Maksymalna wartość ciśnienia próbnego podczas prób hydraulicznych. Testy hydrauliczne i pneumatyczne rurociągów

Jedną z zalet jest to, że testy hydrostatyczne w rurach są jednymi z najbardziej skuteczne metody sprawdza i sprawdza, czy nie ma wycieków w określonej lokalizacji. Podczas testu można dokładnie sprawdzić, jak nienaruszone są połączenia i rurki. Jego siła i odporność na przeciwności presji to inne uwagi.

Do przeprowadzenia badań hydrostatycznych w rurach konieczne jest zatrudnienie firm posiadających kompetentny sprzęt i techników. Jednak analiza ma wyjątkową wartość, jednak jeśli nie zostanie wybrana poważna i skompromitowana firma, może zostać skompromitowana. Kilka segmentów przemysłu, a nawet domy, stosuje metodę oceny swoich rurociągów.

Aby dowiedzieć się więcej o testach hydrostatycznych w rurach

Testy hydrostatyczne rurociągów mogą testować istniejące wady materiałowe, korozję deformacyjną, właściwości mechaniczne połączenia i zidentyfikować możliwe punkty przebicia podczas używania duża liczba produkt. Pęknięcie naczynia ciśnieniowego podczas próby hydrostatycznej w rejonie, w którym początkowo nie było przyczyn pęknięcia, przyczyniło się do poszukiwania przyczyn źródłowych. W pracy przedstawiono metodologię analizy uszkodzeń w celu określenia przyczyn katastrofy statku. Pod koniec pracy wyświetlane są wyniki i omówienia analizy, a następnie wskazuje się przyczynę odmowy. Analiza awarii zbiornika ciśnieniowego. Będąc sprzętem o dużej odpowiedzialności, jego budowa musi być wykonana zgodnie z międzynarodowymi standardami. Awaria zbiorników ciśnieniowych podczas próby hydrostatycznej w regionie, w którym początkowo nie było powodu, skłoniła do poszukiwania przyczyny. W pracy przedstawiono metodologię analizy awarii, której celem jest zidentyfikowanie przyczyny awarii wazonu. Na zakończenie pracy przedstawiane są wyniki i omówienia analizy, a następnie wskazywana jest przyczyna luki. Wytrzymałość materiałów 03 Naprężenia wzdłużne i obwodowe 04 Przedstawienie problemu 06 Temperatura i obszar zgrzewu 08 Wcześniejsze pęknięcia 13 W tej kompleksowej definicji grupa ta obejmuje prosty szybkowar, a nawet najbardziej zaawansowane reaktor nuklearny. Statki wysokie ciśnienie stanowią znaczną część przemysłów wytwórczych – najwięcej ważne elementy, duża waga, rozmiar i koszt jednostkowy i może osiągnąć nawet 60% całkowitego kosztu materiałów i sprzętu. W przeciwieństwie do większości urządzeń, zdecydowana większość zbiorników ciśnieniowych nie znajduje się na przemysłowej linii produkcyjnej, ale jest zwykle wykonywana na zamówienie i dostosowana do określonego celu lub warunków pracy. Konstrukcja zbiornika ciśnieniowego obejmuje nie tylko wymiary, aby wytrzymać ciśnienie i obciążenia robocze, ale także wybory techniczne i ekonomiczne. odpowiednie materiały, procesy produkcji, szczegóły wewnętrzne i szczegóły. Jednak normy te są adekwatne do oceny nowych statków; niewłaściwe jest ich stosowanie podczas sprawdzania statków używanych. Ponieważ są to elementy ciśnieniowe, pojawia się problem z ich integralnością strukturalną, gdyż w ich zerwaniu wybuchowa dekompresja prowadzi do strat materialnych i może prowadzić do strat w ludziach. Cele Pęknięcie zbiornika ciśnieniowego pokazanego na rysunku 2, używanego jako sprężarka powietrza lekkiego, ryc. 1, podczas próby hydrostatycznej zwrócił uwagę na badanie analizy uszkodzeń. Celem tej analizy jest identyfikacja możliwe czynniki, co doprowadziło do zniszczenia tego sprzętu, aby można je było zrozumieć i wykorzystać jako źródło informacji zwrotnej dla projektanta. W ten sposób analiza usterek funkcjonuje jako narzędzie pracy, a nie tylko dochodzenie mające na celu znalezienie przyczyny incydentu. Rysunek 1: Zbiornik podłączony do sprężarki. Rysunek 2: Statek po rozerwaniu w próbie hydrostatycznej. 