Гидравлические испытания запорной арматуры

Обновлено: 10.01.2025

Гидравлические испытания запорной арматуры

Для специальной арматуры нормы герметичности регламентируются специальной НТД.

Испытания ведутся при предписанных давлении, температуре среды, погрешностях оценки утечки.

Специалистами НПО «ГАКС-АРМСЕРВИС» разработаны универсальные испытательные стенды для испытаний общепромышленной и специальной запорной арматуры в цеховых условиях.
Описание и характеристики стендов для испытаний общепромышленной и специальной запорной арматуры приведены на сайте НПО «ГАКС-АРМСЕРВИС» в разделе «Испытательное оборудование» .

Среди специальных испытаний запорной арматуры наиболее информативными являются испытания на надежность.

Цель испытаний на надежность - обеспечение безотказной работы трубопроводной арматуры при действии на нее комплекса внутренних и внешних воздействий, возникающих в трубопроводе и вне его при эксплуатации технологических систем, агрегатов и установок.

Задачей испытаний является экспериментальное определение показателей надежности запорной арматуры при действии или моделировании комплекса внутренних и внешних воздействий.

Испытания проводят в заданных условиях. Они характеризуются основными параметрами рабочей, управляющей и окружающей сред (давлением, температурой, влажностью, расходом и т.д.). К этим параметрам при испытаниях предъявляются более высокие требования, чем указано в технических условиях или в задании на проектирование. В отдельных случаях допускается снижение параметров испытательной среды по сравнению с рабочими параметрами изделия, что вызвано ограниченными возможностями стендового оборудования.

При испытаниях запорной арматуры могут быть использованы все виды внутренних и внешних воздействий (гидравлические, пневматические, механические, электрические, климатические и т.д.). Полнота воздействующих факторов определяется нормативно-технической документацией на конкретный тип изделия и во многом зависит от глубины знания физических процессов, происходящих в изделии и его составных элементах во время эксплуатации.

Наиболее распространенными факторами, характеризующими многообразие воздействий на трубопроводную арматуру при испытаниях, являются: давление испытательной среды, ее температура и расход через затвор, крутящий момент на приводном устройстве, напряжение (ток) привода, температура и влажность окружающей среды, частота срабатывания и относительная скорость перемещения подвижных частей арматуры, герметичность затвора. Для оценки внутреннего состояния арматуры и ее составных элементов приняты требования конструкторской документации к деталям и узлам.

Отказами при испытаниях считаются события, заключающиеся в заклинивании подвижных частей запорной арматуры, появлении неустранимой утечки в неподвижных соединениях, потере герметичности затвора и сальника, разрыве сильфона или мембраны, разрушении резьбовых соединений, деталей, узлов, сварных швов и т.д.

Все отказы классифицируют на внезапные и постепенные. К внезапным отнесены отказы, характеризующиеся скачкообразным изменением одного или нескольких заданных параметров, к постепенным — отказы, вызванные старением и износом. Показатели долговечности - гамма-процентный ресурс до ремонта, назначенный полный ресурс и другие рассчитываются только по постепенным, а показатели безотказности - нижняя односторонняя доверительная граница наработки на отказ, нижняя односторонняя граница вероятности безотказной работы в течение заданного ресурса и другие - по постепенным и внезапным отказам. Исходными данными для расчета показателей надежности запорной арматуры являются: наработка до отказа или между отказами, количество отказов, время восстановления.

При испытаниях запорной арматуры на надежность наиболее широко применяют схемы нагружения, аналогичные схемам нагружения арматуры при испытаниях на герметичность затвора. Специальных ограничений или рекомендаций, касающихся характера нагружения объекта испытаний внешними и внутренними силами, не установлено, что, строго говоря, не может считаться нормальным. Как следствие этого, имеются отдельные частные методики, допускающие проведение испытаний без постоянного воздействия испытательной среды на трубопроводную арматуру. Среда используется только при контрольных испытаниях затвора после наработки заданного количества циклов без ее воздействия на элементы затвора. Естественно полагать, что показатели надежности, установленные при таких испытаниях, будут иметь достаточно низкую достоверность, что во многих случаях подтверждается практикой.

