Максимальний розмір пробного тиску при гідравлічному випробуванні. Гідравлічні та пневматичні випробування трубопроводів

Одна з переваг полягає в тому, що гідростатичний випробування в трубах є одним з найбільш ефективних методівперевірки та перевірки наявності витоку у певному місці. Під час тесту можна точно дізнатися, наскільки цілісні з'єднання та трубки. Його міцність та стійкість до негараздів тиску – це інші зауваження.

Для проведення гідростатичного випробування у трубах необхідно наймати компанії, що мають компетентне обладнання та техніків. Проте аналіз має унікальне значення, однак якщо серйозна і скомпрометована компанія не обрана, її можна скомпрометувати. Декілька галузевих сегментів і навіть удома використовують метод оцінки їх трубопроводів.

Щоб дізнатися більше про гідростатичні випробування в трубах

Випробування гідростатичних трубопроводів можуть перевіряти існуючі дефекти матеріалів, деформаційну корозію, механічні властивостіз'єднань та визначати можливі точки проколу при використанні великої кількостіпродукту. Розрив судини під тиском під час гідростатичного випробування у регіоні, де спочатку не було причин розриву, сприяло пошуку основних причин. У цій роботі представлена ​​методологія аналізу відмов для визначення причин краху судна. Наприкінці роботи показані результати та обговорення аналізу, а потім вказується причина відмови. Аналіз відмов судини під тиском. Будучи обладнанням високої відповідальності, його будівництво має здійснюватись за міжнародними стандартами. Порушення судин під тиском під час гідростатичного випробування у регіоні, де спочатку не було причин для цього, стимулювало пошук причини. У цій роботі представлена ​​методологія аналізу відмов, мета якої – виявити причину краху вази. Наприкінці роботи показані результати та обговорення аналізу, а потім вказується причина розриву. Опір матеріалів 03 Поздовжня напруга і кругова напруга 04 Подання проблеми 06 Температура і область зварювання 08 Попередньо існуючі тріщини 13 У цьому всеосяжному визначенні ця група включає просту плиту для приготування скороварки і навіть найсучасніші ядерні реактори. Судини високого тискускладають значну частину обробних виробництв - найбільш важливі елементи, великі за вагою, розміром та питомою вартістю, і можуть досягати до 60% від загальної вартості матеріалів та обладнання. На відміну більшості обладнання, переважна більшість судин високого тиску є об'єктами виробничої лінії промисловості, їх зазвичай виготовляють на замовлення, розміри яких відповідають певної мети чи умовам експлуатації. Проектування судини високого тиску включає не тільки розміри, що витримують тиск і робочі навантаження, але також технічний та економічний вибір відповідних матеріалів, виробничих процесів, внутрішніх деталей та деталей. Однак ці норми є адекватними для оцінки нових судів, неправильно використовувати зазначені норми при перевірці використовуваних судів. Оскільки вони є елементами, що перебувають під тиском, існує проблема їх структурної цілісності, оскільки в їхньому розриві вибухова декомпресія призводить до виникнення матеріальних втрат і може призвести до людських втрат. Цілі Розрив судини високого тиску, показаний на малюнку 2, що використовується як легкий для повітряного компресора, рис. 1, під час гідростатичного випробування привернув увагу до дослідження аналізу відмов. Метою цього аналізу є виявлення можливих факторів, які призвели до руйнування цього обладнання, щоб їх можна було зрозуміти і використовувати як джерело зворотного зв'язку даних для дизайнера. Таким чином, аналіз несправностей функціонує як робочий інструмент, а не лише як розслідування, яке має на меті знайти причину інциденту. Малюнок 1: Посудина, з'єднана з компресором. Рисунок 2: Судно після розриву у гідростатичному випробуванні. 