Hydrostatiskt testtryck för rostfritt stålrör: formel, varaktighet och acceptanskriterier

Hydrostatisk testning svarar på två frågor samtidigt: läcker den här rostfria stålledningen och är den tillräckligt stark? Formlerna är enkla - P=2St/D vid bruket och PT=1.5 x P x (ST/S) på plats - men de två testerna styrs av olika dokument, hålls under olika tider och bedöms utifrån olika acceptanskriterier.

Den här guiden separerar dem, ger dig de arbetade siffrorna och förklarar det enda felläget som är unikt för rostfritt stål: skada från testvattnet, inte från testtrycket.

Vad är ett hydrostatiskt test på rostfritt stålrör?

Ett hydrostatiskt test fyller röret med vatten, höjer trycket över designtrycket och håller det under en bestämd tid. Det bevisar två saker samtidigt: ingenting läcker och ingenting ger efter.

Fysiken är medvetet tråkig. Vatten är nästan inkompressibelt, så en pump kan höja trycket med väldigt lite energi som går in i själva vätskan. Om en svets har bristande sammansmältning, om en vägg är tunnare än vad schemat säger, eller om en packning sitter fel-, visar sig defekten som gråtande eller som ett tryck som inte håller. Eftersom så lite energi lagras är ett fel under ett vattentest ett spill snarare än en explosion.

Det som förvirrar köpare är att frasen täcker två helt olika operationer. Kvarnens hydrostatiska test är ett provtest utfört på varje enskild rörlängd på fabriken enligt produktspecifikationen - för rostfritt rör som normalt är ASTM A312 tillsammans med de allmänna kraven i ASTM A999/A999M.

Systemets hydrostatiska test är ett läckagetest som utförs på den installerade ledningen under konstruktionskoden -, vanligtvis ASME B31.3 för processrör eller ASME B31.1 för kraftrör. De använder olika formler, olika hålltider och olika acceptansspråk, och ingen av dem ersätter den andra.

Brukssäkert test kontra systemläckagetest - de två operationerna bakom ett ord

Om du köperrostfritt stålrörtillASTM A312, kvarntestet ingår redan. I certifikatet du får ska det framgå vilket test som tillämpades, eftersom specifikationen tillåter ett oförstörande elektriskt test i stället för det hydrostatiska.

Varför används vatten istället för luft eller gas för trycktestet?

Eftersom komprimerad gas lagrar ungefär två till tre storleksordningar mer energi än vatten vid samma tryck, så är ett pneumatiskt fel en fragmenteringshändelse medan ett hydrostatiskt fel är ett vått golv.

Skillnaden är aritmetik du kan göra på en servett. Vatten har en bulkmodul nära 2,2 GPa, så den elastiska energin som lagras i vatten vid 40 bar är bara cirka 3,6 kJ per kubikmeter. Kväve vid 40 bar lagrar någonstans runt 6 till 15 MJ per kubikmeter beroende på om expansionen är närmare isotermisk eller adiabatisk - kalla det 2 000 till 4 000 gånger mer. Det är därför som varje rörkod gör vätsketestet till standard och behandlar gastestet som ett undantag som kräver ägarens godkännande.

Hydrostatisk kontra pneumatisk testning - vad som faktiskt förändras

Det finns en genuint rostfri-specifik anledning att ändå föredra vatten: ett vätsketest vid 1,5 x designtryck ger dig också en långsam, synlig läckagesignal vid flänsytor och svetsrötter. Ett gastest vid 1,1 x designtryck ger dig en mindre drivkraft och en mindre, svårare-att-bubbla.

Vilken formel ställer in brukets hydrostatiska testtryck för rör av rostfritt stål?

P=2St/D. Spänningen S är satt till 50 % av den specificerade lägsta sträckgränsen för austenitiska och duplexa rostfria rör, och 60 % för ferritiska rostfria och ferritiska legerade stålrör.

Det är Barlows förhållande omarrangerat. ASTM A999/A999M anger kravet direkt: varje rörlängd testas av tillverkaren till ett hydrostatiskt tryck som ger i rörväggen en spänning på inte mindre än 60 % av den specificerade lägsta sträckgränsen för ferritiskt legerat stål och rostfritt stålrör, eller 50 % av den specificerade lägsta sträckgränsen för austenitiskt stål/austenitiskt stål och för austenitiskt stål/austenitiskt stål. rör. Provtrycket är då P=2St/D eller, ekvivalent, S=PD/2t.

Två detaljer avgör om ditt nummer matchar brukets. Första,tär den specificerade väggtjockleken, den nominella väggen från ANSI-schemat eller 1,143 gånger den specificerade minsta väggen - inte den uppmätta väggen på ett prov. Andra,Där den specificerade ytterdiametern. Standarden avrundar sedan resultatet: till närmaste 50 psi (0,5 MPa) under 1 000 psi (7 MPa) och till närmaste 100 psi (1 MPa) vid 1 000 psi och över. Hämta väggen från ASME B36.19M, inte från ett kol-schemadiagram i stål - ASME B36.10M använder en annan uppsättning scheman.

Spänningsfraktion som används för kvarntestet, efter materialfamilj (ASTM A999/A999M)

Siffran på 50 % är varför ett hydrostatiskt test inte är ett hållfasthetstest i designmässig mening. Det är ett bevistest: det visar att rörväggen och sömmen överlevde en spänning halvvägs för att ge efter utan att läcka. Det står inget om trycket som röret får bära i drift - som kommer från koden tillåten spänning och väggtjockleken, vilket är en separat beräkning.

