Гидравлические испытания оборудования под давлением
Гидравлические испытания оборудования под давлением – это комплекс мероприятий, проводимых для определения степени герметичности и прочности сосуда, работающего под давлением.
В этом уроке разберем когда проводятся гидравлические испытания.
Тимур Ахметов
Эксперт по промышленной безопасности
Для чего проводятся гидравлические испытания?
- Гидравлические испытания проводятся с целью:
- проверки плотности и прочности оборудования под давлением.
- обнаружения дефектов в сварных и других соединениях.
- подтверждения надежности и безопасности эксплуатации оборудования.
Гидравлические испытания проводятся в рамках периодического технического освидетельствования (срок указан в паспорте оборудования), в рамках экспертизы промышленной безопасности, после окончательной сборки, а также внеочередного освидетельствования (после ремонта с применением сварки, термической обработки и замены отдельных элементов оборудования под давлением).
Иными словами, гидравлические испытания проводятся:- в рамках технического диагностирования, освидетельствования и экспертизы промышленной безопасности;
- после любого ремонта с применением сварки и реконструкции (в рамках внеочередного освидетельствования);
- после монтажа оборудования перед его первым применением (в рамках первичного освидетельствования);
Отдельные детали, элементы или блоки оборудования могут не подвергаться гидравлическому испытанию перед их применением, если они прошли испытание на месте их изготовления или подвергались 100% контролю ультразвуком или другим неразрушающим методом.
Ответы на билеты
В каком случае из перечисленных проводится пробным давлением гидравлическое испытание в целях проверки плотности и прочности оборудования под давлением, а также всех сварных и других соединений? Выберите правильный вариант ответа.
А) После реконструкции (модернизации), ремонта оборудования с применением сварки элементов, работающих под давлением.
Б) После окончательной сборки (изготовления, доизготовления) при монтаже оборудования, транспортируемого на место его установки отдельными деталями, элементами или блоками.
В) Во всех перечисленных случаях.
Г) При проведении технических освидетельствований и технического диагностирования оборудования в случаях, установленных Правилами промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением.
Правильный ответ: В
п. 175 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
В каком случае из перечисленных проводится пробным давлением гидравлическое испытание в целях проверки плотности и прочности оборудования под давлением, а также всех сварных и других соединений? Выберите правильный вариант ответа.
А) После реконструкции (модернизации), ремонта оборудования с применением сварки элементов, работающих под давлением.
Б) После окончательной сборки (изготовления, доизготовления) при монтаже оборудования, транспортируемого на место его установки отдельными деталями, элементами или блоками.
В) Во всех перечисленных случаях.
Г) При проведении технических освидетельствований и технического диагностирования оборудования в случаях, установленных Правилами промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением.
Правильный ответ: В
п. 175 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Подготовка к проведению гидравлических испытаний сосуда
- Перед проведением гидравлического испытания сосуд должен быть подвергнут внутреннему и наружному осмотру, а сварные швы проконтролированы ультразвуковым методом. Для обеспечения безопасности во время проведения гидравлического испытания должен проводиться контроль методом акустической эмиссии.
Кроме того требуется очистить поверхности сосуда от грязи, пыли, масел и иных жидкостей, а также опорожнить сосуд. Следует строго соблюдать меры безопасности при подготовке сосудов к испытаниям.
Также следует помнить,- Сосуды с защитным покрытием подвергаются испытанию до нанесения покрытия.
- Сосуды с наружным кожухом проходят испытания до его установки.
- Эмалированные сосуды могут быть испытаны после эмалирования при рабочем давлении.
Ответы на билеты
Какое из перечисленных требований при проведении гидравлического испытания сосудов указано верно? Выберите 2 варианта ответа.
А) Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергают гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.
Б) Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергают гидравлическому испытанию после установки кожуха.
В) Допускается эмалированные сосуды подвергать гидравлическому испытанию рабочим давлением после эмалирования.
Г) Все ответы неверны.
Правильный ответ: А и В
п. 176 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Какое из перечисленных требований при проведении гидравлического испытания сосудов указано верно? Выберите 2 варианта ответа.
А) Сосуды, имеющие защитное покрытие или изоляцию, подвергают гидравлическому испытанию до наложения покрытия или изоляции.
Б) Сосуды, имеющие наружный кожух, подвергают гидравлическому испытанию после установки кожуха.
В) Допускается эмалированные сосуды подвергать гидравлическому испытанию рабочим давлением после эмалирования.
Г) Все ответы неверны.
Правильный ответ: А и В
п. 176 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Пробное давление
- Гидравлические испытания проводятся под пробным давлением.
Значение пробного давления зависит от типа оборудования и условий его эксплуатации. Рассмотрим, как определяется пробное давление для различных видов оборудования.
Пробное давление для металлических сосудов рассчитывается по следующей формуле:
- Литые и кованые сосуды
Для литых и кованых сосудов пробное давление рассчитывается по указанной ниже формуле. Кроме того Однако необходимо, чтобы отливки прошли 100% контроль неразрушающими методами.
- Неметаллические сосуды
Для сосудов из неметаллических материалов пробное давление определяется по формулам:
При ударной вязкости более 20 Дж/см²:
- При ударной вязкости 20 Дж/см² и менее:
- Для криогенных сосудов с вакуумом в изоляционном пространстве пробное давление определяется так:
- Для металлопластиковых сосудов пробное давление рассчитывается по формуле:
- В случаях, когда проведение гидравлического испытания невозможно (большие нагрузки от веса воды на фундамент, междуэтажные перекрытия или на сам сосуд; трудность удаления воды, наличие внутри сосуда футеровки), допускается заменять его пневматическим испытанием.
При пневматических испытаниях пробное давление рассчитывается с учетом акустической эмиссии:
- Пневматическое испытание проводится одновременно к контролем методом акустической эмиссии поверхностей сосуда.
- Температурный режим и используемая жидкость
Используемая для испытания вода должна иметь температуру не ниже 5 °C и не выше 40 °C. В случае технической необходимости допускается применение других жидкостей, не вызывающих коррозию и не являющихся токсичными.
Ответы на билеты
Какая из перечисленных формул определяет значение пробного давления (Рпр) при гидравлическом испытании (периодическое техническое освидетельствование) сосудов, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2? Где в формулах: Рраб - рабочее давление сосуда, Ррасч - расчетное давление сосуда, [σ]20, [σ]t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20°C и расчетной температуре, МПа. Выберите правильный вариант ответа.
А) Рпр = 1,3 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Б) Рпр = 1,2 Рраcч ([σ]20 / [σ]t).
В) Рпр = 0,6 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Г) Рпр = 1,25 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Правильный ответ: А
п. 180 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Какая из перечисленных формул определяет значение пробного давления (Рпр) при гидравлическом испытании (периодическое техническое освидетельствование) металлопластиковых сосудов, у которых ударная вязкость неметаллических материалов 20 Дж/см2 и менее? Где в формулах: Рраб – рабочее давление сосуда, [σ]20, [σ]t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа, Км - отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда. Выберите правильный вариант ответа.
А) Рпр = 1,6 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Б) Рпр = [1,25 Км + 1,6 (1 - Км)] Рраб ([σ]20 / [σ]t).
В) Рпр = [1,5 Км + 1,6 (1 - Км)] Рраб.
Г) Рпр = [1,25 Км + 1,3 (1 - Км)] Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Правильный ответ: Б
п. 182 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Какая из перечисленных формул определяет значение пробного давления (Рпр) при пневматическом испытании сосудов? Где в формулах: Рраб – рабочее давление сосуда, [σ]20, [σ]t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа. Выберите правильный вариант ответа.
А) Рпр = 1,25 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Б) Рпр = 1,5 Рраб.
В) Рпр = 1,15 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Г) Рпр = Р раб.
Правильный ответ: В
п. 190 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
В каком случае допускается гидравлическое испытание сосуда заменять пневматическим испытанием? Выберите правильный вариант ответа.
А) Если при пневматическом испытании будет использована в качестве нагружающей среды газообразная рабочая среда объекта испытаний.
Б) Если пневматическое испытание одновременно контролируется методом акустической эмиссии.
В) Если проведение гидравлического испытания сопряжено с вероятностью хрупкого разрушения металла сосуда.
Г) Если рабочее давление сосуда не превышает 0,5 МПа.
Правильный ответ: Б
п. 190 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Какая из перечисленных формул определяет значение пробного давления (Рпр) при гидравлическом испытании (периодическое техническое освидетельствование) сосудов, изготовленных из неметаллических материалов с ударной вязкостью более 20 Дж/см2? Где в формулах: Рраб - рабочее давление сосуда, Ррасч - расчетное давление сосуда, [σ]20, [σ]t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20°C и расчетной температуре, МПа. Выберите правильный вариант ответа.
А) Рпр = 1,3 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Б) Рпр = 1,2 Рраcч ([σ]20 / [σ]t).
В) Рпр = 0,6 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Г) Рпр = 1,25 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Правильный ответ: А
п. 180 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Какая из перечисленных формул определяет значение пробного давления (Рпр) при гидравлическом испытании (периодическое техническое освидетельствование) металлопластиковых сосудов, у которых ударная вязкость неметаллических материалов 20 Дж/см2 и менее? Где в формулах: Рраб – рабочее давление сосуда, [σ]20, [σ]t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа, Км - отношение массы металлоконструкции к общей массе сосуда. Выберите правильный вариант ответа.
А) Рпр = 1,6 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Б) Рпр = [1,25 Км + 1,6 (1 - Км)] Рраб ([σ]20 / [σ]t).
В) Рпр = [1,5 Км + 1,6 (1 - Км)] Рраб.
Г) Рпр = [1,25 Км + 1,3 (1 - Км)] Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Правильный ответ: Б
п. 182 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Какая из перечисленных формул определяет значение пробного давления (Рпр) при пневматическом испытании сосудов? Где в формулах: Рраб – рабочее давление сосуда, [σ]20, [σ]t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа. Выберите правильный вариант ответа.
А) Рпр = 1,25 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Б) Рпр = 1,5 Рраб.
В) Рпр = 1,15 Рраб ([σ]20 / [σ]t).
Г) Рпр = Р раб.
Правильный ответ: В
п. 190 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
В каком случае допускается гидравлическое испытание сосуда заменять пневматическим испытанием? Выберите правильный вариант ответа.
А) Если при пневматическом испытании будет использована в качестве нагружающей среды газообразная рабочая среда объекта испытаний.
Б) Если пневматическое испытание одновременно контролируется методом акустической эмиссии.
В) Если проведение гидравлического испытания сопряжено с вероятностью хрупкого разрушения металла сосуда.
Г) Если рабочее давление сосуда не превышает 0,5 МПа.
Правильный ответ: Б
п. 190 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Порядок проведения гидравлических испытаний сосуда
- Разберем регламент проведения гидравлических испытаний.
Этап 1: Заполнение сосуда водой. Перед началом испытания сосуд заполняется водой, и из него полностью удаляется воздух, чтобы предотвратить образование воздушных пробок, которые могут исказить результаты испытания.
Этап 2: Подъем давления. Давление в сосуде постепенно повышается до уровня пробного давления, которое должно быть плавно доведено до расчетного значения. Важно контролировать этот процесс по манометрам, которые должны быть одного типа и класса точности (не ниже 1,5).
Этап 3: Выдержка оборудования под пробным давлением. Время выдержки под пробным давлением должно быть указано в технической документации, но не менее 10 минут для паровых и водогрейных котлов. Для других типов оборудования время выдержки зависит от толщины стенок сосуда:- при толщине стенки до 50 мм — не менее 30 минут;
- при толщине стенки от 50 до 100 мм — не менее 60 минут;
- при толщине стенки более 100 мм — не менее 120 минут. Для литых, неметаллических и многослойных сосудов время выдержки составляет не менее 60 минут.
- Примечания к процедуре:
- Гидравлическое испытание сосудов, устанавливаемых вертикально, разрешается проводить в горизонтальном положении, при этом должен быть выполнен расчет на прочность корпуса сосуда с учетом принятого способа опирания для проведения гидравлического испытания.
- Порядок проведения гидравлических испытаний комбинированных сосудов с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, должен быть установлен разработчиком проектной технической документации и указан в руководстве по эксплуатации сосуда.
Ответы на билеты
Какое из перечисленных требований при проведении гидравлического испытания сосудов указано верно? Выберите 2 варианта ответа.
А) Гидравлическое испытание сосудов, устанавливаемых вертикально, проводить в горизонтальном положении не допускается
Б) В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна быть подвергнута каждая полость пробным давлением, равным максимальному пробному давлению из определяемых для каждой полости.
В) Гидравлическое испытание сосудов, устанавливаемых вертикально, разрешается проводить в горизонтальном положении, при этом должен быть выполнен расчет на прочность корпуса сосуда с учетом принятого способа опирания для проведения гидравлического испытания.
Г) Порядок проведения гидравлических испытаний комбинированных сосудов с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, должен быть установлен разработчиком проектной технической документации и указан в руководстве по эксплуатации сосуда.
Д) В комбинированных сосудах с четным количеством рабочих полостей, рассчитанных на разные давления, гидравлическому испытанию должна быть подвергнута каждая пара полостей пробным давлением, определяемым в зависимости от расчетного давления полостей.
Правильный ответ: В и Г
п. 183 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Какое из перечисленных требований при проведении гидравлического испытания сосудов указано верно? Выберите 2 варианта ответа.
А) Гидравлическое испытание сосудов, устанавливаемых вертикально, проводить в горизонтальном положении не допускается
Б) В комбинированных сосудах с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, гидравлическому испытанию должна быть подвергнута каждая полость пробным давлением, равным максимальному пробному давлению из определяемых для каждой полости.
В) Гидравлическое испытание сосудов, устанавливаемых вертикально, разрешается проводить в горизонтальном положении, при этом должен быть выполнен расчет на прочность корпуса сосуда с учетом принятого способа опирания для проведения гидравлического испытания.
Г) Порядок проведения гидравлических испытаний комбинированных сосудов с двумя и более рабочими полостями, рассчитанными на разные давления, должен быть установлен разработчиком проектной технической документации и указан в руководстве по эксплуатации сосуда.
Д) В комбинированных сосудах с четным количеством рабочих полостей, рассчитанных на разные давления, гидравлическому испытанию должна быть подвергнута каждая пара полостей пробным давлением, определяемым в зависимости от расчетного давления полостей.
Правильный ответ: В и Г
п. 183 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
Результат гидравлических испытаний
- Результаты гидравлических испытаний считаются успешно пройденными, если во время их проведения отсутствуют:
- падение давления по манометру;
- признаки разрыва;
- течи в сварных соединениях;
- пропуски испытательной среды (например, следы течи на поверхности сосуда);
- иных деформаций, обнаруженных в результате осмотра после проведения гидравлических испытаний (трещины, остаточная деформация).
В результате проведения гидравлических испытаний оформляется акт гидравлических испытаний сосуда. В акте фиксируются параметры испытаний (пробное давление, температура жидкости, время испытаний), а также его результат.
Акт подписывают все члены комиссии, которые проводили гидравлическое испытание сосуда.
Если обнаружены дефекты, они должны быть устранены, и оборудование повторно подвергнуто гидравлическому испытанию.
образец акта гидравлических испытаний
Ответы на билеты
При каком условии сосуд следует считать выдержавшим гидравлическое испытание? Выберите правильный вариант ответа.
А) Если обнаружены единичные трещины не в сварных соединениях, а на основном металле.
Б) Если обнаружено падение давления по манометру, не превышающее 20 % от значения пробного давления.
В) Ни при каком условии сосуд не считается выдержавшим гидравлическое испытание.
Г) Если в сварном соединении обнаружено появление отдельных капель воды.
Правильный ответ: В
п. 188 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536
При каком условии сосуд следует считать выдержавшим гидравлическое испытание? Выберите правильный вариант ответа.
А) Если обнаружены единичные трещины не в сварных соединениях, а на основном металле.
Б) Если обнаружено падение давления по манометру, не превышающее 20 % от значения пробного давления.
В) Ни при каком условии сосуд не считается выдержавшим гидравлическое испытание.
Г) Если в сварном соединении обнаружено появление отдельных капель воды.
Правильный ответ: В
п. 188 Правил промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением, утвержденных Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536