Какое давление выдерживают полипропиленовые трубы для пневмопровода


Как выбрать материал для трубопровода сжатого воздуха?

Для изготовления трубопроводов сжатого воздуха могут быть использованы несколько материалов.

Выбор материала зависит не только от его стоимости, а так же как и другие параметры в системе сжатого воздуха, от нескольких факторов.

Основные из них:
• качество сжатого воздуха
• размеры труб
• давление
• условия окружающей среды
• объём монтажных работ
• стоимость материала
• перепад давления
• износостойкость.

Преимущества и недостатки наиболее часто используемых материалов для изготовления трубопроводов сжатого воздуха:

Сталь

• трубы с резьбой: недорогие, есть различные виды форм
• бесшовные: есть различные номинальные диаметры; но: имеют низкую коррозионную стойкость и высокое сопротивление движению потока
•  гальванизированные: стойкие к коррозии; но: имеют высокое сопротивление движению потока
• из нержавеющей стали: стойкие к коррозии, имеют низкое сопротивление движению потока, герметичные; но: имеют ограниченное число видов форм, дорогие.

Медь

• стойкие к коррозии, низкое сопротивление движению потока; но требуют высокого технического уровня по прокладке и пайке трубопровода.

Пластик

• полипропиленовые (РPR)

• полиамидные (РА)
• полиэтиленовые (РЕ)
• акрилнитрил-бутадиен-стиролполимерные (ABS)
• следующее применимо для всех пластиков: различные виды форм, не подвержены коррозии, как правило просты в установке; но: обладают высоким расширением по длине, низкой эластичностью под давлением при повышении температур.

Обычно максимальное расчетное давление трубы указано в ее спецификации (обозначение PN и далее величина давления в бар, например PN16).

 

На сегодняшний день самым популярным материалом для прокладки пневмопроводов является полипропилен. PPR-трубы легки в монтаже, имеют относительно невысокую стоимость и выдерживают давление сжатого воздуха до 20 бар. Основные диаметры (внешние) полипропиленовых труб: 20 мм, 25 мм, 32 мм, 40 мм, 50 мм, 63 мм. Внутренние диаметры зависят от максимального давления на которое они расчитаны и соответственно зависят от толщины стенок труб, поэтому при выборе материалов пневмопровода нужно внимательно ознакомиться с характеристиками выбранной для монтажа PPR-трубы.

 

Основные "секреты" при прокладке PPR-труб:

- для жестких полипропиленовых труб изготавливают Г- или П-образные или используют покупные петлеобразные компенсаторы. Размеры Г- и П-образных компенсаторов рассчитываются. Длина изгибаемого плеча зависит от жесткости трубы, которая задается специальным коэффициентом учитывающим безопасный изгиб трубы. Коэффициент указывается в технических характеристиках материала труб, чаще всего для полипропиленовых (РР) — 25.

  

Пример:

- диаметр трубы d 32 мм

- коэффициент изгиба k для PPR-туб равен 25

- длина трубопровода 5 метров

- разница температуры (темп.сжатого воздуха после компрессора 600С - темп. окр.среды 200С)  = 400С

- приращение длины ΔL (по графику) составляет 30 мм

- длина плеча изгиба L (по формуле) = 774 мм

- ширина плеча A = 2 x 30 мм +150 мм = 210 мм.


- Чаще всего, П- и Г-образные компенсаторы получаются автоматически, при обходе трубой различных строительных конструкций. Если магистраль прямая и длинная, то компенсаторы в ней нужно заранее запроектировать как на стояках, так и на отводах.

- Вопрос теплового расширения полимерных трубопроводов во многом решается правильным использованием опор и выбором конфигурации трубной разводки. Нужно создать как можно более гибкую эластичную систему с минимумом жестких коротких узлов, имеющих малую способность к деформации.

- При размещении труб на стенах и потолках не рекомендуется использовать неподвижные опоры. Для потолочных креплений хорошим решением являются опоры с ремешком. Количество поддерживающих опор должно быть небольшим, предпочтение надо отдавать специальным пластмассовым опорам, которые не повреждают поверхность трубы. Тем не менее рекомендуется использовать подвижные пластиковые опоры с интервалом 20–30 диаметров трубы.

- Неподвижными опорами, как правило, фиксируют тяжелые трубные узлы или тяжелые элементы трубопровода, не имеющие собственных креплений (например, фильтры или краны). Во всех случаях необходимо продумать совместное размещение фитингов и подвижных опор: при линейном удлинении трубы, фитинги не должны будут упереться в буртики опор. И другой случай, если подвижные опоры разместить с обеих сторон от фитинга вплотную к нему, то такой способ монтажа превращает это место крепления в неподвижную опору.

- Через 40 - 50 метров трубы рекомендуется устанавливать в самой нижней точке магистрали  инерционный влагоочиститель ВЦ-серии.

- Основные рекомендуемые схемы монтажа пневмотрубопровода:

Мы готовы предложить свои услуги по прокладке полипропиленовых или медных магистралей для сжатого воздуха. Работаем в С-Петербурге и Северо-западном регионе РФ.

Более подробно об этом можно прочитать в разделе Монтаж и прокладка пневмомагистралей

Перейти в раздел

Пневматические испытания трубопроводов как альтернатива гидростатическим испытаниям> ENGINEERING.com

Сайт www.eng-tips.com - это технический форум для практикующих инженеров, где они могут обсуждать актуальные темы с другими практикующими инженерами.

Обсуждения статического тестирования появляются на eng-tips.com каждые несколько месяцев. Обычно они будут соответствовать формату:

Резьба 481-348164
мкм1209 (Нефть) (OP) 8 июля 13 9:13

Ребята

Я работаю в компании по строительству трубопроводов.

Я занимаюсь технологическим и трубопроводным обслуживанием с 1999 года.

Я пришел в эту компанию, чтобы основать подразделение по гидроиспытаниям.

Наш заказчик просит нас провести пневматическое испытание 7 миль 20-дюймового трубопровода.

Испытательное давление находится в районе 1300 фунтов на квадратный дюйм.

Я очень против этого, но моя компания хочет двигаться вперед. Заказчик дал нам зеленый свет.

Ах да

Мы делаем этот тест в течение недели.

Мне нужны неопровержимые факты, чтобы моя компания не делала этого. Я искал информацию в сети, но не нашел ничего конкретного. Или факты, чтобы я чувствовал себя лучше.

