La valeur maximale de la pression d'essai lors des essais hydrauliques. Essais hydrauliques et pneumatiques de pipelines

L'un des avantages est que les essais hydrostatiques dans les tuyaux sont l'un des plus méthodes efficaces vérifie et vérifie les fuites à un endroit précis. Pendant le test, vous pouvez savoir exactement dans quelle mesure les connexions et les tubes sont intacts. Sa solidité et sa résistance à l'adversité de la pression sont d'autres remarques.

Pour effectuer des essais hydrostatiques dans des canalisations, il est nécessaire de faire appel à des entreprises disposant d'équipements et de techniciens compétents. Cependant, l'analyse a une valeur unique, cependant, si une entreprise sérieuse et compromise n'est pas choisie, elle peut être compromise. Plusieurs segments de l'industrie et même des foyers utilisent la méthode d'évaluation de leurs pipelines.

Pour en savoir plus sur les essais hydrostatiques dans les canalisations

Les tests de tuyauterie hydrostatiques peuvent tester les défauts de matériaux existants, la corrosion par déformation, propriétés mécaniques connexions et identifier les points de perforation possibles lors de l'utilisation un grand nombre produit. La rupture d'un récipient sous pression lors d'un essai hydrostatique dans une région où au départ il n'y avait aucune raison à la rupture a contribué à la recherche des causes profondes. Ce travail présente une méthodologie d'analyse des défaillances pour déterminer les causes d'un accident de navire. À la fin des travaux, les résultats et les discussions de l'analyse sont présentés, puis le motif du refus est indiqué. Analyse des défaillances des réservoirs sous pression. S'agissant d'un équipement à haute responsabilité, sa construction doit être réalisée selon les normes internationales. La défaillance d'appareils sous pression lors d'un essai hydrostatique dans une région où il n'y avait d'abord aucune raison a stimulé la recherche d'une cause. Ce travail présente une méthodologie d'analyse de défaillance qui vise à identifier la cause de la défaillance du vase. À la fin du travail, les résultats et les discussions de l'analyse sont présentés, puis la raison de l'écart est indiquée. Résistance des matériaux 03 Contraintes longitudinales et contraintes circonférentielles 04 Représentation du problème 06 Température et zone de soudure 08 Fissures préexistantes 13 Dans cette définition globale, ce groupe comprend un simple autocuiseur et même le plus avancé réacteurs nucléaires. Navires haute pression constituent une part importante des industries manufacturières - les plus éléments importants, importants par leur poids, leur taille et leur coût unitaire, et pouvant atteindre jusqu'à 60 % du coût total des matériaux et des équipements. Contrairement à la plupart des équipements, la grande majorité des récipients sous pression ne se trouvent pas sur la chaîne de production industrielle, mais sont généralement fabriqués sur commande et dimensionnés pour répondre à un objectif particulier ou à des conditions de fonctionnement. La conception d'un appareil sous pression comprend non seulement des dimensions pour résister à la pression et aux charges de travail, mais aussi des choix techniques et économiques. matériaux appropriés, procédés de fabrication, détails internes et détails. Cependant, ces normes sont adéquates pour évaluer les navires neufs ; il est faux d'utiliser ces normes lors de la vérification des navires d'occasion. S'agissant d'éléments sous pression, il y a un problème d'intégrité structurelle, car dans leur rupture, la décompression explosive entraîne des pertes matérielles et peut entraîner des pertes humaines. Objectifs La rupture de l'enceinte sous pression illustrée à la figure 2, utilisée comme compresseur d'air léger, fig. 1, lors d'un essai hydrostatique, a attiré l'attention sur l'étude de l'analyse des défaillances. Le but de cette analyse est d'identifier facteurs possibles, ce qui a conduit à la destruction de ces équipements, afin qu'ils puissent être compris et utilisés comme source de remontée d'informations pour le concepteur. Ainsi, l'analyse des pannes fonctionne comme un outil de travail, et pas seulement comme une enquête visant à trouver la cause d'un incident. Figure 1 : Navire connecté à un compresseur. Figure 2 : Navire après rupture lors d'un essai hydrostatique. 