Нормативно-техническая документация на проведение испытаний на надежность достаточно скупо освещает такие важные вопросы, как измерение и анализ функциональных параметров трубопроводной арматуры и ее основных элементов, хотя именно эти параметры определяют работоспособность базовых узлов арматуры и всего изделия в целом. Решение только этих вопросов позволит вскрыть значительные резервы не только в повышении качества трубопроводной арматуры, но и определить принципиальные направления конструктивного, технологического и метрологического совершенствования производства арматуры. Чтобы реализовать эти резервы на практике при производстве трубопроводной арматуры, необходимо решить следующие задачи:
— установление всей полноты состава важнейших функциональных параметров, определяющих надежность трубопроводной арматуры и ее основных элементов на всех стадиях жизненного цикла;
— определение и нормирование для различных этапов технологического процесса и стадий жизненного цикла арматуры количественных уровней функциональных параметров с выявлением их граничных значений, за пределами которых наступает предельное состояние изделия;
— разработка методов и создание средств измерений, позволяющих оценивать значения функциональных параметров на основных этапах жизненного цикла трубопроводной арматуры.

Гидравлические испытания запорной арматуры

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ И КАВИТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Pipeline valves. Technique of the experimental definitions hydraulic and cavitation characteristics

Дата введения 2014-02-01

1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (ЗАО "НПФ "ЦКБА") и закрытым акционерным обществом "АРМЭКС"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 259 "Трубопроводная арматура и сильфоны"

В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных стандартов*:

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

- МЭК 60534-2-1:2011 "Клапаны регулирующие для промышленных процессов. Часть 2-1. Пропускная способность. Уравнения расчета расхода рабочих сред при параметрах эксплуатации" (IEC 60534-2-1:2011 "Industrial - process control valves - Part 2-1: Flow capacity - Sizing equations for flow under installed condition", NEQ);

- МЭК 60534-2-3:1997 "Клапаны регулирующие для промышленных процессов. Часть 2-3. Пропускная способность. Методики испытаний" (IEC 60534-2-3:1997 "Industrial - process control valves - Part 2-3: Flow capacity - Test Procedures", NEQ);

- МЭК 60534-2-4:2009 "Клапаны регулирующие для промышленных процессов. Часть 2-4. Пропускная способность. Пропускная характеристика и ее допустимые отклонения" (IEC 60534-2-4:2009 "Industrial - process control valves - Part 4: Flow capacity - Inherent flow characteristics and range ability", NEQ);

- МЭК 60534-4:2006 "Клапаны регулирующие для промышленных процессов. Часть 4. Контроль и типовые испытания" (IEC 60534-4:2006 "Industrial - process control valves - Part 4: Inspection and routine testing", NEQ);

- ИСО 4126-1:2004 "Предохранительные устройства для защиты от избыточного давления. Часть 1. Предохранительные клапаны" (ISO 4126-1:2004 "Safety devices for protection against excessive pressure - Part 1: Safety valves", NEQ)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трубопроводную арматуру, применяемую в технологических системах объектов, и устанавливает методику экспериментального определения на специализированных расходных стендах:

а) коэффициентов сопротивления (для запорной и обратной арматуры);

б) коэффициентов расхода (для предохранительной арматуры);

в) пропускной способности и пропускной характеристики в бескавитационном режиме (для регулирующей арматуры);

- кавитационных характеристик (для регулирующей арматуры):

а) коэффициентов кавитации;

б) коэффициентов критического перепада давления.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р ИСО 8573-1-2005 Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты

ГОСТ Р 52720-2007 Арматура трубопроводная. Термины и определения

ГОСТ Р 53402-2009 Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний

ГОСТ 12.2.085-2002 Сосуды, работающие под давлением. Клапаны предохранительные. Требования безопасности

ГОСТ 12893-2005 Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия

ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 17433-80 Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения, обозначения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 52720, ГОСТ 12893, ГОСТ 16504, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 арматура полнопроходная: Арматура, у которой площади сечений проточной части равны или больше площади отверстия входного патрубка.

3.1.2 давление настройки : Наибольшее избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.

Примечание - должно быть не менее рабочего давления в оборудовании.

3.1.3 давление полного открытия : Избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором совершается ход арматуры и достигается максимальная пропускная способность.