Vad är 2 500 psi locket och när gäller det?

Kvarnens testtryck behöver aldrig överstiga 2 500 psi (17,0 MPa) vid en ytterdiameter på 3,5 tum (88,9 mm) och lägre, eller 2 800 psi (19,0 MPa) över den storleken - så hög-duplex- och superduplexrör testas rutinmässigt med en styrka på mycket mindre än 5yiel0 %.

ASTM A999/A999M är explicit: oavsett vilken rör-väggspänningsnivå som ges av ekvationen, behöver det minsta hydrostatiska testtrycket inte överstiga 2 500 psi (17,0 MPa) för ytterdiametrar på 3,5 tum (88,9 mm) eller mindre, eller 2 800 MPa psi (19). Klausulen säger också att detta inte hindrar en tillverkare från att testa högre, och att en köpare kan, med tillverkarens samtycke, ange ett högre minimum i inköpsordern.

För 304L och 316L biter locket nästan aldrig, eftersom 50 % av en 170 MPa sträckgräns bara kräver cirka 7 till 16 MPa på vanliga storlekar. För duplex och super duplex biter den konstant. NPS 6 Sch 40S i S32750 skulle behöva 23,2 MPa för att nå 50 % av sin sträckgräns på 550 MPa, men locket håller testet på 19,0 MPa - endast cirka 41 % av utbytet. Tryck till Sch 80S och samma rör testas vid 19,0 MPa mot ett krav på 35,9 MPa utan tak, ungefär 26 % av utbytet.

Där ASTM A999 trycklocket begränsar testet - NPS 6 (OD 168,28 mm), S32205 och S32750

Detta är inte ett fel i standarden och det är inte en anledning att avvisa materialet. När väggen är tjock och legeringen är stark är den begränsande egenskapen inte längre rörväggen - det är sömmen, ändförslutningen och pumpen. Om din tjänst verkligen behöver ett högre bevis är rutten en köp-beställningsklausul som överenskommits med bruket, inte ett argument med certifikatet. Se duplex och super duplex kvaliteter och ASTM A790 duplex rör för de inblandade väggtjocklekarna.

Hur beräknar du testtrycket från kvarn för vanliga rostfria rörstorlekar?

Ta 50 % av den lägsta sträckgränsen, multiplicera med 2t/D, runda enligt ASTM A999, och applicera locket. För NPS 6 Sch 40S TP316L ger det cirka 7,0 MPa - 70 bar, eller ungefär 1 000 psi.

Tabellen nedan använder ASME B36.19M-väggarna och den lägsta sträckgränsen på 170 MPa (25 ksi) för TP316L och TP304L, alltså S=85 MPa. Värdena är avrundade som standarden kräver: närmaste 0,5 MPa under 7 MPa, närmaste 1,0 MPa vid 7 MPa och över. Ringspänningskolumnen visar vad rörväggen faktiskt ser vid det rundade trycket.

Mill hydrostatiskt testtryck för TP316L / TP304L - ASTM A999, S=85 MPa (50 % av 170 MPa)

Ingen av dessa kommer i närheten av 17,0 eller 19,0 MPa locket, vilket är den normala situationen för austenitiska rör. Jämför dem med trycken som ett tillverkat system ombeds hålla och mönstret är tydligt: ​​på en måttligt -tryck 316L-ledning lämnade röret kvarnen efter att redan ha provtestats vid ungefär dubbelt så högt tryck som platsen kommer att applicera.

Vad platstestet verkligen tittar på är allt som lagts till sedan - svetsarna, flänsarna, ventilhusen och packningarna. Du kan bekräfta väggarna mot rostfria rördimensioner och schemat, och se hur de två vanliga schemana skiljer sig i schema 40 kontra schema 80.

Vilken formel ställer in systemets hydrostatiska testtryck i ASME B31.3?

PT=1.5 x P x (ST/S). Faktorn 1,5 är ett golv, spänningsförhållandet korrigerar för att testa kall en linje som går varm, och förhållandet är begränsat till 6,5.

Varje term har en specifik betydelse och en specifik källa. P är det interna konstruktionsövertrycket för rörsystemet. ST är den tillåtna spänningen vid testtemperaturen, avläst från ASME B31.3 Tabell A-1. S är den tillåtna spänningen vid komponentdesigntemperaturen, även från tabell A-1. Koden ger också en andra definition av förhållandet för komponenter med fastställda klassificeringar: förhållandet mellan komponenttryckklassificeringen vid testtemperaturen och komponenttryckklassificeringen vid designtemperaturen. Vilken definition du än använder ska förhållandet inte överstiga 6,5, och det högsta av de rörbegränsade och komponentbegränsade trycken styr testpaketet.

Det finns en tredje klausul som ingenjörer glömmer tills den stoppar ett test. Om det beräknade trycket skulle ge en nominell tryckspänning eller longitudinell spänning som överstiger sträckgränsen vid testtemperatur, eller ett tryck som är mer än 1,5 gånger komponentens märkvärden vid testtemperatur, får provtrycket sänkas till det maximala trycket som inte kommer att överstiga den minsta av dessa två gränser. I praktiken är detta satsen som sparar flänsuppsättningen på en låg-klasslinje.