2 Структура роботи Робота структурована наступним чином: після вступу, поданого в розділі 1, розділ 2 містить бібліографічну ревізію поряд з теорією, необхідною для розробки роботи. У розділі 3 обговорюється методологія, що використовується в роботі, з поданням проблеми та важливими даними у її резолюції. У розділі 4 проводиться аналіз несправностей, де проводиться пошук причин розриву. У розділі 5 робота завершується обговоренням отриманих результатів. Магістратура Карлоса Альберто Кассоу під назвою «Методологія аналізу відмов». У цій методиці ми поетапно проводимо аналіз відмов, починаючи з першого підходу до перелому, як діяти, до виявлення можливих факторів, що призвели до збою. До створення коду, який стандартизував дизайн судин під тиском, аварії з обладнанням під тиском були звичайними і мали великі наслідки. Цей розділ, у свою чергу, поділено на три частини. Розділ 1 містить правила будівництва судів, які потребують докладнішого аналізу робочих сил, їх цілісність забезпечується з допомогою великого коефіцієнта безпеки під час розрахунків. Розділ 2 дозволяє краще аналізувати робочі напруги і дозволяє будувати судна з меншою товщиною, оскільки він використовує відповідні фактори безпеки. Підрозділ 3 використовується для суден із дуже високим тиском. Норми проектування були встановлені не тільки для стандартизації та спрощення розрахунку та проектування судин під тиском, але головним чином для забезпечення мінімальних умов безпеки для роботи. 3 Гідростатичне випробування Гідростатичне випробування – це випробування, що застосовується для судин під тиском та іншого промислового обладнання під тиском, такого як резервуари або трубопроводи, для перевірки наявності витоку або деякого розриву. Ці випробування проводяться з відключеним обладнанням за допомогою надлишкового тиску, з використанням несжимаемой рідини, що до величини в 1, 3 рази перевищує максимально допустимий робочий тиск, імітуючи суворіші умови, щоб гарантувати, що при нормальній експлуатації не відбудеться збою або витоку. Опір матеріалів Пружна деформація та пластична деформація Весь матеріал, що піддається зовнішньому навантаженню, піддається деформації. Ці деформації відбуваються як у напрямі навантаження, і у поперечному напрямі. Після зняття навантаження матеріал повертається до вихідного розміру або слідує з деформацією у формі. На малюнку 3 показано графік деформації. Якщо матеріал зазнає навантаження від початкової точки О до точки А, і після зняття навантаження матеріал повертається до своїх початкових розмірів, це називається пружною деформацією. Якщо з точки А до точки В прикладається навантаження, при видаленні навантаження матеріал повертається по прямій лінії, паралельній лінії ОА, і буде піддаватися постійної деформації, вираженої точкою, Це явище називається пластичною деформацією або течією. Всі розриви матеріалів при навантаженнях, в яких напруга більша за його механічний опір. Поведінка у всьому цьому процесі може класифікувати 4 матеріали на дві різні групи. Матеріали, що руйнуються без провисання, класифікуються як крихкий, крихкий перелом та споживають мало енергії до розриву. Ті, що поступаються до руйнування, називаються пластичними матеріалами, виявляють пластичний перелом та мають високе споживання енергії перед їх розривом. У графіці деформаційної деформації, як показано на фіг. 3, крихкі матеріали будуть руйнуватися до досягнення точки А та пластичних матеріалів після цієї точки, тобто крихкі матеріали не будуть текти. Поздовжні натяги та кругові напруження Нормальна напруга σ1 і σ2, показані на рисунках 4 та 5, є основними напругами, прикладеними до поверхні судини високого тиску. Напруга σ1 відома як окружна напруга, а напруга σ2 називається поздовжньою напругою. Ми укладаємо, що кругова напруга σ1 вдвічі перевищує подовжнє натяг σ. При дослідженні судин під тиском це поняття є основним, оскільки слід максимально уникати зварювання та інших робіт у поздовжньому напрямку. Працюючи алгебраїчно на висловлюваннях, можна поставити їх у термінах характерних