การทดสอบความดันอุทกสถิตคืออะไร?
การทดสอบแรงดันไฮโดรสแตติกเติมน้ำในภาชนะหรือระบบท่อ เพิ่มแรงดันให้สูงกว่าแรงดันที่ออกแบบ และกักไว้ตามเวลาที่กำหนดเพื่อตรวจสอบสองสิ่ง: ความแข็งแรงระดับมหภาคของส่วนประกอบ (ไม่มีรอยแตก ไม่มีการเสียรูปมากเกินไป) และความแน่นของซีล ข้อต่อ และรอยเชื่อม (ไม่มีการรั่วไหล) โดยจะดำเนินการกับอุปกรณ์รับแรงดันที่ผลิตขึ้นใหม่ บนท่อที่ติดตั้งใหม่ก่อนเริ่มให้บริการ และดำเนินการเป็นระยะๆ บนระบบที่มีอยู่เพื่อยืนยันความสมบูรณ์อย่างต่อเนื่อง
น้ำถูกใช้แทนอากาศเพราะน้ำแทบจะอัดตัวไม่ได้ หากจุดอ่อนล้มเหลว พลังงานที่กักเก็บไว้จะมีน้อย ในขณะที่การทดสอบด้วยลมสามารถเปลี่ยนท่อให้เป็นกระสุนปืนได้ ทำให้การทดสอบอุทกสถิตเป็นการทดสอบพิสูจน์ขั้นสุดท้ายมาตรฐานสำหรับอุปกรณ์แรงดัน
ขั้นตอนการทดสอบทีละขั้นตอน
เตรียมน้ำทดสอบที่สะอาด ต้องใช้น้ำที่ใสและสะอาด น้ำในทะเลสาบที่ไม่ผ่านการบำบัดหรือน้ำที่ไม่บริสุทธิ์สามารถสะสมของแข็ง ทำให้เกิดการกัดกร่อน หรืออุดตันระบบในระหว่างการทดสอบ
ตั้งค่าแรงดันทดสอบ ความดันควรสูงกว่าความดันที่ระบุในกระบวนการจริงหรือรหัสการออกแบบเล็กน้อย โดยทั่วไปจะเป็น 1.3 ถึง 1.5 เท่าของความดันการออกแบบ ขึ้นอยู่กับรหัสที่ใช้บังคับ และต้องไม่น้อยกว่าค่าขั้นต่ำของรหัส
เติมและระบายอากาศ ท่อจะต้องเต็มไปด้วยน้ำและนำอากาศออกทั้งหมด อากาศตกค้างทำให้การทดสอบไม่น่าเชื่อถือเนื่องจากการอัดอากาศและปกปิดการรั่วไหลและการสลายตัวของแรงดัน สามารถประเมินปริมาณอากาศได้โดยการสังเกตการตอบสนองของแรงดันระหว่างการเพิ่มแรงดัน
กดดัน. ฉีดน้ำตามความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิที่กำหนด โดยค่อยๆ เพิ่มความดันเป็นขั้นตอนเพื่อให้ระบบปรับสมดุลได้
ถือและตรวจสอบ คงความดันทดสอบไว้ตามระยะเวลาที่ต้องการ (โดยทั่วไปจะใช้เวลาอย่างน้อย 10 ถึง 30 นาทีสำหรับการวางท่อ และนานกว่านั้นสำหรับภาชนะขนาดใหญ่) ในขณะที่ข้อต่อ รอยเชื่อม หน้าแปลน และข้อต่อทั้งหมดจะถูกตรวจสอบเพื่อหารอยรั่ว
บันทึก. คำนวณและบันทึกผลการตรวจสอบประสิทธิภาพของท่อ รวมถึงความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิ เนื่องจากผลเหล่านี้จะแตกต่างกันไปตามประเภทของของไหลและสภาวะแวดล้อม ต้องใช้เกจวัดแรงดันและเครื่องบันทึกอุณหภูมิที่สอบเทียบแล้ว
ตรวจสอบเมื่อเวลาผ่านไป บันทึกแรงกดอย่างสม่ำเสมอระหว่างช่วงพัก หากท่อมีความยืดหยุ่นหรือระบบมีขนาดใหญ่ ควรขยายเวลาทดสอบเป็น 12 ถึง 24 ชั่วโมง เพื่อไม่ให้การคืบและการทรุดตัวอ่านค่าผิดพลาด
เชื่อมต่ออย่างถูกต้อง ใช้ข้อต่อเพื่อเชื่อมต่อส่วนทดสอบเพื่อขจัดแรงดันตกและค่าที่อ่านได้จะสะท้อนถึงท่อที่อยู่ระหว่างการทดสอบ
การตั้งค่าแรงดันทดสอบ
สำหรับระบบท่อ แรงดันทดสอบอุทกสถิตโดยทั่วไปคือ 1.5 เท่าของแรงดันการออกแบบ (เช่น ตาม ASME B31.3) โดยมีแรงดันทดสอบจำกัด เพื่อให้ความเค้นของห่วงที่เกิดขึ้นไม่เกินความแข็งแรงครากของวัสดุที่อุณหภูมิทดสอบ สำหรับท่อแต่ละท่อที่ผลิตตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์ แรงดันทดสอบจะคำนวณจากรูปทรงของท่อและความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำที่ระบุโดยใช้สูตรประเภทบาร์โลว์- และแต่ละท่อจะถูกทดสอบที่โรงสี แรงดันทดสอบและเวลาในการคงค้างต้องเป็นไปตามรหัสหรือข้อกำหนดเฉพาะที่ควบคุมการติดตั้งเสมอ
เกณฑ์การยอมรับ
การทดสอบอุทกสถิตจะผ่านการทดสอบเมื่อไม่พบการรั่วไหลที่ข้อต่อ รอยเชื่อม หรือซีลใดๆ และไม่มีการเสียรูปหรือการแตกร้าวอย่างถาวรที่มองเห็นได้ แรงดันตกเล็กน้อยที่เกิดจากการรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิถือเป็นเรื่องปกติ การลดลงอย่างต่อเนื่องบ่งบอกถึงการรั่วไหลหรืออากาศที่ติดอยู่ และต้องมีการตรวจสอบ หลังจากการทดสอบ ระบบจะถูกระบายออก และสำหรับบริการบางอย่าง ท่อจะถูกทำให้แห้งหรือชะล้างเพื่อป้องกันการกัดกร่อน
ข้อควรระวังด้านความปลอดภัย
การทดสอบอุทกสถิตเก็บพลังงานจำนวนมากไว้ในระบบ บุคลากรจะต้องอยู่ห่างจากส่วนที่มีแรงดัน การเชื่อมต่อทั้งหมดจะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันทดสอบ ความดันจะต้องเพิ่มขึ้นตามขั้นตอนพร้อมกับการตรวจสอบในแต่ละระดับ และพื้นที่รอบๆ การทดสอบควรปิดล้อม ต้องตั้งค่าวาล์วระบายเพื่อป้องกันแรงดันเกินจากการขยายตัวทางความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวันที่มีแดดจัดเมื่อน้ำในท่อร้อนขึ้น
คำถามที่พบบ่อย
คำถามที่ 1: การทดสอบอุทกสถิตควรใช้แรงดันเท่าใด
สำหรับการวางท่อใหม่ โดยปกติแล้วความดันการออกแบบ (ASME B31.3) จะอยู่ที่ 1.5 เท่าเป็นเวลาอย่างน้อย 10 นาที สำหรับภาชนะรับความดัน 1.3 เท่าของแรงดันการออกแบบต่อ ASME VIII มาตรฐานผลิตภัณฑ์ เช่น API 5L จะคำนวณแรงดันทดสอบของโรงงานจากรูปทรงของท่อและความแข็งแรงของผลผลิต รหัสการปกครองจะมีความสำคัญเหนือกว่าเสมอ
คำถามที่ 2: เหตุใดจึงต้องกำจัดอากาศออกก่อนการทดสอบ
อากาศสามารถอัดได้ ดังนั้นท่อที่มีอากาศจึงแสดงการตอบสนองแรงดันที่ช้าและทำให้เข้าใจผิด และสามารถซ่อนรอยรั่วเล็กๆ ได้ นอกจากนี้ยังกักเก็บพลังงาน ทำให้การทดสอบมีอันตรายมากขึ้น ต้องเติมท่อให้เต็มและระบายอากาศที่จุดสูงก่อนจะอัดแรงดัน
คำถามที่ 3: ความดันทดสอบควรเก็บไว้นานแค่ไหน?
โดยทั่วไปการทดสอบท่อจะใช้เวลา 10 นาทีขึ้นไปบวกกับเวลาในการตรวจสอบ เรือถือไว้ประมาณ 10 ถึง 30 นาที และระบบขนาดใหญ่หรือยืดหยุ่นอาจต้องใช้เวลา 12 ถึง 24 ชั่วโมงเพื่อให้การอ่านค่าแรงดันคงที่ ควรปฏิบัติตามข้อกำหนดในรหัสหรือข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง
คำถามที่ 4: การทดสอบอุทกสถิตสามารถทำให้ท่อเสียหายได้หรือไม่
หากแรงดันทดสอบถูกจำกัดอย่างถูกต้องเพื่อให้ความเค้นต่ำกว่าผลผลิต จะไม่เกิดความเสียหาย เกินขีดจำกัดอาจทำให้เกิดการขยายตัวหรือแตกถาวรได้ การใช้น้ำสะอาดและการระบายอากาศที่เหมาะสมยังช่วยป้องกันความเสียหายจากการปนเปื้อนอีกด้วย
คำถามที่ 5: การทดสอบความแข็งแรงและการทดสอบการรั่วแตกต่างกันอย่างไร?
การทดสอบความแข็งแรง (ไฮโดรสแตติก) พิสูจน์ว่าส่วนประกอบสามารถรับแรงดันได้โดยไม่เกิดความเสียหาย ในขณะที่การทดสอบการรั่ว (ซึ่งอาจเป็นแบบนิวแมติก ที่แรงดันต่ำ หรือ-การตรวจสอบฟองสบู่) พิสูจน์ความแน่น โดยทั่วไป การทดสอบอุทกสถิตเพียงครั้งเดียวจะครอบคลุมทั้งสองกรณี: เน้นระบบและเปิดเผยการรั่วไหลในเวลาเดียวกัน
คำถามที่ 6: จะเกิดอะไรขึ้นหากความดันลดลงในระหว่างช่วงพักไว้?
การลดลงเล็กน้อยของอุณหภูมิที่ค่อยๆ เย็นลงถือเป็นเรื่องปกติ การลดลงอย่างต่อเนื่องในอัตราเดียวกันบ่งบอกถึงการรั่วไหลหรืออากาศที่ติดอยู่ ควรตรวจสอบระบบ ซ่อมแซมรอยรั่ว และทดสอบซ้ำก่อนที่ระบบจะได้รับการยอมรับ