Arbetat exempel - NPS 6 Sch 40S ASTM A312 TP316L, design 20 bar vid 200 C

Lägg märke till vad exemplet visar. Bruket testade redan detta rör till 7,0 MPa. Platstestet kräver 3,6 MPa. Platstestet är därför inte att-bevisa röret - det bevisar skarvarna. De två trycken korsar endast vid ett designtryck på ungefär 40 bar för denna storlek och kvalitet; ovanför det blir systemtestet det mer krävande av de två och kontroll av avkastning och komponent- börjar spela roll.

Vad är ST/S-spänningsförhållandet och varför är 6,5 locket?

ST/S skalar upp testtrycket så att en linje testad kall når samma bråkdel av sin tillåtna spänning som den skulle se vid sin designtemperatur. 6,5 locket stoppar multiplikatorn och producerar ett omöjligt tryck på mycket heta linjer.

Tillåten stress sjunker när temperaturen stiger. En 316L-linje designad för 200 C har en tillåten spänning på ungefär 97 MPa där, men ungefär 115 MPa vid omgivningen. Om du testade den vid endast 1,5 x designtryck med omgivande vatten, skulle du testa den till en mindre bråkdel av dess omgivningskapacitet än den avsedda designen, och marginalen som koden är inbyggd i skulle inte verifieras. Multiplicera med ST/S - 115/97, cirka 1,19 i detta fall - återställer den marginalen.

Locket existerar eftersom förhållandet växer utan gräns när designtemperaturen stiger. På en mycket het ferritisk linje kan förhållandet nå tvåsiffriga, och 1,5 x P x 10 skulle spränga röret snarare än att bevisa det. Ett tak på 6,5 håller testet ett läckagetest. Där förhållandet fortfarande ger ett tryck som skulle överstiga utbytet, tar reduktionsklausulen i samma stycke över och testtrycket sänks till det-gränsvärdet för utbytet.

När måste testtrycket sänkas istället för att ökas?

Närhelst det beräknade trycket skulle pressa ringen eller längsgående spänningen förbi flyttningen vid testtemperaturen, eller över 1,5 gånger klassificeringen av någon komponent i gränsen. Sedan sjunker testtrycket till den lägsta av dessa två gränser, eller så släcks den svaga komponenten.

På rostfria linjer är röret sällan det styrande föremålet - det kom från bruket som redan är provtestat nära 50 % av utbytet. Det som styr är vanligtvis en flänsklass, en ventilkropp, en expansionsfog, ett instrument som inte var isolerat eller en plast-fodrad eller glas-fodrad sektion innanför samma gräns. Det är därför testpaketritningen är viktigare än beräkningen.

Vad brukar begränsa det hydrostatiska testtrycket och vad man ska göra åt det

Flänsgränser förtjänar en notering eftersom de överraskar människor på rostfritt. En klass 150 austenitisk fläns har en blygsam omgivningsklassning, och 1,5 gånger den klassificeringen är ofta under vad röret gärna skulle ta - så på låg-klasslinjer styr flänsen och testtrycket måste sjunka.

Läs betyget från ASME B16.5-tabellerna för den faktiska materialgruppen och upplagan; låna inte ett kol-tal. Samma resonemang gäller när du väljer en svetshalsfläns för en testgräns som kommer att släckas upprepade gånger - använd en glasögongardin eller en spade som är dimensionerad efter testtrycket, inte arbetstrycket.

Hur länge måste det hydrostatiska testtrycket hållas?

Minst fem sekunder vid bruket. Minst tio minuter vid fullt testtryck på det installerade systemet, sedan så länge det tar att undersöka varje skarv - normalt vid designtrycket, inte testtrycket.

ASTM A999/A999M sätter kvarnhållningen på minst 5 s, med det ytterligare kravet att svetsade rör hålls tillräckligt länge för att hela längden av den svetsade sömmen ska inspekteras. Fem sekunder låter kort, och det är - men röret är en enda rak längd med två ändförslutningar i en testfack, och inspektören står bredvid den. Det finns ingenstans för en läcka att gömma sig.

På plats är numret 10 minuter, och de båda stora rörkoderna överensstämmer. ASME B31.3 kräver att trycket bibehålls i minst 10 minuter och sedan reduceras till designtrycket, hålls så länge som nödvändigt för att undersöka varje skarv och anslutning för läckage. ASME B31.1 paragraf 137.4.5 säger samma sak: trycket ska upprätthållas kontinuerligt i minst 10 minuter och kan sedan reduceras till konstruktionstrycket och hållas under den tid som kan behövas för att genomföra undersökningarna. Klockan startar när systemet är i tryck och stabilt - inte när pumpen startar.

Hydrostatiska testhålltider - vad varje steg faktiskt kräver

Varför tio minuter och inte fem? Tre praktiska skäl. Vatten och metall behöver tid för att nå samma temperatur, och ett system som fortfarande värms upp kommer att visa en tryckdrift som ser ut som en läcka. Ett gråt genom en packning eller en tät svetsrot tar tid att bli synlig. Och på ett riktigt testpaket är tio minuter ungefär vad som krävs för att gå linan från ena änden till den andra.

Hur skiljer sig B31.3, B31.1, ASME VIII och rörledningskoder i testtryck?

Multiplikatorn är inte universell: B31.3 använder 1,5 x design x spänningsförhållande, B31.1 använder en platt 1,5 x design, ASME VIII-1 använder 1,3 x MAWP x stressförhållande, och pipelinekoder använder cirka 1,25 x MAOP med hållningar mätt i timmar.

