Виды испытания трубопроводной арматуры

Федеральное агентство  по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального  образования

Курганский  государственный университет

Технологический факультет

Кафедра АТПП

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

По дисциплине: «Выбор, эксплуатация и ремонт трубопроводной арматуры»

Виды испытания  трубопроводной арматуры.

 

 

 

 

Студент  Савельев В.И.

Группа   Т3-6149с

№ зач. кн.  391017

Преподаватель Иванова И.А.

 

 

 

 

г. Курган 2012 г.

Содержание

 

Введение            3

1. Систематизация и характеристика видов испытаний трубопроводной арматуры.             4
2. Испытания при разработке и производстве.      7
3. Испытания при входном контроле и ремонте.     25

Литература            29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведение

Развитие рыночных отношений, выдвижение на перый план решение задач повышения экономической эффективности производства, перспективы вступления России во Всемирную торговую организацию настойчиво требуют непрерывного совершенствования качества продукции на всех стадиях ее существования. В полной мере это относится к трубопроводной арматуре, которая является важным составным элементом технологических систем химических, энергетических, тепловых, транспортных и других производств и установок. При выполнении служебных функций в сложных эксплуатационных условиях трубопроводная арматура определяет безопасность, параметрическую надежность и экономическую эффективность использования трубопроводных систем.

Для обеспечения и  постоянного поддержания безопасности и высокой экономической эффективности  производств проводят организационно-технические мероприятия. Предпочтение отдается первоочередному внедрению входного контроля, который используется не только в цикле создания продукции, но также при поступлении на предприятия готовой продукции и последующего введения ее в эксплуатацию. Входной контроль является действенным барьером на пути недоброкачественной продукции, что признано мировой практикой и отражено во многих международных стандартах.

Испытания являются центральным  элементом систем не только для оценки качества на стадии создания новых образцов, но также для контроля и поддержания стабильности качества процессов производства и всестороннего совершенствования качества на других важнейших стадиях существования арматуры. Одним из главных достоинств процессов испытаний является экспериментальное определение показателей качества арматуры, что неразрывно связано с созданием и постоянным совершенствованием методологической основы испытаний и технической базы их проведения, содержащей испытательное оборудование, оснастку, средства измерений и контроля показателей качества.

1. Систематизация и характеристика видов испытаний трубопроводной арматуры

Трубопроводная арматура является составным элементом технологических систем химических, энергетических, тепловых, транспортных, силовых и других производств и установок с чрезвычайно широким диапазоном параметрических характеристик. В этих системах транспортируется вода холодная и горячая, пар насыщенный и перегретый, химические материалы в виде продуктов, полупродуктов или отходов, жидкие металлы и расплавы солей, газы различного агрегатного состояния и т.д. Рабочие среды могут находиться под избыточным давлением до многих сотен атмосфер и при температурах от близких к абсолютному нулю до тысяч градусов.

В реальных условиях эксплуатации трубопроводная арматура как функционально обособленный объект подвергается многочисленным внутренним и внешним воздействиям. Внутренние воздействия связаны с режимом технологического процесса, протекающего внутри системы. Внешние воздействия не связаны с режимом технологического процесса и зависят от факторов, характеризующих технологию монтажа арматуры, конструктивную форму трубопровода, места и характер расположения арматуры в системе, общие условия эксплуатации системы. Они проявляются в виде сжимающих и растягивающих сил и изгибающих моментов, действующих на присоединительные поверхности арматуры, ускорений, вибраций, атмосферных явлений.

До недавнего времени  система испытаний трубопроводной арматуры была построена в соответствии с основными положениями системы государственных испытаний продукции. Развитие рыночных отношений, либерализация взаимодействий предприятий и государственных надзорных органов, появление новых законодательных актов приводят к расширению инициативы предприятий в вопросах создания и производства продукции с одновременным возрастанием ответственности за качество и безопасность использования произведенной или отремонтированной продукции. Фундаментальная основа современной системы испытаний трубопроводной арматуры представлена на рис. 1.

Организационной основой системы испытаний арматуры являются:

1. ведомственные испытательные центры со своими испытательными базами и полигонами;
2. испытательные подразделения предприятий, производящих, потребляющих и ремонтирующих арматуру;
3. независимые сертификационные органы со своей сетью испытательных лабораторий и подразделений.

Нормативно-технической  основой системы испытаний арматурой  являются следующие нормативно-технические документы.

1. Правила и устройства безопасной эксплуатации трубопроводных систем различных видов производств;
2. Государственные стандарты и технические условия на различные классы и типы трубопроводной арматуры;
3. Отраслевые стандарты и руководящие документы на арматуру;
4. Стандарты предприятий, технологические рекомендации и правила.

Техническую основу испытаний  образуют средства испытаний, объединяющих следующие элементы.

1. Испытательные стенды с вспомогательным оборудованием для установки крепления и обеспечения условий испытаний.
2. Испытательная оснастка как наиболее упрощенная совокупность технических средств испытаний (заглушки, подставки, захваты).
3. Пробные вещества для испытаний и средства обеспечения заданных параметров пробного вещества (испытательной среды) при испытаниях.
4. Средства измерений и регистрации объектов испытаний, пробного вещества и воздействий.

Специфика испытаний  трубопроводной арматуры состоит в  том, что основой определения качественных свойств арматуры являются пневмогидравлические испытания. Какие бы испытания не проводились - ресурсные, типовые, периодические и т.д. они всегда завершаются пневмо- гидравлическими испытаниями, которые можно объединить общим термином - испытания на герметичность. По определению стандарта (ГОСТ 24054) герметичность - свойство конструкции или материала препятствовать проникновению жидкости, газа или пара.

2. Испытания при разработке и производстве

Процесс создания новых  изделий, в том числе, новых типов  и конструкций трубопроводной арматуры имеет длительный цикл. Основную часть этого времени занимают испытания. Это исследовательские, проводимые в лабораториях с использованием макетов, доводочные, сравнительные, определительные, ведомственные, эксплуатационные, после которых принимается окончательное решение о возможности широкого использования в эксплуатационных условиях.

Рыночные условия и  в этот процесс вносят свои коррективы, сокращая эти сроки за счет исключения отдельных видов испытаний. Это  не всегда дает конечный положительный  результат. На страже интересов пользователей  стоят ведомственные и межведомственные контрольные органы, не допускающие без проведения ведомственных испытаний использование трубопроводной арматуры.

Постоянно действующим  и, пока, неизменным является процесс  испытаний, завершающий технологический цикл изготовления арматуры у производителя и завершающий цикл у пользователей арматуры после завершения технологического процесса ремонта. Структура этой части испытаний трубопроводной арматуры представлена на структурной схеме рис. 2. Особенностям и специфике процессов испытаний на финишной стадии изготовления и ремонта арматуры и будет уделено внимание в этом разделе.

Испытания на прочность деталей, узлов, изделий. Цель испытаний - получение достоверной информации, позволяющей производителям, потребителям, надзорным органам быть уверенными, что обеспечена прочность и целостность конструкции арматуры и ее элементов при действии жидких и газообразных сред, находящихся под избыточным давлением до критического и критического значений, возникающих внутри трубопроводной арматуры при эксплуатации трубопроводных систем технологических установок и агрегатов.

Рис.2. Структурная  схема испытаний промышленной трубопроводной арматуры в производственном цикле  изготовления

 

Задачей испытаний является экспериментальная проверка целостности  конструкции арматуры и ее элементов, получение качественных или количественных характеристик свойств объекта, воспринимающего действия силовых факторов, возникающих как при эксплуатации, так и при моделировании эксплуатационных условий работы трубопроводной арматуры. Количественный уровень силовых факторов при моделировании процесса эксплуатации устанавливается с превышением над нормативным режимом эксплуатации на регламентированную величину.

Применяют два взаимно  дополняющих метода испытаний. Первый заключается в испытаниях материала деталей и сварных швов. Основными критериями здесь являются пределы пропорциональности, текучести, прочности, выносливости, стойкость к межкристаллитной коррозии. Основные виды воздействий на образцы - механические, химические, электромагнитные и др.

Второй метод состоит в экспериментальной проверке прочности конструкций, деталей, узлов, сборок. Основной вид воздействия гидравлический. Процесс ведется при нормальной температуре (Т= 20 ± 5°С). В качестве рабочей (пробной) среды используется жидкость, чаще всего техническая вода и в особых случаях керосин. Испытаниям подвергаются все элементы изделия, воспринимающие действия внутреннего избыточного давления рабочей среды. Производители трубопроводной арматуры, имеющие достаточно высокий технологический уровень, испытания на прочность проводят дважды в полном технологическом цикле изготовления арматуры.

Первый раз испытаниям на прочность подвергаются корпусные  заготовки после предварительной механической обработки. Чаще всего это заготовки корпусов и крышек арматуры, полученные методом литья (рис.3)

Перед началом испытаний  внутренние полости объектов герметизируются заглушками и заполняются пробной средой. Для обеспечения безопасности одновременно с заполнением из полостей полностью удаляется воздух. Затем давление р доводят до величины критического уровня. Под избыточным давлением объект испытаний находится заданное время (тп), после чего его обследуют и оценивают с позиции целостности конструкции. Одновременно ведется контроль изменения давления рабочей среды относительно начала времени испытаний. Объект испытаний считается годным, если не обнаружены разрушения конструкции, остаточные деформации, влияющие на регламентированные размеры, и давление рабочей среды на момент начала испытаний равно давлению среды на момент освидетельствования.

Второй раз испытаниям на прочность подвергаются собранные  изделия в процессе подготовки и  проведения приемо-сдаточных испытаний  арматуры (рис. 4).

При осуществлении  ремонта арматуры испытания на прочность  осуществляются только один раз при подготовке и проведении приемосдаточных испытаний арматуры в сборе.

Для обеспечения безопасности при испытаниях арматуры в сборе  осуществляются процедуры удаления воздуха из всех полостей изделия.

а) крышка задвижки; б) корпус задвижки; в) объединенные для испытаний корпус и крышка задвижки. 1, 1а - объект испытаний; 2 - заглушка; 3 - манометр; 4 - запорный клапан для удаления воздуха; 5 - запорный клапан на нагнетающей ветви трубопровода; 6 - источник обеспечения давления пробной среды; 7- нагнетающий трубопровод; 8 - трубопровод удаления воздуха

Испытания иа гидравлическую плотность материала  корпусных деталей и сварных  швов.

Цель испытаний - получение  достоверной информации, позволяющей  производителям, потребителям и надзорным  органам быть уверенными, что обеспечено достижение гидравлической плотности материала корпусных деталей и сварных швов при действии жидких и газообразных сред, находящихся под избыточным давлением до критического и критического значений.

Задачей испытаний  является экспериментальная проверка действия избыточного давления жидких и газообразных сред на гидравлическую плотность материала корпусных деталей и сварных швов, принятие мер по устранению неплотностей в случаях их обнаружения и формирование достоверной информации о результатах испытаний.

При испытаниях гидравлическая плотность основного материала  и материала сварных швов оценивается либо качественно, либо количественно. При качественной оценке испытания сводятся к обнаружению мест сквозного проникновения среды через дефекты материалов и устранению последних. При количественной оценке решается та же задача, но на основе установления количественной величины среды, прошедшей через сквозные дефекты материала корпусных деталей и сварных швов. В качестве критерия принимается падение давления на величину Ар за промежуток времени (тп) с учетом объема V заполняемых средой полостей объекта испытаний. В качестве рабочих (пробных) сред наиболее широко используются в соответствии с требованиями нормативной документации техническая вода, керосин, воздух, газовые смеси с фреоном и гелием. Испытаниям подвергаются все элементы изделия, непосредственно воспринимающие давление среды. Эти испытания проводятся только после завершения испытаний на прочность и могут совмещаться с ними при гидроиспытаниях. Схемы нагружения аналогичны схемам рис.4. Если нормативной или технической документацией допускается проведение испытаний на гидравлическую плотность материала водой или керосином, то чаще всего они совмещаются с испытаниями на прочность. В этом случае при обследовании объекта испытаний ставится задача обнаружения мест проникновения рабочей среды через структуру материала. Осуществляется это визуально с одновременным контролем падения давления