2 Struktura pracy Praca ma następującą strukturę: po wstępie przedstawionym w części 1, w części 2 zamieszczono korektę bibliograficzną obok teorii potrzebnej do opracowania pracy. W rozdziale 3 omówiono metodologię zastosowaną w pracy, wraz z przedstawieniem problemu i ważnych danych w jego rozwiązaniu. W rozdziale 4 przeprowadzana jest analiza usterek, w której szuka się przyczyny luki. Rozdział 5 kończy się omówieniem uzyskanych wyników. Mistrz Carlos Alberto Kassou z tytułem „Metodologia analizy awarii”. W tej technice przeprowadzamy analizę awarii krok po kroku, począwszy od pierwszego podejścia do złamania, sposobu postępowania, aż do odkrycia możliwych czynników, które doprowadziły do ​​awarii. Przed stworzeniem kodeksu, który standaryzował projektowanie zbiorników ciśnieniowych, wypadki związane z urządzeniami ciśnieniowymi były powszechne i zwykle miały poważne konsekwencje. Ta sekcja z kolei podzielona jest na trzy części. Rozdział 1 zawiera zasady budowy statków, które nie wymagają bardziej szczegółowej analizy siły roboczej, ich integralność zapewnia duży współczynnik bezpieczeństwa w obliczeniach. Rozdział 2 pozwala na lepszą analizę naprężeń eksploatacyjnych i umożliwia budowanie cieńszych statków, ponieważ wykorzystuje bardziej odpowiednie współczynniki bezpieczeństwa. Podsekcja 3 dotyczy statków o bardzo wysokim ciśnieniu. Kodeksy projektowe zostały ustanowione nie tylko w celu standaryzacji i uproszczenia obliczeń i projektowania zbiorników ciśnieniowych, ale przede wszystkim w celu zapewnienia minimalnych warunków bezpieczeństwa pracy. 3 Test hydrostatyczny Test hydrostatyczny to test stosowany do zbiorników ciśnieniowych i innych przemysłowych urządzeń ciśnieniowych, takich jak zbiorniki lub rurociągi, w celu sprawdzenia szczelności lub pewnego rodzaju pęknięcia. Testy te są przeprowadzane przy wyłączonym sprzęcie za pomocą nadciśnienie, przy użyciu nieściśliwego płynu, do 1,3-krotności maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia roboczego, symulując bardziej rygorystyczne warunki, aby zapewnić, że podczas normalnej pracy nie wystąpi awaria ani wyciek. Odporność materiałów Odkształcenie sprężyste i odkształcenie plastyczne Cały materiał poddany obciążeniu zewnętrznemu ulega odkształceniu. Odkształcenia te występują zarówno w kierunku obciążenia, jak iw kierunku poprzecznym. Po zdjęciu obciążenia materiał powraca do swoich pierwotnych rozmiarów lub następuje odkształcenie formy. Rysunek 3 przedstawia wykres odkształcenia. Jeżeli materiał zostanie obciążony od punktu początkowego O do punktu A, a po odciążeniu materiał wraca do swoich pierwotnych wymiarów, zjawisko to nazywamy odkształceniem sprężystym. Jeśli obciążenie zostanie przyłożone z punktu A do punktu B, po usunięciu obciążenia materiał powraca w linii prostej równoległej do linii OA i ulega trwałemu odkształceniu, wyrażonemu przez punkt C. Zjawisko to nazywa się odkształceniem plastycznym lub przepływem. Wszelkie pęknięcia materiałów pod obciążeniem, w których naprężenie jest większe niż jego wytrzymałość mechaniczna. Zachowanie w tym całym procesie może podzielić 4 materiały na dwa różne grupy. Materiały, które zawodzą bez ugięcia, są klasyfikowane jako kruche, kruche pękanie i zużywają mało energii przed pęknięciem. Te, które uginają się przed pęknięciem, nazywane