Содержание
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «ГАЗПРОМ»
ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
ТРУБОПРОВОДОВ ПОВЫШЕННЫМ ДАВЛЕНИЕМ
(МЕТОДОМ СТРЕСС-ТЕСТА)
В инструкции регламентированы основные положения по проведению гидравлических испытаний повышенным давлением (методом стресс-теста) линейной части газопроводов, принимаемых в эксплуатацию после строительства, а также действующих газопроводов.
Настоящая инструкция разработана в соответствии с п. 6 приказа ОАО «Газпром» от 6 октября 1997 г. № 134.
Инструкция разработана ВНИИГАЗом, ДАО «Оргэнергогаз» и ДАО «Гипроспецгаз» с привлечением специалистов других организаций.
Инструкция согласована с Управлениями проектирования и экспертизы, науки, новой техники и экологии, по транспортировке газа и газового конденсата, газового надзора ОАО «Газпром» и Госгортехнадзором РФ (письмо от 04.08.98 г. № 10-03/423).
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.И. 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.
Инструкция по проведению гидравлических испытаний трубопроводов повышенным давлением (методом стресс-теста)
Утверждены Приказом ОАО «Газпром» от 11 ноября 1998 г. № 141
Срок введения в действие с 01.12.98 г.
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;
· 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;
· 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:
где Рисп — максимальное давление испытания на прочность, кгс/см 2 (МПа);
σ0,2 — нормативный предел текучести стали трубы, кгс/см 2 (МПа);
δН — номинальная толщина стенки трубы с учетом минусового допуска, мм;
D ВН = D Н — 2δН — внутренний диаметр трубы, мм;
D Н — наружный диаметр трубы, мм.
Расчет производят для всех типоразмеров труб 1 , 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.
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
где Рмин — давление испытания в верхней точке участка, кгс/см 2 (МПа);
КН — 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;
Рраб — максимальное рабочее давление в трубопроводе, устанавливаемое проектом, кгс/см 2 (МПа).
Расчет производят для всех типов труб 2 , уложенных на испытываемом участке. Минимальным давлением испытания считают меньшее из рассчитанных для различных типов труб значение.
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
где N Л — число листов, из которых изготовлены трубы, уложенные в нижней части участка, для двухшовных труб N Л = 2, для остальных типов труб N Л = 1;
L тр — минимальная длина труб, поставляемых для укладки на испытываемом участке, м;
ΔР — относительная погрешность измерения приращения давления;
Δ V — относительная погрешность измерения приращения объема;
Δεу — относительная деформация труб в упругой области деформирования при изменении давления на величину ΔР, определяемую по формуле
v Р — скорость подъема давления, Па/с;
Δτ — промежуток времени между синхронными измерениями давления и приращения объема, с;
Р1, Р2 — последовательно измеренные значения давления, Па;
Δεупл — допустимая относительная деформация трубы в упругопластической области деформирования при изменении давления на величину ΔР;
Р0 — атмосферное давление, Па;
V 0 — ожидаемый объем воздуха, оставшегося в трубопроводе, при давлении Р0 , м 3 ;
k — коэффициент сжимаемости воды, принимают средневзвешенное значение от величин, приведенных в таблице 2.1.
Коэффициент сжимаемости воды k , 10 -14 Па -1
Гидравлические испытания герметичности изделий и систем осуществляются в зависимости от предъявляемых к объектам требований тремя методами: гидравлическим давлением; наливом воды; поливом водой.
Рабочее и пробное давления для сосудов, работающих под давлением при температуре до 200 °С:
| Сосуды | Давление, МПа | |
| Рабочее pр | Пробное pпр | |
| Любые, кроме литых | До 0,5 Свыше 0,5 |
1,5 pр, но ≥ 0,2 МПа 1,25 pр, но ≥ pр + 0,3 МПа |
| Литые | Любое | 1,5 pр, но ≥ 0,3 МПа |
Испытаниям гидравлическим давлением (опрессовка) подвергают различного рода замкнутые системы (емкости, трубопроводы, гидравлические системы и т. п.). При испытаниях систем, работающих под воздействием жидкостей, в качестве контрольного вещества используют, как правило, рабочую жидкость. Некоторые газовые системы, например трубопроводы, контролируют водой или какой-либо другой жидкостью (маслом, 2. 5%-ным раствором хромпика K2Cr2O7, гидросмесями, и др.).
