с рабочими параметрами изделия, что вызвано ограниченными возможностями стендового оборудования.

При испытаниях запорной арматуры могут быть использованы все виды внутренних и внешних воздействий (гидравлические, пневматические, механические, электрические, климатические и т.д.). Полнота воздействующих факторов определяется нормативно-технической документацией на конкретный тип изделия и во многом зависит от глубины знания физических процессов, происходящих в изделии и его составных элементах во время эксплуатации.

Наиболее распространенными факторами, характеризующими многообразие воздействий на трубопроводную арматуру при испытаниях, являются: давление испытательной среды, ее температура и расход через затвор, крутящий момент на приводном устройстве, напряжение (ток) привода, температура и влажность окружающей среды, частота срабатывания и относительная скорость перемещения подвижных частей арматуры, герметичность затвора. Для оценки внутреннего состояния арматуры и ее составных элементов приняты требования конструкторской документации к деталям и узлам.

Отказами при испытаниях считаются события, заключающиеся в заклинивании подвижных частей запорной арматуры, появлении неустранимой утечки в неподвижных соединениях, потере герметичности затвора и сальника, разрыве сильфона или мембраны, разрушении резьбовых соединений, деталей, узлов, сварных швов и т.д.

Все отказы классифицируют на внезапные и постепенные. К внезапным отнесены отказы, характеризующиеся скачкообразным изменением одного или нескольких заданных параметров, к постепенным — отказы, вызванные старением и износом. Показатели долговечности — гамма-процентный ресурс до ремонта, назначенный полный ресурс и другие рассчитываются только по постепенным, а показатели безотказности — нижняя односторонняя доверительная граница наработки на отказ, нижняя односторонняя граница вероятности безотказной работы в течение заданного ресурса и другие — по постепенным и внезапным отказам. Исходными данными для расчета показателей надежности запорной арматуры являются: наработка до отказа или между отказами, количество отказов, время восстановления.

При испытаниях запорной арматуры на надежность наиболее широко применяют схемы нагружения, аналогичные схемам нагружения арматуры при испытаниях на герметичность затвора. Специальных ограничений или рекомендаций, касающихся характера нагружения объекта испытаний внешними и внутренними силами, не установлено, что, строго говоря, не может считаться нормальным. Как следствие этого, имеются отдельные частные методики, допускающие проведение испытаний без постоянного воздействия испытательной среды на трубопроводную арматуру. Среда используется только при контрольных испытаниях затвора после наработки заданного количества циклов без ее воздействия на элементы затвора. Естественно полагать, что показатели надежности, установленные при таких испытаниях, будут иметь достаточно низкую достоверность, что во многих случаях подтверждается практикой.

Нормативно-техническая документация на проведение испытаний на надежность достаточно скупо освещает такие важные вопросы, как измерение и анализ функциональных параметров трубопроводной арматуры и ее основных элементов, хотя именно эти параметры определяют работоспособность базовых узлов арматуры и всего изделия в целом. Решение только этих вопросов позволит вскрыть значительные резервы не только в повышении качества трубопроводной арматуры, но и определить принципиальные направления конструктивного, технологического и метрологического совершенствования производства арматуры. Чтобы реализовать эти резервы на практике при производстве трубопроводной арматуры, необходимо решить следующие задачи:
— установление всей полноты состава важнейших функциональных параметров, определяющих надежность трубопроводной арматуры и ее основных элементов на всех стадиях жизненного цикла;
— определение и нормирование для различных этапов технологического процесса и стадий жизненного цикла арматуры количественных уровней функциональных параметров с выявлением их граничных значений, за пределами которых наступает предельное состояние изделия;
— разработка методов и создание средств измерений, позволяющих оценивать значения функциональных параметров на основных этапах жизненного цикла трубопроводной арматуры.

Методы испытаний трубопроводной арматуры

Содержание

В процессе производства всегда возможны погрешности. Трубопроводную арматура соединяет ответственные участки сети, поэтому к ее качеству предъявляют строгие требования. Контроль необходим для сертификации, обеспечения гарантийных обязательств, получения достоверной информации о действительных технических характеристиках изделий.

Методика испытаний трубопроводной арматуры регламентирована ГОСТ 33257-2015. В документе изложены требования к персоналу, оборудованию, рабочим средам, прикреплены образцы сопроводительных документов.

Предусмотрено несколько категорий испытаний:

  • Обязательные;
  • Дополнительные;
  • Специальные.