są materiałami ciągliwymi, wykazują pękanie ciągliwe i mają wysokie zużycie energii przed pęknięciem. Na wykresie odkształcenia, jak pokazano na FIG. 3, materiały kruche ulegną uszkodzeniu przed osiągnięciem punktu A, a materiały ciągliwe po tym punkcie, to znaczy materiały kruche nie będą płynąć. Naprężenia wzdłużne i naprężenia kołowe Naprężenia normalne σ1 i σ2 pokazane na rysunkach 4 i 5 to główne naprężenia przyłożone do powierzchni naczynia ciśnieniowego. Naprężenie σ1 jest znane jako naprężenie obwodowe, a naprężenie σ2 jest znane jako naprężenie wzdłużne. Wnioskujemy, że naprężenie obwodowe σ1 jest dwukrotnością napięcia wzdłużnego σ. W badaniu zbiorników ciśnieniowych koncepcja ta ma fundamentalne znaczenie, ponieważ należy w jak największym stopniu unikać spawania i innych prac w kierunku wzdłużnym. Pracując algebraicznie na wyrażeniach, można je ująć w postaci naprężeń charakterystycznych. Wiadomo jednak, że często, nawet przy wysokim współczynniku bezpieczeństwa, awaria elementów lub konstrukcji następuje z powodu wad lub pęknięć przy obciążeniu znacznie niższym niż obciążenie projektowe. Z mechanicznego punktu widzenia zachowanie to jest charakteryzowane jako kruche i właśnie w tym momencie powstaje mechanika destrukcji, działająca jako narzędzie wsparcia i akceptacji dla projektów z pewną porażką. Mechanika pękania jest dodatkowym polem do wytrzymałości materiałów i ma na celu badanie krytyczności defektów. Mechanika pękania narzuca koncepcje i równania, aby określić, czy defekty mogą rozprzestrzeniać się katastrofalnie, tj. w sposób niezrównoważony, czy też mogą być kontrolowane i kontrolowane w stabilnej ewolucji, tak że nie ma potrzeby wymiany tego wadliwego sprzętu. Tak więc mechanika pękania nie dokonuje porównania naprężeń w celu przetestowania odporności materiału i tak, dokonuje porównania na podstawie innych parametrów. Ta metoda polega na sporządzeniu wykresu przedstawiającego dwa parametry. Jeśli punkt znajduje się poniżej krzywej, usterka nie jest uważana za krytyczną i urządzenie może nadal działać normalnie. Jeśli punkt znajduje się nad krzywą, luka jest uważana za krytyczną. Aby określić rodzaj pęknięcia lub jego bezpieczeństwo, rysuje się linię prostą od początku do punktu. Jeśli ten punkt znajduje się poniżej krzywej, odległość między krzywą a punktem jest uważana za bezpieczeństwo sprzętu, jeśli znajduje się poza krzywą, punkt, w którym linia przecina krzywą, wskazuje rodzaj mechanizmu zwijania. Wykorzystywane są do tego kompresory, które z kolei potrzebują zbiornika, potocznie nazywanego płucem powietrznym. Urządzenia te posiadają wyłącznik ciśnieniowy, który włącza sprężarkę, gdy tylko ciśnienie spadnie do ustawionej wartości i wyłącza ją, gdy tylko zostanie osiągnięte żądane ciśnienie. Jak już wspomniano, statek, o którym mowa w tej pracy, jest lekką przestrzenią powietrzną, zaprojektowaną pod kątem swoich wymiarów, aby wytrzymać określone ciśnienia i obciążenia. Na dnie korpusu naczynie posiada odpływ, który ostatecznie spływa do ścian naczynia, aby skroplić wodę i pod wpływem siły grawitacji spływa na dno naczynia, jeśli istnieje sposób na jego odprowadzenie. Drenaż ten musi być wykonywany często, ponieważ woda tworząca się na dnie naczynia ułatwia proces utleniania i korozji. Wysiłek może z czasem doprowadzić do znacznego rozdarcia, chociaż naczynie jest pomalowane od wewnątrz, aby zapobiec korozji. Inne ważny szczegół tego lekkiego powietrza ma podłużny szew wzdłuż boku. Fakt, że ta spoina znajduje się na burcie naczynia, nie był przypadkowy, biorąc pod uwagę, że lokalizacja spoiny jest najbardziej korzystnym obszarem do inicjowania uszkodzeń, ponieważ tam materiał poddawany jest zmianom mikrostrukturalnym i naprężeniom szczątkowym. Faktem jest, że procesy spawania są podatne na wady, takie jak brak penetracji, brak topnienia i inne. Z tego powodu spoina wzdłużna tego statku znajduje się na boku, ponieważ gdyby znajdowała się na dnie statku, efekty spoiny można by dodać do skutków korozji, dając większą szansę na pęknięcie. Na dnie nadal utrzymuje się ciśnienie słupa wody próby hydrostatycznej, co choć w tym przypadku bardzo małe obciążenie w stosunku do ciśnienia wewnętrznego, jest faktem ważniejszym, gdyż w tym miejscu statek doświadczył złamanie, 2 Sprawdź. Podczas oględzin naczynia przeprowadzono zewnętrzne oględziny pod kątem odkształceń, korozji lub pęknięć, następnie zmierzono grubość ultradźwiękami, a następnie wykonano próbę hydrostatyczną. Podczas pomiaru grubości stwierdzono, że zbiornik ciśnieniowy miał obliczone wymiary, grubość ścianki wahała się od 9 mm do 2 mm. Kalibracja naczynia na jego na zewnątrz był również zgodny z projektem, a naczynie było poziomym cylindrem w formie blatu. Po oględzinach zewnętrznych i kontroli grubości stwierdzono, że statek jest gotowy do prób hydrostatycznych. Następnie wykonywany jest test, podczas którego statek się rozbił. Rysunek 7 przedstawia duże odkształcenie plastyczne, które wystąpiło przed awarią. Po zerwaniu ponownie dokonano pomiarów jego grubości, zwłaszcza w rejonie pęknięć i stwierdzono minimalną grubość około 2,4 mm, co widać na rysunku. Rysunek 7: Dotkliwość strefy błędu. 3 Rysunek 8: Pomiar grubości w obszarze pęknięcia. Zbieranie danych Rysunek 9 przedstawia dane dostarczone przez producenta na etykiecie obok naczynia. Rysunek 9: Etykieta produkcji płuc. Analiza usterek bada wszystkie możliwości awarii sprzętu. W tej sekcji zobaczymy, że istnieje wiele czynników, które mogą prowadzić do pęknięcia naczynia ciśnieniowego. 1 Temperatura i obszar lutowania W zbiornikach wysokociśnieniowych o wysokim ciśnieniu może wystąpić niestabilność, jest to odkształcenie plastyczne, gdy metal jest poddawany stałym obciążeniom i wystawiony na działanie środowiska o wysokiej temperaturze powyżej temperatury topnienia stopu. Jeśli naczynie ciśnieniowe jest bardzo niskie temperatury, może to spowodować, że materiał będzie miał właściwości kruchego materiału, które są niepożądane w przypadku zbiorników ciśnieniowych. Żadna z hipotez dotyczących temperatury nie ma zastosowania do statku, o którym mowa, ponieważ pęknięcie miało miejsce podczas prób hydrostatycznych, a nawet podczas eksploatacji nie podlega znacznym zmianom temperatury. Obszar spoiny jest miejscem sprzyjającym powstawaniu pęknięć, gdyż obszar ten podlega zmianom w mikrostrukturze i jest miejscem występowania naprężeń szczątkowych, dlatego bardzo ważne dołączone zarówno do obliczeń rozliczeniowych, jak i czeków. Ponieważ obecny statek wdarł się w obszar bez spawów, możemy stwierdzić, że nie to jest przyczyną zawalenia się. 2 Wada materiałowa Cięcie naczynia ciśnieniowego W celu wykonania wszystkich niezbędnych badań w analizie uskoków konieczne było wycięcie pęknięcia w jego obrysie, Rys. 10, a także usunięcie części naczynia, z którego należy wykonać próbki do prób rozciągania. Nacięcia wykonano w odległości 50 mm od pęknięcia, aby ich analiza nie uległa pogorszeniu. Rysunek 10: Części wycięte z naczynia analitycznego. 9 Wybór sekcji i przygotowanie do analizy metalograficznej. Do analizy metalograficznej pobrano dwie części małego naczynia, jedną w kierunku wzdłużnym, a drugą w kierunku poprzecznym, i obie części zatopiono w bakelit zgodnie z rysunkiem. z bakelitu, dla którego kontroli znajdował się segment podłużny i poprzeczny. Po zatopieniu elementy należy przeszlifować przepuszczając różne ilości papieru ściernego, które różnią się chropowatością, to znaczy im większa ich liczba, tym mniejsze tarcie. Dlatego papier ścierny jest używany w jednym kierunku, a gdy osoba przechodzi z papieru ściernego na drugi, bakelit obraca się o 90 °. Przechodząc przez wszystko papier ścierny, konieczne jest wypolerowanie powierzchni w celu wyeliminowania bruzd analizowanego obszaru, a następnie przeprowadza się atak chemiczny 2% kwasem azotowym w etanolu w celu wizualizacji mikrostruktury pod mikroskopem. Ponieważ jest to materiał niskowęglowy, 13%, jak widać z poniższej analizy chemicznej, powstawanie ferrytu i perlitu można zaobserwować na fotografiach zrobionych przez mikroskop, ryc. Na zdjęciu widzimy również kierunek wlaminowania płytki w jej mikrostrukturę. Analiza chemiczna: Analiza awarii jest częścią analizy chemicznej części, aby upewnić się, że materiał spełnia zalecane specyfikacje. Analiza chemiczna części nie wymaga doskonałego przygotowania, jak ma to miejsce w przypadku analizy mikroskopowej. W analizie chemicznej usuwa się tylko część materiału, a w razie potrzeby usuwa się farbę i przeprowadza czyszczenie. Rysunek 13 przedstawia materiał, z którego próbki zostały przekazane do analizy chemicznej. Rysunek 14 pokazuje procent każdego chemiczny obecne w materiale, gdzie najważniejszym wynikiem jest zawartość procentowa węgla. Jeśli istnieje niewielka różnica między uzyskanymi wynikami a określonym składem, nie należy wnioskować, że takie odchylenie jest odpowiedzialne za awarię. Rysunek 13: Zdjęcie metalu po analizie chemicznej. Rysunek 14: Stężenie pierwiastków w zbiorniku ze stopem. Test twardości: Twardość Vickersa przeprowadzono w celu uzyskania wartości twardości materiału. Następnie mierzy się przekątne piramidy za pomocą mikroskopu i oblicza powierzchnię pochyłej powierzchni. Twardość Vickersa jest wynikiem separacji ładunku i powierzchni piramidy. Rysunek 15: Zdjęcie części po teście twardości Vickersa. W kawałkach w kierunku wzdłużnym naczynia i pięciu pomiarach twardości w kierunku poprzecznym wykonano pięć pomiarów twardości. Wyniki w kierunku wzdłużnym i poprzecznym nacięć były bardzo zbliżone, z czego można wnioskować, że twardość w obu kierunkach jest taka sama. Test wytrzymałości na rozciąganie: Głównym celem stworzenia tego testu na rozciąganie jest porównanie zmniejszenia grubości próbek ze zmniejszeniem grubości naczynia ciśnieniowego po zawaleniu. Testy rozciągania wymagały standardowych próbek testowych. Wybrane próbki do badań są typu połączenia i są wykonane zgodnie ze specyfikacją 1 na FIG. 16. Rysunek 16: Format próbek do próby rozciągania do próby rozciągania. Próba rozciągania to próba wykonywana na próbkach o wymiarach z góry określonych przez normę, w której rozciąganie jest przeprowadzane aż do zniszczenia. Za pomocą tego testu można zmierzyć kilka parametrów, co widać w tabeli. W tej tabeli można zobaczyć wyniki próby rozciągania dla trzech próbek testowych. Tabela 1: Wyniki próby rozciągania. Przy wartościach grubości próbek po próbach rozciągania osiągamy wyniki bardzo zbliżone do wartości grubości zmierzonych w obszarze pęknięcia. W próbach rozciągania odkształcenie jest wolniejsze, więc oczekuje się, że zmniejszenie grubości przed pęknięciem będzie większe niż w próbach hydrostatycznych, gdzie wartości ciśnienia rosną bardzo szybko, ponieważ używany płyn jest nieściśliwy. Wszystkie wyniki analizy materiałów są zgodne z wartościami lub substancjami oczekiwanymi przez projekt. W rzeczywistości bardzo niewielka liczba awarii wynika z wad materiału lub jego użycia w nieodpowiednich przypadkach. 3 Niewystarczająca korozja Jak wspomniano wcześniej, w lekkich sprężarkach powietrza woda jest generowana w wyniku kondensacji powietrza. Są to osady wody na ściankach naczynia i pod wpływem grawitacji opadają na dno. Aby rozwiązać ten problem, na dnie naczynia znajduje się odpływ, dzięki czemu często można odprowadzić wodę. Wiadomo, że często takie odwadnianie nie jest przeprowadzane z pożądaną częstotliwością, przez co zostanie ustalone, czy przyczyną zniszczenia może być korozja wewnętrzna. Po pęknięciu statku, wzdłuż pęknięcia stwierdzono mniejsze grubości jego kadłuba o wartości minimum 4 mm. Dlatego obliczenia zbiornika ciśnieniowego zostaną wykonane tak, jakby miał on grubość 4 mm w całym kadłubie, a zatem, jeśli zbiornik nie pęknie, wyklucza się hipotezę pęknięcia z powodu utraty grubości na skutek korozji. Nawet jeśli wierzchołki nie są uskokami, zostanie wykonane szybkie obliczenie wymaganej minimalnej grubości. W tym przypadku zastosowano zero, ponieważ pożądana jest znajomość minimalnej grubości. Tym samym minimalna grubość na szczytach wynosi 2,07 mm. Dlatego nawet w granicznym przypadku grubości 2,4 mm załamanie nie nastąpi na całym naczyniu. 4 Błąd projektowy. W sekcji 3, aby wytrzymać ciśnienie robocze, kontener musi mieć minimalną grubość 2,07 mm na górze i 2,37 mm na korpusie. Z przeprowadzonych obliczeń wywnioskowano, że wady typu pęknięcia nie mają decydującego znaczenia dla urządzenia z nimi cechy konstrukcyjne, a pęknięcie musi być wystarczająco duże, aby spowodować zawalenie się naczynia ciśnieniowego. Jednak wymagane rozmiary pęknięć zostaną pokazane w Tabeli 2 dla awarii. Omówiono trzy główne typy pęknięć: półeliptyczne, nieskończone i propagacyjne. Jeśli pęknięcie tej wielkości wystąpi podczas próby hydrostatycznej, zostanie wykryte przez wyciek wody. 6 Nadmierny nacisk Znaczny spadek grubości w obszarze wokół pęknięcia jest wyraźną wskazówką, że przed pęknięciem nastąpiło odkształcenie plastyczne materiału. Na podstawie wyników uzyskanych w próbie rozciągania, gdzie ubytek grubości próbek sięga 29%, a pomiar grubości w naczyniu po rozerwaniu dochodzi do 25%, można stwierdzić, że ta plastyczna konformacja była spowodowana obciążenia wewnętrzne w zbiorniku ciśnieniowym przekraczające naprężenia płynięcia materiału. To nadciśnienie może być spowodowane nieostrożnymi operatorami, źle skalibrowanym sprzętem, pewną blokadą połączeń, które docierały do ​​manometru, lub po prostu wadliwym działaniem manometru. 15 W analizie uszkodzeń postępuje się zgodnie z krokami opisanymi w tym artykule, aby uniknąć osadzania się przy określaniu przyczyny zawalenia. Na początku głównymi podejrzanymi o pęknięcie zbiornika były korozja i nadciśnienie, ponieważ wady materiałowe były rzadkie, a konstrukcja tego zbiornika ciśnieniowego nie była konstrukcją odosobnioną, ten sam sprzęt jest używany w wielu przypadkach w tych samych warunkach. Zmęczenie konstrukcji spawanych. Lizbona: Fundacja Calouste Gulbenkiana, Wprowadzenie do mechaniki ciało stałe. Analiza efektów prób hydrostatycznych w zbiorniku ciśnieniowym, praca magisterska. Metodyka analizy usterek, praca magisterska. Analiza awarii w zbiorniku ciśnieniowym. . Chcesz dowiedzieć się, czy Twoje wody zimne, gorące i termalne są naprawdę powiązane?