Я нашел

"437.4.3 Разрешено только для систем трубопроводов, эксплуатируемых при 20% или менее SMYS"

Нужна помощь

Обычно сразу после этого вопроса следует что-то вроде:

Резьба378-191668

JoeTank (Структурный) 9 июля 07 9:12

Моя личная практика для проверки воздуха - это находиться как минимум на расстоянии одного почтового индекса от сайта.

Джо Танк

Что довольно забавно и довольно запоминается. Сообщение? Эти пневматические испытания безответственны, и любой, кто предлагает их, - ковбой. Хотя это правильно и правильно, что у нас есть сильная предвзятость в пользу гидростатических испытаний, а не испытаний со сжатыми газами, испытания с использованием сжатого газа далеко не безответственны и могут быть альтернативой с меньшим риском в определенных конкретных случаях.

Риск, о котором здесь идет речь, заключается в том, что сжатый газ содержит значительно больше потенциальной энергии, чем сжатая несжимаемая жидкость.Быстрое преобразование этой потенциальной энергии в кинетическую может быть жестоким и разрушительным событием.

Испытание трубопроводов на прочность
Когда новый трубопровод должен быть введен в эксплуатацию, различные нормы и стандарты компании требуют, чтобы он был подвергнут испытанию на герметичность и / или испытанию на прочность. Испытания на герметичность обычно проводятся при довольно низком давлении и предназначены только для подтверждения того, что труба действительно будет содержать жидкости. Риски, как правило, достаточно низкие, и испытания на герметичность проводятся без особого учета катастрофического отказа.

Испытание на прочность проводится при повышенном давлении, кратном превышающем 1,0 от максимально допустимого рабочего давления (МДРД) системы, и выдерживается в течение некоторого времени. Множественность давления и продолжительность значительно варьируются от одной регулирующей юрисдикции к другой, от одного кодового документа к другому и от одной компании к другой. Эти подробности, хотя и обильно разбросаны в сообщениях по этой теме, выходят за рамки этого обсуждения.

Основными видами испытаний являются «гидростатические» или «пневматические статические» (иногда называемые «пневмостатическими», но это слишком претенциозно).«Статический» просто означает, что во время успешного испытания жидкости под давлением не имеют чистого движения относительно конца трубы или ее средней линии.

Гидростатическое испытание проводится с использованием в значительной степени несжимаемой жидкости, такой как вода (отсюда приставка «гидро»), масло, гликоль или некоторая смесь (например, гликоль часто добавляют в воду для гидростатических испытаний для предотвращения замерзания). В этих испытаниях линия заполняется жидкостью, унесенные газы могут рассеиваться к вентиляционным отверстиям, а давление в системе повышается до требуемого испытательного давления и удерживается там в течение всего испытания.

Пневматический статический тест проводится с использованием газа, такого как сжатый воздух, азот, CO2 или метан (тесты с CO2 очень редки и очень трудны, потому что при повышенном давлении газ может переходить в «плотную фазу», которая ведет себя совершенно иначе газ или жидкость). Проблемы, связанные с пневматическими статическими испытаниями, в основном связаны с накопленной энергией.

Энергия Участвовала в испытании
Модуль объемной упругости (т.е. величина давления, необходимого для уменьшения объема жидкости на 1%) жидкостей очень велик, поэтому даже в самых агрессивных испытаниях жидкость будет иметь очень небольшую энергию сжатия (например.g., объемный модуль воды составляет порядка 319000 фунтов на квадратный дюйм [2200 МПа], поэтому испытание на 900 фунтов на квадратный дюйм [6,2 МПа] уменьшит объем примерно на 0,3%). При неудачном испытании выделение энергии от этой декомпрессии будет иметь тенденцию немного увеличивать любой разрыв в разрушенном материале, но вряд ли создаст какие-либо снаряды.


Рисунок 1 - 700 футов
перепад высот
С другой стороны, жидкости имеют значительную массу. Для вертикальных изменений линии увеличение высоты добавляет 0.433 фунтов на кв. Дюйм [9,81 кПа / м] до давления в самой низкой точке системы. Это означает, что в холмистой местности может быть очень сложно разработать гидростатический тест. Например, если перепад высот составляет 1000 футов [305 м], то давление внизу будет на 433 фунта на кв. Дюйм [2,99 МПа] выше, чем давление вверху, для испытания 150% на линии ANSI 150. Простое заполнение линии приведет к превышению испытательного давления в нижней части, а в верхней части останется атмосферное давление. Часто возможно сегментировать линию, чтобы сохранить изменения отметки в пределах сегмента ниже некоторого максимума, но не всегда (например,g., некоторые линии имеют недоступные сегменты на очень пересеченной местности [см. Рисунок 1], другие не имеют клапанов там, где это необходимо для выполнения сегментации).

Испытания с газом - полная противоположность. Плотность очень низкая, поэтому гравитационные силы гораздо менее значительны. Например, воздух под давлением 900 фунтов на кв. Дюйм будет оказывать давление 0,034 фунтов на кв. Дюйм [0,758 кПа / м], что можно безопасно игнорировать.

Хотя плотность газа низкая, сжимаемость достаточно высока, чтобы вызывать опасения. Сжатие воздуха от атмосферного давления до 900 фунтов на кв. Дюйм на уровне моря при постоянной температуре приведет к тому, что газ попадет в объем, составляющий 1/63 первоначального объема.Подумайте об этом, сжав пружину до 1/63 ее длины, и вы начнете видеть величину накопленной энергии.