2 Structure de l'ouvrage L'ouvrage est structuré comme suit : après l'introduction présentée dans la section 1, la section 2 contient une révision bibliographique à côté de la théorie nécessaire à l'élaboration de l'ouvrage. La section 3 traite de la méthodologie utilisée dans le travail, avec une présentation du problème et des données importantes dans sa résolution. Dans la section 4, une analyse de défaut est effectuée, où la cause de l'écart est recherchée. La section 5 se termine par une discussion des résultats obtenus. Master par Carlos Alberto Kassou avec le titre "Failure Analysis Methodology". Dans cette technique, nous effectuons une analyse de défaillance étape par étape, à partir de la première approche de la fracture, comment procéder, jusqu'à la découverte des facteurs possibles qui ont conduit à la défaillance. Avant la création du code qui normalisait la conception des récipients sous pression, les accidents d'équipement sous pression étaient courants et avaient généralement de grandes conséquences. Cette section, à son tour, est divisée en trois parties. La section 1 contient des règles pour la construction de navires qui ne nécessitent pas une analyse plus détaillée de la main-d'œuvre, leur intégrité est assurée par un facteur de sécurité important dans les calculs. La section 2 permet une meilleure analyse des contraintes de fonctionnement et permet de construire des navires plus minces car elle utilise des coefficients de sécurité plus appropriés. La sous-section 3 est utilisée pour les navires à très haute pression. Des codes de conception ont été établis non seulement pour normaliser et simplifier le calcul et la conception des appareils sous pression, mais surtout pour assurer des conditions de sécurité minimales pour le travail. 3 Test hydrostatique Le test hydrostatique est un test appliqué aux récipients sous pression et autres équipements sous pression industriels tels que les réservoirs ou les pipelines pour vérifier les fuites ou une sorte de rupture. Ces tests sont effectués appareil éteint à l'aide surpression, utilisant un fluide incompressible, jusqu'à 1,3 fois la pression de service maximale autorisée, simulant des conditions plus strictes pour s'assurer qu'aucune défaillance ou fuite ne se produit pendant le fonctionnement normal. Résistance des matériaux Déformation élastique et déformation plastique Tout matériau soumis à une charge externe subit une déformation. Ces déformations se produisent à la fois dans le sens de la charge et dans le sens transversal. Après avoir retiré la charge, le matériau retrouve sa taille d'origine ou suit avec une déformation de la forme. La figure 3 montre le graphique de déformation. Si un matériau subit une charge du point initial O au point A, et après la suppression de la charge, le matériau revient à ses dimensions d'origine, ce phénomène est appelé déformation élastique. Si une charge est appliquée du point A au point B, lorsque la charge est supprimée, le matériau revient en ligne droite parallèle à la ligne OA et va subir une déformation permanente, exprimée par le point C, Ce phénomène est appelé déformation plastique ou écoulement. Toutes ruptures de matériaux sous charges dont la contrainte est supérieure à sa résistance mécanique. Le comportement dans tout ce processus peut classer 4 matériaux en deux différents groupes. Les matériaux qui échouent sans affaissement sont classés comme cassants, fragiles et consomment peu d'énergie avant de se casser. Ceux qui cèdent avant la rupture sont appelés matériaux ductiles, présentent une rupture ductile et ont une consommation d'énergie élevée avant de se rompre. Dans le graphique de déformation de déformation tel que représenté sur la Fig. 3, les matériaux fragiles échoueront avant d'atteindre le point A et les matériaux ductiles après ce point, c'est-à-dire que les matériaux fragiles ne couleront pas. Tensions longitudinales et contraintes circulaires Contraintes normales σ1 et σ2 représentés sur les figures 4 et 5 sont les principales contraintes appliquées à la surface de la cuve sous pression. La contrainte σ1 est appelée contrainte circonférentielle et la contrainte σ2 est appelée contrainte longitudinale. Nous concluons que la contrainte circonférentielle σ1 est le double de la tension longitudinale σ. Dans l'étude des récipients sous pression, ce concept est fondamental, car les soudures et autres travaux dans le sens longitudinal doivent être évités autant que possible. En travaillant algébriquement sur des expressions, on peut les mettre en termes de contraintes caractéristiques. Cependant, on sait que souvent, même avec un facteur de sécurité élevé, la défaillance des composants ou des structures se produit en raison de défauts ou de fissures avec une charge nettement inférieure à la charge de conception. D'un point de vue mécanique, ce comportement est qualifié de cassant, et c'est à ce moment-là que surgit la mécanique de destruction, agissant comme un outil d'accompagnement et d'acceptation des projets ayant un certain échec. La mécanique de la rupture est un domaine complémentaire à la résistance des matériaux et vise à étudier la criticité des défauts. La mécanique de la rupture impose des