متن سمینار “Piping Pressure Testing”

توسط امین طاهری آخرین ویرایش اکتبر 15, 2021

ارائه دهنده: مهندس قربانی – با سمینار Piping Pressure Testing در خدمتتون هستم.

چند وقت قبل دکتر طبق روال پرسش و پاسخ گروه تعدادی سوال در خصوص تست نشتی خطوط لوله مطرح کردن. من که چیزی از این مبحث نمی دونستم برای پیدا کردن جواب سوال ها یه مقدارد سرچ و تحقیق کردم. گفتم نتایج رو در غالب سمینار تو گروه به اشتراک بزارم شاید به درد دوستان بخوره.

ASME B31.3
CASTI Guidebook_ASME B31.3
PIPING HANDBOOK BY Mohinder L. Nayyar
PROCESS PIPING DESIGN HANDBOOK BY Peter Smith
PIPING AND PIPELINE ENGINEERING BY George A. Antaki
PROCESS PIPING _ THE COMPLETE GUIDE TO ASME B31.3 BY Charles Becht

این جلسه متن B31.3 را به همراه ترجمه ای که انجام دادم قرار میدم. و جلسه بعد مطالب چند رفرنس که به این مبحث پرداختن را خدمتتون ارائه میدم. مطالعه این مطالب به خود من در درک بهتر قضاوت های کد خیلی کمک کرد. امیدوارم برای دوستان هم مفید باشه.

Piping تست:345

345.1 الزام استفاده از تست نشتی

قبل از راه اندازی اولیه و بعد از تکمیل ارزیابی های. مورد نیاز طبق بند 341 سیستم پایپینگ بایستی برای اطمینان از نشت بند بودن مورد تست قرار گیرد. بایستی مطابق بند 345.4 از هیدروتست استفاده کنیم مگر در موارد زیر:

طبق نظر کارفرما سیستم های پایپینگ دسته( (Category D می تواند بجای هیدروتست طبق بند 345.7 تحت تست نشتی سرویس اولیه (initial service test) قرار گیرد.
وقتی که کارفرما تایید کند که هیدروتست غیر قابل انجام است، تست نیوماتیک طبق بند 345.5 یا تست ترکیبی نیوماتیک و هیدروتست طبق بند 345.6 با توجه به خطر انرژی گاز فشرده ذخیره شده می تواند جایگزین شود.
هرگاه کارفرما تشخیص دهد هر دو تست نیوماتیک و هیدروتست غیر قابل انجام است، تست های جایگزین مشخص شده در بند 345.9 را می توان انجام داد در صورتی که هر دو شرط زیر برقرار باشد :

(1) تست هیدرواستاتیک

(a) برای پوشش یا عایق داخلی مضر باشد

(b) فرایند را طوری که آلوده کند که خطرناک، خورنده، یا مخل عملکرد آن در حضور رطوبت باشد.

(d) خطر شکست ترد بخاطر دمای پایین فلز در طول تست را ایجاد کند.

(2) تست نیوماتیک

(a) موجب ایحاد خطر بیش از اندازه بخاطر امکان آزاد شدن انرژی ذخیره شده در سیستم شود یا

(b) خطر شکست ترد بخاطر دمای پایین فلز در طول تست را ایجاد کند.

(d) بجز در مواردی که در طراحی مهندسی ذکر شده باشد خطوط متصل به اتمسفر مثل ونت ها و درین های پایین دست آخرین شیر مسدود کننده نیازی به تست ندارد.

345.2الزامات کلی تست نشتی

الزامات بند 345.2 برای بیش از یک نوع تست صدق می کند.

345.2.1محدودیت های فشاری

تجاوز تنش از مقاومت تسلیم: اگر فشار تست، فشار. محیطی یا تنش طولی (بر اساس کمترین ضخامت لوله) بیش از مقاومت تسلیم در دمای تست تولید کند. فشار تست می تواند به حداکثر فشاری که بیش از مقاومت تسلیم نباشد تقلیل یابد. [See paras. 302.3.2(e) and (f).]
انبساط سیال تست: اگر قرار باشد فشار تست برای مدتی حفظ شود و سیال تست در معرض انبساط حرارتی باشد. برای جلوگیری از ایجاد فشار بیش از حد بایستی اقدامات پیشگیرانه انجام شود.
تست نیوماتیک اولیه: یک تست اولیه با استفاده از هوا با فشار نسبی کمتر از 170 KPa (25psi) می تواند قبل از تست هیدرواستاتیک برای پیدا کردن نشتی های عمده انجام شود.