Att bära fel multiplikator mot fel kod är ett av de vanligaste felen vid förberedelse av test-paket. B31.1 har medvetet ingen stress-term; formen 1,5 x P x ST/S tillhör B31.3. ASME VIII-1 minskade sin hydrostatiska faktor från 1,5 till 1,3 i 1999 års tillägg, så en äldre fartygsnamnskylt kan ha testats enligt en annan regel än en ny. Ange alltid den utgåva du arbetar till på testprotokollet.

Hydrostatiskt testtryck enligt reglerande kod

För rostfria rör i en processanläggning är B31.3 det dokument du faktiskt kommer att öppna. Om samma ledning innehåller ett kärl blir kärlets testtryck ett hårt tak och rörledningarna är vanligtvis isolerade vid munstycket. Det är också här materialvalet samverkar med testet: nickellegeringar och superaustenitiska linjer har mycket högre tillåtna spänningar än 316L, så samma multiplikator på 1,5 ger ett mycket högre absolut tryck. Jämför Inconel 625 mot 316L och den superaustenitiska urvalsguiden innan du ställer in ett testtryck på en blandad linjeklass.

Vilka är acceptanskriterierna för ett hydrostatiskt test av rostfritt stålrör?

Inget synligt läckage eller gråt vid någon skarv, svets eller anslutning; ingen tryckförlust utöver vad temperaturförändringen förklarar; ingen permanent deformation; och en fullständig signerad skiva.

Koderna formulerar det på ett sätt som är värt att citera snarare än att parafrasera. ASME B31.1 paragraf 137.4.5 säger att rörsystemet, exklusive möjliga lokala tillfällen vid pump- eller ventilpackning, inte ska visa några visuella tecken på gråt eller läckage. Det undantaget är snävt - det täcker ett gråt vid en packning, inte ett dropp vid en fläns. ASME B31.3 kräver att undersökningen täcker alla fogar och anslutningar, och kräver att fogar lämnas oisolerade och omaskerade så att de faktiskt kan ses.

Acceptanskriterier och vad man ska göra när man inte uppfylls

En nyans sparar många argument: ett tryckfall under uppehållet är inte automatiskt ett misslyckande. Vatten i en linje som fortfarande värms kyler metallen och drar ihop sig; vatten i en linje som värms upp av solen ökar trycket uppåt. Registrera vatten- och metalltemperaturen i början och slutet av lastrummet så att driften kan förklaras på skivan snarare än att argumenteras om efteråt.

Varför är testvattenkvalitet den största -specifika risken för rostfritt?

Eftersom en rostfri linje nästan aldrig misslyckas under testet. Det misslyckas veckor eller månader senare, när klorid som lämnats kvar av testvattnet bryter väggen eller spricker den under kvarvarande påfrestning.

Rostfritt stål skyddas av en tunn kromoxidfilm. Kloridjoner bryter den filmen lokalt, och i närvaro av dragspänning och temperatur blir resultatet kloridspänningskorrosionssprickor - en mekanism som inte behöver någon allmän korrosion för att fortsätta och som kan perforera en linje som ser helt ny ut. Ett hydrostatiskt test är det perfekta sättet att leverera klorid till exakt rätt plats: det väter hela den inre ytan, det sätter väggen under ungefär hälften av utbytet, och sedan lämnas det vanligtvis för att avdunsta i döda ben och låga punkter där kloriden koncentreras när vattnet torkar.

Ingen rörledningskod anger ett kloridnummer. ASME B31.1 para 137.4.3 kräver att testvattnet är rent och av en kvalitet som minimerar korrosion, och pekar på Bilaga IV, para IV-3.4 för rekommenderade försiktighetsåtgärder för austenitiska (300-serien) och ferritiska (400-serien) rostfria stål. De välbekanta siffrorna på 50 ppm och 25 ppm är värden för ägare och EPC-specifikationer. Den skillnaden spelar roll: om din projektspecifikation är tyst har du ingen gräns, och du bör be om en innan du fyller i.

Testa vattenkvaliteten efter typiska värden för projektspecifikationer av legeringsfamiljen -

Det är värt att säga tydligt att duplex och superduplex är mer motståndskraftiga mot kloridangrepp än 316L, inte mindre. De snävare gränserna som tillämpas på dem återspeglar tjänsten de köps för - het, klorid-bärande, hög-konsekvensplikt - och det faktum att när en lokal attack väl börjar i ferritisk fas är det svårt att stoppa.

Om din specifikation gäller ett striktare nummer för en mer motståndskraftig legering, är det konservatism om tjänsten, inte ett uttalande om metallen. För legeringsbakgrunden se duplex och super duplex, vad super duplex S32750 är och 904L rostfritt stål; för jämförelsen överst i intervallet visar Inconel 625 kontra 316L hur långt nickellegeringar flyttar målstolparna.

Hur ska ledningen tömmas, torkas och läggas upp efter testet?

Töm så snart undersökningen är undertecknad, föna med olja-fri torr luft eller kväve och låt aldrig vattnet sitta i en rostfri linje. Resterande vatten är en korrosionscell, inte en neutral rest.