Задача при проведении пневматических испытаний - «взрывная декомпрессия». Несколько лет назад НАСА опубликовало документ, получивший название «Методология исследовательского центра НАСА Гленна». Этот документ был действительно первым случаем, когда кто-либо предпринял попытку количественно оценить риск попадания газа под давлением. Он был на веб-сайте НАСА в течение нескольких лет, но недавние попытки найти его оказались безуспешными.На основе документа НАСА было написано несколько правил и множество политик компании. В основном этот двухстраничный документ сказал:

  • Отказ трубопровода можно было бы правильно назвать «адиабатическим» процессом (т.е. он происходит при постоянной энтропии и является обратимым)
  • Адиабатическая декомпрессия приводит к значительному выделению энергии.
  • Весь материал в системе будет участвовать во взрывной декомпрессии

Расчет адиабатической энергии при пневматическом испытании
Адиабатическая энергия может быть рассчитана следующим образом (это версия НАСА, для вывода этого уравнения требуется "k" в числителе члена "k-1", но давайте придерживаться версии НАСА):

Где:

  • Wgas -> Работа, выполненная на газе (Н-м или фут-фунт-сила).Чтобы преобразовать в «тонны тротила», разделите число фут-фунт-силы на 3,086x109 или число Н-м на 4,184x109 (это число является наиболее распространенным преобразованием, но в некоторых источниках используется 4,8x109 Н-м / т тротила)
  • Vsystem -> Объем системы (m3 ft3)
  • Ptest -> Давление во время испытания (Па или фунт-сила / фут2) в абсолютных единицах
  • Patm -> Местное атмосферное давление (Па или фунт-сила / фут2) в абсолютных единицах
  • k -> Адиабатическая постоянная, состоящая из отношения удельной теплоемкости при постоянном давлении к удельной теплоемкости при постоянном объеме (нет единиц, воздух имеет значение 1.4)

Этот расчет может закончиться очень большим числом. Например, если вы испытывали 100 миль [161 км] 36-дюймового [914,4 мм] трубопровода Schedule 40 под давлением 900 фунтов на кв. Дюйм [6,2 МПа] на уровне моря (14,7 фунтов на квадратный дюйм [101,35 кПа]) со сжатым воздухом, объем размер системы будет 3,428x106 футов3 [9,706x104 м3]. Это приводит к общему накоплению энергии 253,8 тонны в тротиловом эквиваленте, что соответствует масштабу тактического ядерного оружия. Страшные вещи. Я не уверен, что «следующий почтовый индекс» достаточно далеко.

Проблема с методологией исследования Гленна НАСА состоит в том, что событие взрывной декомпрессии длится очень быстро. Эксперименты, проведенные в Университете Небраски-Линкольн для Министерства энергетики в 2012 году, показывают, что температура газа при взрывной декомпрессии очень быстро падает до минимума, а затем увеличивается примерно до начальной температуры в течение следующих нескольких секунд. Этот минимум можно принять за конец взрывной декомпрессии и начало разгерметизации.В упомянутой статье не указывается длительность этого почти вертикального температурного переходного режима. Другие, менее формальные источники указывают на то, что это происходит при 10-50 мСм после открытия достаточно большого отверстия, которое может привести к закупорке потока.

Природные явления в объеме газа ограничены скоростью звука (1,0 Маха). Это ограничение связано с созданием стоячих «ударных волн» в потоке, которые препятствуют обмену данными от нисходящего потока к восходящему. До Маха 1.0 о существовании более низкого давления на выходе сообщалось выше по потоку через неспособность поддерживать более высокое давление на входе.При скорости 1,0 Маха ударная волна достаточна для поддержания давления выше по потоку и позволяет течь только со скоростью звука.

Итак, если мы скажем, что вертикальный переходный процесс составляет 50 мс, и дадим половину доступного времени для сообщения о событии внутри системы и половину времени для энергии, которая теперь «знает», что произошла ошибка участвуют во взрыве со скоростью звука:

Где:

  • vsonic -> Скорость звука (м / с или фут / с)
  • Rgas -> Удельная газовая постоянная (Универсальная газовая постоянная / Молярная масса)
  • T -> Температура газа (R или K)

Для воздуха при 60 ° F [15.6C] скорость звука составляет 1118 фут / с [341 м / с]. Это говорит о том, что за доступные 25 мСм ударная волна пройдет 28 футов [8,5 м]. Предположим, что отказ произошел бесконечно далеко (то есть более 28 футов [8,5 м]) от конца трубы, поэтому длина задействованной трубы составляет 56 футов [17 м], поскольку в нем участвует накопленная энергия с обеих сторон разрушения. Это объем 364 фут3 [10,29 м3], поэтому, используя приведенное выше уравнение адиабатической энергии, энергия эквивалентна 54 фунтам на метр в тротиловом эквиваленте - не тривиальное событие, но далеко не тактическое ядерное оружие.Для сравнения, 54 фунта тротила в правильно сконструированном и правильно развернутом «кратерном заряде» приведут к образованию кратера глубиной 6 футов [1,8 м] и диаметром 25 футов [7,62 м], что составляет объем земли примерно 36,4 ярда3 [27,8 м3].

В теме Thread378-293859 член SNORGY, который часто участвует в этих обсуждениях, поделился электронной таблицей Excel, в которой используются расчеты НАСА для установки «ограниченного расстояния» (т. Е. Ближайшей безопасной точки подхода во время испытаний) в 5621 фут. [1.7 км] для этого теста. Изменение длины трубы до 56 футов, рассчитанных выше, изменяет ограниченное расстояние до 271 футов - все еще возмутительно, но не более одной мили. Этот калькулятор демонстрирует полную ошибочность этого подхода - если бы линия в 100 миль работала при давлении 300 фунтов на кв. Дюйм (половина МДРД), то самое близкое расстояние, которое вы могли бы когда-либо подойти к действующей линии, было бы 3670 футов (1,12 км).


Рисунок 2 - Отказ после пневматического испытания В обсуждении часто обсуждаются сбои, которые всегда включают изображение на рисунке 3 (из Thread378-348164 , отправленного MJCronin).Этот сбой в Шанхае, Китай (в некоторых источниках говорится, что он был в Бразилии, но детали одинаковы независимо от полушария) произошел, когда испытание (которое не включало судно, которое вышло из строя) проводилось для закрытого клапана, ведущего в судно.

Клапан протек, и давление в сосуде выросло настолько, что он резко отказал. Этот сбой призван продемонстрировать, насколько опасны и безответственны пневматические испытания.Другая точка зрения заключается в том, что вы никогда не проводите испытания с закрытым клапаном без наблюдения за условиями на выходе. Сбой был одной из инженерных процедур и / или выполнения процедуры и не должен использоваться для обвинения в пневматических испытаниях.

