Если в процессе подъема давления или выдержки под давлением произошло разрушение трубопровода, то следует заменить разрушенный участок и повторить испытание.
В случае обнаружения утечки в процессе проверки трубопровода на герметичность необходимо устранить утечку и повторить проверку на герметичность.
3. ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЯ,
ПРОВОДИМОГО БЕЗ КОНТРОЛЯ ДЕФОРМАЦИЙ ТРУБ
3.1. Максимальное давление испытания на прочность
При отсутствии контроля деформаций труб давление в нижней точке испытываемого участка определяют по формуле:
(3.1)
3.2. Скорость подъема давления
При отсутствии системы контроля параметров испытания скорость подъема давления при испытании трубопроводов не должна превышать 0,4 кгс/см2 в минуту (24 кгс/см2 в час).
При достижении давления, равного 0,9 скорость его подъема принимают в пределах от 0,1 до 0,2 кгс/см2 в минуту (6-12 кгс/см2 в час).
В случае разрушения трубопровода при давлении выше 0,9 при его испытании на следующем этапе скорость подъема давления принимают в пределах от 0,1 до 0,2 кгс/см2 в минуту (6-12 кгс/см2 в час) при достижении давления разрушения на предшествующем этапе испытания.
3.3. Испытательную среду, минимальное давление испытания на прочность, число полных циклов нагружения трубопровода, время выдержки под испытательным давлением, давление и время проверки на герметичность принимают в соответствии с п.п. 2.1, 2.3, 2.6, 2.7, 2.8. Результаты испытания оценивают в соответствии с п.2.9.
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА ИСПЫТАНИЯ
4.1. Измерения и контроль давления, расхода воды
и температуры в испытываемом трубопроводе
4.1.1. Высокоточные измерения давления и расхода воды производят в начале испытываемого участка с использованием системы контроля параметров испытания. Блок измерения расхода воды монтируют на входе опрессовочного агрегата после резервуара для очистки воды. Блок измерения давления монтируют в начале испытываемого участка.
4.1.2. Дополнительный контроль давления должен осуществляться в начале, в конце и в верхней точке испытываемого участка трубопровода с помощью дистанционных самопишущих приборов.
4.1.3. При отсутствии дистанционных самопишущих приборов для контроля давления должны применяться проверенные, опломбированные и имеющие паспорт манометры класса точности не ниже I и с предельной шкалой на давление около 4/3 от испытательного. Манометры устанавливают на отводящих трубопроводах за пределами охранной зоны.
При давлении в нижней точке трубопровода выше рабочего производят непрерывный контроль за показаниями манометров и их регистрацию не реже одного раза в 10 мин.
4.1.4. Измерение температуры осуществляют в местах измерения и контроля давления и расхода воды. Если к моменту подъема давления разность температур в начале и в конце испытываемого участка превышает 1 °С, необходимо выдержать трубопровод до достижения указанной величины.
4.2. Определение объема воздуха, оставшегося в трубопроводе,
выявление утечек при подъеме давления и расчет приращения объема воды
4.2.1. При испытании трубопровода в любой момент времени приращение объема испытываемого участка равно приращению объема воды и воздуха (природного газа), находящихся в его полости. Это условие описывается уравнением
, (4.1)
где - приращение объема испытываемого участка трубопровода, м3 ;
- приращение объема воды, находящейся в полости участка трубопровода, м3;
- приращение объема воздуха (природного газа), находящегося в полости участка трубопровода, м3.
4.2.2. Приращение объема испытываемого участка трубопровода, деформируемого в упругой области, при изменении давления и температуры определяют по формуле
(4.2)
где - суммарная длина труб, имеющих толщину стенки , м;
- внутренний диаметр труб, имеющих толщину стенки , м;
- коэффициент Пуассона;
Е - модуль упругости стали, Па;
- толщина стенки трубы, м;
dР - приращение давления, Па;
- коэффициент линейного расширения трубной стали, °;
- приращение температуры, °С;
- номер типоразмера труб;
- число типоразмеров труб, уложенных на участке.
4.2.3. Приращение объема воды в полости трубопровода при изменении температуры, давления, подкачке и утечке воды определяют по формуле
(4.3)
где - фактическая (измеренная) производительность опрессовочного агрегата, м3/с;
- расход воды при утечках, м3/с;
- приращение времени, с;
- объем воды в полости участка трубопровода, м3;
- температурный коэффициент объемного расширения воды вычисляют по формуле
(4.4)
t - температура воды, °С.
4.2.4. Приращение объема воздуха (природного газа) в полости участка трубопровода при изменении давления, температуры и утечке воздуха определяют по формуле
(4.5)
где - расход воздуха (природного газа) при утечке, м3/с;
- приращение объема воздуха (природного газа) вследствие изменения давления и температуры вычисляют численным методом с использованием уравнения Ван-дер-Ваальса
(4.6)
где - число молей воздуха (природного газа), содержащегося в полости испытываемого участка;
- объем воздуха (газа), содержащегося в полости участка трубопровода, м3;
- объем одного моля воздуха (газа), м3;
а, b - эмпирические коэффициенты, для воздуха принимают а = 0,1355 Н·м4/моль2, b=3,7032·10-5м3/моль, для природного газа а = 0,2288 Н·м4/моль2, b = 4,2777·10-5м3/моль.
4.2.5. В уравнениях (3.1-3.6) все неизвестные величины, кроме и , являются постоянными или однозначно определяются через приращения объема, давления и температуры. При подъеме давления до величины 0,85 все трубы будут гарантированно деформироваться в упругой области. В процессе подъема давления до указанного уровня выполняют синхронные измерения приращения объема, давления и температуры в трубопроводе. Число измерений должно быть , где число неизвестных в уравнениях (3.1-3.6) с учетом неизвестных погрешностей измеряемых и задаваемых величин. По данным измерений решают систему уравнений вида (3.1), в результате чего определяют объем оставшегося в трубопроводе воздуха, наличие утечек, характеристики деформирования труб и другие параметры. Все вычисления должны быть выполнены в режиме реального времени до достижения давления 0,85
4.2.6. Используя определенные в соответствии с п.3.2.5 параметры испытываемого участка трубопровода, рассчитывают приращение объема в зависимости от приращения давления для линейной области деформирования труб по формуле
(4.7)
4.2.7. Возможность испытания трубопровода ограничивается объемом воздуха (природного газа), находящимся в его полости. Испытание может быть продолжено, если при давлении 0,95 выполняется соотношение
(4.8)
4.3. Расчет допустимого дополнительного приращения объема,
вызванного упругопластической деформацией
4.3.1. Допустимое дополнительное приращение объема, вызванного упругопластической деформацией, при малом изменении давления вычисляют по формуле
, (4.9)
где - объем одной трубы, м;
- приращение объема воды в испытываемом участке при изменении давления на величину , м .
4.3.2. Допустимое полное дополнительное приращение объема, вызванное упругопластической деформацией, вычисляют по формуле
(4.10)
где i - номер интервала давления между двумя последовательными измерениями, на котором фиксируется упругопластическая деформация;
I - число интервалов давления, на которых фиксируется упругопластическая деформация;
- соответственно упругая и допустимая упругопластическая деформация трубы за период подъема давления, в течение которого фиксировалась упругопластическая деформация, м.
Значение определяют по результатам исследований.
В расчете используют параметры наиболее нагруженных труб.
4.4. Учет влияния температуры на изменение давления при выдержке
Изменение давления в трубопроводе при его выдержке, вызванное изменением температуры, определяют по формуле
(4.11)
где - объем воды в полости испытываемого участка в начале выдержки, м3;
- объем воздуха (природного газа) в полости испытываемого участка в начале выдержки, м3;
- давление в конце выдержки, Па;
- абсолютная температура в начале выдержки, К;
- изменение температуры за время выдержки, К.
4.5. Расследование разрывов и утечек трубопровода
4.5.1. При проведении испытания должны быть расследованы все разрывы и утечки трубопровода.
4.5.2. На участке, прилегающем к линии разрыва (утечки), трубу очищают от грязи и изоляции. Определяют характер дефектов и причину разрушения.
4.5.3. Выполняют измерение геометрических параметров дефектов на линии разрыва и на прилегающих к ней участках трубы и съемку конфигурации линии разрыва в очаге разрушения. Производят отбор фрагментов труб, а на действующих трубопроводах также образцов изоляции, проб продуктов коррозии, грунта и электролита для последующих комплексных исследований.
4.5.4. На основании результатов расследования каждого разрыва (утечки) комиссия по испытанию составляет акт (Приложение 2). Акт и прилагаемые к нему материалы должны содержать:
- состав комиссии и экспертов, привлеченных к участию в ее работе;
- наименование организации, выполняющей испытания, и организации, выполнившей строительно-монтажные работы;
- сведения о параметрах испытания, обстоятельствах и дате разрыва (возникновения утечки);
- сведения о конструкции трубопровода в месте разрыва (утечки);
- сертификат (паспорт) на разрушившуюся трубу (деталь, оборудование);
- выписку из журнала сварочных работ;
- акты производства и приемки сварочных и строительно-монтажных работ;
- километраж, пикетаж, высотную отметку места разрыва, давление в местах установки манометров и датчиков давления, а также в месте разрыва;
- описание очага разрушения и заключение о причинах разрыва (утечки);
- рекомендации по проведению дополнительной экспертизы;
- сведения о ликвидации разрыва (утечки);
- рекомендации по предотвращению подобных отказов.
4.5.5. Если предполагаемой причиной разрыва (утечки) является брак труб (оборудования), к участию в работе комиссии должен быть привлечен представитель завода-изготовителя.
4.6. Особенности контроля испытания трубопроводов давлением,
не вызывающим пластических деформаций труб
4.6.1. При испытании трубопроводов давлением, определяемым в соответствии с п.3.1, допускается не выполнять измерения и расчеты, предусмотренные в п.п.4.1.1, 4.1.4, 4.2, 4.3.
4.6.2. Температуру трубопровода измеряют в начале и в конце испытываемого участка.
5. ТЕХНОЛОГИЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
5.1. Основные положения технологии испытания строящихся трубопроводов
5.1.1. В состав основных работ по испытанию каждого участка трубопроводов входят:
- подготовка к испытанию;
- промывка трубопровода, совмещенная с его наполнением водой;
- подъем давления до испытательного;
- выдержка под давлением испытания на прочность;
- снижение давления до 20 кгс/см2 ;
- повторная выдержка под давлением испытания на прочность;
- снижение давления до рабочего;
- проверка на герметичность;
- сброс давления до 1-2 кгс/см2 и подготовка к удалению воды;
- удаление воды из трубопровода;
- осушка трубопровода;
- восстановление нитки трубопровода.
При разрывах в процессе испытания проводят работы, связанные с выявлением и ликвидацией дефектов.
5.1.2. При подготовке к испытанию трубопровода необходимо:
- установить охранную зону вдоль испытываемого участка*;
________________
* Размеры охранной зоны принимают в соответствии с табл.7 "Правил техники безопасности при строительстве магистральных стальных трубопроводов".
- организовать на время испытаний систему связи;
- смонтировать наполнительные и опрессовочные агрегаты с системой их обвязки, шлейф подсоединения агрегатов к трубопроводу, испытать обвязочные и подсоединительные трубопроводы;
- проверить работоспособность и герметичность запорной арматуры;
- смонтировать узлы пуска и приема поршней;
- оборудовать водозабор;
- смонтировать резервуар для очистки воды;
- смонтировать сливной или перепускной патрубок с краном;
- подготовить резервуар-отстойник или следующий участок трубопровода для воды, сливаемой из испытанного участка трубопровода;
- оборудовать помещения для размещения персонала и измерительной аппаратуры;
- установить контрольно-измерительные приборы.
Принципиальная схема испытания участка трубопровода приведена на рис.5.1.
Рис. 5. 1 Принципиальная схема испытания участка трубопровода повышенным давлением:
1 - испытываемый трубопровод; 2 - наполнительный агрегат; 3 - насос низкого давления; 4 - всасывающий патрубок; 5 - резервуар для очистки воды; 6 - опрессовочный агрегат; 7 - шлейф от ресивера; 8 - очистной и разделительные поршни; 9 - стопорное устройство; 10 - свеча для выпуска воздуха; 11 - сливной (перепускной) трубопровод; 12 - блок измерения расхода воды (высокоточный сенсор расхода, датчик температуры, преобразователь сигналов); 13 - блок измерения давления (высокоточный датчик давления, датчик температуры); 14 - контрольный датчик давления и датчик температуры; - 15 - кабельные линии; 16 - блок обработки результатов измерений (контроллер, компьютер).
5.1.3. Заполнение трубопровода водой, совмещенное с его промывкой, производят с пропуском очистного поршня, перемещаемого в потоке воды со скоростью не менее 1 км/ч. При этом одновременно осуществляют вытеснение из трубопровода воздуха.