При испытаниях контролируемый объект после операции предварительной очистки заполняют рабочей жидкостью, герметизируют, с помощью гидравлического насоса создают в нем необходимое избыточное давление и выдерживают изделие при этом давлении в течение времени, установленного ТУ. Испытания гидравлическим давлением позволяют одновременно с контролем герметичности оценивать и прочность контролируемого изделия. Испытательное давление при гидравлических испытаниях сосудов, работающих под давлением, зависит от рабочей температуры объекта контроля.
Время выдержки сосудов под пробным давлением:
| Толщина стенки, мм | t, мин |
| До 50 | 10 |
| Свыше 50 до 100 | 20 |
| Свыше 100 | 30 |
| Литые или многослойные сосуды | 60 |
При испытаниях трубопроводов пробное давление выбирают по соотношению pпр = kтр · pр.
Значения коэффициента kтр:
| pр, 10 5 Па | до 2 | свыше 2 | до 200 | свыше 200 |
| kтр | 2 | 1,5 | 1,25 | |
В процессе испытания необходимо обеспечивать плавное повышение и снижение давления в контролируемых объектах.
Течи обнаруживают по отпотеванию наружной поверхности изделия, либо по пятнам рабочей или контрольной жидкости на фильтровальной бумаге, наложенной на места контроля. Для удобства индикации течей в ряде случаев на наружную поверхность контролируемого объекта предварительно наносят слой меловой обмазки толщиной 40. 60 мкм. После обнаружения течей и регистрации величин утечек давление жидкости в объекте сбрасывают.
Величина течи определяется объемом вытекшей через нее жидкости за время выдержки. Объем вытекшей жидкости определяют путем взвешивания наложенной на место контроля фильтровальной бумаги до и после испытаний.
Чувствительность метода визуально характеризуется диаметром пятна рабочей или контрольной жидкости на фильтровальной бумаге и зависит от времени выдержки под давлением. Как уже отмечалось, в ряде случаев контроль герметичности изделий, работающих под давлением, совмещают с их прочностными испытаниями. В этом случае в качестве контрольного вещества часто используют воду. Перепад температур воды и окружающей среды при этом не должен превышать 5 °С.
В целях обеспечения требуемой надежности испытаний, а также для их механизации или автоматизации в серийном производстве применяют специальные гидростенды. Вид контрольного вещества, значение избыточного давления, время выдержки под давлением, время наложения фильтровальной бумаги и другие параметры режима испытаний определяются техническими требованиями к изделию.
Гидравлическим испытаниям наливом воды подвергают открытые изделия – баки, цистерны, отсеки судов и др. Перед испытаниями изделия просушивают сжатым воздухом, после чего заполняют водой до заданного уровня и выдерживают и течение определенного времени. Параметры режима испытаний установлены ТУ на изделие. В зависимости от назначения изделия, его формы и размеров продолжительность испытаний составляет 0,5. 24 ч. Температура воздуха при испытаниях должна быть не ниже 0 °С, а воды – не ниже 5 °С. Чувствительность контроля этим способом составляет до 10 -3 мм · МПа/с.
Поливом водой испытывают открытые изделия простой формы, к которым не предъявляют высоких требований. При испытании на одну сторону изделия направляют струю воды под давлением 0,1. 1 МПа с расстояния до 3 м и одновременно осматривают его противоположную сторону. Места течей обнаруживают по струйкам или каплям воды. Чувствительность такого способа достигает 10 -1 мм 3 · МПа/с, но может быть повышена применением люминесцирующих индикаторных покрытий для осматриваемых поверхностей объектов.
Существенным недостатком гидравлических методов испытаний является возможность ложного принятия за дефект пятен на меловой обмазке или фильтровальной бумаге, причиной возникновения которых является смазка, использующаяся при сборке изделий. Поэтому перед проведением испытаний все контролируемые элементы изделия должны быть снаружи тщательно очищены от следов смазки.
По окончании монтажа все технологические трубопроводы испытывают на прочность и плотность в соответствии с требованиями СНиП. Испытывать трубопроводы на прочность и плотность можно гидравлическим или пневматическим способом.
Пневматическое испытание трубопровода на прочность осуществляют в тех случаях, когда невозможно проведение гидравлического испытания (отрицательная температура окружающего воздуха, отсутствие воды на площадке, опасные напряжения в трубопроводе и опорных конструкциях от веса воды), а также когда проектом предусмотрено испытание трубопроводов воздухом или инертным газом.
Испытывать трубопроводы полагается под непосредственным руководством производителя работ или мастера в строгом соответствии с указаниями в проекте и специальных инструкциях и с требованиями. Госгортехнадзора, а также с соблюдением правил техники безопасности.
Перед началом работ по испытанию линию трубопровода условно разбивают на отдельные участки, производят его наружный осмотр, проверяют техническую документацию, устанавливают воздушные и спускные вентили, манометры, временные заглушки и подсоединяют временный трубопровод от наполнительных и опрессовочных. агрегатов. Отключают испытываемый трубопровод от аппаратов, машин и неиспытываемых участков труб с помощью специальных заглушек с хвостовиками. Использование для этого установленной на трубопроводе запорной арматуры не допускается. Присоединяют испытываемый трубопровод к гидравлическому прессу, насосу, компрессору или воздушной сети, создающим необходимое испытательное давление, через два запорных вентиля.
Манометры, применяемые при испытании трубопроводов, должны быть проверены и опломбированы. Манометры должны отвечать классу точности не ниже 1,5 по ГОСТ 2405-63, иметь диаметр корпуса не менее 150 мм и шкалу на номинальное давление около 4/з измеряемого давления. Термометры, применяемые при пневматическом испытании, должны иметь цену деления не более 0,1 гр.С.
Гидравлическим испытанием трубопроводы проверяют одновременно на прочность и плотность.
Величина испытательного давления на прочность установлена проектом; она должна быть равна:
- Для стальных трубопроводов при рабочих давлениях до 4 кгс/см 2 и для трубопроводов, предназначенных для работы с температурой стенки свыше 400° С, 1,5 рабочего давления, но не менее 2 кгс/см 2 ;
- Для стальных трубопроводов при рабочих давлениях от 5 кгс/см 2 и выше 1,25 рабочего давления, но не менее рабочего давления плюс 3 кгс/см 2 ;
- Для остальных трубопроводов1,25 рабочего давления, но не менее 2 кгс/см 2 для чугунных, винипластовых, полиэтиленовых и стеклянных;
- 1 кгс/см 2 для трубопроводов из цветных металлов и сплавов;
- 0,5 кгс/см 2 для фаолитовых трубопроводов.
Для создания необходимого, давления в трубопроводе при гидравлическом испытании применяют плунжерные передвижные насосы (НП600, ГН1200400), поршневые ручные насосы (ТН500, ГН200), прессы гидравлические (ВМС45М), шестеренчатые приводные (НШ40), а также эксплуатационные насосы.
Процесс гидравлического испытания состоит из следующих операций: подключение гидравлического насоса или пресса; установка манометров; заполнение трубопровода водой (при этом воздушники следует держать открытыми до появления в них воды, что свидетельствует о полном вытеснении воздуха из трубопровода); осмотр трубопровода при заполнении его водой с целью выявления течи через трещины и неплотности в соединениях; создание требуемого испытательного давления гидравлическим прессом или насосом и выдержка трубопровода под этим давлением; снижение давления до рабочего и повторный осмотр трубопровода; опорожнение трубопровода; снятие гидравлического насоса и манометров.
Под испытательным давлением все трубопроводы выдерживают в течение 5 мин, за исключением стеклянных, которые выдерживают в течение 20 мин.
Осматривают трубопроводы после снижения давления в трубопроводе до рабочего. При осмотре стальных трубопроводов сварные швы на расстоянии 1520мм по обе стороны от них легко обстукивают закругленным молотком весом не более 1,5 кг, а при осмотре трубопроводов из цветных металлов деревянным молотком весом не более 0,8 кг. Трубопроводы из прочих материалов обстукивать не разрешается.
Результаты гидравлического испытания на прочность и плотность считаются удовлетворительными, если во время испытания не произошло падения давления по манометру, а в сварных швах, фланцевых соединениях и сальниках не обнаружены течь и отпотевание. При неудовлетворительных результатах испытания дефекты следует устранить и испытание повторить.
При отрицательной температуре окружающего воздуха гидравлическое испытание трубопровода проводят, обеспечив необходимые меры против замерзания воды, особенно в спускных линиях (предварительный прогрев или добавление водного раствора хлористого кальция).
После гидравлического испытания в осенне-зимнее время трубопроводы продувают сжатым воздухом, чтобы полностью удалить воду. Продувать следует очень тщательно, чтобы избежать застоя воды в нижних точках трубопровода.