Риски и стратегии снижения при гидростатических испытаниях
Гидростатические испытания регулярно проводятся безопасно и без последствий для окружающей среды. Успешными испытаниями засчитано:

  • Сопротивление материалов.Указанный минимальный предел текучести (SMYS) - это мера напряжений, которые материал может выдержать, не начав деформироваться. Различные кодексы и политики компании определяют различную максимальную нагрузку в зависимости от SMYS. Системы сбора сырого газа часто ограничиваются 20% SMYS. Транспортировка переработанного газа по пересеченной местности часто позволяет снизить нагрузку на 100% SMYS. Линии с высоким потенциалом воздействия на население ограничиваются более низкой долей SMYS, чем линии на открытой местности.Перед принятием каких-либо решений по тестированию эти нагрузки должны быть количественно определены и учтены при принятии решения.
  • Соображения по охране окружающей среды / безопасности.
    • Вода для гидростатических испытаний (даже без химических добавок) должна обрабатываться как промышленные отходы, и ее нельзя сбрасывать в придорожную канаву. Успешные испытания решают эту проблему, определяя точку сброса и подтверждая, что это место будет принимать воду.
    • Неудачный тест приведет к опорожнению всей или части жидкости, участвовавшей в тесте, рядом с местом сбоя.Успешное испытание предполагает использование временных берм для защиты уязвимых мест (например, рек, сухих стоянок, автостоянок, офисных зданий и т. Д.).
    • Гидростатические испытания обезвоживания стали причиной бесчисленных разливов и травм. Пересылка больших объемов жидкости через гибкий трубопровод, такой как пожарный шланг, может создавать очень большие выходные силы на выпускном сопле, которые могут вызвать резкое качание конца шланга с риском повреждения людей и имущества.Успешные испытания определяют средства захвата концов шлангов.
  • Нормативные требования. В некоторых юрисдикциях план тестирования должен быть одобрен регулирующим органом до его выполнения. В других юрисдикциях требуется уведомление, но не разрешение. Если дороги собираются закрыть во время испытания, то обычно требуется разрешение. Успешные тесты требуют необходимых согласований / разрешений задолго до теста.
  • Источник жидкости. Каждый источник жидкости содержит микробы и загрязняющие вещества, многие из которых создают долгосрочные риски управления целостностью трубопроводов.Успешные тесты показали, что очень часто после теста остается некоторое количество жидкости, и указываются необходимые химические вещества для обработки.
  • Вес жидкости. При испытании трубопроводов с надземными участками важно подтвердить, что опоры для труб подходят для переноса трубы, полной жидкости (обрушившиеся стойки для труб являются частым источником неудач при испытаниях).
  • Рельеф. Испытание должно гарантировать, что испытательное давление соответствует минимальному значению в высоких точках, но не является «чрезмерным» в низких точках.Требуется инженерная оценка для определения «достаточно хорошо» (например, допустимо ли перейти к 160% МДРД в нижней точке, чтобы иметь возможность достичь 110% МДРД в верхней точке? Или лучше оставаться на уровне 150% MAWP в нижней точке и принять 90% MAWP в верхней точке? Или вы можете сегментировать линию, чтобы оставаться в пределах ± 10% от 150% MAWP?).
  • Окончание линии. Если тестируемая система уже была подключена к трубопроводу / сосудам выше / ниже по потоку, вам необходимо подумать о том, как вы собираетесь предотвратить включение этого внешнего трубопровода в тест.Если нет возможности избежать испытания на запорный клапан, тогда вам потребуется контроль давления и защита от избыточного давления в подключенных системах.
  • Определение точек впрыска / слива, тестирования и вентиляции. Все эти точки должны быть доступны и располагаться в каком-нибудь полезном месте. Например, если назначенная точка вентиляции находится в нижней точке системы, будет трудно удалить газ, который может накапливаться в высоких точках.
  • Заполнение системы. Любая введенная жидкость может увлечь за собой увлеченный газ.Этот газ очень сжимаем и может очень затруднить испытание на номинальную несжимаемость. Успешный тест будет предвидеть этот газ и указывать время выдержки после заполнения и частоту выпуска воздуха на этапе заполнения.
  • Герметизация системы. Следует учитывать скорость нагнетания давления и минимальные температуры (как температуры окружающей среды, так и температуры жидкости), чтобы предотвратить хрупкое разрушение трубопроводов, которые в противном случае прошли бы испытание.
  • Выполнение теста. Все тесты, кроме самых коротких, будут испытывать некоторое изменение температуры.Вода изменит давление примерно на 100 фунтов на кв. Дюйм / ° F
    [1241 кПа / C]. Достаточно небольшие изменения температуры вызывают значительные изменения давления. Успешный тест будет включать критерии приемки. Например, в гидростатических испытаниях, которые я разрабатываю, я указываю, что жидкость может быть удалена во время испытания, но не может быть добавлена, и что испытание считается успешным, если конечное давление превышает МДРД. Другие указывают максимальный объем, который может быть добавлен для поддержания испытательного давления. Все сводится к инженерному решению.
  • Системный слив. После того, как испытательная жидкость попала в новый трубопровод, с ней следует обращаться как с промышленными отходами, поскольку почти наверняка она будет собирать масло, жир и прокатную окалину. Вы не можете просто бросить его на землю. Также было несколько случаев, когда незакрепленные шланги болтались и травмировались люди. Эти риски необходимо предвидеть и минимизировать.
  • Система сушки. Многие системы не будут стекать естественным образом из-за неровностей топологии трубопроводов.Обычно эту остаточную жидкость удаляют, пропуская скребки воздухом. Успешные испытания определяют, насколько сухой должна быть линия перед ее переключением на операции (например, «запускайте поролоновые скребки, пока один из них не станет сухим», или «продуйте линию азотом при температуре -40 ° F до тех пор, пока содержание воды на трубке Дрегера не станет равным. менее 7 фунтов / MMSCF ").
  • Убрать. Испытания всегда требуют некоторой модификации системы (например, установки глухих фланцев и оборудования для наполнения), которые должны быть отменены до того, как испытание будет названо «завершенным».Успешные тесты содержат подробные списки того, что необходимо сделать, и, если есть какие-либо временные зависимости, порядок, в котором они должны быть выполнены.

