Какви стандарти трябва да се спазват при изпитване под налягане?

Основни отраслови стандарти, регулиращи изпитването на налягане

Преглед на регулаторната рамка за изпитване на налягане

Стандартите за изпитване на налягане създават нива на защита, обхващащи множество индустрии, като обединяват всичко от федерални правила до международни кодекси, както и специфични насоки за различни сектори. Според данни на Market Research Future от миналата година, световният пазар за изпитване на оборудване под налягане достигна около 14,2 милиарда щатски долара през 2023 г., предимно поради все по-строгите изисквания за безопасност, с които компаниите се сблъскват постоянно. Някои от основните стандартизиращи организации се открояват особено. Това е Кодексът на ASME за котлони и съдове под налягане, обикновено известен като BPVC, както и проверъчните стандарти на API. Съществуват и такива неща като Директивата на Европейския съюз за оборудване под налягане (PED), която се прилага на регионално ниво. Общото при тези различни протоколи е, че изискват проследяване на използваните материали, водене на подробни записи за извършените изпитвания и провеждане на проверки след тестването, за да се гарантира, че системите могат да издържат на условията, на които ще бъдат изложени по време на реална експлоатация.

ASME BPVC: Осигуряване на безопасност при котли и съдове под налягане

Според ASME BPVC Раздел VIII Дял 1, съдовете под налягане трябва да издържат около 1,3 до 1,5 пъти нормалното им работно налягане при хидростатично изпитване. Когато се извършва пневматично изпитване, изискванията са малко по-ниски, но все пак изискват съдовете да издържат до около 1,1 до 1,25 пъти проектното налягане. Безопасността става още по-критична в този случай, поради което практики като системи за дистанционно наблюдение вече са стандарт. Изданието от 2023 г. въвежда и някои доста значими промени. След като Националният съвет по инспекция на котли проведе проучване, беше установено нещо тревожно: почти една четвърт от всички повреди на котли всъщност започват с миниатюрни проблеми в заварките, които никой не забелязва при рутинни инспекции. Именно това насочи индустрията към по-строгите изисквания за инспекции, които виждаме днес.

ASME B31 Серия: Основа за цялостността на тръбопроводните системи

Семейството от стандарти B31 задава прагови стойности за изпитване на налягане на тръбопроводни мрежи:

Тип на система	Коефициент на изпитвателно налягане	Продължителност (часа)
Енергийни тръбопроводи (B31.1)	1,5x проектно налягане	10
Технологични тръбопроводи (B31.3)	1,25x проектно налягане	4
Направени са изключения за крехки материали и системи при високи температури, които изискват алтернативни неразрушаващи методи за изпитване (NDT), като фазирана ултразвукова дефектоскопия.

API 510 и API 570: Интеграция в протоколите за инспекция и поддръжка

Стандартите на Американския институт по нефть (API) служат като важни връзки между начина на проектиране на оборудването и неговата надеждност по време на експлоатация. Например, съгласно изискванията на API 510, съдовете, които вече са в експлоатация, трябва да бъдат подложени отново на налягане след изтичане на десет години. Междувременно API 570 изисква годишни пневматични проверки на тръби, използвани в среди с водороден сулфид. Според проучване от миналата година, компании, които са комбинирали тези насоки на API с умни предиктивни технологии за поддръжка, са отчели значително намаляване на проблемите, свързани с аварии поради налягане. Едно проучване на НИСТ всъщност е установило намаляване с около 41% при такива инциденти, когато правилните протоколи за поддръжка са били спазвани заедно със стандартните изисквания.

Приложение на ASME B31.1 и B31.3 в тръбопроводни системи за енергия и процеси

ASME B31.1: Изисквания за изпитване на тръбопроводи за енергия в енергийни съоръжения

Кодексът ASME B31.1 задава правилата за изпитване на налягане в тръбопроводни системи за енергия, използвани в различни енергийни съоръжения, включително електроцентрали и инфраструктура за централно отопление. Според този стандарт, повечето системи трябва да бъдат подложени на хидростатично изпитване, при което се нагнетява налягане от 1,5 пъти проектното им работно налягане, което се поддържа поне десет минути. Има обаче някои изключения. Когато задържането на вода в системата може да причини проблеми по време на експлоатацията, компаниите могат да изберат пневматично изпитване вместо хидростатично. Това обаче изисква допълнителни предпазни мерки, като например наблюдение от безопасно разстояние и монтиране на подходящи предпазни клапани за освобождаване на налягане, в случай че нещо се обърка.

Хидростатично и пневматично изпитване по B31.1: Процедури и изключения

Хидростатичните изпитвания според B31.1 изискват 90% отваряне на клапаните, за да се осигури пълно отстраняване на въздуха, като манометрите трябва да бъдат калибрирани с точност ±1%. Пневматичното изпитване се разрешава само при налягане под 15 psi (1,03 bar) или 10% от якостта на системата при остатъчна деформация, в зависимост от това, коя стойност е по-ниска. За двата метода е задължително документиран преглед на заварките и опорите преди повишаване на налягането.

ASME B31.3: Протоколи за изпитване на налягане в химически и промишлени заводи

Кодексът ASME B31.3 изисква конкретни изисквания за налягане при тестване в онези високорискови зони, където тръбопроводите за процеси преминават през химически заводи и рафинерии. Въпреки че хидростатичното тестване при 1,5 пъти проектното налягане остава предпочитания метод според повечето инженери, има ситуации, при които се допуска пневматично тестване, ако съществува реална загриженост относно проблеми с замърсяване с течности. При провеждането на тези тестове всяка една връзка трябва да остава достъпна през целия период на процедурата. Особено внимание се обръща на крехки материали като стомана със стъклено покритие, които изискват внимателен контрол върху скоростта на нарастване на налягането по време на тестовите цикли. Тези стандарти помагат да се осигури безопасност в промишлени условия, свързани с потенциално опасни вещества.

Подготовка на системата, сегментация и критерии за наличие на течове при спазване на B31.3

B31.3 изисква големите системи да бъдат сегментирани с помощта на слепи фланци или споилки за по-лесно тестване. Допустимите нива на течове се определят като „без видими капки“ при хидростатични тестове и нулево налягане (±0,1 %) в рамките на 30 минути за газови системи. Документацията след теста трябва да включва графики на налягането, записи за калибриране на уредите и сертификати на инспектора.

Специални съображения за тръбопроводи в хладилни и климатични инсталации (ASME B31.5)

Системи с ниско налягане и ограничения за заряд в хладилни тръбопроводи

Хладилните системи, работещи при налягане под 150 psi, попадат под регламентите ASME B31.5 относно изпитването на налягане. Когато зарядите на охладителя не се управляват правилно, елементите често се повреждат. Според стандарта, повечето системи изискват хидростатично изпитване при 1,5 пъти проектното им налягане. Въпреки това, съществува известна гъвкавост за тези, използващи охладители от група A1, стига да извършват годишни проверки на налягането, за да потвърдят цялостността на системата. Наскорошни проучвания от миналата година показаха и нещо интересно: системите с над 25% заряд на охладител, но без съответстваща инсталация за отпускане на налягане, имаха около 42% повече повреди при промени в температурата. Тези резултати са публикувани в списание Journal of Piping Systems Safety.

Ръководство за безопасност при пневматично изпитване на тръбопроводи за охладител

Когато пневматичното изпитване по B31.5 е неизбежно, стандартът изисква:

• Изолиране на компоненти, които не могат да бъдат тествани, като компресори
• Налягане на стъпки ±10% от целевото на всеки 15 минути
• Задължително използване на предпазни клапани за отпуск на налягане, калибрирани на 110% от тестовия лимит

Скорошните насоки за безопасност при ОВК системи подчертават използването на азот вместо смеси с кислород, за да се елиминират рисковете от възпламеняване. Полевите данни показват, че системите, спазващи изискванията, поддържат максимално допустима скорост на изтичане от 0,5%, спрямо 2,1% при несъответстващите инсталации (Доклад за цялостта на тръбопроводите 2024).

Най-добри практики при изпитване на налягане за търговски ОВК системи

За студообменните контури на ОВК системите, изпитването съгласно B31.5 изисква:

Параметър	Минимални изисквания	Типичен диапазон
Продължителност на теста	30 минути	1–4 часа
Стабилност при температура	±2°C по време на теста	±1°C (съвременни системи)
Документация	Графики на налягане спрямо време	Цифрови протоколи с GPS

Квалифицираните техници задължително трябва да проверят всички фланцови връзки да отговарят на еквивалентните класове на налягане за канални мрежи според SMACNA, преди пускане в експлоатация.

Универсални изисквания за безопасност при операции за изпитване на налягане

Ограничаване на рисковете в среди с високо налягане при изпитвания

Операциите за изпитване на налягане изискват стриктно спазване на протоколи за контрол на рискове, особено когато системите надвишават 15% от проектните си лимити. Стандартите в индустрията изискват:

• Предпазни клапани за налягане, калибрирани с точност ±2%
• зони на изключване на 360°, простиращи се на разстояние 1,5 пъти диаметъра на тръбата
• Непрекъснато наблюдение на налягането с помощта на манометри, сертифицирани по ASME

Анализ на OSHA от 2024 г. показва, че 34% от инцидентите при изпитвания се дължат на недостатъчна оценка на рисковете. Насоките за хидравлично изпитване на тръбопроводи сега подчертават рамката за управление на рискове по API RP 1173 и задължават предварителни проверки за признаци на умора на материала, нецентриране на фланцове и рискове от разширение, предизвикано от температурни промени.

Обучение на персонала и аварийна реакция по време на изпитвания на налягане

Изискванията за компетентност на екипажите за изпитване на налягане са нараснали с 27% от 2020 г., като сертифицирането по ASME QFO-1 вече е задължително за ръководители, управляващи системи над 300 psig. Ученията за аварийни ситуации трябва да симулират критични сценарии:

Сценарий	Цел за време на реакция	Изискване за ПСО
Резко падане на налягането	90 секунди	Респиратори от клас C
Издуване на уплътнение	<45 секунди	Пълни предпазни щитове + огнеустойчиви комбинезони
Контролирано продуване	<120 секунди	Препоръки за превоз на товари

Според OSHA 63% от инцидентите при изпитване на налягане включват провали в комуникацията, което води до по-широкото прилагане на резервни системи за сигнализация, използващи визуални и аудио сигнали.

Балансиране на скоростта и безопасността в сценариите за полеви изпитвания

Полевите екипи, прилагайки ASME B31.1, постигат ниво на спазване на изискванията от 89% чрез фазови подходи за тестване:

Фаза 1

• Тестване с изолиране на сегменти при 110% от проектното налягане
• периоди за стабилизация от 30 минути

Фаза 2

• Пълна валидация на системата при 90% от пробното налягане
• Сканиране с инфрачервен детектор за откриване на течове

Този метод намалява общата продължителност на тестването с 18%, като запазва задължителния коефициент на безопасност 1,5 пъти, според проучвания от 2023 г. в енергийната индустрия.

Документация, спазване на изискванията и цифрова проследимост в процесите на тестване

Задължителни протоколи за изпитвания и правни изисквания за одити

Когато става въпрос за изпитване на документи под налягане, те трябва да отговарят на промишлени стандарти като ASME Раздел V и ISO 9001. Протоколите от изпитванията трябва да включват елементи като временни маркери, данни за кривата на налягането и онези сертификати за калибриране, които винаги се забравят. На одиторите много им харесва да виждат проследими записи по време на проверки, затова се уверете, че всичко е правилно документирано. Мислете за скорост на течове, проверки на заваръчните съединения и начина, по който системите са били изолирани по време на изпитването. FDA също е много конкретна. Правилата им от 21 CFR Part 820 изискват документи за хидростатично изпитване на тръбопроводи за медицински устройства да се пазят поне две години след монтажа. Да, съответствието не е опция, когато на линия е безопасността на пациентите.

Дигитализация на съответствието: Тенденции в автоматизирания мониторинг и отчитане

Съвременните облачни платформи поемат около 90% от работата по спазване на ASME B31.1 днес благодарение на непрекъснато наблюдение на налягането в реално време и умни AI системи, които откриват нередности още преди да са станали проблеми. Технологията работи в съчетание с интернет-свързано изпитвателно оборудване, за да създава онези жизненоважни аудиторски документи, които отговарят на изискванията на API 570 за Приложение А. Заводите, които приеха тези системи, съобщават намаляване на грешките при спазване на изискванията с около три четвърти, след като преминат към цифрови процеси, съобразени с насоките на ISO 17025. Тези работни потоци автоматично запазват видеозаписи с висока резолюция от пневматични тестове заедно с всички подпомагащи данни, което прави инспекциите много по-лесни за всички засегнати страни.

Осигуряване на готовност за аудит и пълна проследимост на изпитването на налягане

С технология блокчейн, осигуряваща записите на компонентите от процеса на отливане до окончателното хидротестване, производителите вече свързват директно сертификатите за материали с картите на заварките чрез QR кодове. Дигитализацията на тези процеси значително е намалила проблемите с интерпретациите на неразрушаващ контрол (НРК), които често възникват по време на одити по изискванията на OSHA. Някои обекти докладват рязко намаляване на подготовката за одит – от около 34 човекочаса на система до малко под два часа. Въпреки тези печалби в ефективността, компаниите запазват пълна видимост към историята на ремонта през целия жизнен цикъл на оборудването, което става все по-важно, тъй като регулаторните изисквания продължават да се развиват.

ЧЗВ

Какви са ключовите стандарти, регулиращи изпитването на налягане?

Основните стандарти включват ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC), ASME B31 серия, API 510 и API 570. Тези стандарти определят протоколите за изпитване на налягане в оборудването и осигуряват безопасност и съответствие в различни индустрии.

Как се провежда изпитването на налягане според ASME BPVC?

Според ASME BPVC, съдовете под налягане се подлагат на хидростатично изпитване при 1,3 до 1,5 пъти работното налягане или пневматично изпитване при 1,1 до 1,25 пъти проектното налягане. Тези изпитвания гарантират цялостността на съдовете.

Какво е значението на кодовете ASME B31.1 и B31.3?

ASME B31.1 и B31.3 предоставят насоки за изпитване на налягане в тръбопроводни системи за енергийни и технологични процеси. Те посочват изискванията и процедури за изпитвателно налягане, за да се осигури цялостност и безопасност на системите в енергийни и промишлени обекти.

Какви са мерките за безопасност при изпитване на налягане?

Безопасността по време на изпитване под налягане включва спазване на протоколи за контрол на рисковете, използване на калибрирани предпазни клапани, създаване на зони на изключение и осигуряване на обучен персонал. Насоките на OSHA и рамките за управление на риска API RP 1173 са от решаващо значение за намаляване на рисковете.