напруг. Однак відомо, що часто навіть при високому коефіцієнті безпеки відбувається розбивка компонентів або конструкцій через дефекти або тріщини з навантаженням значно нижче за розрахункове навантаження. З погляду механіки ця поведінка характеризується як крихка, і саме в цей момент виникає механіка руйнування, яка виступає як інструмент підтримки та прийняття для проектів з деяким провалом. Механіка руйнування є додатковим полем до опору матеріалів та призначена для вивчення критичності дефектів. Механіка руйнування накладає концепції та рівняння, щоб визначити, чи можуть дефекти поширюватися катастрофічно, тобто нестійко чи можна контролювати та контролювати у стабільній еволюції, тому немає необхідності замінювати це дефектне обладнання. Таким чином, механіка руйнування не проводить порівняння напруги, щоб перевірити опір матеріалу, і так, він робить порівняння, засноване на інших параметрах. Цей метод складається з побудови графіка, в якому представлено два параметри. Якщо точка нижче кривої, несправність не вважається критичною, і обладнання може працювати нормально. Якщо точка вища за криву, то розрив вважається критичним. Для визначення типу тріщини або її безпеки пряма від початку координат до точки. Якщо ця точка знаходиться нижче за криву, то відстань між кривою та точкою вважається безпекою обладнання, якщо воно знаходиться поза кривою, точка, в якій лінія перетинає криву, вказує тип механізму колапсу. Для цього використовуються компресори, де вони, у свою чергу, потребують резервуару, зазвичай званому повітряною легеням. Ці пристрої мають реле тиску, яке включає компресор, як тиск падає до заданого значення, і відключає його, як тільки досягається бажаний тиск. Як уже було помічено, судно, що розглядається в цій роботі, являє собою легкий повітряний простір, спроектований за своїми розмірами, щоб витримувати певний тиск і навантаження. У нижній частині корпусу посудина має слив, який зрештою стікає в стінки судини, щоб конденсувати воду і під дією сили тяжіння, він стікає на дно судини, якщо є спосіб його злити. Цей дренаж повинен виконуватися часто, тому що вода, що утворюється на дні судини, полегшує процес окиснення та корозії. Зусилля з часом можуть призвести до значних розривів, хоча судно фарбується зсередини, щоб запобігти цій корозії. Інша важлива детальцього легкого повітря полягає в тому, що він має поздовжній шов вздовж його боку. Той факт, що цей зварний шов знаходиться на стороні судини, не був випадковим, враховуючи, що розташування зварного шва є областю, найбільш сприятливою для ініціювання відмов, оскільки саме там матеріал зазнає мікроструктурних змін та залишкової напруги. Як і раніше зберігається той факт, що процеси зварювання схильні до дефектів, таких як відсутність проникнення, відсутність плавлення та інші. З цієї причини поздовжнє зварювання цієї судини знаходиться на його боці, тому що, якби вона була розташована в нижній частині судини, ефекти зварного шва могли б бути додані до ефектів корозії, що дає більше шансів на розрив. У нижній частині все ще є тиск водяного стовпа гідростатичного випробування, яке, хоча в цьому випадку є дуже невеликим навантаженням по відношенню до внутрішнього тиску, є більш важливим фактом, оскільки це місце, в якому судно зазнало перелому, 2 Перевірка. Під час огляду судна було проведено зовнішню візуальну перевірку, яка шукала деформацію, корозію чи утворення тріщин, потім товщину вимірювали ультразвуком, після чого проводили гідростатичне випробування. При вимірюванні товщини було виявлено, що посудина під тиском знаходилася в розрахункових розмірах, товщина стінки варіювалася від 9 мм до 2 мм. Калібрування судна на його зовнішній сторонітакож була відповідно до конструкції, причому посудина була горизонтальним циліндром у вигляді вершини. Після зовнішнього контролю та перевірки товщини було встановлено, що судно було готове до гідростатичних випробувань. Потім виконується випробування під час якого стався збій судна. На малюнку 7 показано велику пластичну деформацію, яка сталася до руйнування. Після розриву знову були проведені вимірювання його товщини, особливо в області тріщин, і було виявлено мінімальну товщину близько 2, 4 мм, що можна побачити на малюнку. Рисунок 7: Суворість зони розлому. 