Риски и стратегии снижения при статических пневматических испытаниях трубопроводов
Многие из проблем, упомянутых выше при гидростатических испытаниях, идентичны пневматическим статическим испытаниям. Некоторые немного отличаются:

  • Расчеты прочности материалов для пневматических статических испытаний такие же, как и для гидростатических испытаний, указанных выше.
  • Соображения по охране окружающей среды / безопасности
    • При высокой концентрации энергии в газе разрушение чревато запуском обломков на большой скорости. Для заглубленных линий основным мусором является грязь и камни, но камни использовались в качестве снарядов с незапамятных времен. Для надземных конструкций мусором будут трубы или фитинги. Некоторые из самых разрушительных отказов связаны с запуском фланца с приварной шейкой и слепотой на сотни футов. Успешные испытания учитывают "запретные зоны" вокруг заглубленной трубы и комбинацию баррикад и запретных зон вокруг наземных сооружений.Также рассматривается возможность проведения испытаний в периоды минимальной занятости проезжей части и сооружений.
  • Нормативные требования аналогичны гидростатическим испытаниям, за исключением того, что есть юрисдикции, которые имеют сильное предубеждение против пневматических статических испытаний. В таких случаях обязательно, чтобы вы выполнили соответствующую подготовительную работу, чтобы продемонстрировать, почему вы предлагаете пневматическое статическое испытание вместо гидростатического. «Удобство» или «стоимость» редко будут иметь большое значение в этом обсуждении.Вы должны продемонстрировать, что потенциальный результат гидростатического теста значительно хуже, чем потенциальный результат пневматического статического теста (например, «невозможно должным образом высушить», «точки сегментации недоступны»).
  • Источник газа. Что касается газов, нас не беспокоят проблемы многофазности (например, газ в жидкости) или коррозия. Нас очень беспокоит пригодность газа для испытания. Если испытательной средой является сжатый воздух, то вам понадобится воздушный компрессор, который может перемещать огромные объемы при умеренном давлении в течение большей части периода заполнения, а затем меньшие объемы при высоком давлении в оставшееся время.Для азотного теста вы должны выбрать источник (например, баллоны или жидкий азот в больших объемах) и убедиться, что вы понимаете проблемы по вашему выбору (например, замена баллонов с азотом сопряжена с риском, баллоны могут опорожняться меньше по мере увеличения давления в системе азот находится в жидкой форме и должен быть нагрет перед впрыском).
  • Вес жидкости не является проблемой для газа.
  • Рельеф не является проблемой для газа
  • Окончание линии.Все вопросы идентичны гидростатическим.
  • Определение точек впрыска / слива, тестирования и вентиляции. Вам не нужно дегазировать газовую заливку, но вам все равно нужны точки наполнения / слива и контрольные точки.
  • Заполнение системы. Температура окружающей среды и газа гораздо более важны при пневматических статических испытаниях, чем при гидростатических испытаниях. Необходимо указать и контролировать минимальную температуру окружающей среды и минимальную температуру впрыска. Кроме того, поскольку запасенная энергия при пневматическом статическом испытании намного больше, чем накопленная энергия при гидростатическом испытании, требуется указать время выдержки при определенных давлениях, чтобы позволить напряжениям уравновеситься.В ходе недавно разработанного мною испытания мы заполнили систему при давлении от 5 до 50 фунтов на квадратный дюйм с последующим 30-минутным периодом выдержки. После выдержки давление увеличивалось до 10 фунтов на квадратный дюйм / мин с 30-минутными периодами выдержки при 150 фунтах на квадратный дюйм и 450 фунтах на квадратный дюйм. Эти давления, скорости заполнения и периоды выдержки были определены путем расчета накопления напряжения.
  • Герметизация системы. В конце периода заполнения система находится под давлением.
  • Выполнение теста. Пневматические статические испытания в гораздо меньшей степени подвержены изменению давления из-за колебаний температуры.Из-за температурного уравновешивания испытательное давление редко значительно увеличивается или уменьшается. Как и при гидростатическом испытании, успешное испытание будет включать критерии приемки.
  • Системный слив. В конце теста газ обычно выпускается в атмосферу. Для воздуха и азота большую проблему при продувке вызывает охлаждение трубопровода Джоуля-Томсоном до зоны хрупкого разрушения. В упомянутом выше испытании мы указали максимальную скорость сброса давления 25 фунтов на кв. Дюйм / мин (и указали, что скорость будет определяться каждые 60 секунд).Одно существенное исключение - тесты с товарной продукцией. Если я тестирую линию CO2 с помощью CO2, я могу оставить систему под давлением для обслуживания после теста. То же самое с испытанием линии природного газа с помощью природного газа.
  • Сушка системы не является проблемой при статических пневматических испытаниях.
  • Проблемы с очисткой аналогичны описанным выше гидростатическим испытаниям.

Обсуждения на профессиональных форумах о тестировании трубопроводов


Рисунок 3 - Неисправность трубопровода в работе
(кратер ок.6 футов диаметром, 3 фута глубиной)
Просмотрев 20 тем на eng-tips.com с объединенными 324 сообщениями, я нашел несколько интересных наблюдений:
  • Не было ни одного сообщения со ссылкой на личные сведения о выходе из строя трубопровода при пневматическом испытании. Был один очень интересный пост о клапане, вышедшем из строя в ходе пневматического испытания производителя, и один о трубных катушках, не прошедших испытание на заводе. От первого лица не сообщалось о сбоях при тестировании трубопровода (был один пост, в котором респондент указал, что «он знал парня, который…», но анекдот лишь поддержал официальное расследование).
  • Во всех рассмотренных мною темах было всего лишь дюжина отчетливых упоминаний об отказах при пневматических испытаниях. Ни одно из звеньев старше 2007 года все еще не действовало, но все звенья после 2007 года относились к одному из 4 отказов пневматических испытаний. В нескольких публикациях упоминались смертельные случаи, связанные с гидростатическими испытаниями. В нескольких сообщениях упоминались сбои и взрывы в системах под давлением, которые прошли через годы после статических испытаний (иногда спустя десятилетия).
  • Каждый отдельный отказ пневматики с травмами / смертельным исходом может быть связан с техническим отказом (например,g., источник давления 2600 фунтов на квадратный дюйм был подключен к испытанию 900 фунтов на квадратный дюйм без предохранительного клапана между источником очень высокого давления и испытываемым клапаном) или неспособность должным образом выполнить процедуру (например, отсутствие контроля температуры нагнетания от резервуар с жидким азотом или запуск теста с трубопроводом ниже указанной минимальной температуры окружающей среды). Каждая травма, связанная с пневматическим статическим испытанием, может быть напрямую связана с этими двумя причинами. Если надлежащие процедуры написаны и соблюдены, то отказ трубы при пневматическом испытании - это просто отказ трубы, а не поездка на машине скорой помощи.