Tömning är steget som hoppas över när schemat är trångt, och det är steget som gör skadan. Stående vatten gör tre saker. Den koncentrerar klorid när den avdunstar från låga punkter, döda ben och instrumentkranar. Det stöder sulfatreducerande-bakterier, som driver mikrobiologiskt påverkad korrosion och börjar bryta ner under avlagringar. Och på blandade system kopplas det rostfritt till eventuellt kolstål som finns kvar i gränsen, så det rostfria blir katoden och kolstålet korroderar - eller, om areaförhållandet är fel, de rostfria groparna.

Töm från varje låg punkt, inte bara huvudavloppet - instrumentkranar, ventilhåligheter och döda ben håller vatten långt efter att huvudloppet är tomt.

Föna med olje-fri, torr tryckluft eller kväve. Luft som används på rostfritt material måste vara fri från olja och, helst, torkas till en daggpunkt långt under omgivningen.

Lock eller blank varje öppning så snart linan är torr, så att fuktig luft inte kan åter-väta den inre ytan.

Om linan måste läggas våt, behandla vattnet med en biocid och en syrgasrenare, cirkulera det med jämna mellanrum och begränsa hållplatsen vid dagar i stället för veckor - och sedan om-rengör och inspektera före start-.

För lång-uppläggning-, torka till under korrosionsgränsen och täck med torrt kväve. Detta är vad som bevarar en ren, passiverad inre yta i månader.

Vid misstanke om kontaminering - verktyg av kolstål, rostfärgning eller kloridutslag - rengör och passivera till ASTM A380 eller verifiera till ASTM A967 före överlämnande.

Detta är samma problem som uppstår på andra ställen i den rostfria livscykeln, och det är värt att behandla hydrotestet som det första -korrosionskontrollbeslutet i projektet snarare än den sista byggaktiviteten. Linjer som bär aggressiva media - se Hastelloy C276-guiden för den svåra delen av intervallet - är vanligtvis specificerade med uttryckliga krav på torkning och-uppläggning av exakt denna anledning.

Vilka temperaturgränser gäller under ett hydrostatiskt test?

Håll ferritiska och kolstål-stål över sin lägsta designmetalltemperatur plus den marginal som bestämmelserna kräver, håll vattnet tillräckligt svalt för att hantera det säkert, och kom ihåg att austenitiskt rostfritt stål inte har någon formbar-till-spröd övergång - så för det är kallt testvatten en korrosionsfråga, inte en sprickfråga.

Den spröda-brottregeln existerar eftersom ett trycksatt fel i ett ferritiskt stål vid låg temperatur kan fortplanta sig utan plastisk deformation och utan varning. Testspecifikationerna anger därför en lägsta metalltemperatur, vanligen uttryckt som den lägsta designmetalltemperaturen plus en marginal - siffror i området 10 C till 17 C över MDMT används i stor utsträckning, och det exakta numret kommer från den styrande koden och ägaren, inte från den här artikeln. Mät metallen, inte vattnet: en tjock fläns eller en tung vägg släpar efter vattentemperaturen med timmar.

Temperaturregler som gäller under ett hydrostatiskt test

Temperatur- och kloridrisk pekar i motsatta riktningar för rostfritt. Varmt testvatten påskyndar kloridangrepp, och en ledning som hydrotestades varm och sedan lämnas våt är den klassiska uppsättningen- för spänningskorrosionssprickor före start-. Testa sval, dränera snabbt, torka ordentligt.

Vilken utrustning och vilken instrumentering kräver ett kompatibelt test?

Två kalibrerade mätare med testtrycket i mitten av urtavlan, en avlastningsanordning inställd precis ovanför testtrycket, ventiler vid varje höjdpunkt, ett avlopp vid varje lågpunkt, testpersienner klassade för testtrycket och ett vattenanalyscertifikat.

Mätarregeln existerar eftersom en mätare som läses längst ned i sitt område har dålig upplösning och en avläsning på toppen används nära dess överbelastning. Två oberoende mätare fångar också upp en mätare som har slagits ur kalibrering -, en mycket vanlig orsak till att ett test upprepas utan anledning. ASME B31.1 para 137.2 går längre och rekommenderar en tryckavlastningsanordning under testet, inställd på cirka 1-1/3 gånger testtrycket, eftersom vatten i ett slutet system som värms i solen kommer att generera tryck på egen hand.

Utrustning och instrumentering checklista för ett hydrostatiskt test

Vattenfylld-vikt mot tomrörsvikt - TP316L, Sch 40S

Vattenpelaren är en rejäl konstruktionsbelastning och ett rejält tryckbidrag. På en hög stigare tillför statisk höjd ungefär 0,098 bar per meter vatten, så botten av en 30 m pelare ser cirka 2,9 bar mer än mätaren på toppen -, vilket är anledningen till att mätaren placeras där det högsta trycket uppstår, eller så korrigeras testtrycket för höjd. Om supportkapaciteten är tveksam, kryss-kolla mot vad ett schema 80-rör kan stödja innan du fyller.

Kan ett hydrostatiskt test ersätta radiografi eller annan NDU?

Nej. Ett hydrostatiskt test bevisar läckage-täthet i ett ögonblick; den lokaliserar, dimensionerar eller karakteriserar inte brister, och en defekt som inte bryter igenom väggen kommer att passera den.