345.2.2سایر الزامات تست

بازبینی و بازرسی نشتی ها. فشار تست نشتی باید حداقل 10 دقیقه حفظ شود. و آنگاه تمام اتصالات و مفاصل بایستی جهت پیدا کردن نشتی مورد بازرسی و بازبینی قرار گیرند. فشار تست نباید به کمتر از فشار طراحی در هنگام بازبینی کاهش یابد.
عملیات گرمایی. تست های نشتی بایستی بعد از اتمام کلیه عملیات حرارتی صورت گیرد.
دمای تست کم. وقتی تست نشتی در دمای نزدیک به دمای انتقال ترد-نرم فلز انجام می شود بایستی امکان شکست ترد فلز در نظر گرفته شود.

345.2.3تدارکات خاص برای تست

اجزای پایپینگ و زیرسیستم ها. اجزای پایپینگ و زیر سیستم ها می تواند جداگانه یا همراه با سیستم تست شود.
اتصالات فلنجی. اتصالات فلنجی که برای اتصال کامپوننت ها و زیر سیستم ها استفاده می شوند و قبلا” تست شده اند و همچنین اتصالات فلنجی که بعنوان ورق یا کور کننده برای ایزوله کردن تجهیزات و سایر سیستم پایپینگ در طول تست استفاده می شوند مطابق بند 345.1 نیازی به تست نشتی ندارند.
مسدود کننده های جوشی. جوش نهایی متصل کننده سیستم پایپینگ یا اجزای که با موفقیت طبق بند 345 تست شده. اند نیازی به تست نشتی ندارند در صورتی که جوش در هنگام فرایند طبق بند 344.7 بازرسی شده باشد و. تست رادیوگرافی 100% را طبق بند 344.5 یا تست التراسونیک 100% را طبق بند 344.6 گذرانده باشد.

345.2.4پایپینگ تحت فشار خارجی:

پایپینگ در معرض فشار خارجی بایستی در فشار نسبی داخلی 1.5 برابر اختلاف فشار خارجی و داخلی تست شود. فشار تست در هر حالت نباید کمتر از 105 kPa (15 psi) باشد.

345.2.5جاکت پایپینگ:

خط داخلی بایستی بر اساس فشار طراحی داخلی یا خارجی (هرکدام بحرانی تر است) تست شوند. برای فراهم آمدن دید کافی برای بازبینی طبق بند 345.3.1 خط داخلی بایستی قبل از کامل شدن جاکت تست شود.
جاکت بایستی طبق بند بر اساس فشار طراحی جاکت طبق بند3.45.1 تست شود. مگر اینکه در طراحی مهندسی چیز دیگری قید شده باشد.

345.2.6 Piping تعمیرات و اصلاحات بعد از تست نشتی:

اگر تعمیرات و اصلاحات بعد از تست انجام شود، مجموعه تحت تاثیر بایستی دوباره تست شوند. مگر در مواردی که تعمیرات و اصلاحات جزئی باشد. کارفرما می تواند با در نظر گرفتن اقدامات احتیاطی برای تضمین ساخت بی عیب از انجام تست. دوباره صرفه نظر کند.

345.2.7 Piping گزارشات تست:

سوابق و گزارشات بایستی برای هریک از سیستم های پایپینگ در حین تشت تهیه شود. شامل

تاریخ تست
شناسایی سیستم پایپینگ تست شده
سیال تست
فشار تست
گواهینامه نتایج بوسیله بازرس

بعد از تکمیل تست در صورتی که بازرس مجوز صحت تست فشار مطابق ملزومات کد را صادر کرد این گزارشات نیازی به بایگانی شدن ندارند.

345.3 Piping آماده سازی برای تست نشتی:

345.3.1 مفاصل در معرض تست: تمام مفاصل و جوش ها (شامل جوش های متصل شونده ساختاری تا کامپوننت های تحت فشار) و اتصالات بایستی در هنگام تست بدون عایق باشد و برای انجام بازرسی در هنگام تست بدون پوشش و در معرض دید باشند. مگر در مواردی که مفصل طبق کد تست شده باشد می تواند عایق یا پوشش داشته باشند. تمام مفاصل می توانند قبل از تست نشتی پرایم و رنگ شوند مگر در مواردی که تست نشتی حساس طبق بند 345.8 الزامی باشد.

345.3.2 ساپورت های موقت: برای پایپینگ طراحی شده برای بخار یا گاز بایستی (در صورت نیاز) ساپورت های اضافی موقت برای تحمل وزن مایع تست در نظر گرفته شود.

345.3.3 پایپینگ با اتصالات انبساطی

تحمل نیروی فشاری محوری مفاصل انبساطی مهار نشده به قید های اصلی (main anchor) خارجی بستگی دارد. بجز محدودیت های بند 345.3.3(c) سیستم های پایپینگ شامل مفاصل انبساطی مهار نشده بایستی طبق بند 345با بیش از 150% فشار طراحی بدون هیچگونه ساپورت یا قید موقت تست شوند. اگر فشار تست مورد نیاز از 150% فشار طراحی مفصل انبساطی بیشتر شد و ساپورت ها (main anchor) برای تحمل این نیروی محوری فشاری در فشار تست طراحی نشده باشند برای بخشی از تست که فشار از 150% فشار طراحی مفصل انبساطی بیشتر می شود مفصل انبساطی باید موقتا” خارج شود یا موقتا” برای تحمل نیروی فشاری محوری ساپورت و قید اضافه شود.
برای تحمل فشار نیروی محوری در مفاصل انبساطی فلزی خود-مقید بالشتکی نظیر … قطعه ای طراحی شده است. بجز محدودیت های بند 345.4.4(c) یک سیستم پایپینگ شامل مفصل انبساطی خود-مقید بایستی مطابق بند 345 تست شود. مفصل انبساطی خود مقیدی که قبلا” توسط سازنده مطابق پیوست X در کارگاه تست شده است را مستثنی کرد بجز در حالتی که تست نشتی حساس مطابق بند 345.8 الزامی باشد. قطعاتی که برای مقید کردن انواع مفاصل انبساطی استفاده می شوند باید برای تحمل فشار محوری در فشار تست طراحی شوند.
وقتی که یک مفصل انبساطی بالشتکی در سیستم پایپینگی که تحت تست نشتی قرار دارد نصب شده باشد و فشار تست تعیین شده مطابق بند 345 از فشار تست انجام شده توسط سازنده طبق پیوست X تجاوز کند ، فشار تست نشتی بایستی تا فشار تست سازنده کاهش یابد.

345.3.4 محدودیت های پایپینگ تست شده. در طول تست تجهیزاتی که تست نمی شوند بایستی از سیستم پایپینگ منفصل شوند یا بوسیله کور کننده (blind) یا وسیله دیگری ایزوله شوند. می توان از یک شیر (شامل مکانیسم انسداد شیر) که مناسب فشار تست باشد استفاده کرد.

345.4 Piping تست نشتی هیدرواستاتیک

345.4.1 سیال تست. سیال بایستی آب باشد مگر اینکه امکان ایجاد آسیب و خسارت بخاطر یخ زدگی یا اثرات منفی آب به پایپینگ و فرایند وجود داشته باشد. (See para. F345.4.1). در این صورت میتوان ازیک سیال مناسب و غیر سمی دیگر استفاده کرد. اگر سیال قابل اشتعال باشد نقطه اشتعال (flash point) آن بایستی حداقل 49 درجه سانتی گراد باشد و ملاحظات لازم برای تست محیطی باید در نظر گرفته شود.

345.4.2 فشار تست بجز در مواردی که در بند 345.4.2 عنوان شد فشار تست هیدرواستاتیک باید در هر نقطه در سیستمم پایپینگ فلزی بدین صورت باشد:

نباید کمتر از 1.5 برابر فشار باشد.
وقتی که دمای طراحی بیشتر از دمای تست است، حداقل فشار تست در دمای مورد نظر با توجه به معادله 24 محاسبه می شود.

PT = 1.5 P ST/S (24)

که:

p : فشار نسبی طراحی داخلی

PT:حداقل فشار نسبی تست

S: تنش مجاز در دمای طراحی کامپوننت ها برای متریال لوله غالب. See Table A-1

ST: تنش مجاز در دمای تست برای متریال لوله غالب. See Table A-1

در مواردی که سیستم پایپینگ خود شامل لوله نباشد، هر کامپوننت دیگری که در سیستم پایپینگ بجز ساپورت ها و پیچ ها می تواند برای تعیین نسبت ST/S براساس تنش مجاز مطابق جدول A-1 مورد استفاده قرار گیرد. در مواردی که سیستم پایپینگ از طول های معادل از بیش از یک متریال ساخته شده اند، نسبت ST/S بایستی بر اساس حداقل نسبت بدست آمده از کلیه متریال های محاسبه شده در نظر گرفته شود.
اگر فشار تست که در بالا تعریف شده، فشار های محیطی یا تنش های طولی (بر اساس کمترین ضخامت لوله) بیش از مقاومت تسلیم در دمای تست تولید کند یا فشاری بیش از 1.5 برابر ریتینگ کامپوننت ها در دمای تست تولید کند فشار تست می تواند به حداکثر مقداری که کمتر از مقاومت تسلیم یا 1.5 برابر ریتینگ کامپوننت ها در دمای تست کاهش یابد.

Piping تست هیدرواستاتیک پایپینگ متصل به وسل

هرگاه فشار تست پایپینگ متصل به تجهیزات برابر یا کمتر از فشار تست تجهیز باشد، پایپینگ را می توان همراه با تجهیز در فشار تست پایپینگ تست کرد.
وقتی که فشار تست پایپینگ از فشار تست تجهیز بالاتر باشد و جدا کردن تجهیز از پایپینگ عملی نباشد پایپینگ و تجهیز را می توان در فشار تجهیز تست کرد در صورتی که کارفرما اجازه دهد و فشار تست تجهیز کمتر از 77% فشار پایپینگ محاسبه شده طبق بند 345.4.2(b) نباشد.

345.5تست نشتی نیوماتیک

345.5.1 اقدامات پیشگیرانه در تست نیوماتیک خطر ناشی از آزاد شدن انرژی گاز فشرده ذخیره شده وجود دارد. بنابراین برای به حداقل رساندن احتمال شکست ترد در طول تست مراقبت های مشخصی باید صورت بگیرد. دمای تست در این ارتباط اهمیت دارد و باید وقتی طراح متریال مناسب برای ساخت را انتخاب می کند در نظر گرفته شود.See para. 345.2.2(c) and Appendix F, paras. F323.4 and F345.5.1.

345.5.2 دستگاه تخلیه فشار. یک دستگاه تخلیه فشار که در فشاری که بیشتر از فشار تست به اضافه 345 KPa (50 psi) یا 10 درصد فشار تست (هر کدام کمتر بود) تنظیم شده باشد.

345.5.3 سیال تست گاز استفاده شده برای تست اگر هوا نباشد بایستی غیرقابل اشتعال و غیرسمی باشد.

345.5.4 فشار تست

فشار تست نباید کمتر از 1.1 برابر فشار طراحی باشد و نباید از مقادیر زیر تجاوز کند

1.33 برابر فشار طراحی
فشاری که ، فشاری محیطی یا تنش طولی (براساس حداقل ضخامت لوله) بیش از 90 درصد مقاومت تسلیم هر کامپوننتی در دمای تست تولید کند.

345.5.5دستورالعمل(رویه) فشار بایستی به تدریج تا فشار نسبی نصف فشار تست یا 170 KPa (25psi) (هرکدام کمتر بود) افزایش یابد تا زمانی که چک اولیه شامل بازرسی مفاصل مطابق 341.4.1(a) صورت بگیرد. سپس فشار در چند مرحله تا رسیدن به فشار تست افزایش می یابد و تا یکسازی کرنش های پایپینگ نگه داشته شود. فشار بایستی قبل از بازرسی نشتی ها مطابق بند 345.2.2(a) به فشار طراحی کاهش یابد.

345.6 Piping تست نشتی هیدرواستاتیک-نیوماتیک

اگر ترکیب تست نشتی هیدرواستاتیک و نیوماتیک مورد استفاده قرار گیرد، الزامات بند 345.5 بایستی رعایت شود و فشار در قسمت مایع نباید از محدودیت های بند 345.4.2 تجاوز کند.

345.7 Piping تست نشتی سرویس اولیه

این تست در صورت اجازه کارفرما تنها برای سیالات دسته D (Category D) قابل استفاده است. See para. 345.1(a)

345.7.1 سیال تست سیال تست همان سیال سرویس است.

345.7.2 دستور العمل قبل یا در طول راه اندازی اولیه فشار بایستی بطور تدریجی در چند مرحله تا رسیدن به فشار کاری افزایش یابد، و در هرمرحله نگه داشته فشار تا زمانی که کرنش های پایپینگ یکسان سازی شود. هرگاه سرویس سیال بخار یا گاز باشد همانطور که در بند 345.5.5 توضیح داده شد بایستی یک چک اولیه صورت بگیرد.

345.7.3 بازرسی نشتی ها الزامات بازرسی نشتی ها مطابق بند 345.2.2(a) وقتی که سیستم در حالت فشار کاری است باید انجام شود. حذف بازرسی مفاصل و اتصالاتی که قبلا” مطابق این کد تست شده اند مجاز است.

345.8 Piping تست نشتی حساس

تست بایستی تست حباب – روش فشار مستقیم مطابق کد BPV section v article 10, appendix 1 یا سایر روش تستی که حساسیت آنها در شرایط تست کمتر از 10-3 std ml/s نباشد.

وقتی که تست حباب- روش فشار مستقیم مورد استفاده قرار گرفت.

(a) فشار تست بایستی حداقل مقدار کمتر 105 KPa (15 psi) gageیا 25% فشار طراحی باشد (هر کدام کمتر شد).

(b) فشار بایستی به تدریج تا فشار نسبی نصف فشار تست یا 170 KPa (25psi) (هرکدام کمتر بود) افزایش یابد تا زمانی که چک اولیه شامل بازرسی مفاصل مطابق 341.4.1(a) صورت بگیرد. سپس فشار در چند مرحله تا رسیدن به فشار تست افزایش می یابد و تا یکسازی کرنش های پایپینگ نگه داشته شود.

Piping تست نشتی جایگزین

رویه ها و روش تست نشتی که در زیر آمده تحت شرایط بند 345.1(C) می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

345.9.1 بازرسی جوش ها جوش های که در تولید لوله های جوشی و فیتینگ ها استفاده شده و مطابق این کد تحت تست هیدرواستاتیک یا نیوماتیک قرار نگرفته اند باید به شکل زیر مورد بازرسی قرار گیرند.

(a) جوش های شیاری محیطی، طولی و اسپیرال بایستی مطابق بند 344.5 مورد بازرسی 100% رادیوگرافی یا مطابق بند 344.6 مورد بازرسی 100% التراسونیک قرار گیرند.

(b) کلیه جوش ها شامل جوش های اضافه شده ساختاری (structural attachment welds) که در بخش a (بالا) پوشش داده نشده اند بایستی با استفاده از روش نفوذ مایع (بند 344.4) یا برای مواد مغناطیسی از روش ذرات مغناطیسی (بند 344.3) استفاده کرد.

345.9.2 تحلیل انعطاف پذیری. سیستم پایپینگ باید مطابق با الزامات بند 319.4.2(b) و در صورت نیاز (c) و (d) انجام شود.

345.9.3 روش تست سیستم باید در معرض تست نشتی حساس مطابق بند 345.8 قرار گیرد.

اتمام سمینار