Мои выводы из прочтения этой сосредоточенной работы таковы: (1) многие люди считают, что гидростатические испытания по своей сути безопасны и не требуют какого-либо значительного анализа; и (2) многие люди считают, что статические пневматические испытания небезопасны по своей сути и не могут быть выполнены без создания неприемлемых опасностей. Первый вывод пугает, потому что гидростатические испытания связаны со значительными рисками для человека и окружающей среды. Им можно управлять, но бесцеремонное отношение к такой массе и энергии довольно опасно.Второй вывод исключает возможность компетентного рассмотрения действующей методики снижения рисков, связанных с гидростатическими испытаниями.

Разумно сказать, что если можно надлежащим образом управлять рисками утилизации, сушки и массы жидких испытаний, то предпочтительнее гидростатические испытания. С другой стороны, есть основания утверждать, что иногда лучший способ снизить риски гидростатических испытаний - это провести пневматические статические испытания.

Об авторе

Дэвид Симпсон, ЧП, консультант по нефтегазовой инженерии в Muleshoe Engineering .Дэвид является MVP на профессиональных форумах www.eng-tips.com и членом гильдии инженерных писателей .

Следуйте за Дэвидом (zdas04) по телефону http://eng-tips.com/userinfo.cfm?member=zdas04

.

Пневматические испытания трубопроводных систем »Мир трубопроводной инженерии

Пневматические испытания используются там, где нельзя использовать гидростатические испытания, например когда остаточная вода может повредить систему трубопроводов. У инженерной фирмы должна быть система принятия решений о пневматических испытаниях.

Схема принятия решения о пневматических испытаниях

Пневматические испытания согласно ASME B31.3

ASME B31.3 раздел 345.5 определяет требования к пневматическим испытаниям.

345.5.1 Меры предосторожности.

Пневматические испытания связаны с опасностью высвобождения энергии, накопленной в сжатом газе. Поэтому необходимо проявлять особую осторожность, чтобы свести к минимуму вероятность хрупкого разрушения во время пневматического испытания на герметичность. В этом отношении важна температура испытаний, и ее необходимо учитывать при выборе материала конструкции. См. Параграф. 345.2.2 (c) и Приложение F, пункты. F323.4 и F345.5.1.

345.5.2 Устройство сброса давления.

Должно быть предусмотрено устройство сброса давления с установленным давлением не выше испытательного давления плюс меньшее из 345 кПа (50 фунтов на кв. Дюйм) или 10% испытательного давления.

345.5.3 Тестовая жидкость.

Газ, используемый в качестве испытательной жидкости, если не воздух, должен быть негорючим и нетоксичным.

345.5.4 Испытательное давление.

Испытательное давление должно быть не менее чем в 1,1 раза больше расчетного давления и не должно превышать меньшее из следующих значений:

(a) 1,33-кратное расчетное давление
(b) давление, которое может вызвать окружное давление или продольное напряжение (исходя из минимальной толщины стенки трубы), превышающее 90% предела текучести любого компонента при температуре испытания

345.5.5 Порядок действий.

Давление должно постепенно увеличиваться до тех пор, пока манометрическое давление не будет меньше половины испытательного давления или 170 кПа (25 фунтов на кв. Дюйм), после чего должна быть проведена предварительная проверка, включая осмотр соединений в соответствии с параграфом. 341.4.1 (а). После этого давление должно постепенно повышаться, пока не будет достигнуто испытательное давление, поддерживая давление на каждом шаге достаточно долго, чтобы уравнять деформации трубопровода. Затем давление должно быть снижено до расчетного до проверки на утечку в соответствии с п.345.2.2 (а).

Пневматический испытательный коллектор

Основные особенности пневматических испытаний

  1. Давление пневматического испытания обычно на 10% выше расчетного давления трубопроводной системы.
  2. Пневматические испытания рекомендуются только для приложений с низким давлением.
  3. Используемая испытательная среда (воздух) сжимается под давлением.
  4. Энергия, запасенная на единицу объема сжатого воздуха при испытательном давлении, очень высока.
  5. Оборудование и трубопроводы, легко очищаемые после пневматических испытаний.
  6. Устройства сброса давления должны быть во время испытания, чтобы гарантировать отсутствие избыточного давления.
  7. Вероятность отказа оборудования / трубы / испытательного оборудования при пневматических испытаниях очень высока.
  8. Масса оборудования с испытательной средой воздух сравнительно меньше.
  9. Перед пневматическим испытанием крайне важно тщательно проверить все сварные соединения.
  10. Пневматические испытания нуждаются в наблюдении и руководстве старшего опытного персонала.
  11. При проведении пневматических испытаний трубопроводов следует испытывать небольшие участки трубопровода за один раз.
  12. Повреждения, вызванные отказами при пневматических испытаниях, очень велики и обширны.
  13. Пневматические испытания требуют особого внимания и мер безопасности.

Трудности с пневматическими испытаниями:

Пневматические испытания потенциально более опасны, чем гидростатические испытания, из-за более высокого уровня потенциальной энергии, накопленной при сжатии газа.

Необходимо проявлять осторожность, чтобы свести к минимуму вероятность хрупкого разрушения во время испытания, предварительно убедившись, что система пригодна для пневматических испытаний.

Пневматические испытания можно проводить только при наличии хотя бы одного из следующих условий:

  1. Если система сконструирована таким образом, что ее нельзя заполнить водой.
  2. Когда системы таковы, что они должны использоваться в службах, где нельзя допускать следов среды тестирования.

Для использования пневматического испытания вместо гидростатического требуется разрешение соответствующего органа или органа.

Неисправности при пневматических испытаниях

26 января 2006 г. Несчастный случай произошел на заводе в Бразилии во время испытания пневматическим давлением воздухом из труб вокруг резервуара.Не было установлено глухих фланцев, чтобы изолировать трубопровод, ведущий к резервуару, были закрыты только клапаны. Вероятно, один или несколько клапанов вышли из строя или не были закрыты, так как резервуар прошел испытание под давлением. В результате в баке накопилось огромное количество энергии, и бак «запустился» и оказался на вершине установки.

Отказ пневматического испытания

.

Расход жидкости и падение давления

Трубопроводы - расход жидкости и потеря давления - вода, канализация, стальные трубы, трубы из ПВХ, медные трубы и т. Д.