concepts et des équations pour déterminer si les défauts peuvent se propager de manière catastrophique, c'est-à-dire de manière non durable, ou peuvent être maîtrisés et maîtrisés dans une évolution stable de sorte qu'il n'est pas nécessaire de remplacer cet équipement défectueux. La mécanique de la rupture ne fait donc pas de comparaison de contrainte pour tester la résistance d'un matériau, et oui, elle fait une comparaison basée sur d'autres paramètres. Cette méthode consiste à tracer un graphique représentant deux paramètres. Si le point est en dessous de la courbe, le défaut n'est pas considéré comme critique et l'équipement peut continuer à fonctionner normalement. Si le point est au-dessus de la courbe, l'écart est considéré comme critique. Pour déterminer le type de fissure ou sa sécurité, une ligne droite est tracée de l'origine au point. Si ce point est en dessous de la courbe, alors la distance entre la courbe et le point est considérée comme la sécurité de l'équipement, s'il est en dehors de la courbe, le point où la ligne croise la courbe indique le type de mécanisme d'effondrement. Les compresseurs sont utilisés pour cela, où ils ont à leur tour besoin d'un réservoir, communément appelé poumon d'air. Ces appareils disposent d'un pressostat qui allume le compresseur dès que la pression chute à la valeur de consigne et l'éteint dès que la pression souhaitée est atteinte. Comme déjà noté, le navire en question dans cet ouvrage est un espace aérien léger conçu pour que ses dimensions résistent à certaines pressions et charges. Au fond du corps, la cuve comporte un drain qui finit par s'écouler dans les parois de la cuve pour condenser l'eau et, sous l'effet de la gravité, elle s'écoule vers le fond de la cuve s'il existe un moyen de la vidanger. Cette vidange doit être effectuée fréquemment car l'eau qui se forme au fond de la cuve facilite le processus d'oxydation et de corrosion. L'effort peut entraîner des déchirures importantes au fil du temps, bien que le navire soit peint à l'intérieur pour décourager cette corrosion. Autre détail important de cet air léger est qu'il a une couture longitudinale le long de son côté. Le fait que cette soudure soit du côté de la cuve n'est pas fortuit, étant donné que l'emplacement de la soudure est la zone la plus propice à l'amorçage des ruptures, puisque c'est là que le matériau est soumis aux modifications microstructurales et aux contraintes résiduelles. Il n'en demeure pas moins que les procédés de soudage sont sujets à des défauts tels que le manque de pénétration, le manque de fusion et autres. Pour cette raison, la soudure longitudinale de cette cuve est sur le côté, car si elle était située au fond de la cuve, les effets de la soudure pourraient s'ajouter aux effets de la corrosion, donnant un plus grand risque de rupture. Au fond, il y a toujours la pression de la colonne d'eau de l'épreuve hydrostatique, qui, bien que dans ce cas une très petite charge par rapport à la pression interne, est un fait plus important, car c'est l'endroit où le navire a subi une fracture, 2 Vérifier. Lors de l'inspection de la cuve, une inspection visuelle externe a été effectuée à la recherche de déformation, de corrosion ou de fissuration, puis l'épaisseur a été mesurée par ultrasons, suivie d'un test hydrostatique. Lors de la mesure de l'épaisseur, il a été constaté que le récipient sous pression était dans les dimensions calculées, l'épaisseur de paroi variait de 9 mm à 2 mm. Étalonnage du navire sur son à l'extérieurétait également conforme à la conception, et le navire était un cylindre horizontal en forme de toupie. Après une inspection externe et une vérification de l'épaisseur, il a été constaté que le navire était prêt pour les essais hydrostatiques. Ensuite, un test est effectué au cours duquel le navire s'est écrasé. La figure 7 montre la grande déformation plastique qui s'est produite avant la rupture. Après la rupture, des mesures de son épaisseur ont de nouveau été prises, en particulier dans la zone des fissures, et une épaisseur minimale d'environ 2,4 mm a été trouvée, comme on peut le voir sur la figure. Figure 7 : Gravité de la zone de défaut. 3 Figure 8 : Mesure d'épaisseur dans la zone de la fissure. Collecte des données La figure 9 montre les données fournies par le fabricant sur une étiquette à côté du récipient. Figure 9 : Étiquette de production pulmonaire. L'analyse des défauts étudie toutes les possibilités de défaillance de l'équipement. On verra dans cette section que de nombreux facteurs peuvent entraîner une rupture dans un récipient sous pression. 1 Température et zone de brasage Dans les récipients à haute pression à haute pression, un emballement peut se produire, il s'agit d'une déformation plastique lorsque le métal est soumis à des charges constantes et exposé à un environnement à haute température au-dessus du point de fusion de l'alliage. Si le récipient sous pression est à très basses températures, cela peut donner au matériau des caractéristiques de matériau fragile qui ne sont pas souhaitables pour les récipients sous pression. Aucune des hypothèses de température ne s'applique au navire en question, la rupture étant en essai hydrostatique et même en exploitation, il ne subit pas de variations importantes de température. La zone de la soudure est un lieu propice à l'apparition de fissures, car cette zone est sujette à des modifications de la microstructure et est le lieu où les contraintes résiduelles sont présentes, donc grande importance attachés à la fois aux calculs de règlement et aux contrôles. Puisque le navire actuel a fait irruption dans une zone sans soudures, nous pouvons conclure que ce n'est pas la cause de l'effondrement. 2 Défaut matériel Découpe de la cuve sous pression Afin de réaliser tous les essais nécessaires à l'analyse des défauts, il a fallu découper une fracture dans son contour, figure 10, et également enlever une partie de la cuve, qui devait être réalisée en éprouvettes pour les essais de traction. Les coupes ont été faites à une distance de 50 mm de la fissure afin que leur analyse ne se détériore pas. Figure 10 : Pièces découpées du récipient d'analyse. 9 Sélection et préparation de la section pour l'analyse métallographique. Pour l'analyse métallographique, deux parties d'un petit récipient ont été prélevées, l'une dans le sens longitudinal et l'autre dans le sens transversal, et les deux parties ont été noyées dans la bakélite selon la figure. de bakélite, pour le contrôle duquel il y avait un segment longitudinal et transversal. Après l'enrobage, les pièces doivent être poncées en passant à travers différentes quantités de papier de verre, qui varient en fonction de leur rugosité, c'est-à-dire que plus leur nombre est élevé, moins il y a de frottement. Par conséquent, le papier de verre est utilisé dans un sens, et lorsqu'une personne passe d'un papier de verre à un autre, la bakélite tourne à 90°. Traversant tout papier de verre, il faut polir la surface pour éliminer les sillons de la zone à analyser, puis une attaque chimique avec de l'acide nitrique à 2% dans l'éthanol est réalisée pour visualiser la microstructure au microscope. Parce qu'il s'agit d'un matériau à faible teneur en carbone, 13%, comme le montre l'analyse chimique ci-dessous, la formation de ferrite et de perlite peut être vue sur les photographies prises au microscope, figure. Sur la photographie, on voit également le sens de laminage de la plaque dans sa microstructure. Analyse chimique : L'analyse des défaillances fait partie de l'analyse chimique des pièces pour s'assurer que le matériau répond aux spécifications recommandées. L'analyse chimique d'une pièce ne nécessite pas une excellente préparation, comme c'est le cas pour l'analyse microscopique. Dans l'analyse chimique, seule une partie du matériau est enlevée et, si nécessaire, la peinture est enlevée et un nettoyage est effectué. La figure 13 montre le matériau à partir duquel des échantillons ont été soumis pour analyse chimique. La figure 14 montre le pourcentage de chaque chimique présent dans le matériau, où le résultat le plus important est le pourcentage de carbone. S'il existe une légère différence entre les résultats obtenus et la composition spécifiée, il ne faut pas en conclure qu'un tel écart est responsable de l'échec. Figure 13 : Photo du métal après analyse chimique. Figure 14 : La concentration des éléments dans le récipient en alliage. Test de dureté : La dureté Vickers a été réalisée pour obtenir la valeur de dureté du matériau. Après cela, les diagonales de la pyramide sont mesurées à l'aide d'un microscope et l'aire de la surface inclinée est calculée. La dureté Vickers est le résultat de la séparation des charges et de la zone pyramidale. Figure 15 : Photographie de la pièce après le test de dureté Vickers. En morceaux dans le sens longitudinal de la cuve et cinq mesures de dureté dans le sens transversal, cinq mesures de dureté ont été réalisées. Les résultats dans les directions longitudinale et transversale des coupes étaient très similaires, d'où l'on peut conclure que la dureté dans les deux directions est la même. Essai de résistance à la traction : L'objectif principal de la création de cet essai de traction est de comparer la réduction d'épaisseur des éprouvettes avec la réduction d'épaisseur d'un récipient sous pression après l'effondrement. Les essais de traction nécessitaient des éprouvettes standard. Les éprouvettes sélectionnées sont du type connexion et sont réalisées conformément à la spécification 1 de la Fig. 16. Figure 16 : Format des éprouvettes de traction pour les essais de traction. L'essai de traction est un essai effectué sur des échantillons de dimensions prédéterminées par la norme, où la traction est effectuée jusqu'à la rupture. Avec ce test, plusieurs paramètres peuvent être mesurés, comme le montre le tableau. Dans ce tableau, vous pouvez voir les résultats des essais de traction pour les trois éprouvettes. Tableau 1 : Résultats des tests de traction. Avec des valeurs d'épaisseur d'éprouvette après essai de traction, on obtient des résultats très proches des valeurs d'épaisseur mesurées au niveau de la fissure. En essai de traction, la déformation est plus lente, on s'attend donc à ce que la réduction d'épaisseur avant rupture soit plus importante qu'en essai hydrostatique, où les valeurs de pression montent très rapidement car le fluide utilisé est incompressible. Tous les résultats d'analyse de matériaux sont conformes aux valeurs ou substances attendues par le projet. En effet, un très petit nombre de pannes sont dues à des défauts du matériau ou à son utilisation dans des cas inappropriés. 3 Insuffisance de corrosion Comme indiqué précédemment, dans les compresseurs d'air légers, de l'eau est générée en raison de la condensation de l'air. Ce sont des dépôts d'eau sur les parois du navire et, sous l'influence de la gravité, coulent au fond. Pour résoudre ce problème, il y a un drain dans le fond du récipient afin que l'eau puisse souvent être retirée. On sait que souvent un tel drainage n'est pas effectué à la fréquence souhaitée, et de ce fait, il sera établi si la corrosion interne peut être la cause de la destruction. Après la rupture du navire, des épaisseurs plus faibles de sa coque ont été trouvées le long de la fissure avec une valeur minimale de 4 mm. Par conséquent, le calcul du récipient sous pression sera fait comme s'il avait une épaisseur de 4 mm sur toute la coque, et donc, si le récipient ne se brise pas, l'hypothèse de rupture par perte d'épaisseur due à la corrosion est exclue. Même si les sommets ne sont pas des failles, un calcul rapide de l'épaisseur minimale requise sera effectué. Dans ce cas, zéro a été utilisé, car il est souhaitable de connaître l'épaisseur minimale. Ainsi, la valeur d'épaisseur minimale aux sommets est de 2,07 mm. Par conséquent, même dans le cas limite d'une épaisseur de 2,4 mm, l'effondrement ne se produira pas sur l'ensemble du navire. 4 Erreur de conception. Dans la section 3, pour résister à la pression de service, le récipient doit avoir une épaisseur minimale de 2,07 mm au sommet et de 2,37 mm au corps. D'après les calculs, il a été conclu que les défauts de type fissure ne sont pas d'une importance décisive pour un appareil avec ces caractéristiques de conception, et la fissure doit être suffisamment grande pour provoquer l'effondrement du récipient sous pression. Cependant, les tailles de fissures requises seront indiquées dans le tableau 2 pour la rupture. Trois principaux types de fissures ont été discutés : semi-elliptiques, infinies et de propagation. Si une fissure de cette taille se produit lors d'un essai hydrostatique, elle sera détectée par une fuite d'eau. 6 Pression excessive Une diminution significative de l'épaisseur dans la zone autour de la fissure est une indication claire que la déformation plastique du matériau s'est produite avant la rupture. Avec les résultats obtenus lors de l'essai de traction, où la diminution de l'épaisseur des échantillons atteint 29 % et la mesure de l'épaisseur dans le récipient après rupture, atteignant une diminution de 25 %, on peut conclure que cette conformation plastique était due à les charges internes dans le récipient sous pression dépassant les contraintes du flux de matière. Cette surpression peut être due à des opérateurs imprudents, à un équipement mal calibré, à un blocage des connexions qui atteignaient le manomètre, ou simplement à un dysfonctionnement du manomètre. 15 Dans l'analyse de défaillance, les étapes décrites dans cet article sont suivies pour éviter le tassement lors de la détermination de la cause de l'effondrement. Au début, les principaux suspects de rupture de cuve étaient la corrosion et la surpression, car les défauts matériels étaient rares et la conception de cette cuve sous pression n'était pas une conception isolée, le même équipement est utilisé dans de nombreux dans les mêmes conditions. Fatigue des structures soudées. Lisbonne : Fondation Calouste Gulbenkian, Initiation à la Mécanique corps solide. Analyse des effets des essais hydrostatiques dans un appareil sous pression, mémoire de maîtrise. Méthodologie d'analyse des défauts, mémoire de maîtrise. Analyse des défaillances dans une cuve sous pression. . Vous avez besoin de savoir si vos eaux froides, chaudes et thermales sont vraiment liées ?