Det är också därför som produktspecifikationen låter bruket välja. ASTM A999/A999M tillåter ett oförstörande elektriskt test - virvelström eller ultraljud, till praxis E213, E309, E426 eller E570 - i stället för det hydrostatiska testet, och valet är efter tillverkarens val om inte köparen avropar det. Varje metod har en blind fläck: virvelströmskänsligheten faller av i tjocka väggar, och ultraljudsundersökning kan missa korta djupa defekter. Om du bryr dig om vilken som användes, säg det på inköpsordern.

Vad varje metod gör och inte berättar för dig

När är ett pneumatiskt test tillåtet istället för ett hydrostatiskt test?

Endast när systemet inte kan fyllas med vatten eller inte tål spår av det, och endast med ägarens godkännande och en skriftlig riskbedömning. ASME B31.3 ställer in 1,1 x designtryck; ASME B31.1 ställer in 1,2 till 1,5 x.

Båda koderna begränsar det av samma anledning - lagrad energi - och båda kräver ett stegvis tillvägagångssätt. B31.3 höjer trycket först till det lägsta av halva testtrycket eller 25 psi (170 kPa) för en preliminär kontroll, och ökar sedan i steg, håll i varje steg tillräckligt länge för att utjämna rörspänningar, innan 10 min hållning vid testtryck. B31.1 tillåter ett preliminärt pneumatiskt test som inte överstiger 25 psig för att hitta större läckor, höjer sedan till högst hälften av testtrycket och ökar med tiondelar.

Pneumatiska testkrav - B31.3 kontra B31.1

Specifikt för rostfritt finns det ett argument för ett gastest: farmaceutisk ren ånga, hög-rent vatten och vissa katalysatorkänsliga-kretsar kan verkligen inte tolerera restvatten, och att torka ett rostfritt system med långa-hål är svårare än det låter. Det är ett giltigt skäl - men det kräver fortfarande riskbedömningen, uteslutningszonen och ägarens underskrift.

Vad innehåller en kompatibel hydrostatisk testpost?

Testpaketets identitet, medium och dess analys, design och testtryck, temperaturer, mätares identiteter och kalibreringsdatum, start- och sluttider, resultat och signaturer. Utan dessa hände inte testet av praktiska skäl.

Det hydrostatiska testet registrerar - vad som går in och varför

Hur kör du ett kompatibelt hydrostatiskt test på en rostfri stållinje?

Arbeta i nio steg: definiera gränsen, välj rätt formel, beräkna och täcka trycket, kontrollera den svagaste komponenten, verifiera vattnet, fyll och trycksätt stegvis, håll och undersök, töm sedan, torka och signera.

Sekvensen nedan är den som överlever en revision. Den separerar de två formlerna, håller komponentkontrollen innan pumpen startar och gör vattenanalysen och torkningen av testet snarare än en eftertanke.

Steg 1. Definiera testgränsen:Märk testpaketet på P&ID och isometri och ange radnumren. Isolera eller ta bort instrument, kontrollventiler, övertrycksventiler, expansionsfogar och allt annat som inte är klassificerat för testtrycket. Montera persienner eller pluggar i varje öppen ände - aglasögonblindeller spader är det normala sättet att bryta in och ut ur testgränsen.

Steg 2. Bestäm vilken formel som styr:Ett malsäkert test (ASTM A999, P=2St/D vid 50 % av specificerad lägsta sträckgräns) och ett systemläckagetest (ASME B31.3, PT=1.5 x P x ST/S) är olika djur. Kvarntestet bevisar rörväggen; systemtestet bevisar skarvar, flänsar och beslag. Ersätt inte det ena med det andra.

Steg 3. Beräkna testtrycket:För fabrikstestet använd P=2St/D med den nominella väggen från ANSI-schemat, avrunda sedan till närmaste 0,5 MPa under 7 MPa och närmaste 1 MPa ovanför det, och applicera 17,0 / 19,0 MPa locket. För systemtestet använd PT=1.5 x P x (ST / S) med S avläst från B31.3 Tabell A-1 vid designtemperaturen.

Steg 4. Kontrollera den svagaste komponenten:Röret är sällan gränsen. Jämför det beräknade trycket med 1,5 x klassificeringen vid testtemperatur för varje fläns, ventil, expansionsfog och instrument i gränsen. Om en komponent styr, reducera testtrycket till det maximala som inte överstiger det lägsta utbytet eller 1,5 x komponentens klassificering, eller släck komponenten.

Steg 5. Verifiera vattnet:Prova och analysera testvattnet innan det kommer in i ledningen: kloridhalt, pH och källcertifikat. Använd aldrig havsvatten eller bräckt vatten på rostfritt. Spela in analysen i testpaketet - det är beviset på att testet inte i tysthet skadade tillgången.

Steg 6. Fyll, ventilera och trycksätt i steg:Fyll från den lägsta punkten och ventilera varje höjdpunkt så att ingen luft fastnar. Öka trycket i steg om ungefär 25 % av testtrycket, pausa vid varje steg. Kontrollera att stöd bär den vattenfyllda vikten- innan du börjar.

Steg 7. Håll och undersök:Håll provtrycket i minst 10 minuter, sänk sedan till designtrycket och undersök varje skarv, svets och anslutning med avseende på läckage eller läckage. Fogar måste vara kala - ingen isolering, ingen färg.

Steg 8. Töm, torka och kvittera:Töm omedelbart och föna sedan med olje-fri torr luft eller kväve och lock eller töm linjen. Skriv under en post som namnger testpaketet, medium och analys, design och testtryck, mätares serienummer och kalibreringsdatum, start- och sluttider, resultatet och inspektörens signatur.