3 Рисунок 8: Вимірювання товщини в області тріщини. Збір даних На малюнку 9 показані дані, надані виробником на етикетці поруч із судном. Малюнок 9: Мітка виробництва легень. В аналізі несправностей проводиться дослідження всіх можливостей відмови обладнання. У цьому розділі буде видно, що існує безліч факторів, які можуть призвести до розриву судини високого тиску. 1 Температура та область припаювання У судинах високого тиску з високим тиском може виникнути втеча, це пластична деформація, коли метал піддається постійним навантаженням і піддається впливу високотемпературного середовища вище за точку плавлення сплаву. Якщо посудина високого тиску знаходиться при дуже низьких температурахЦе може призвести до того, що матеріал матиме характеристики крихкого матеріалу, який небажаний для судин високого тиску. Жодна з температурних гіпотез не застосовується до судна, оскільки розрив був у гідростатичному випробуванні і навіть у роботі, він не зазнає серйозних змін температури. Область зварного шва - це місце, сприятливе для появи тріщин, оскільки ця область схильна до змін у мікроструктурі і є місцем, де присутні залишкові напруги, у зв'язку з цим велике значеннянадається як розрахунковим розрахункам, і перевіркам. Оскільки нинішнє судно увірвалося в область без зварних швів, ми можемо зробити висновок, що це не є причиною розпаду. 2 Дефект матеріалу Різання судини високого тиску Для того, щоб виконати всі необхідні тести при аналізі несправностей, необхідно було розрізати перелом у його контурі, рисунок 10, а також видалити частину судна, яке має бути виконане зразки для випробування на розтяг. Розрізи були зроблені на відстані 50 мм від тріщини, щоб їхній аналіз не погіршувався. Рисунок 10: Частини, вирізані із судини для аналізу. 9 Вибір перерізу та підготовка до металографічного аналізу. Для металографічного аналізу були взяті дві частини малої судини, одна в поздовжньому напрямку, а інша в поперечному напрямку, а дві частини були вбудовані в бакеліт відповідно до малюнка. з бакеліту, для управління яким був відрізок поздовжньої та поперечної. Після вбудовування шматки потрібно відшліфувати, проходячи через наждачний папір різної кількості, які змінюються з їхньою шорсткістю, тобто чим більше їх число, тим менше створюється тертя. Тому наждачний папір використовується в одному напрямку, і коли людина переходить від наждачного паперу до іншого, бакеліт повертається на 90°. Пройшовши по всіх наждачних паперів, необхідно відполірувати поверхню, щоб усунути канавки області, що підлягає аналізу, і після цього хімічну атаку з 2% азотною кислотою в етиловому спирті проводять для візуалізації мікроструктури мікроскоп. Оскільки це низьковуглецевий матеріал, 13%, як видно з наведеного нижче хімічного аналізу, можна побачити утворення фериту та перліту на фотографіях, зроблених мікроскопом, малюнок. На фотографії ми також бачимо напрямок ламінування пластини до його мікроструктури. Хімічний аналіз: аналіз відмов є частиною хімічного аналізу деталей, щоб переконатися, що матеріал відповідає специфікаціям, що рекомендуються. Для проведення хімічного аналізу деталі не потрібна відмінна підготовка, як це робиться для мікроскопічного аналізу. У хімічному аналізі видаляється лише частина матеріалу, і за необхідності фарба видаляється, і очищення проводиться. На малюнку 13 показано матеріал, з якого зразки були представлені для хімічного аналізу. На малюнку 14 показаний відсоток кожного хімічної речовини , присутній у матеріалі, де найважливішим результатом є відсоток вуглецю. При незначній різниці між отриманими