3.1.4 диапазон регулирования фактический : Отношение максимального значения пропускной способности к минимальному значению пропускной способности , в пределах которых сохраняется вид пропускной характеристики конкретного образца РА.

3.1.5 затвор обратный: Дисковый затвор, предназначенный для предотвращения обратного потока рабочей среды.

3.1.6 испытательная среда: Среда, используемая при экспериментальном определении гидравлических и кавитационных характеристик.

3.1.7 клапан невозвратно-запорный: Обратный клапан, в котором может быть осуществлено принудительное закрытие клапана.

3.1.8 клапан невозвратно-управляемый: Обратный клапан, в котором может быть осуществлено принудительное открытие, закрытие или ограничение хода клапана.

3.1.9 клапан обратный: Клапан, предназначенный для автоматического предотвращения обратного потока рабочей среды.

3.1.10 коэффициент кавитации (коэффициент начала кавитации ) : Безразмерный параметр, обуславливающий при заданной температуре рабочей среды перепад давления на регулирующей арматуре, при котором начинается отклонение расходной характеристики от линейной зависимости.

Примечание - - не рекомендуемый для применения термин.

3.1.11 коэффициент критического перепада давления : Безразмерный коэффициент, используемый для расчета критического перепада давления , соответствующего достижению критического расхода, остающегося постоянным независимо от увеличения перепада давления на регулирующей арматуре.

3.1.12 коэффициент расхода для газа : Отношение при одинаковых параметрах массового расхода газа через предохранительный клапан к расходу газа через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла клапана.

3.1.13 коэффициент расхода для жидкости : Отношение при одинаковых параметрах массового расхода жидкости через предохранительный клапан к расходу жидкости через идеальное сопло с площадью сечения, равной площади самого узкого сечения седла клапана.

3.1.14 коэффициент сопротивления : Отношение потерянного полного давления в арматуре к скоростному давлению (динамическому давлению) в расчетном сечении.

1 За расчетное сечение принимается проходное сечение входного патрубка арматуры диаметром, численно равным (в мм) номинальному диаметру .

2 Для однофазных сжимаемых сред формула может быть применена с приемлемой погрешностью при перепадах, составляющих не более 10% от величины давления газа (пара) на входе.

3 При одинаковых размерах входного и выходного патрубков арматуры потеря полного давления будет равна разности статических давлений.

3.1.15 критический перепад давления : Перепад давления, начиная с которого при его увеличении не происходит увеличения расхода несжимаемой жидкости.

3.1.16 область квадратичного сопротивления: Часть зоны турбулентного режима течения, при котором потери давления прямо пропорциональны коэффициенту сопротивления и средней скорости во второй степени [1].

3.1.17 полное давление: Сумма статического и скоростного (динамического) давлений.

3.1.18 пропускная способность , м/ч: Величина, численно равная расходу рабочей среды с плотностью 1000 кг/м, протекающей через регулирующую арматуру при перепаде давлений 0,1 МПа (1 кгс/см).

3.1.19 пропускная способность предохранительного клапана , кг/ч: Массовый расход рабочей среды через клапан.

3.1.20 пропускная способность относительная : Отношение пропускной способности на текущем ходе к условной пропускной способности.

3.1.21 пропускная способность условная : Пропускная способность на номинальном ходе.

Гидравлические испытания запорной арматуры

ГОСТ Р 53402-2009

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ИСПЫТАНИЙ

Pipeline valves. Methods of control and testing

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 33257-2015 с ГОСТ Р 53402-2009 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2010-01-01

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом "Научно-производственная фирма "Центральное конструкторское бюро арматуростроения" (ЗАО "НПФ "ЦКБА"), Научно-промышленной ассоциацией арматуростроения (НПАА) и Научно-производственным объединением "ГАКС-АРМСЕРВИС" (НПО "ГАКС-АРМСЕРВИС")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 259 "Трубопроводная арматура и сильфоны"

4 Настоящий стандарт соответствует международному стандарту ИСО 5208:2008* "Арматура трубопроводная промышленная. Испытание давлением" (ISO 5208:2008 (Е) "Industrial valves - Pressure testing of metallic valves") в части требований методики и основных параметров испытаний на прочность и плотность материалов и сварных швов, а также на герметичность затвора