Абсолютная, динамическая и кинематическая вязкость

Динамическая, абсолютная и кинематическая вязкости - преобразование между Сантистокс (сСт), сантипуаз (сП), универсальные секунды Сейболта (SSU) и градус Энглера

Кипящие жидкости - максимальная скорость всасываемого потока

Рекомендуемая максимальная скорость всасываемого потока при перекачивании кипящих жидкостей

Кипящие жидкости - максимальная скорость откачки

90 006 Рекомендуемая скорость макс потока на поставки (давление) стороны при перекачке кипящей жидкости

емкости канализационных труб

пропускная способность канализационных и сточных труб - галлонов в минуту и ​​литр в секунду

Сравнение потерь на трение в сталь, медь и Пластиковые трубы

Поток воды и потеря напора на трение (фут / 100 футов) 9 0008 в стальных, медных и пластиковых трубах из ПВХ

Сравнение вторичных охлаждающих жидкостей

Удельный вес, точки замерзания и вязкость вторичных охлаждающих жидкостей, таких как хлорид кальция, хлорид натрия, этиленгликоль и пропиленгликоль

Медные трубы - теплопроводность

Горячая вода теплопроводность для медных труб типа L

Медные трубки - потеря давления в фитингах и клапанах, выраженная как эквивалентная длина трубки

Медные трубные фитинги и эквивалентная длина - в футах прямой трубки

Уравнение Дарси-Вайсбаха для давления и основных потерь напора

Уравнение Дарси-Вайсбаха можно использовать для расчета основных потерь давления или напора из-за трения в каналах, трубах или трубах.

Загрузить ANSI, Американский национальный институт стандартов, стандарты

ANSI является частной некоммерческой организацией. , членская организация, которая действует не как разработчик стандартов, а как стандарт координирующий и утверждающий орган dards

Уравнение энергии - потеря напора в воздуховодах, трубах и трубах

Потеря давления и напора в каналах, трубах и трубах

Уравнение непрерывности

Уравнение непрерывности - это заявление о сохранении массы

Метод эквивалентной длины - расчет малых потерь давления в трубопроводных системах

Потери давления в трубопроводных системах с использованием метода эквивалентной длины трубы

Конвертер единиц расхода

Преобразование единиц объемного расхода - галлонов в минуту, литр / сек, куб.фут / мин, м 3 / ч - онлайн-калькулятор единиц расхода

Скорости потока жидкости в трубах

Расчет скорости потока жидкости и скорости в трубах

Уравнение Хазена-Вильямса - расчет потери напора в водяных трубах

Потери напора на трение ( футов) h3O на 100 футов трубы ) в водопроводных трубах можно оценить с помощью эмпирического ical Hazen-Williams

Расход воды в шланге - потеря давления

Расход воды и потеря давления из-за трения в шлангах

Системы водяного отопления - Стальные трубы Диаграмма потери давления

Стальные трубы в системах водяного отопления - диаграмма потери давления

Домашний газовый трубопровод - Производительность

Пропускная способность домашних газовых труб - в британских и метрических единицах

Гидравлический диаметр

Гидравлический диаметр труб и каналов

Скорость перекачки легкого топлива

Максимальная скорость потока легкого топлива при подаче насоса сторона

Скорость всасываемого потока светлого топлива

Рекомендуемая скорость всасываемого потока при перекачке светлых нефтепродуктов

Трубы с футеровкой и падение давления

Диаграммы падения давления для труб с футеровкой из PTFE, PP, PFA и PVDF

Плотность жидкости

Плотность обычных жидкостей как ацетон, пиво, масло, вода и подробнее

Жидкости - удельный вес

Удельный вес обычных жидкостей и жидкостей, таких как спирт, масла, бензол, вода и многие другие

Расчет размеров газовых труб низкого давления

Квартирные газовые трубопроводы

Трубы для сжиженного нефтяного газа и падение давления

Сопротивление и потеря давления в трубах для сжиженного нефтяного газа

Механическая энергия и уравнение Бернулли

Уравнение механической энергии, связанное с энергией на единицу массы, энергией на единицу объема и энергией на единицу веса с учетом напора

Минорные или динамические коэффициенты потерь для трубы или трубки Компоненты системы

Коэффициенты малых потерь для часто используемых компонентов в трубных системах

Незначительные потери напора в компонентах труб и воздуховодов - эквивалентные длины

Незначительные потери давления и напора в трубах, трубах и системах воздуховодов

Калькулятор угла наклона пилы под углом

Вычислить угол aw protractor angles

Природный газ - определение размеров труб

Расчет размеров трубопроводов природного газа низкого давления - британские единицы

Природный газ - определение размеров труб

Размеры труб для природного газа - давления выше 5 фунтов на квадратный дюйм (35 кПа)

Natural Газ - определение размеров труб

Определение размеров трубопроводов природного газа низкого давления - метрические значения

Нефтепроводы - рекомендуемые скорости потока

Скорости потока в масляных трубах должны поддерживаться в определенных пределах

Нефтепроводы и падение давления

Падение давления в масле трубы - вязкость в диапазоне 100 - 600 Saybolt Universal Seconds

PE - Полиэтиленовые трубы, расход и потеря давления

Расход воды в полиэтиленовых трубах с номинальным давлением SDR - потери давления и скорости - единицы измерения в британской системе мер и СИ

PE, PEH или Трубы из ПВХ - Диаграмма падения давления

Падение давления (бар / 100 м) и скорость i n Трубы из ПЭ, ПЭН или ПВХ

Трубы - типичные скорости жидкости

Расход жидкостей, газов и паров - типичные скорости жидкости

Трубы - содержание воды - вес и объем

Оценить содержание воды в трубах - вес и объем

Пластиковые трубы - потеря напора на трение

Потеря напора на трение (футы / 100 футов) в пластиковых трубах - ПВХ, ПП, ПЭ, PEH

Пневматические трубопроводы - потеря давления

Потеря давления в пневматических трубках - размеры от 5 до 36 мм

Пневматические системы транспортировки порошков и твердых тел

Пневматические транспортные системы используются для перемещения порошков и других твердых продуктов

Пневматические транспортные средства и транспортировка - скорость транспортировки

Рекомендуемая скорость воздуха для пневматической транспортировки таких продуктов, как цемент, уголь, мука и т. Д.

