A اختبار هيدرو(الاختبار الهيدروستاتيكي) للأنابيب LSAW (اللحام القوسي المغمور الطولي) هو عملية إلزامية لمراقبة الجودة حيث يتم ملء الأنبوب بالماء وضغطه إلى مستوى معين للتحقق من سلامته الهيكلية وإحكام التسرب-.
نظرًا لأن أنابيب LSAW تُستخدم بشكل أساسي لنقل النفط والغاز عالي الضغط-، فإن الاختبار المائي يعتبر "الاختبار النهائي" الأكثر أهمية قبل مغادرة الأنبوب للمصنع.
لماذا يتم إجراء الاختبار المائي؟
سلامة اللحام:تحتوي أنابيب LSAW على خط لحام طويل ومستقيم. يضمن الاختبار أن هذا اللحام مثالي ولن يتم فكه تحت الضغط.
كشف التسرب:فهو يحدد أي ثقوب أو شقوق مجهرية في اللوحة الفولاذية أو اللحام.
التحقق الهيكلي:ويؤكد أن الأنبوب يمكنه تحمل ضغوط أعلى بكثير من ضغط التشغيل المقصود دون تشوه دائم.
الامتثال التنظيمي:معظم المعايير الدولية (مثلAPI 5L) يتطلب إجراء اختبار مائي لكل وصلة من وصلات الأنابيب-في المصنع.
عملية الاختبار المائي
يتبع الاختبار تسلسلًا صارمًا:
ختم:يتم تغطية طرفي أنبوب LSAW وإغلاقهما بواسطة رؤوس آلة اختبار هيدرو ضخمة.
تعبئة:الأنبوب مملوء بالماء.
التنفيس (حرج):يجب استنفاد كل الهواء من الأنبوب. إذا تم احتجاز الهواء، فإنه يصبح مضغوطًا للغاية؛ إذا تعطل الأنبوب، فإن الهواء المحبوس قد يتسبب في انفجار. الماء، كونه غير قابل للضغط، أكثر أمانًا.
الضغط:تعمل مضخات الضغط العالي- على زيادة ضغط الماء الداخلي إلى "ضغط اختباري" محسوب مسبقًا-.
عقد الوقت:يتم الاحتفاظ بالضغط لمدة محددة-عادةًمن 5 إلى 10 ثوانيلاختبارات مطاحن المصنع (على الرغم من أن "الاختبارات الميدانية" قد تستغرق ساعات بعد دفن خط الأنابيب).
تقتيش:تقوم أجهزة الاستشعار بمراقبة أي انخفاض في الضغط، وغالبًا ما يتم فحص وصلة اللحام بصريًا (أحيانًا باستخدام الكاميرات الآلية).
خفض الضغط:يتم تحرير الضغط، ويتم تصريف المياه، ويتم وزن/قياس الأنبوب لضمان عدم انتفاخه أو تمدده.
كيف يتم حساب ضغط الاختبار؟
الضغط ليس عشوائيا. يتم حسابه باستخدامصيغة بارلو(كما هو محدد في API 5L): P=2×S×t/D×k
P:ضغط الاختبار الهيدروستاتيكي.
S:إجهاد الألياف (عادة 60% إلى 95% من الحد الأدنى لقوة الخضوع للأنبوب).
t:سمك الجدار المحدد.
D:القطر الخارجي المحدد
k:عامل يحدده المعيار (عادة من 0.85 إلى 0.95 حسب درجة الأنبوب وقطره).
معايير الفشل
يفشل الأنبوب في الاختبار المائي في حالة حدوث أي مما يلي:
تسرب واضح:أي تعرق أو رش الماء من اللحام أو جسم الماسورة.
انخفاض الضغط:يكتشف كمبيوتر المراقبة انخفاضًا في الضغط أثناء "فترة الانتظار".
تمزق:ينفجر الأنبوب (وهو أمر نادر في المطاحن الحديثة، ولكنه يفشل في نهاية المطاف).
التشوه الدائم:يزيد قطر الأنبوب إلى ما هو أبعد من التسامح المسموح به بعد تحرير الضغط.
الاختبار المائي مقابل الاختبارات غير الإتلافية الأخرى
بينما يكشف اختبار الموجات فوق الصوتية (UT) والأشعة السينية- عن العيوب (الشقوق والشوائب)، فإن الاختبار المائي يتحقق منأداء. إنه "اختبار إثبات". قد يمر الأنبوب بأشعة X- لكنه يفشل في الاختبار المائي إذا كانت قوة المادة غير كافية أو إذا كان هناك خلل في الأشعة السينية -.
الاختبار المائي لأنابيب LSAW
| ميزة | تفاصيل اختبار الطاحونة المائية |
| واسطة | المياه العذبة (في بعض الأحيان مع مثبطات التآكل) |
| مدة | 5-10 ثوانٍ (لكل API 5L) |
| نطاق الضغط | يمكن أن تتجاوز 50 ميجا باسكال (7250 رطل لكل بوصة مربعة) لأنابيب X80 ذات الجدار السميك- |
| التوثيق | يتم إنشاء مخطط "الضغط مقابل الوقت" لكل أنبوب |
| متطلبات | 100% من الأنابيب (بدون أخذ عينات؛ يجب اختبار كل وصلة) |
اختبار GNEE الهيدروستاتيكي لأنابيب LSAW
شهادة الأنابيب GNEE LSAW
التعليمات
ما هو معيار ASME للاختبار الهيدروستاتيكي؟
لا يوجد "معيار ASME" واحد للاختبار الهيدروستاتيكي؛ وبدلاً من ذلك، تم العثور على المتطلبات ضمن الكود المحدد الذي يحكم المعدات التي يتم اختبارها.
| طلب | معيار ASME | ضغط الاختبار (نموذجي) |
| أوعية الضغط | القسم الثامن، القسم 1 | 1.3 × MAWP |
| عملية الأنابيب | B31.3 | 1.5 × ضغط التصميم |
| أنابيب الطاقة | B31.1 | 1.5 × ضغط التصميم |
| غلايات | القسم الأول | 1.5 × MAWP |
لماذا لا غنى عن الاختبار الهيدروستاتيكي؟
يعتبر الاختبار الهيدروستاتيكي أمرًا لا غنى عنه لأنه الوحيد"اختبار الإثبات المادي"الذي يضمن أن نظام الضغط آمن للتشغيل.
فيما يلي الأسباب الأربعة الرئيسية لعدم إمكانية تخطيها:
التحقق من السلامة (اختبار الإجهاد):إنه يثبت أن الأنبوب أو الوعاء يمكنه التعامل مع الحمولة المقصودة عن طريق اختباره125% إلى 150%من ضغط التشغيل. إذا كان سيفشل، فمن الأفضل أن يفشل في بيئة مصنع خاضعة للرقابة بدلاً من منطقة مأهولة بالسكان.
كشف التسرب الكلي:في حين أن الأشعة السينية-والموجات فوق الصوتية تجد الشقوق، فإن الماء يجدهاالتسريبات. فهو يحدد "الثقوب" المجهرية أو البكاء في اللحامات والحشيات التي قد تفوتها أجهزة الاستشعار الإلكترونية.
سلامة اللحام والمواد:إنه يُخضع اللحام الطولي بأكمله والجسم الفولاذي لضغط هائل. يكشف هذا عن "العيوب الكامنة"-العيوب التي تبدو جيدة على السطح ولكنها ضعيفة من الناحية الهيكلية.
الامتثال التنظيمي والتأميني:معظم المعايير العالمية (API، ASME، ISO) وشركات التأمين تفرض قانونًا إجراء اختبار مائي. وبدون ذلك، لا يمكن اعتماد خط الأنابيب للخدمة.
ما هو الحد الأقصى لضغط الاختبار المائي للأنبوب؟
الحد الأقصى لضغط الاختبار المائي ليس رقمًا ثابتًا؛ يتم حسابه لكل أنبوب محدد بناءً على قوته.
ومع ذلك، هناكحد السلامةوالتي يجب عدم تجاوزها:
حد قوة العائد
عادة ما يتم تغطية الضغط بحيث لا يتجاوز الضغط على الفولاذ90% إلى 95% من الحد الأدنى المحدد لقوة الخضوع (SMYS) للأنبوب.
إذا ذهبت فوق هذا، سوف الأنبوبتمتد أو تشوه بشكل دائممما يجعلها عديمة الفائدة والخطرة.
الحساب (صيغة بارلو)
للعثور على الحد الأقصى للضغط لأنبوب معين، يستخدم المهندسون هذه الصيغة:P=2×S×t/D
P:أقصى ضغط
S:إجهاد الألياف المسموح به (عادة 90% من قوة الخضوع)
t:سمك الجدار
D:القطر الخارجي
الحد الأقصى للصناعة النموذجية
أنابيب النفط والغاز القياسية:عادة ما يتم اختباره بين2500 و 5000 رطل لكل بوصة مربعة.
-أنابيب الضغط العالي/الجدران الثقيلة:في المطاحن المتقدمة (مثل أنابيب LSAW)، يمكن للآلات تطبيق ضغوط تصل إلى7,250 رطل لكل بوصة مربعة (50 ميجا باسكال)أو حتى10000 رطل لكل بوصة مربعة (70 ميجا باسكال).
