Kokių standartų turi laikytis slėgio bandymai?

Slėgio bandymus reglamentuojantys pagrindiniai pramonės standartai

Slėgio bandymų reglamentavimo teisės aktų sistema

Slėgio bandymų standartai sukuria apsaugos lygmenis, kurie apima kelias pramonės šakas, sujungdami viską – nuo federalinių taisyklių iki tarptautinių kodų bei specifinių gairių skirtingoms srityms. Pagal praėjusiais metais paskelbtus „Market Research Future“ duomenis, 2023 m. pasaulinė slėgio įrangos bandymų rinka pasiekė apie 14,2 mlrd. JAV dolerių, daugiausia dėl to, kad įmonės nuolat susiduria su vis griežtesniais saugos reikalavimais. Šioje srityje išsiskiria keletas pagrindinių standartų kūrimo organizacijų. Tai ASME katilų ir slėgio indų kodeksas (dažnai vadinamas BPVC), taip pat API apžiūros standartai. Be to, yra tokios priemonės kaip Europos Sąjungos Slėgio įrangos direktyva (PED), taikoma regioniniu mastu. Visų šių skirtingų protokolų bendra savybė yra tai, kad jie reikalauja stebėti naudotus medžiagų, vesti išsamią atliktų bandymų dokumentaciją ir atlikti apžiūras po bandymų, siekiant užtikrinti, kad sistemos galėtų išlaikyti sąlygas, su kuriomis susidurs dirbdamos realiomis eksploatacijos sąlygomis.

ASME BPVC: užtikrinant saugą katiluose ir slėgio induose

Pagal ASME BPVC 8 skyriaus 1 dalį, slėgio indai hidrostatinio bandymo metu turi išlaikyti apie 1,3–1,5 savo normalaus eksploatacinio slėgio. Atlikus pneumatinį bandymą, reikalavimai šiek tiek sumažėja, tačiau vis tiek reikalaujama, kad indai išlaikytų apie 1,1–1,25 konstrukcinio slėgio. Šiuo atveju sauga tampa dar svarbesnė, todėl nuotolinio stebėjimo sistemos dabar yra standartinė praktika. 2023 m. leidime buvo įdiegti gana reikšmingi pakeitimai. Nacionalinės katilų inspektorių tarnybos atliktais tyrimais buvo nustatyta neraminanti tendencija: beveik ketvirtadalis visų katilų gedimų prasidėjo dėl mažų suvirinimo defektų, kurių įprastinės apžiūros metu niekas nepastebėjo. Būtent tai paskatino pramonę priimti griežtesnius apžiūros reikalavimus, kuriuos matome šiandien.

ASME B31 serija: vamzdynų sistemų vientisumo pagrindas

B31 kodų šeima nustato slėgio bandymo ribas vamzdynų tinklams:

Sistemos tipas	Bandomojo slėgio daugiklis	Trukmė (valandos)
Energetikos vamzdynai (B31.1)	1,5x konstrukcinis slėgis	10
Technologiniai vamzdynai (B31.3)	1,25x konstrukcinis slėgis	4
Išimtys galioja trapiesiems medžiagoms ir aukštos temperatūros sistemoms, kurios gali reikalauti alternatyvių beardinių bandymų (NDT) metodų, tokių kaip fazių masyvo ultragarsas.

API 510 ir API 570: integracija apžiūros ir techninio aptarnavimo protokoluose

Amerikos naftos instituto standartai tarnauja kaip svarbūs ryšiai tarp to, kaip įranga projektuojama, ir to, kiek patikima ji lieka eksploatacijos metu. Pavyzdžiui, pagal API 510 reikalavimus, jau naudojami induose po dešimties metų būtina pakartotinai atlikti slėgio bandymus. Tuo tarpu API 570 nustato kasmetinius pneumatinio tikrinimo reikalavimus vamzdynams, naudojamiems siera vandenilio aplinkose. Pagal pramonės tyrimus, paskelbtus pernai, įmonės, kurios šiuos API nurodymus sujungė su proaktyvios techninės priežiūros technologija, pastebėjo žymų sumažėjimą susijusių su slėgiu gedimų. Vienas NIST tyrimas iš tiesų parodė apie 41 % mažesnį tokio tipo incidentų skaičių, kai tinkamai buvo laikomasi techninės priežiūros protokolų kartu su standartiniais reikalavimais.

ASME B31.1 ir B31.3 taikymas energijos ir technologinių procesų vamzdynų sistemose

ASME B31.1: Bandymo reikalavimai energijos vamzdynams energijos įrenginiuose

ASME B31.1 standartas nustato taisykles slėgio bandymams atlikti energijos tiekimo sistemose, naudojamose įvairiose energetikos įmonėse, įskaitant elektrinių objektus ir centralizuoto šildymo infrastruktūrą. Pagal šį standartą dauguma sistemų turi būti išbandytos hidrostatiniu būdu, kai jos presuojamos iki 1,5 karto didesnio slėgio nei numatyta projektavime, ir laikomos tokiame slėgyje bent dešimt minučių. Tačiau yra tam tikrų išimčių. Kai sistemoje paliekamas vanduo gali sukelti problemų eksplotacijos metu, įmonės gali pasirinkti pneumatinį bandymą. Tačiau tai reikalauja papildomų apsaugos priemonių, pvz., stebėjimo iš saugaus atstumo bei tinkamų slėgio reguliavimo vožtuvų montavimo, kad būtų užtikrinta sauga, jei kas nors sugestų.

Hidrostatiniai ir pneumatiniai bandymai pagal B31.1: procedūros ir išimtys

Hidrostatiniai bandymai pagal B31.1 reikalauja 90 % vožtuvo atvėrimo, kad būtų užtikrintas visiškas oro pašalinimas, o slėgio matuokliai turi būti kalibruoti su ±1 % tikslumu. Pneumatiniai bandymai leidžiami tik esant slėgiui žemiau 15 psi (1,03 bar) arba 10 % sistemos takumo stiprumo, priklausomai nuo to, kuris mažesnis. Abiem metodams reikalingas dokumentuotas siūlių ir atramų apžiūra prieš padidinant slėgį.

ASME B31.3: Slėgio bandymų protokolai cheminėse ir pramoninėse įmonėse

ASME B31.3 standartas nustato specifinius reikalavimus slėgio bandymams tais aukšto rizikos zonose, kur technologinės jungtys eina per chemines gamyklas ir perdirbimo įmones. Nors hidrostatinis bandymas esant 1,5 karto didesniam projektiniam slėgiui daugumai inžinierių lieka pageidautinu metodu, tačiau yra atvejų, kai leidžiamas pneumatinis bandymas, jei iškyla tikros problemos dėl skysčių užterštumo. Atlikdami šiuos bandymus, visos jungtys turi likti prieinamos visą procedūros trukmę. Ypač dėmesio skiriama trapiesiems medžiagoms, tokioms kaip stiklu dengtas plienas, kurios reikalauja ypač atsargaus slėgio didinimo kontrolės bandymo ciklo metu. Šie standartai padeda užtikrinti saugą pramonės aplinkose, kuriose dirbama su potencialiai pavojingomis medžiagomis.

Sistemos paruošimas, segmentavimas ir nutekėjimo kriterijai pagal B31.3 reikalavimus

B31.3 reikalauja, kad dideliems sistemoms būtų naudojami žvilgsnio užtvarai arba vamzdžių atkarpos, kad būtų galima atlikti valdomą bandymą. Leistinas nutekėjimas apibrėžiamas kaip „nematomi lašai“ hidrostatiniams bandymams ir nulinis slėgio kritimas (±0,1 %) per 30 minučių dujotiekio sistemoms. Po bandymo dokumentacija turi apimti slėgio diagramas, matavimo priemonių kalibravimo įrašus ir inspektorių sertifikatus.

Ypatingi niuansai šaldymo ir oro kondicionavimo vamzdynams (ASME B31.5)

Žemo slėgio sistemos ir įkrovos apribojimai šaldymo vamzdynuose

Šaldymo sistemos, veikiančios žemiau 150 psi, atliekant slėgio bandymus, patenka į ASME B31.5 reikalavimus. Jei šaldmenų kiekis nėra tinkamai valdomas, komponentai dažniau sugenda. Pagal standartą, daugumai sistemų hidrostatiniai bandymai turi būti atliekami esant 1,5 didesnio slėgio nei projektinis slėgis. Tačiau yra tam tikros lankstumo galimybės tiems, kurie naudoja A1 grupės šaldmenis, jei tik jie atlieka metinius slėgio patikrinimus, kad užtikrintų visišką sistemų vientisumą. Pernai paskelbti moksliniai tyrimai parodė ir tai, kad sistemos, turinčios daugiau nei 25 % šaldmenų kiekio, bet neturinčios atitinkamo slėgio išleidimo įrenginio, temperatūros pokyčių metu susiduria su apie 42 % daugiau gedimų. Šie rezultatai paskelbti „Journal of Piping Systems Safety“ žurnale.

Pneumatinių šaltnešių vamzdynų bandymo saugos gairės

Kai pneuminis bandymas pagal B31.5 yra neišvengiamas, standartas reikalauja:

• Neįtraukiamų į bandymą komponentų, tokių kaip kompresoriai, izoliavimas
• Slėgio padidinimas ±10 % nuo tikslinės vertės kas 15 minučių
• Privalomas slėgio išleidimo vožtuvų naudojimas, nustatytų 110 % virš bandymo ribos

Naujausi HVAC saugos nurodymai pabrėžia azoto naudojimą vietoj deguonies mišinių, kad būtų pašalinti degimo pavojai. Lauko duomenys rodo, kad atitinkančios sistemos išlaiko maksimalią leistiną nutekėjimo normą 0,5 %, palyginti su 2,1 % neatitinkančiose sistemose (Vamzdynų vientisumo ataskaita 2024 m.)

Geriausios praktikos komercinių oro kondicionavimo sistemų slėgio bandymuose

Šaldomo vandens kontūrams HVAC sistemose B31.5 atitikties bandymas apima:

Parametras	Minimalus reikalavimas	Tipiškas diapazonas
Bandymo trukmė	30 minutes	1–4 valandos
Temperatūros stabilumas	±2 °C per bandymą	±1 °C (šiuolaikinės sistemos)
Dokumentacija	Slėgis pagal laiką diagramos	Skaitmeniniai įrašai su GPS

Apmokyti technikai privalo patikrinti, ar visos flanšų jungtys atitinka SMACNA ortakių slėgio klasės ekvivalentus prieš paleidžiant į eksplotaciją.

Visuotiniai saugos reikalavimai atliekant slėgio bandymus

Pavojų mažinimas aukšto slėgio bandymo aplinkose

Slėgio bandymo operacijos reikalauja griežto laikymosi pavojų kontrolės protokolų, ypač kai sistemos viršija 15 % jų projektinių ribų. Pramonės standartai reikalauja:

• Slėgio išleidimo vožtuvų, kalibruotų su ±2 % tikslumu
• 360° apsaugos zonų, besiplečiančių 1,5 karto didesnius nei vamzdžio skersmuo
• Slėgio realiuoju laiku stebėjimo naudojant ASME sertifikuotus manometrus

2024 m. OSHA analizė parodo, kad 34 % bandymų incidentų kyla dėl nepakankamų pavojų vertinimų. Vamzdynų hidrotestavimo gairės dabar akcentuoja API RP 1173 rizikos valdymo sistemą, privalomai reikalaudamos priešbandyminių patikrinimų dėl medžiagos nuovargio modelių, flanšų nesuderinimo ir temperatūros sukeltos išsiplėtimo rizikos.

Personalo mokymas ir skubi reakcija atliekant slėgio bandymus

Reikalavimai kompetencijai slėgio bandymo brigadoms nuo 2020 m. padidėjo 27 %, o ASME QFO-1 sertifikatas dabar yra privalomas virš 300 psig esančių sistemų prižiūrintiems vadovams. Avarinių situacijų pratybos turi imituoti kritines situacijas:

Scenarijus	Reakcijos laiko tikslas	ASD reikalavimas
Staigus slėgio kritimas	90 sekundžių	C lygmens kvėpavimo aparatūra
Tarpinės sprogtis	<45 sekundės	Viso veido skydai + ugniai atsparios aprangos
Kontroliuojamas išleidimas	<120 sekundžių	Karščiui atsparios pirštinės

Pagal OSHA ataskaitą, 63 % slėgio bandymų incidentų susiję su ryšio sutrikimais, dėl ko vis plačiau naudojamos atsarginės įspėjimo sistemos, naudojančios vizualius ir garso signalus.

Projekto greičio ir saugos balansavimas lauko bandymų scenarijus

Lauko komandos, taikančios ASME B31.1, pasiekia 89 % laikymosi normų rodmenį, naudodamos fazinio bandymo metodus:

Faza 1

• Atskirų segmentų izoliavimo bandymas esant 110 % konstrukcinio slėgio
• 30 minučių stabilizavimo periodai

Faza 2

• Visos sistemos patvirtinimas esant 90 % bandomojo slėgio
• Infraraudonųjų spindulių nutekėjimo aptikimo apžvalgos

Šis metodas pagal 2023 m. energijos pramonės tyrimus sumažina bendrą bandymo trukmę 18 %, išlaikant reikalaujamą 1,5x saugos faktorių.

Dokumentavimas, atitikimas ir skaitmeninė sekama sistema bandymų procesuose

Būtini bandymų įrašai ir teisiniai reikalavimai auditams

Kai kalba eina apie slėgio bandymų dokumentus, jie turi atitikti pramonės standartus, tokius kaip ASME Section V ir ISO 9001. Bandymų žurnalai turėtų turėti tokias detales kaip laiko žymos, slėgio kreivių duomenys ir tie kalibravimo sertifikatai, kuriuos visi visada pamiršta. Auditorijai labai patinka matyti sekamus įrašus per apžiūras, todėl įsitikinkite, kad viskas tinkamai dokumentuota. Galvokite apie nutekėjimo greitį, suvirinimo tikrinimus ir tai, kaip sistemos buvo izoliuotos bandymo metu. Taip pat FDA pateikia labai konkretesnius reikalavimus. Pagal jų 21 CFR Part 820 taisykles medicinos prietaisų vamzdynui hidrostatinių bandymų ataskaitos turi būti saugomos bent du metus po montavimo. Taip, atitikimas nėra pasirinktinis, kai gyvybės priklauso nuo paciento saugos.

Atitikties skaitmenizacija: automatizuoto stebėjimo ir ataskaitų tendencijos

Šiuolaikinės debesijos platformos šiuo metu atlieka apie 90 % ASME B31.1 suderinamumo darbų dėl realaus laiko slėgio stebėsenos ir protingų dirbtinio intelekto sistemų, kurios aptinka nukrypimus dar prieš jiems tampa problemomis. Ši technologija glaudžiai bendradarbiauja su internetu prijungta bandymo įranga, kad būtų sukurti visi svarbūs audito dokumentai, atitinkantys API 570 standartus priedui A. Pramonės įmonės, kurios įdiegė šias sistemas, praneša, kad perkėlus skaitmeninius procesus, atitinkančius ISO 17025 gaires, pažeidimai sumažėjo maždaug tris ketvirtadalius. Šie darbo procesai automatiškai išsaugo aukštos raiškos vaizdo įrašus iš pneumatinio bandymo sesijų kartu su visais palaikančiais duomenų taškais, todėl apžiūros tampa žymiai sklandesnės visiems dalyvaujantiems asmenims.

Užtikrinant paruoštumą auditui ir visišką slėgio bandymų sekamumą

Naudojant blockchain technologiją, užtikrinančią komponentų įrašus nuo liejimo iki galutinio hidrotestavimo, gamintojai dabar tiesiogiai susieja medžiagų sertifikatus su suvirinimo schemomis per QR kodus. Šių procesų skaitmenizacija ženkliai sumažino problemas dėl neardomosios kontrolės (NDE) interpretacijų, kurios dažnai pasireiškia OSHA audito metu. Kai kurios įmonės praneša radikaliai sumažinusios paruošimą auditui – nuo apie 34 žmogaus valandų vienam sistemai iki mažiau nei dviejų valandų. Nepaisant šių efektyvumo pokyčių, įmonės vis dar išlaiko visišką matomumą savo remonto istorijoje per visą įrangos naudojimo ciklą, kas tampa vis svarbiau, kai reguliavimo reikalavimai toliau vystosi.

DUK

Kokie yra pagrindiniai slėgio bandymus reglamentuojantys standartai?

Pagrindiniai standartai apima ASME katilų ir slėgio indų kodeksą (BPVC), ASME B31 seriją, API 510 ir API 570. Šie standartai nustato slėgio bandymo protokolus įrangai ir užtikrina saugą bei atitiktį įvairiose pramonės šakose.

Kaip atliekamas slėgio bandymas pagal ASME BPVC?

Pagal ASME BPVC slėgio indui taikomas hidrostatinis bandymas esant 1,3–1,5 karto didesniam nei darbinis slėgis, arba pneumatinis bandymas esant 1,1–1,25 karto didesniam nei konstrukcinis slėgis. Šie bandymai užtikrina indų vientisumą.

Kokia yra ASME B31.1 ir B31.3 kodų svarba?

ASME B31.1 ir B31.3 pateikia rekomendacijas slėgio bandymams energijos tiekimo ir technologinių vamzdynų sistemose. Jie nurodo bandomojo slėgio reikalavimus ir procedūras, kad būtų užtikrinta sistemų vientisumas ir sauga energetikos bei pramonės objektuose.

Kokie saugos aspektai svarbūs atliekant slėgio bandymus?

Saugumas atlikant slėgio bandymus apima pavojų kontrolės protokolų laikymąsi, kalibruotų slėgio išleidimo vožtuvų naudojimą, apsaugotų zonų įrengimą ir personalo apmokymą. Svarbu laikytis OSHA nurodymų ir API RP 1173 rizikos valdymo sistemų, siekiant sumažinti rizikas.