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трубопроводную арматуру (далее - арматуру) и устанавливает виды и категории испытаний, методы основных (обязательных) испытаний и контроля и критерии оценки результатов основных испытаний. Основные испытания и контроль являются обязательными при проведении всех видов контрольных испытаний серийно изготовляемой арматуры, а также являются составной частью испытаний опытных образцов арматуры.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 15.201-2000 Система разработки и постановки продукции на производство. Продукция производственно-технического назначения. Порядок разработки и постановки продукции на производство

ГОСТ Р ИСО 8573-1-2005 Сжатый воздух. Часть 1. Загрязнения и классы чистоты

ГОСТ Р 52760-2007 Арматура трубопроводная. Требования к маркировке и отличительной окраске

ГОСТ 12.1.010-76 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.063-81 Система стандартов безопасности труда. Арматура промышленная трубопроводная. Общие требования безопасности

ГОСТ 15.309-98 Система разработки и постановки продукции на производство. Испытания и приемка выпускаемой продукции. Основные положения

ГОСТ 112-78 Термометры метеорологические стеклянные. Технические условия

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 356-80 Арматура и детали трубопроводов. Давления условные, пробные и рабочие. Ряды

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия

ГОСТ 5152-84 Набивки сальниковые. Технические условия

ГОСТ 5761-2005 Клапаны на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия

ГОСТ 5762-2002 Арматура трубопроводная промышленная. Задвижки на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия

ГОСТ 6359-75 Барографы метеорологические анероидные. Технические условия

ГОСТ 9544-2005 Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов

ГОСТ 11823-91 Клапаны обратные на номинальное давление PN25 МПа (250 кгс/см). Общие технические условия

ГОСТ 12893-2005 Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Общие технические условия

ГОСТ 13252-91 Затворы обратные на номинальное давление PN25 МПа (250 кгс/см). Общие технические условия

ГОСТ 13547-79 Затворы дисковые на до 2,5 МПа (25 кгс/см). Общие технические условия

ГОСТ 13837-79 Динамометры общего назначения. Технические условия

ГОСТ 17433-80 Промышленная чистота. Сжатый воздух. Классы загрязненности

ГОСТ 21345-2005 Краны шаровые, конусные и цилиндрические на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия

ГОСТ 21752-76 Система "Человек-машина". Маховики управления и штурвалы. Общие эргономические требования

ГОСТ 23866-87 Клапаны регулирующие односедельные, двухседельные и клеточные. Основные параметры

ГОСТ 24054-80 Изделия машиностроения и приборостроения. Методы испытаний на герметичность. Общие требования

ГОСТ 24570-81 Клапаны предохранительные паровых и водогрейных котлов. Технические требования

ГОСТ 25136-82 Соединения трубопроводов. Методы испытаний на герметичность

ГОСТ 25923-89 Затворы дисковые регулирующие. Основные параметры

ГОСТ 28343-89 (ИСО 7121-86) Краны шаровые стальные фланцевые. Технические требования

ГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования

ГОСТ 31294-2005 Клапаны предохранительные прямого действия. Общие технические условия

1 При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

2 Перечень зарубежных стандартов, использованных при разработке стандарта, приведен в приложении А.

3 Термины, определения, сокращения и обозначения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

герметичность: Способность арматуры и отдельных ее элементов и соединений препятствовать газовому или жидкостному обмену между разделенными средами.

герметичность затвора: Свойство затвора препятствовать газовому или жидкостному обмену между средами, разделенными затвором.

давление закрытия : Избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором после сброса рабочей среды происходит посадка запирающего элемента на седло с обеспечением заданной герметичности затвора.

давление настройки : Наибольшее избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором затвор закрыт и обеспечивается заданная герметичность затвора.

давление начала открытия : Избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором усилие, стремящееся открыть клапан, уравновешено усилиями, удерживающими запирающий элемент на седле.

Примечание - При давлении начала открытия заданная герметичность в затворе клапана нарушается и начинается подъем запирающего элемента.

номинальное давление PN: Наибольшее избыточное рабочее давление, выраженное в кгс/см, при температуре рабочей среды 293 К (20 °С), при котором обеспечивается заданный срок службы (ресурс) корпусных деталей арматуры, имеющих определенные размеры, обоснованные расчетом на прочность при выбранных материалах и характеристиках прочности их при температуре 293 К (20 °С).