Основные (обязательные) испытания – главная часть всех видов проверок: приемочных, приемо-сдаточных, эксплуатационных, квалификационных и других. К ним относят проверки следующих параметров:

  • Визуальный контроль;
  • Прочность корпуса и сварных швов под давлением;
  • Герметичность уплотнителей;
  • Герметичность затвора;
  • Функциональность.

Дополнительно оценивают гидравлические и вибростойкие качества, проводят испытания безопасности. Иногда этого недостаточно, поэтому для подбора арматуры в нефтегазовой или химической отрасли специалисты руководствуются конкретными стандартами ОСТ.

Гидравлические испытания арматуры трубопроводов

Испытание запорной арматуры на герметичность проводят на специализированном стенде. Арматуру устанавливают, наполняют рабочей средой и выдерживают установленный промежуток времени (не менее 1 минуты). Применяют следующие методы:

  • Гидростатический – с помощью жидких сред. Результат оценивают по наличию или отсутствию протечек и «потения». В жидкость можно добавить люминисцентные составы, которые визуально заметны в свете ультрафиолетовой лампы.
  • Манометрический – с применением жидких и газообразных сред. Оценку производят по измерениям давления в системе. Если показатели снизились, арматура не соответствует стандарту.
  • Пузырьковый – метод используют для обнаружения дефекта. Внутрь подают газ под давлением (воздух, азот, аргон, возможно применение других сред), изделие погружают в ванну и регистрируют появление пузырьков. Другой способ: покрыть корпус пенообразующим составом. При утечке воздуха дефект станет визуально заметен.
  • Масс-спектрометрический – применяют гелиевый течеискатель.

Схема стенда для пузырькового контроля герметичности

Абсолютная герметичность нужна не во всех случаях. Для трубопроводов, транспортирующих взрывоопасные, воспламеняющиеся и иные вещества, предусмотрены разные классы герметичности. По согласованию с заказчиком для проведения тестов используют другие среды.

Механические испытания арматуры на прочность

В зависимости от условий эксплуатации изделий проводят дополнительные испытания на прочность запорной арматуры (на хладостойкость, огнестойкость, воздействие морского тумана и другие). К механическим испытаниям относят устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам.

Длительные динамические нагрузки могут существенно сократить срок службы водопроводной арматуры или быстро вывести ее из строя. В ходе испытания применяют разные виды вибраций: узкополосные, широкополосные, с фиксированными и качающимися частотами. Проверка необходима для использования в сейсмически-опасных районах и на производствах, где оборудование подвергается вибрационному воздействию.

Читайте также  С какой целью производится нормализация стальных конструкций?

Ударостойкость проверяют следующими методами:

  • Длительные ударные нагрузки;
  • Одиночный сильный удар.

Результат определяют по сохранению герметичности и функциональности. Технические условия транспортировки и хранения каждого вида арматуры устанавливает производитель. Например, изделия из углеродистой и нержавеющей стали хранятся отдельно. Каждые полгода упаковку вскрывают для замены смазки.

Испытательное оборудование

Для испытания применяют одиночные или групповые стенды. Рекомендуемые схемы испытательного оборудования отражены в приложении к ГОСТу 33257-2015. Каждый стенд проходит первичную и периодические аттестации согласно ГОСТ Р 8.568-97. Во время проверок составляется протокол.

В зависимости от направления деятельности производителя и объемов производства предусмотрены типовые конструкции стендов, возможно проектирование по специальным запросам.

Кроме стендов необходимо вспомогательное оборудование:

  • Пневмогидравлические насосные станции;
  • Компрессорные установки;
  • Емкости для хранения и рециркуляции рабочих сред;
  • Блоки или установки вакуумирования;
  • Адаптеры, уплотнительные пластины, плиты;
  • Системы видеонаблюдения, регистрирующие устройства.

Комплексный подход к контролю качества позволяет быстро выявлять неточности в работе производственных линий, разрабатывать новые модели арматуры, производить изделия по индивидуальным заказам.

Безопасность при испытании запорной арматуры

Испытание арматуры

После сборки гидравлическим испытанием производят окончательную проверку качества ремонта арматуры. Величины испытательных давлений при гидравлическом испытании арматуры приведены в табл. 8.

Таблица 8
Нормы давлений при гидравлических испытаниях арматуры
Вид испытания Материал корпуса арматуры Величина испытательного давления Рпр
На прочность корпуса арматуры Из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов Рпр=1,5 РУ
Из пластмасс Рпр = 1,25 Рраб, но не менее 2 кгс/см 2
На плотность (герметичность) запорного устройства арматуры Из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов Из пластмасс Рпр= РУРпр= Рраб

Гидравлическое испытание арматуры производят водой с температурой не ниже 20° С. Проверку на прочность производят при полностью открытом клапане. В этом случае под давлением будут находиться весь корпус и крышка арматуры. Перед испытанием корпус и крышку очищают от грязи и насухо вытирают. Чтобы лучше выявить дефекты, корпус и крышку целесообразно окрасить мелом. При испытании на прочность пробное давление поддерживают в течение 10 мин, а затем его снижают до рабочего. При рабочем давлении тщательно осматривают корпус арматуры и проверяют плотность (герметичность) запорного устройства.

Длительность выдерживания при рабочем давлении арматуры диаметром 100 мм и выше — около 30 мин, для арматуры меньших диаметров— 15 мин.

Если не обнаружено просачивание воды через металл или отпотевание наружных поверхностей корпуса и крышки, арматура считается выдержавшей испытание. Нормы герметичности при испытании запорного устройства на плотность принимают по ГОСТ 9544—60. Затвор испытывают на плотность при закрытом клапане. В начале испытания удаляют воздух, оставшийся между уплотнительными поверхностями затвора. Для этого при закрытом затворе давление повышают до рабочего, затем затвор 2—3 раза открывают на 0,5—1 мм и снова закрывают. После этого испытание проводят в обычном порядке.

Во время испытания нельзя применять рычаги, чтобы увеличить силу прижатия поверхности клапана к седлу. Плотность запорного органа должна быть обеспечена поворотами маховика вручную.

Рис. 74. Стенд для групповой опрессовки арматуры:
1
— насос высокого давления, 2 — вентиль, 3 — резервуар низкого давления, 4 — кронштейн,
5 — поворотная рама, 6 — диск, 7 — нажимной винт, 8 — промежуточная вставка, 9 — корпус стенда,
10
— резервуар высокого давления

После окончания гидравлического испытания из арматуры удаляют воду, продувают ее сжатым воздухом (по возможности— горячим) и насухо протирают корпус, фланцы и шпиндель.

В случае специальных указаний в технических условиях арматуру испытывают воздухом, керосином.

Для испытания арматуры применяют индивидуальные или групповые стенды. Примером группового стенда для гидравлического испытания давлением до 40 кгс/см 2 фланцевых задвижек, вентилей, клапана и кранов диаметром до 150 мм является конструкция, показанная на рис. 74. Одновременно на стенде может быть установлено в зависимости от размеров до 16 единиц — по 4 единицы на каждый из четырех дисков 6. Испытывать можно одновременно меньшее количество арматуры и не на всех дисках. В этом случае для прижима крышки к фланцу арматуры или к нижнему диску между винтом и крышкой устанавливают промежуточную вставку соответствующей длины. Для испытания обратных клапанов и осмотра арматуры в процессе испытания раму 5 стенда поворачивают на 90° (в горизонтальное положение) и опирают на специальный кронштейн 4. Трубопровод, идущий от резервуаров 3 и 10 (низкого и высокого давления), соединяют с коллектором на раме с помощью сальниковой муфты и пустотелой цапфы, приваренной к раме. Питание стенда осуществляется от насоса высокого давления 1.

Арматуру, прошедшую ревизию и выдержавшую гидравлическое или иное испытание, регистрируют в журнале испытаний и ревизии. Номер по журналу регистрации выбивают на корпусе или наносят несмываемой краской.

1. Назовите величины испытательных давлений при гидравлическом испытании арматуры из различных материалов.

2. Как производят гидравлическое испытание различных типов арматуры?

3. Расскажите об устройстве стендов для испытаний арматуры.

Все материалы раздела «Обработка труб» :

12. Гидравлическое испытание арматуры

Гидравлическое испытание арматуры на прочность и плотность металла корпусных изделий производится водой при нормальной температуре а наличие или отсутствие протечек определяется внешним осмотром испытуемой арматуры или по падению давления. Гидравлическое испытание производится до окраски изделия.

Давление обычно создается с помощью насосов, чаще всего ручных. Применение воздуха, других газов или пара для этих целей недопустимо, так как опасно для персонала.

Как правило, испытание герметичности арматуры производится рабочей средой при рабочей температуре или соответствующими заменителями. Например, проверку на герметичность изделий, работающих при глубоком вакууме и в некоторых других случаях, производят гелием. Керосин хорошо смачивает металлические поверхности и имеет малую вязкость, благодаря этому он легко проникает через малые зазоры, поэтому керосин используется для обнаружения расслоений металла, мелких трещин или пористости металла.

Гидравлическое испытание арматуры на прочность производится при давлении, равном пробному давлению по ГОСТ 356 — 68 (см. табл. 1.1 — 1.3). Пробное давление принимается равным

Значения z в зависимости от принимают равными:

При рабочем давлении ниже 1 кгс см2 пробное давление превышает рабочее на 1 кгс см2, этим давлением производится также испытание на плотность. Для испытания вакуумной арматуры принимается

В тех случаях, когда арматура изготовляется из материалов, отсутствующих в ГОСТ 356 — 68, величина ?пр также может быть определена по формуле , где условное давление

Здесь — допускаемое напряжение на растяжение материала корпусных деталей при рабочей температуре — допускаемое напряжение на растяжение материала корпусных деталей при температуре 20° С.

Для сталей при температуре до 200° С, чугуна и бронзы до 120 С

Пробные давления по согласованию сторон могут иметь как более низкое» так и более высокое значение, но они не должны превышать предельных значений, предписанных правилами Госгортехнадзора и Регистра, и испытание под таким давлением не должно привести к снижению качества изделия.

Продолжительность испытания устанавливается соответствующей технической документацией (стандартами или техническими условиями).

Испытанию давлением 7пр должны подвергаться все полости арматуры, заполненные рабочей средой, поэтому при испытании на прочность давлением задвижки, вентили, клапаны, краны и другие устройства испытываются в открытом виде, но с заглушенными проходными отверстиями. Литые детали при испытании на прочность простукиваются свинцовым или медным молотком массой 0,8 — 1 кг с целью лучшего выявления протечек.

Герметичность замка затвора проверяется испытанием изделия гидравлическим давлением, равным условному давлению ру. Давление создается с одной стороны, с противоположной производится осмотр, затем давление создают с другой стороны и с противоположной производят осмотр. Энергетическая арматура высоких параметров изготовляется и испытывается по особым техническим условиям.

Арматура, предназначенная для светлых нефтепродуктов (керосина, бензина) и работающая при > 120° С, испытывается керосином при давлении .

Арматура, предназначенная для воздуха и других газообразных сред, испытывается воздухом при давлении ру. Арматура для пара при давлении свыше 40 кгс см2 испытывается водой, воздухом или керосином при давлении ру.

Арматура, снабженная приводами, дополнительно испытывается на плотность перекрытия приводом.

Практика испытаний показывает, что в подавляющем большинстве случаев негерметичность затвора достаточно надежно выявляется при испытаниях воздухом под давлением 5 — 6 кгс см2. Дальнейшее повышение давления газообразной среды редко изменяет результат испытаний.

По окончании гидравлических испытаний необходимо удалить воду и убедиться в том, что из всех полостей арматуры вода удалена. Вода, оставшаяся в закрытых полостях, при замерзании (во время хранения в зимнее время) может вызвать разрывы стенок арматуры, что наиболее вероятно для арматуры больших размеров. Оставшаяся в арматуре вода может быть также занесена в трубопроводы при монтаже арматуры.

В закрытом положении запорная арматура не должна пропускать среду из одной части трубопровода в другую. Однако в ряде случаев нет необходимости предъявлять к арматуре особо высокие требования в отношении плотности, поскольку иногда некоторая незначительная протечка среды вполне допустима, а обеспечение абсолютной герметичности затвора технически сложно и экономически бывает не оправдано. В связи с этим разработана классификация арматуры по классам плотности с соответствующими нормами плотности. Основные данные о классификации и нормах плотности приведены в табл. V. 12 и V. 13.

V. 12. Распределение арматуры по классам герметичности (ГОСТ 9544 — 60)

V. 13. Допускаемый пропуск среды при испытании на герметичность (по ГОСТ 9544 — 60)

Испытания трубопроводной арматуры: как и зачем проводить

Трубопроводная запорно-регулирующая арматура устанавливается на трубопровод для регулирования или полного перекрытия потока рабочей среды в системе. Что бы с успехом выполнять данные задачи, трубопроводная арматура должна обладать характеристиками с соответствующими требованиям, которые предъявляются к арматуре, таким как герметичность запорного элемента, прочность корпуса и др.

В настоящее время требования предъявляемые к запорно-регулирующей арматур к довольно высоки. Для того чтобы изготовленная арматура соответствовала требованиям и нормам, заводы-изготовители обязаны проводить разнообразные предварительные испытания своих изделий.

Основными видами испытаний трубопроводной арматуры являются испытания на прочность и герметичность.

Испытания трубопроводной арматуры при помощи специального стенда. На этот стенд устанавливаются следующие виды приборов:

  • ручной или электрический насос, который подает воду в проверяемую арматуру под определенным давлением.
  • проверяемая запорно-регулирующая арматура;
  • манометр, измеряющий показатель давления в трубопроводной системе;
  • регулирующие клапаны, которые требуются для проведения испытания;
  • заглушка, дополненная трубкой;
  • емкость с водой, мензурка и специальная насадка на мензурку.

Испытания на прочность

Запорно-регулирующая арматура на большинстве производств в основном изготавливается из различных видов металла методом литья. При этом в процессе изготовления на корпусе изделий могут образовываться следующие дефекты:

  • трещины корпуса;
  • газовые или песчаные раковины;
  • пористость металла;
  • неоднородность материала.

Для выявления и устранения данных дефектов и проводится проверка на прочность и плотность материала, применяемого при изготовлении изделий трубопроводной арматуры.

В проверяемую арматуру под определенным давлением и при нормальной температуре воздуха подается вода. Чтобы получить более точные результаты, в системе создается пробное давление, которое в 1,5 – 2 раза больше давления установленного технической документацией.

Время проведения испытаний обычно составляет 25 – 30 секунд. Если возникнет необходимость, то время испытаний запорной арматуры может быть увеличено.

Для получения более точных результатов во время проверки специалист может простукивать проверяемое изделие небольшим молоточком (весом не более 1 кг).

Результаты проверки оцениваются квалифицированными специалистами посредством внешнего осмотра изделия.

Испытание запорной арматуры считается успешно пройденным, если не обнаружено следующих дефектов:

  • механических повреждений и деформации металла;
  • утечек воды;
  • выступление влаги на поверхности («потение» металла);
  • падение показателей давления на манометре.

Успешность проведения испытаний трубопроводной арматуры оценивается в соответствии с нормами, установленными ГОСТ Р 53402-2009.

Испытания на герметичность

После испытаний на прочность и плотность металла изготовления запорной арматуры проводится испытания данной арматуры на класс герметичности.

Данный вид испытаний необходим для проверки следующих характеристик арматуры:

  • качество обработки уплотнительных поверхностей деталей запорного элемента;
  • качество сборки разъемных соединений сальникового, сильфонного или мембранного узлов;

Для проверки герметичности запорной арматуры необходимо соблюдение следующих условий:

  • вещество, которое применяется для проведения испытания, не должно негативно воздействовать на сотрудников, проводящих испытание и проверяемую арматуру;
  • проводится испытание на герметичность только после успешно пройденного испытания на прочность изделия, то есть испытанию подлежит заведомо прочное изделие, не имеющее трещин и иных дефектов на корпусе.
  • проверка должна проводиться двумя квалифицированными специалистами. Проверка одним сотрудником запрещена.

Испытания на герметичность проводят двумя способами

Манометрический способ. Данный способ применяют для проверки арматуры, которая состоит из нескольких частей, которые не имеют возможности визуального осмотра.

Запорная арматура устанавливается на стенд, который описан выше. Далее, под определенным давлением заполняют систему газообразным веществом. Проверка считается успешной, если в течение необходимого времени давление в системе не падает, остаётся на прежнем уровне.

Гидростатический способ. Он используется для проверки запорной арматуры, основные узлы которой доступны для проведения визуального осмотра.

Проверяемую арматуру при помощи насоса под давлением заполняют жидкостью и выдерживают определенное количество времени. Испытание считается успешно пройденным в том случае, если на арматуре не обнаружены протечки. Для более надежного определения результатов в жидкость, предназначенную для заполнения арматуры, добавляют люминесцентные вещества, которые отлично просматриваются под воздействием ультрафиолетовых лучей.

При проверках задвижек и кранов давление создается по очереди с обеих из сторон запорного элемента изделия. Соответственно, с противоположной стороны производится осмотр. Испытания в заслонках и клапанах проводится, как правило, с одной стороны.

Запорная арматура в закрытом положении не должна пропускать рабочую среду из одной части трубопровода в другую. Однако, не ко всей запорной арматуре предъявляются особо высокие требования в отношении герметичности, поскольку иногда некоторая незначительная протечка допустима. Герметичность запорной трубопроводной арматуры классифицируется по классам: А, В, С, D с соответствующими нормами допустимой протечки, которые нормируются по ГОСТ 9544-93. Класс герметичности А видимых протечек не допускает.

Соответствие запорно-регулирующей трубопроводной арматуры определенным техническим регламентам, стандартам или техническим условиям подтверждается сертификатами соответствия.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: