Испытание труб из ПВХ под давлением: давление, время выдержки и ошибки, приводящие к разрушению соединений

Введение

Испытание трубопровода из ПВХ под давлением — это этап ввода в эксплуатацию, для которого существует письменная процедура, а не просто галочка, которую нужно поставить после того, как клей высохнет. Трубопроводы, которые лопаются, почти никогда не являются теми, размеры которых были рассчитаны неверно. Это те трубопроводы, где кто-то сократил время отверждения, пропустил установку вентиляционных отверстий в самых высоких точках или оставил установку под давлением на всю ночь “для уверенности”. Вот как следует проводить испытание, чтобы оно подтвердило исправность трубопровода, а не привело к его разрушению.

Что на самом деле предусматривает стандарт AWWA C605: испытательное давление и время выдержки

В отношении заглубленных напорных труб из ПВХ в Северной Америке в качестве нормативно-правового документа выступает ANSI/AWWA C605, в котором рассматриваются вопросы монтажа и гидростатических испытаний. Ознакомьтесь с ним перед составлением плана испытаний, поскольку целевое давление зависит от места проведения измерений.

Испытательное давление составляет не менее 1,5× максимальное рабочее давление, измеренное в самой низкой точке испытательного участка. Часто приводимое значение для самой высокой точки того же участка составляет 1.25×. Затем проводится испытание на герметичность — проверка системы подпитки — которое длится около 2 часов при максимальном рабочем давлении.

Время удержания зависит от диаметра. Труба под 400 мм (номинальный размер) обычно занимает от 1 до 3 часов; при диаметре 400 мм и более следует рассчитывать на полные 3 часа. Материал также влияет на ориентировочные сроки — далее следует проверка герметичности полиэтиленовых систем в полевых условиях ASTM F2164, а не C605, и порядок действий другой. Проводите испытания в соответствии со стандартом, соответствующим тому материалу, который вы фактически заложили в грунт, а не тому, который вы использовали в предыдущем проекте.

Это помогает разграничить две проверки, которые на самом деле предусматривает стандарт C605. Испытание под давлением подтверждает, что труба и соединения выдерживают нагрузку — прочность. Испытание на герметичность подтверждает их герметичность — пополнение воды. Это не одно и то же, и трубопровод может пройти одну проверку, но не пройти другую. Соединение, в котором не хватает растворительного клея, может выдерживать давление в течение некоторого времени, но при этом пропускать достаточное количество подпиточной воды, чтобы не пройти проверку на герметичность, в то время как слегка овальная труба может пройти проверку по объему воды, но не выдержать проверку на прочность. Проведите обе проверки, зафиксируйте результаты обеих и считайте прохождение проверки предварительным, пока результаты не будут зафиксированы в протоколе.

Проверяйте водой, но ни в коем случае не воздухом

Воздух не является испытательной средой в трубопроводе из ПВХ. При одинаковом давлении сжатый воздух аккумулирует гораздо больше энергии, чем вода, поэтому разрушение трубы из ПВХ под давлением воздуха является взрыв, а не утечка — осколки, а не лужа. Вода практически не сжимается. При разрушении энергия высвобождается на расстоянии нескольких дюймов, а не по всей комнате.

Такое всё равно постоянно происходит. Кто-то “экономит время”, подключая новый отрезок трубы к цеховому компрессору, труба трескается, и её кусок летит через цех. «Гидростатический» означает «водяной», и точка. Если участок не может быть заполнен водой в том месте, где он находится, он не готов к испытанию — это проблема с заполнением и доступом, а не повод использовать сжатый воздух.

Не подвергайте испытаниям неотвердевшие соединения, скрепленные растворителем

Соединения, склеенные растворителем, должны полностью отвердеть, а проведение испытаний в тот же день, когда было выполнено склеивание, является самой распространенной причиной разрыва соединений. Часто соединение сначала держится, но разрывается при увеличении давления, что является самым неблагоприятным вариантом, поскольку разрушение происходит, когда над ним стоят люди. Время отвердевания зависит от температуры и размера соединения и в холодную погоду занимает гораздо больше времени, чем указано на этикетке баллона.

Соблюдайте график. Попытка сэкономить время в данном случае даст вам всего один день, но поставит под угрозу весь участок, поскольку перерезка и повторная склеивание партии, которая не выдержала испытаний, обойдутся гораздо дороже, чем простое ожидание. Холодная погода может удвоить или утроить период лечения, особенно при соединениях большого диаметра. Учтите это в графике, а не делайте вид, что этой проблемы нет.

Закрепите концы или запустите колпачок сквозь стену

Незакрепленный испытательный колпачок на линии под давлением представляет собой снаряд с привинченным к нему манометром. Опорные блоки и концевые ограничители являются частью испытательной установки, а не дополнительным оборудованием. Та же логика применима к каждому изгибу, тройнику и изменению направления, поскольку эти фитинги оказывают значительное сопротивление, когда трубопровод находится под испытательным давлением.

Аварии на полевых установках чаще всего происходят на нефиксированных концах. Заглушка диаметром 6 дюймов, которая отрывается при давлении в несколько сотен фунтов на квадратный дюйм, будет лететь вперед, и ей будет все равно, кто окажется на пути. Перед созданием давления заблокируйте концы и держите всех в стороне от заглушек и фитингов, пока испытание находится под давлением. Сталь для фиксации стоит недорого, а жизнь пострадавшего члена бригады — нет.

Механические фиксаторы, стяжки и гибкие соединения необходимо установить до начала подачи воды. Если в участке имеются клапаны или фланцевые соединения, проверьте и эти узлы. Фланцевое соединение со старыми прокладками будет давать утечку при испытании, даже если все соединения, сварные растворителем, выполнены идеально, а поиск этой утечки после повторного вскрытия траншеи отнимет целый день работы и задействует всю бригаду. Проверяйте всю испытательную зону, а не только заглушки.

Заполняйте медленно, выпускайте воздух в верхней части и точно следите за уровнем подпиточной воды

Застрявший воздух — вот что вызывает скачок показаний манометра и приводит к получению ложных данных об утечке. Заполняйте участок медленно и продувайте его в самых высоких точках, чтобы воздуху было куда выходить. Только при медленном заполнении с действующими вентиляционными отверстиями в самых высоких точках показания по подпиточной воде будут иметь какой-либо смысл.

Как только секция заполнится и будет стравливана, доведите давление до испытательного и понаблюдайте, сколько воды потребуется добавить, чтобы поддерживать его. Это количество доливающей воды и является сигналом утечки. Резкие скачки давления на начальном этапе обычно означают, что воздух все еще уходит; небольшой, но постоянный утечка указывает на реальную утечку в соединении. Обращайте внимание на динамику, а не на первое значение — колебания показаний манометра говорят о том, что все еще воздух в трубопроводе, причём дело не в том, что труба вышла из строя.

Используйте откалиброванный манометр с диапазоном измерения, не превышающим примерно двойное значение испытательного давления. Использование манометра на 1 000 psi при испытании под давлением 200 psi не позволяет зафиксировать мелкие колебания, которые на самом деле дают представление о происходящем, и в итоге оператор вынужден полагаться на свои догадки. Регистрируйте давление и расход подпиточной воды через фиксированные промежутки времени, чтобы данные отражали динамику процесса на протяжении всего периода испытания, а не представляли собой единичный «снимок», сделанный кем-то на глаз.

ПВХ обладает вязкоупругими свойствами: не оставляйте установку на ночь

ПВХ подвержен ползучести. Если удерживать трубопровод под высоким давлением в течение длительного времени, он постепенно деформируется, поэтому оставление установки под давлением на ночь приводит к потере прочности участка трубопровода без какой-либо пользы. Проведите испытание в соответствии с техническими требованиями, зафиксируйте показатели и прекратите испытание. В данном случае более длительное испытание не означает большую безопасность — напротив.

Еще два правила, которые позволяют продлить срок службы труб. Следите за тем, чтобы испытательное давление никогда не превышало номинальное давление трубы при фактическая температура воды; указание номинальных характеристик для холодной воды в теплый день — это прямой путь к аварии. И не проводите испытания в морозную погоду. Хрупкий ПВХ, холодная вода и давление в системе — именно это и приводит к растрескиванию труб. Если грунт промерз или температура воздуха близка к нулю, дождитесь более благоприятных условий.

Порядок работ при засыпке также часто вызывает затруднения. В траншее труба, как правило, должна быть засыпана на достаточную глубину, чтобы не смещаться под давлением, но нельзя засыпать стыки, которые впоследствии могут потребовать ремонта. Практический порядок работ заключается в том, чтобы зафиксировать трубу, частично засыпать траншею, провести испытания и завершить засыпку только после того, как данный участок пройдет испытания — а не закрывать траншею и надеяться, что все получится.

Линии, в которых возникают сбои, как правило, выходят из строя одинаковым образом, и список таких сбоев невелик:

• Нетвердевшие соединения, склеенные растворителем — главная причина разрыва.
• Отсутствует фиксация осевого усилия на заглушках, изгибах и тройниках.
• В ловушке воздушные карманы которые вызывают скачок показаний датчика и подделывают данные об утечке.
• Превышение давления сверх номинального значения, скорректированного с учетом фактической температуры.
• Проведение испытаний ниже уровня промерзания или в морозы.
• Устройства подачи питания, которые никогда не были рассчитаны на работу в данной линии класс давления.

Один из важных моментов, который становится очевидным во время испытаний: каждая фитинговая деталь в участке трубопровода должна соответствовать тому же классу давления, что и сама труба. Если фитинговая деталь имеет более низкий класс давления, чем трубопровод, она выходит из строя во время испытаний, даже если труба не имеет дефектов, и вину за это возлагают на трубу. SAM-UK, экспортный бренд компании «Тайчжоу Чжуосинь Пластикс» (основанной в 1995 году в Тайчжоу, провинция Чжэцзян), производит ПВХ/уПВХ, ХПВХ, PPH и PPR трубы и фитинги, а также Шаровые и дроссельные клапаны из ПВХ производственная мощность составляет примерно 50 000 тонн в год, а срок выполнения заказов по стандартным программам и обслуживанию оригинального оборудования составляет 30 дней. Независимо от того, к какому поставщику вы обращаетесь, уточняйте характеристики каждого компонента класс давления в письменной форме до подписания плана тестирования — тест выявит любой элемент, который не вписывается в общую картину.

Ведите записи лаконично, но исчерпывающе: испытательное давление в нижней и верхней точках, температура воды, время выдержки, объем подпиточной воды на каждом интервале, а также имена свидетелей. При выполнении муниципальных работ этот журнал служит подтверждением того, что участок прошел испытания; в следующем проекте он станет исходным показателем, позволяющим определить, появилась ли медленная утечка недавно или существовала с самого начала. Тест без документального подтверждения — это всего лишь слух.