давление полного открытия : Избыточное давление на входе в предохранительный клапан, при котором совершается ход арматуры и достигается максимальная пропускная способность.

Испытание на герметичность запорной арматуры.

В процессе изготовления арматуры могут иметь место дефекты материала деталей или погрешности обработки и сборки, которые снижают прочность конструкции или ухудшают эксплуатационные качества изделия. Для выявления этих дефектов и последующей их ликвидации арматура проходит гидравлическое испытание, которое выполняется в два этапа.

Первый этап: Гидравлическое испытание изделия на прочность, непроницаемость металла, неподвижных разъемных соединений и сальника.

Детали арматуры, изготовляемые отливкой, могут иметь такие дефекты, как песчаные и газовые раковины, пористость металла, трещины, разностенность в результате смещения стержня в литейной форме, остаточные внутренние напряжения. В сварных соединениях возможны непровар, трещины, пористость, смещение стенок, растрескивание околошовной зоны.

Для того чтобы гарантировать прочность детали и непроницаемость металла производят испытание на прочность.

Испытание проводят при пробном давлении, которое в 1,25-2 раза превышает условное давление. Испытание проводится водой при нормальной температуре, а наличие или отсутствие протечек выявляется внешним осмотром испытуемого изделия, по падению давления в замкнутом объёме или соответствующими приборами.

Давление обычно создается при помощи насосов. Продолжительность испытания устанавливается соответствующей технической документации. Время выдержки изделия под пробным давлением должно быть достаточным для осмотра и установления годности изделия. Пропуск воды и потение через металл и сварные швы не допускается.

Испытанию должны подвергаться все полости арматуры, заполняемые рабочей средой. Поэтому арматура испытывается при открытом положении запорного органа, но с заглушенными проходными отверстиями. Литые детали при испытании на прочность простукиваются свинцовым или медным молотком массой 1 кг с целью лучше выявить протечки.

Второй этап: Испытание запорного органа изделия на герметичность.

Испытание проводится для проверки качества притирки уплотнительных поверхностей деталей запорного органа арматуры. Одновременно контролируется качество сборки разъёмных соединений сальникового, сильфонного или мембранного узла.

В закрытом положении запорная арматура не должна пропускать среду из одной части трубопровода в другую, отделенную запорным органом.

Для обнаружения и измерения пропуска испытательной среды применяются различные методы и приборы. Наиболее просто обнаруживается пропуск при испытании водой. Пропуск определяется по количеству просочившейся воды. При испытаниях воздухом обнаружение пропуска может быть осуществлено путем его отвода по резиновой трубке в резервуар с водой. Для этого арматура со стороны контролируемого патрубка должна быть перекрыта заглушкой с резиновой прокладкой; заглушка снабжается штуцером для отвода воздуха. Для более точного измерения пропуска воздух по резиновой трубке отводится в стеклянную трубку или стеклянный сосуд с делениями, наполненный водой. Пропуск определяется по объёму вытесненной воздухом воды или по числу пузырьков в минуту. Обнаружить место пропуска можно и по появляющимся мыльным пузырям, если нанести кистью на контролируемое место мыльный раствор.

Дефекты запорной арматуры

Запорная арматура – это краны, задвижки, затворы и вентили, применяемые в коммунальных и промышленных трубопроводных системах. Срок службы этих устройств измеряется в десятках лет, надежность каждого изделия проверяют на предприятии с помощью испытательных стендов. Тем не менее, ситуации выхода из строя не исключены. Причины неисправностей: ошибки на производстве, неправильное хранение, транспортировка или нарушение правил монтажа. В работе трубопроводов возможны сбои, кроме этого устройство может выйти из строя из-за высокой степени износа.

Неисправности трубопроводной арматуры классифицируют по причинам, повлекшим за собой отказ:

производственные: брак связан с недостаточным техническим контролем на этапах изготовления или сборки деталей;
конструкционные: безопасность арматуры обеспечивается в период проектирования (параметры регулируются ГОСТ Р 63672-2009);
эксплуатационные: режимы работы устройств должны соответствовать пределам, указанным в технической документации.

Проверка неисправности трубопроводной арматуры производится:

заводом-изготовителем на заключительных этапах производства;
перед установкой на линию;
после монтажа и устранения аварий;
согласно графику плановых осмотров.

В коммунальных сетях ревизию проводят ежегодно в рамках подготовки к отопительному сезону и других профилактических мероприятий. Контроль функциональности в промышленных трубопроводных системах производится согласно отраслевым стандартам, частота зависит от категории трубопровода, агрессивности среды и других факторов.

Износ запорного клапана

Дефектация обычно включает следующие пункты:

Визуальный осмотр на наличие сколов, царапин, качества резьбы;
Проверка плавности хода: наносят мелом пометки и изменяют положение затвора на четверть оборота. Если уплотнительные поверхности функционируют нормально, мел стирается равномерно.
Контроль наличия всех составных частей в соответствии со спецификацией и чертежом общего вида;
Очистка от консервационной смазки, если изделие новое;
Устранение загрязнений;
Гидравлические испытания в положениях “открыто” и “закрыто”.

После проведения работ, составляют акт ревизии. Нормативно-техническая документация предусматривает текущий, стационарный и капитальный ремонт запорных устройств. Стоимость услуг в последнем случаем может равняться цене нового изделия.

Отказ запорной арматуры

Отказ – это неисправность одного или нескольких элементов, при которой дальнейшее использование устройства становится невозможным, требуется выполнение ремонтных работ или полная замена.

Частичный – негерметичность затвора, потеря плавности хода;
Полный – невозможность регулировки положения клапана, протечки через свищи в корпусе или сальники.

При эксплуатации трубопроводной арматуры ее износ происходит непрерывно. Детали подвергаются щелевой и питтинговой коррозии, воздействию кавитационных процессов. Старение также характерно для элементов из резины, в контакте с рабочей средой они теряют эластичность, становятся хрупкими. Причиной износа сальниковых набивок часто является высокая температура. Самыми опасными поломками считаются: коррозионное растрескивание стали и разрывы корпуса при высоком давлении.

По статистике отказ запорной арматуры – причина пятой части аварий, происходящих в промысловых и промышленных трубопроводах. В большей части случаев неисправности возникают вследствие человеческого фактора.

Неисправность задвижек и способы их устранения

В трубопроводной задвижке запорный элемент выполнен в форме клина или двух дисков. При вращении маховика прокручивается шпиндель, затвор перекрывает поток, герметично прилегая к уплотнительным седлам, размещенным с двух сторон.

Основные типы поломок:

Задвижка пропускает среду. Герметичность нарушается в связи с износом или загрязнением уплотнителей, образованием осадка или смолы в нижней части трубы. Следует разобрать механизм, очистить уплотнительные кольца, выбрать вариант притирки или замены. Иногда причиной становится недостаточное усилие маховика, его необходимо увеличить до расчетного. Если произошло отсоединение бронзовых колец, их устанавливают на место, закладывая асбестовую набивку или свинцовую проволоку.
Протечка в месте соединения корпуса с крышкой. Причина в повреждении уплотнителей или неполной затяжке болтов.
Среда протекает через сальник. Это происходит при недостаточной набивке или неверном выборе материала для сальниковой камеры, нарушении цилиндричности шпинделя.
Затвор перемещается с усилием и задержками. Загрязнения, осадочные отложения, плохая смазка или неисправность направляющих клина. Для устранения неисправности механизм полностью разбирают.
При повороте маховика ничего не происходит. Если остается неподвижным шпиндель, снимают маховик, формируют новые грани квадратного сечения напильником, восстанавливают наплавкой или заменяют деталь. При смещении шпонки шпиндель прокручивается, такая же ситуация, когда он выпадает из места сцепления с дисками.
Разрыв корпуса. Происходит из-за температурного удлинения, при котором металл испытывает повышенное напряжение. Иногда причина в производственном браке. Корпус восстанавливают сваркой.

Запорная арматура состоит из нескольких подвижных элементов, в ходе эксплуатации они испытывают разные нагрузки, поэтому износ бывает не одновременным. После проведения ремонтных работ осуществляют проверки функциональности затвора, работоспособности всех деталей и герметичности разъемных соединений. На заключительной стадии производят гидравлические испытания.

Методы испытаний трубопроводной арматуры

В процессе производства всегда возможны погрешности. Трубопроводную арматура соединяет ответственные участки сети, поэтому к ее качеству предъявляют строгие требования. Контроль необходим для сертификации, обеспечения гарантийных обязательств, получения достоверной информации о действительных технических характеристиках изделий.

Методика испытаний трубопроводной арматуры регламентирована ГОСТ 33257-2015. В документе изложены требования к персоналу, оборудованию, рабочим средам, прикреплены образцы сопроводительных документов.

Предусмотрено несколько категорий испытаний:

Обязательные;
Дополнительные;
Специальные.

Основные (обязательные) испытания – главная часть всех видов проверок: приемочных, приемо-сдаточных, эксплуатационных, квалификационных и других. К ним относят проверки следующих параметров:

Визуальный контроль;
Прочность корпуса и сварных швов под давлением;
Герметичность уплотнителей;
Герметичность затвора;
Функциональность.

Дополнительно оценивают гидравлические и вибростойкие качества, проводят испытания безопасности. Иногда этого недостаточно, поэтому для подбора арматуры в нефтегазовой или химической отрасли специалисты руководствуются конкретными стандартами ОСТ.

Гидравлические испытания арматуры трубопроводов

Испытание запорной арматуры на герметичность проводят на специализированном стенде. Арматуру устанавливают, наполняют рабочей средой и выдерживают установленный промежуток времени (не менее 1 минуты). Применяют следующие методы:

Гидростатический – с помощью жидких сред. Результат оценивают по наличию или отсутствию протечек и «потения». В жидкость можно добавить люминисцентные составы, которые визуально заметны в свете ультрафиолетовой лампы.
Манометрический – с применением жидких и газообразных сред. Оценку производят по измерениям давления в системе. Если показатели снизились, арматура не соответствует стандарту.
Пузырьковый – метод используют для обнаружения дефекта. Внутрь подают газ под давлением (воздух, азот, аргон, возможно применение других сред), изделие погружают в ванну и регистрируют появление пузырьков. Другой способ: покрыть корпус пенообразующим составом. При утечке воздуха дефект станет визуально заметен.
Масс-спектрометрический – применяют гелиевый течеискатель.

Схема стенда для пузырькового контроля герметичности

Абсолютная герметичность нужна не во всех случаях. Для трубопроводов, транспортирующих взрывоопасные, воспламеняющиеся и иные вещества, предусмотрены разные классы герметичности. По согласованию с заказчиком для проведения тестов используют другие среды.

Механические испытания арматуры на прочность

В зависимости от условий эксплуатации изделий проводят дополнительные испытания на прочность запорной арматуры (на хладостойкость, огнестойкость, воздействие морского тумана и другие). К механическим испытаниям относят устойчивость к вибрациям и ударным нагрузкам.

Длительные динамические нагрузки могут существенно сократить срок службы водопроводной арматуры или быстро вывести ее из строя. В ходе испытания применяют разные виды вибраций: узкополосные, широкополосные, с фиксированными и качающимися частотами. Проверка необходима для использования в сейсмически-опасных районах и на производствах, где оборудование подвергается вибрационному воздействию.

Ударостойкость проверяют следующими методами:

Длительные ударные нагрузки;
Одиночный сильный удар.

Результат определяют по сохранению герметичности и функциональности. Технические условия транспортировки и хранения каждого вида арматуры устанавливает производитель. Например, изделия из углеродистой и нержавеющей стали хранятся отдельно. Каждые полгода упаковку вскрывают для замены смазки.

Испытательное оборудование

В зависимости от направления деятельности производителя и объемов производства предусмотрены типовые конструкции стендов, возможно проектирование по специальным запросам.

Кроме стендов необходимо вспомогательное оборудование:

Пневмогидравлические насосные станции;
Компрессорные установки;
Емкости для хранения и рециркуляции рабочих сред;
Блоки или установки вакуумирования;
Адаптеры, уплотнительные пластины, плиты;
Системы видеонаблюдения, регистрирующие устройства.

Комплексный подход к контролю качества позволяет быстро выявлять неточности в работе производственных линий, разрабатывать новые модели арматуры, производить изделия по индивидуальным заказам.

Читайте также: