ВН 39-1.9-004-98. Инструкция по проведению гидравлических испытаний трубопроводов повышенным давлением


ВН 39-1.9-004-98

ВЕДОМСТВЕННЫЕ НОРМЫ

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ ПОВЫШЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ

(МЕТОДОМ СТРЕСС-ТЕСТА)

Дата введения 1998-12-01

РАЗРАБОТАНА в соответствии с приказом ОАО "Газпром" № 134 п.6 от 6 октября 1997 г. Инструкция разработана ВНИИГАЗом ДАО "Оргэнергогаз" и ДАО "Гипроспецгаз" с привлечением специалистов других организаций.

СОГЛАСОВАНА Инструкция с управлениями проектирования и экспертизы, новой техники и экологии, по транспортировке газа и газового конденсата, газового надзора ОАО "Газпром" и Госгортехнадзором РФ № 10-03/423 от 04.08.98 г.

В разработке инструкции принимали участие:

от ОАО "Газпром" - М.С. Федоров, В.Н. Дедешко, В.В. Салюков, В.Н. Пугаченко, В.И. Эристов В.Д., Шапиро;

от ВНИИГАЗа - З.Т. Галиуллин, С.В. Карпов, И.В. Велиюлин, М.И. Королев, В.П. Лобанов, А.Д. Решетников, М.Л. Кляхандер;

от ДАО "Оргэнергогаз" - С.П. Трофимов;

от ДАО "Гипроспецгаз" - А.Е. Раменский;

от ИРЦ Газпром - В.Г. Селиверстов;

от АОЗТ "Газприбортехнология" - И.Н. Альбов.

ВНЕСЕНЫ ВНИИГАЗом

УТВЕРЖДЕНЫ первым заместителем Председателя Правления ОАО "Газпром" В. В. Шереметом

В инструкции регламентированы основные положения по проведению гидравлических испытаний повышенным давлением (методом стресс-коррозии) линейной части газопроводов, принимаемых в эксплуатацию после строительства, а также действующих газопроводов.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая инструкция разработана на основе теоретических и экспериментальных исследований, опыта проведения испытаний трубопроводов повышенным давлением и зарубежной нормативно-технической документации по вопросам гидравлических испытаний трубопроводов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящая инструкция регламентирует проведение гидравлических испытаний повышенным давлением (методом стресс-теста) линейной части вновь построенных трубопроводов, а также линейной части действующих трубопроводов.

Необходимость проведения испытаний участков трубопроводов повышенным давлением определяется генеральным заказчиком на стадии проектирования в соответствии с действующими нормативными документами.

1.2. Сущность испытаний повышенным давлением заключается в нагружении участка трубопровода до заданного настоящей инструкцией уровня давления или достижения металлом труб фактического предела текучести и последующей проверке на герметичность.

1.3. В результате проведения испытаний достигается:

- выявление дефектов, критических при испытательном давлении;

- выявление утечек;

- снижение овальности труб;

- снижение локальных напряжений, возникающих при производстве труб и строительстве трубопровода;

- стабилизация докритических дефектов.

1.4. Трубы, запорная арматура и соединительные детали, монтируемые на трубопроводе, должны соответствовать требованиям, предъявляемым при испытании газопроводов повышенным давлением, это должно быть учтено при разработке технических условий на них. Рекомендуется проводить предварительное испытание крановых узлов запорной арматуры.

1.5. Для снижения числа труб, которые могут получить пластическую деформацию при испытании, рекомендуется раскладывать трубы по трассе таким образом, чтобы в нижних частях участка находились трубы с более высокими пределом текучести и толщиной стенки. Порядок раскладки труб должен быть определен планом производства работ.

1.6. В процессе испытания осуществляют совместный контроль давления, расхода воды и температуры в трубопроводе специализированной системой контроля. При отсутствии системы контроля параметров испытания допускается, в порядке исключения, выполнять испытание трубопроводов более низким максимальным давлением, величина которого определяется в соответствии с настоящей Инструкцией.

1.7. Гидроиспытания следует проводить при положительных температурах.

1.8. Испытание проводят под руководством комиссии, назначаемой ОАО "Газпром".

1.9. Согласование сроков, подготовка и проведение испытаний повышенным давлением выполняется либо строительно-монтажными, либо эксплуатирующими магистральный трубопровод организациями, или третьей стороной, но в любом случае проводящая работы организация должна иметь соответствующую лицензию, в которой дано право проведения испытаний повышенным давлением (методом стресс-теста).

1.10. Для каждого случая проведения испытаний организацией, проводящей испытание, должна быть разработана рабочая инструкция по испытанию, согласованная в установленном порядке и утвержденная председателем комиссии по испытанию.

1.11. Строительная организация должна предоставить организации, проводящей испытания, и комиссии по испытанию следующую документацию:

- проект испытываемого участка трубопровода;

- исполнительную схему;

- журнал сварочных работ;

- журнал изоляционных работ;

- акты производства и приемки работ;

- сертификаты на трубы и детали, паспорта на оборудование.

1.12. Результаты испытания каждого участка трубопровода оформляются актом (Приложение 1).

2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЯ

2.1. Испытательная среда

Испытание участков трубопроводов производят водой.

2.2. Максимальное давление испытания на прочность

Гидравлическое испытание на прочность, при использовании системы контроля параметров испытания, проводят давлением в нижней точке испытываемого участка, вызывающим кольцевые напряжения в стенке трубы, равные 1,1 от нормативного предела текучести стали.

Давление испытания в нижней точке участка определяют по формуле:

, (2.1)

где - максимальное давление испытания на прочность, кгс/см2 (МПа);

- нормативный предел текучести стали трубы, кгс/см2 (МПа);

- номинальная толщина стенки трубы с учетом минусового допуска, мм;

- внутренний диаметр трубы, мм;

- наружный диаметр трубы, мм.

Расчет производят для всех типоразмеров труб*, уложенных на испытываемом участке, при этом нижней точкой для каждого типа труб считают точку, ниже которой отсутствуют трубы рассматриваемого типоразмера. Давлением испытания считают меньшее из рассчитанных для различных типоразмеров труб значений.

___________________

* Типоразмер труб в данном случае определяется двумя параметрами: толщиной стенки и пределом текучести трубной стали.

2.3. Минимальное давление испытания на прочность

2.3.1. Минимальное давление испытания на прочность участков линейной части трубопроводов, кроме перечисленных в п.п. 2.3.2, 2.3.3, определяют по формуле

, (2.2)

где - давление испытания в верхней точке участка, кгс/см2 (МПа);

- коэффициент надежности по назначению трубопровода, принимаемый по табл. 11 СНиП 2.05.06-85;

n - коэффициент надежности по нагрузке - внутреннему давлению в трубопроводе, принимаемый по табл. 13 СНиП 2.05.06-85;

m - коэффициент условий работы трубопровода, принимаемый по табл. 1 СНиП 2.05.06-85;

- максимальное рабочее давление в трубопроводе, устанавливаемое проектом, кгс/см2 (МПа).

Расчет производят для всех типов труб*, уложенных на испытываемом участке. Минимальным давлением испытания считают меньшее из рассчитанных для различных типов труб значение.

___________________

* Тип труб в данном случае определяется значениями коэффициентов , m и n.

Если величина, определенная по формуле (2.2) превышает давление, вызывающее кольцевые напряжения в стенке трубы равные нормативному пределу текучести трубной стали, минимальное давление испытания может быть принято равным давлению, соответствующему пределу текучести стали.

2.3.2. Давление испытания на прочность переходов через железные дороги, переходов через автомобильные дороги I, II и III категорий, трубопроводов в горной местности при укладке в тоннелях, пересечений с канализационными коллекторами, газопроводами, нефтепроводами, продуктопроводами, оросительными системами, пересечений с воздушными линиями электропередачи с напряжением 500 кВ и более, узлов подключения в газопровод при их испытании одновременно со всем трубопроводом должно быть не ниже 1,5 от максимального рабочего давления.

Указанные переходы могут быть испытаны отдельно после их укладки давлением не ниже 1,5 от максимального рабочего давления. В этом случае при испытании этих переходов одновременно со всем трубопроводом давление испытания должно быть не ниже давления, определенного по формуле (2.2).

2.3.3. Переходы через водные преграды, укладываемые с помощью подводно-технических средств, испытывают в три этапа:

первый этап - после сварки на стапеле или на площадке перехода целиком или отдельными плетями давлением не ниже 1,5 от максимального рабочего давления;

второй этап - после укладки перехода давлением не ниже 1,5 от максимального рабочего давления;

третий этап - одновременно со всем трубопроводом давлением, определенным по формуле (2.2).

2.4. Максимальная длина испытываемого участка

Максимальную длину испытываемого участка определяют в зависимости от характеристик труб и применяемых приборов контроля параметров испытания по формуле

, (2.3)

где - число листов, из которых изготовлены трубы, уложенные в нижней части участка, для двухшовных труб = 2, для остальных типов труб = 1;

- минимальная длина труб, поставляемых для укладки на испытываемом участке, м;

- относительная погрешность измерения приращения давления;

- относительная погрешность измерения приращения объема;

- относительная деформация труб в упругой области деформирования при изменении давления на величину , определяемую по формуле

, (2.4)

- скорость подъема давления, Па/с;

- промежуток времени между синхронными измерениями давления и приращения объема, с;

, - последовательно измеренные значения давления, Па;

- допустимая относительная деформация трубы в упругопластической области деформирования при изменении давления на величину ;

- атмосферное давление, Па;

- ожидаемый объем воздуха, оставшегося в трубопроводе, при давлении , м3;

- коэффициент сжимаемости воды, принимают средневзвешенное значение от величин, приведенных в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Коэффициент сжимаемости воды ,

Температура t, °С

Р, Па

0

10

25

40

0

50885

47810

45246

44240

10

49479

46563

44106

43113

20

48122

45362

43012

42037

- объем трубы, имеющей минимальную длину

, (2.5)

Значения величин и находят по кривой деформирования образцов из соответствующей стали.

Кривые деформирования образцов определяют при их испытании на трубных заводах или в результате проведения специальных лабораторных исследований.

Величину для предварительных расчетов принимают равной 10 % от объема испытываемого участка, по мере накопления статистических данных указанная величина может быть уточнена.

Значение определяют по формуле

(2.6)

Максимальная длина участка может быть увеличена за счет увеличения числа измерений в единицу времени и применения современных статистических методов обработки результатов измерений в режиме реального времени.

Если на испытываемом участке имеются вставки длиной меньше , они должны быть выполнены из предварительно испытанных труб или труб с большей толщиной стенки или более высоким пределом текучести по сравнению с соседними трубами. Предварительное испытание труб, используемых для вставок, выполняют давлением на 2 % превышающем максимальное испытательное давление, при этом контролируют изменение диаметра труб. Если после предварительного испытания трубы ее диаметр увеличился более чем на 0,2 %, труба отбраковывается. При использовании для вставок предварительно не испытанных труб их толщину стенки и предел текучести подбирают таким образом, чтобы во вставках, выполненных из этих труб, при испытании в трассе не возникали кольцевые напряжения выше 1,05 от нормативного предела текучести трубной стали.

2.5. Скорость подъема давления

Скорость подъема давления при испытании трубопроводов должна находиться в пределах от 0,002 до 0,02 в минуту.

2.6. Число циклов нагружения и время выдержки под давлением

испытания на прочность

2.6.1. При испытании на прочность строящихся трубопроводов выполняют два полных цикла нагружения трубопровода. Время выдержки трубопровода под регламентируемым (п.2.2) давлением испытания на прочность составляет 1 час на каждом цикле.

2.6.2. При испытании на прочность действующих трубопроводов выполняют один полный цикл нагружения трубопровода. Время выдержки трубопровода под регламентируемым (п.2.2) давлением испытания на прочность составляет 1 час.

2.7. Давление проверки на герметичность

Проверку участков трубопроводов на герметичность проводят давлением в нижней точке трассы, равным максимальному рабочему давлению.

2.8. Время проверки на герметичность

Проверку на герметичность проводят в течение времени, необходимого для осмотра трассы и выявления утечек, но не менее 12 часов.

2.9. Оценка результатов испытания

Трубопровод считается выдержавшим испытание на прочность, если в течение времени выдержки под испытательным давлением не произошло его разрушение.