Vanliga frågor

Det finns två, och de är inte utbytbara. Vid bruket sätter ASTM A999/A999M P=2St/D med S till 50 % av den specificerade lägsta sträckgränsen för austenitiska och duplexa rostfria rör och 60 % för ferritiska rostfria rör. På det installerade systemet ställer ASME B31.3 para 345.4.2 in PT=1.5 x P x (ST/S), där P är konstruktionsmätartrycket, ST är tillåten spänning vid testtemperatur och S är tillåten spänning vid konstruktionstemperatur, med förhållandet begränsat till 6,5.

Hur länge måste ett hydrostatiskt test hållas?

Minst fem sekunder för frässäker test enligt ASTM A999/A999M - och för svetsade rör, tillräckligt lång för att inspektera hela svetsfogen. Minst tio minuter vid fullt testtryck för det installerade systemet under både ASME B31.3 och ASME B31.1, varefter trycket reduceras till designtrycket och hålls så länge som behövs för att undersöka varje skarv. Stora eller otillgängliga system hålls vanligtvis i 30 till 60 minuter.

Vad räknas som godkänt på ett hydrostatiskt test av rostfritt stålrör?

Inget synligt läckage eller gråt vid någon skarv, svets eller anslutning; ingen tryckförlust utöver vad temperaturförändringen förklarar; ingen permanent deformation; leder lämnade nakna och undersökta; och en fullständig signerad post med vattenanalys, mäta serienummer och hålltider. ASME B31.1 tillåter endast lokalt gråt vid pump eller ventilpackning - inget annat.

Är 1,5 gånger designtrycket alltid testtrycket?

Nej. Under ASME B31.3 är det 1,5 x designtryck multiplicerat med spänningsförhållandet ST/S när designtemperaturen är över testtemperaturen, så en varmledning testas vid mer än 1,5 x design. Det är också ett golv, inte ett mål: om det beräknade trycket skulle överstiga utbytet vid testtemperaturen eller 1,5 gånger klassificeringen av någon komponent i gränsen, reduceras testtrycket till den lägsta av dessa gränser.

Varför är kvarnens hydrostatiska testtryck begränsat till 2 500 psi?

Eftersom ASTM A999/A999M säger att det erforderliga minsta testtrycket inte behöver överstiga 2 500 psi (17,0 MPa) vid en ytterdiameter på 3,5 tum (88,9 mm) och lägre, eller 2 800 psi (19,0 MPa) över den storleken. Locket återspeglar kvarns pump och änd{11}}förslutningsförmåga snarare än rörets styrka. Det påverkar sällan austenitiska rör, men det begränsar rutinmässigt duplex- och superduplexrör till långt under 50 % av utbytet.

Om bruket redan hydrotestat röret, behöver systemet fortfarande testas?

Ja. Kvarnstestet bevisar en rörlängd i taget och säger ingenting om svetsar, flänsar, packningar, ventilhus och beslag som lagts till efteråt. Systemtestet under ASME B31.3 eller B31.1 är det som bevisar den tillverkade linjen. På en typisk 316L linje var kvarntestet faktiskt det högsta av de två trycken, vilket talar om för dig vad platstestet verkligen tittar på.

Vilken kloridnivå är säker för hydrotestning av 316L?

Ingen rörkod anger ett nummer. Det allmänt använda projektspecifikationsvärdet är 50 ppm klorid eller mindre, med pH mellan 6,0 och 8,0, med dricksvatten eller avmineraliserat vatten med en certifierad analys. Vissa ägare anger 25 eller 30 ppm för hög-renhet eller hög-temperatur. Fråga alltid om gränsen skriftligen om din specifikation inte är tyst.

Kan jag använda havsvatten, flodvatten eller platsborrvatten för testet?

Inte på rostfritt stål. Havsvatten innehåller ungefär 19 000 ppm klorid och är den klassiska orsaken till efter-testgrop och sprickbildning av kloridspänningskorrosion. Bräckt, flod- och orenat borrvatten har okänd och varierande kloridhalt. Använd dricksvatten eller avmineraliserat vatten med analyscertifikat i testförpackningen.

Vad händer om jag lämnar testvattnet i en rostfri linje?

Tre saker, ingen bra. Klorid koncentreras när vatten avdunstar från låga punkter och döda ben; stillastående vatten stödjer sulfat-reducerande bakterier och mikrobiologiskt påverkad korrosion; och eventuellt kolstål i gränsen kopplas galvaniskt till det rostfria. Töm så fort undersökningen är undertecknad, föna sedan torrt med olja-fri torr luft eller kväve och täck öppningarna.

Kan ett hydrostatiskt test skada rostfritt stålrör?

Inte om det är rätt beräknat. Testtrycket är begränsat så att ringspänningen förblir under flyttningen vid testtemperaturen - ASME B31.1 para 102.3.3(B) sätter det taket på 90 % av utbytet. Skador uppstår när trycket är inställt för högt, när en komponent i gränsen inte är klassad för det, eller - mycket oftare på rostfritt - när vattnet är förorenat och ledningen lämnas våt.

Måste jag ta bort eller isolera instrument innan testet?