Пневматическая транспортировка

Введение в пневматическую транспортировку порошков

Трубы Pressfit - диаграмма потери давления

Диаграмма потери давления для потока воды в трубопроводе Pressfit

Трубопровод Pressfit - потери на трение

Трубопровод Pressfit с расходом воды и потерями на трение

Диаграммы градиента давления

Диаграмма градиента давления представляет собой графическое представление статическое давление в системе потока жидкости

Потеря давления в стальных трубах, график 40

Расход воды и потеря давления в стальных трубах сортамента 40 - британские единицы и единицы СИ - галлоны в минуту, литры в секунду и кубические метры в час

Давление в Голова - Конвертер единиц

Преобразование между единицами измерения давления и головками - например, фунт / дюйм 2 , атм, дюймы ртутного столба, бар, Па и другие..

Пропан - Размер трубы

Расчет размеров трубопроводов пропанового газа низкого давления - Британские единицы

Пропан - Размер труб

Расчет размеров трубопроводов пропанового газа низкого давления - Метрические единицы

Пропан Газ - Размер трубы

Размер пропана газопроводы - для давлений выше 5 фунтов на квадратный дюйм (35 кПа)

ПВХ - потери на трение в фитингах и эквивалентная длина

Незначительные потери в фитингах из ПВХ и ХПВХ, эквивалентные длине прямой трубы

Трубы из ПВХ - потери на трение и поток Таблица скоростей 40

Расход воды в трубах из термопластичного ПВХ и ХПВХ График 40 - потери на трение (фут / 100 футов, фунт / кв. Дюйм) и скорости потока при размерах от 1/2 до 16 дюймов

Трубы из ПВХ - потери на трение и график скоростей потока 80

Расход воды в трубах из термопластичного ПВХ и ХПВХ График 80 - потери на трение (фут / 100 футов, psi / 100 футов) и скорости потока при размерах от 1/2 до 16 дюймов

ПВХ-трубы, график 40 - Потери на трение и диаграммы скорости

Потери на трение (фунт / кв. дюйм / 100 футов) и скорость потока воды в пластиковых ПВХ-трубах, график 40

Сопротивление и эквивалентная длина фитингов в системах горячего водоснабжения

Эквивалентная длина фитингов, таких как отводы, возвратные линии, тройники и клапаны в системах водяного отопления - эквивалентная длина в футах и ​​метрах

Число Рейнольдса

Введение и определение безразмерного числа Рейнольдса Число - онлайн-калькуляторы

SDR - Стандартное соотношение размеров - и серия труб - S

Обычно используют стандартное соотношение размеров - SDR - как метод определения номинального давления в трубопроводе

Транспортировка жидкого навоза - Минимальная скорость потока

Избегайте оседания твердые частицы в системах транспортировки шлама со скоростью потока выше определенного уровня

Сталь Трубы и максимальная пропускная способность по воде

Максимальная пропускная способность по воде в стальных трубах - размеры труб в диапазоне 2–24 дюйма

Стальные трубы Потери на трение с вязкими жидкостями

Потери на трение в стальных трубах сортамента 40 с вязкими жидкостями - вязкости от вода в нефть

Стальные трубы, Таблица 40 - Потери на трение и диаграмма скорости

Диаграммы потерь на трение и скорости - в британской системе мер (фунт / кв. дюйм / 100 футов, фут / с) и SI (Па / 100 м, м / с)

Стальные трубы, таблица 80 - потери на трение и диаграммы скорости

Расход воды в стальных трубах, таблица 80 - диаграммы падения давления и скорости в единицах СИ и британской системе мер

Общая потеря напора в системах труб или воздуховодов

Значительные и незначительные потери в системы труб, труб и каналов

Вакуумные трубопроводы - перепады давления

Вакуумные трубы и перепады давления

Viscos Таблица преобразования

Преобразование единиц вязкости Сантипос, миллиПаскаль, Сантистокс и SSU

Вязкие жидкости - Рекомендуемая скорость всасываемого потока

Рекомендуемая скорость всасываемого потока насоса для вязких жидкостей

Потери на вязкость

Вязкие жидкости

стальные трубы - для жидкостей с вязкостью в диапазоне 32-80000 SSU

Вязкие жидкости - Рекомендуемая скорость нагнетания

Скорости потока на нагнетательных сторонах насосов в вязких системах

Объемный расход и потери на трение в CTS - Трубы из ХПВХ с медной трубкой

Объемный расход и потеря давления в CTS - трубках из CPVC (хлорированного поливинилхлорида) размером с медную трубку

Вода - абсолютная или динамическая вязкость

Абсолютная или динамическая вязкость воды в сантипуазах для температур от 32 до 200 o F

Вода - Скорость всасывающего потока

Рекомендуемые скорости потока воды на всасывающей стороне насосов

Расход воды - скорость подачи

Требуемая максимальная скорость потока в водяных системах - нагнетательная сторона насоса

Расход воды и скорость напора в стальных трубах - график 40

Напор скорости, используемый для расчета незначительного давления или потери напора в системах потока жидкости

Расход воды в медных трубах - потеря давления из-за Fricton

Расход воды и потеря давления (psi / ft) из-за трения в медных трубках ASTM B88 Типы K, L и M

Расход воды в трубах - число Рейнольдса

Чистый поток холодной воды в трубах и число Рейнольдса

Уравнение падения давления Вильямса Хейзенса

Уравнение Хазена-Вильямса можно использовать для расчета перепада давления (фунт / кв. ) или потери на трение в трубах или трубках

.Классы труб

и номера давлений (PN)

Номинальные значения классов трубопроводов

основаны на ASME B16.5 - Трубные фланцы и фланцевые фитинги: от NPS 1/2 до NPS 24, метрические / дюймовые стандарты - класс и соответствующий ISO 7005 PN (давление Номинальные * ) номинальные значения:

Класс фланца 150 300 400 600 900 1500 2500
Номинальное давление на фланце (PN) 50 68 110 150 260 420

* «Номинальное давление» - французский эквивалент номинального давления

«Номинальное давление» - обозначение номинального значения, за которым следует номер обозначения, указывающий приблизительное номинальное давление в бар .

  • 1 бар = 1x10 5 Па (Н / м 2 ) = 0,1 Н / мм 2 = 10,197 кп / м 2 = 10,20 м H 2 O = 0,98692 атм = 14,5038 фунтов на кв. Дюйм (фунт f / дюйм 2 )

Рейтинги PN не обеспечивают пропорциональное соотношение между различными номерами PN, в отличие от номеров классов. Поэтому номера классов рекомендуются перед рейтингами PN.

Примечание! Номинальные параметры трубопровода должны соответствовать номинальному давлению и температуре самого слабого элемента системы, работающего под давлением.

.

Смотрите также