Ja. Instrument, reglerventiler, avlastningsventiler, expansionsfogar och allt annat som inte är klassificerat för testtrycket måste isoleras med persienner eller tas bort och ersättas med ett spolestycke. ASME B31.3 begränsar testtrycket till 1,5 x klassificeringen av någon komponent i gränsen, och ASME B31.1 begränsar det till det maximalt tillåtna testtrycket för alla icke-isolerade komponenter.

Kan jag hydrotesta genom en kontrollventil?

Vanligtvis inte. Kontrollventilkroppar är sällan klassade för 1,5 x linjedesigntrycket, och trimningen kan skadas av testskräp. Ta bort ventilen, eller töm den och linda mellanrummet. En ventil som lämnas på plats blir den svagaste komponenten i gränsen och kommer att ställa in testtryckstaket för hela förpackningen.

Vilket manometerområde ska jag använda för ett hydrostatiskt test?

Två kalibrerade mätare, var och en med ett område som sätter testtrycket i mitten av ratten -, vanligtvis uttryckt som den mellersta tredjedelen. En mätare som avläses nära botten av sitt område har dålig upplösning, och en avläsning nära full skala fungerar nära sin överbelastning. Anteckna serienummer och kalibreringsdatum på testposten.

Trycket sjönk under uppehållet. Har testet misslyckats?

Inte nödvändigtvis. Vatten och metall tar tid att nå samma temperatur, och ett system som fortfarande värms upp kommer att visa ett fallande tryck som inte har något att göra med en läcka. Registrera vatten- och metalltemperaturen i början och slutet av lastrummet så att driften kan förklaras. Ett fall som inte kan förklaras av temperatur, eller något synligt gråt, är ett misslyckande.

När kan ett pneumatiskt test användas istället för ett hydrostatiskt test?

Endast när systemet inte kan fyllas med vatten eller inte tål spår av det, och endast med ägarens godkännande och en skriftlig riskbedömning. ASME B31.3 ställer in 1,1 x designtryck med en preliminär kontroll vid det lägsta av halva testtrycket eller 25 psi, sedan stegvisa ökningar. ASME B31.1 ställer in 1,2 till 1,5 x designtryck. Komprimerad gas lagrar tusentals gånger mer energi än vatten vid samma tryck.

Beror testtrycket på rörschemat?

Ja för kvarntestet, eftersom väggtjockleken t visas direkt i P=2St/D - testas ett tjockare schema till ett högre tryck för att nå samma väggspänning. För systemtestet har schemat indirekt betydelse: designtrycket ställs in först, och schemat träder in först när du kontrollerar att bågspänningen vid testtrycket håller sig under flyt.

Testas svetsade och sömlösa rör på samma sätt?

Formeln är densamma, men hållningen är det inte. ASTM A999/A999M kräver att testtrycket hålls i minst 5 s och, för svetsade rör, under tillräckligt lång tid för att tillåta att hela längden av den svetsade sömmen inspekteras. Svetsade rör kan också levereras med ett oförstörande elektriskt prov i stället för det hydrostatiska provet, efter tillverkarens val om inte köparen anger annat.

Vad är ST/S-förhållandet och varför är det begränsat till 6,5?

ST/S är förhållandet mellan den tillåtna spänningen vid testtemperatur och den tillåtna spänningen vid designtemperaturen. Den skalar upp testtrycket så att en linje testad kall når samma bråkdel av sin tillåtna spänning som den ser när den är varm. Locket på 6,5 hindrar multiplikatorn från att producera ett orealistiskt tryck på linjer med mycket höga-temperaturer, där den tillåtna spänningen faller brant.

Är hydrostatisk testning obligatorisk enligt ASME B31.3?

Ett läckagetest är obligatoriskt för i princip alla B31.3-system, och det hydrostatiska testet är standardmetoden. Pneumatisk testning kräver ägarens godkännande och motivering, det initiala serviceläckagetestet är begränsat till Kategori D-vätskeservice och ett känsligt läckagetest krävs förutom - istället för - det hydrostatiska eller pneumatiska testet för Kategori M-vätskeservice.

Betyder ett hydrostatiskt test att det inte finns några svetsdefekter?

Nej. Ett hydrostatiskt test upptäcker bara defekter som läcker. En svets som innehåller slagg, brist på smältning eller en spricka som inte bryter igenom väggen kommer att hålla trycket och fortfarande misslyckas med röntgen eller ultraljudsundersökning. Det är därför som konstruktionskoden specificerar NDU separat från läckagetestet, och varför testet måste utföras efter att alla nödvändiga NDU är klara och accepterade.

Kan jag använda kvarnens hydrostatiska testcertifikat som systemtestprotokoll?

Nej. Brukscertifikatet omfattar enskilda rörlängder som testats på fabriken enligt ASTM A999/A999M. Systemtestposten täcker ett definierat testpaket på plats, under ASME B31.3 eller B31.1, med sina egna tryck, hålltider, mätregister, vattenanalys och signaturer. Behåll både - brukscertifikatet är ett materialspårbarhetsdokument, systemposten är en konstruktionskvalitetspost.

Vad ska det hydrostatiska testcertifikatet visa?

Testpaketets nummer och radnummer, testmediet och dess analys, designtryck och designtemperatur, beräknat och uppnått testtryck, vatten- och metalltemperaturer, mätares serienummer och kalibreringsdatum, start- och sluttider för lastrummet, resultatet och underskrifterna från entreprenören, beställaren och inspektören. Utan dessa fält kommer posten inte att överleva en revision.

Ordlista