результатами та зазначеним складом не слід робити висновок про те, що таке відхилення відповідає за відмову. Малюнок 13: Зображення металу після хімічного аналізу. Рисунок 14: Концентрація елементів у сплаві судини. Випробування на твердість: для отримання значення твердості матеріалу проводили твердість Віккерс. Після цього діагоналі піраміди вимірюються за допомогою мікроскопа та обчислюється площа похилої поверхні. Твердість за Віккерсом є результатом поділу заряду та площі піраміди. Малюнок 15: Зображення деталі після тесту твердості за Віккерсом. У шматках у поздовжньому напрямку судини та п'яти вимірах твердості у поперечному напрямку було зроблено п'ять вимірів твердості. Результати в поздовжньому та поперечному напрямках розрізів були дуже схожі, з чого можна зробити висновок, що твердість в обох напрямках однакова. Випробування тягового зусилля: Основна мета у створенні цього випробування на розтяг, щоб порівняти зменшення товщини зразків зі зменшенням товщини судини високого тиску після розпаду. Для випробування на розтягування були потрібні стандартні зразки для випробувань. Вибрані зразки випробувань мають тип зв'язку та виконані відповідно до специфікації 1 на фіг. 16. Малюнок 16: Формат зразків для випробувань на розтяг. Випробування на розтягування є випробуванням, проведеним на зразках розмірів, попередньо визначених стандартом, де тяга виконується до розриву. За допомогою цього тесту можна виміряти кілька параметрів, як видно з таблиці. У цій таблиці можна побачити результати випробувань на розтяг для трьох зразків, що тестуються. Таблиця 1: Результати випробування розтягування. При значеннях товщини зразків після випробування на розтяг ми досягаємо результатів, дуже близьких до значень товщини, виміряним в області тріщини. При випробуванні на розтягнення деформація відбувається повільніше, тому очікується, що зменшення товщини перед розривом буде більше, ніж при гідростатичному випробуванні, коли значення тиску будуть рости дуже швидко, тому що рідина, що використовується, несжимаема. Усі результати аналізу за матеріалом відповідають значенням або речовинам, що очікуються відповідно до проекту. Насправді дуже невелика кількість збоїв пов'язана з дефектами матеріалу або його використанням у неналежних випадках. 3 Корозійна недостатність Як було зазначено раніше, у легких повітряних компресорів відбувається утворення води через конденсацію повітря. Це відкладення води на стінках судини і під впливом сили тяжіння опускаються на дно. Для вирішення цієї проблеми в дні судини є дренаж, тому вода часто може бути вилучена. Відомо, що такий дренаж не виконується на бажаній частоті, і через це буде встановлено, чи може бути причиною руйнування внутрішньої корозії. Після розриву судна менші товщини його корпусу знайшли вздовж тріщини з мінімальним значенням 4 мм. Тому розрахунок судини високого тиску буде проводитися так, як якби він мав товщину 4 мм по всьому корпусу, і таким чином, якщо судно не руйнується, виключається гіпотеза про розрив через втрату товщини через корозію. Навіть якщо вершини є розломами, буде виконано швидкий розрахунок необхідної мінімальної товщини. І тут використовувався нуль, оскільки бажано знати мінімальну товщину. Таким чином, мінімальне значення товщини на вершинах становить 207 мм. Тому навіть за граничного випадку товщини 2, 4 мм на всьому судні колапсу не відбудеться. 4 Помилка конструкції. У розділі 3, щоб витримувати робочий тиск, ємність повинна мати мінімальну товщину 207 мм на верхівці і 237 мм на корпусі. З розрахунків було укладено, що дефекти типу тріщини не мають вирішального значення для влаштування з цими конструктивними особливостямиі тріщина повинна мати велику величину, щоб викликати колапс судини високого тиску. Проте, необхідні значення розмірів тріщини будуть показані в таблиці 2 для відмови. Обговорювалися три основні типи тріщин: напівеліптичне, нескінченне та проходження. Якщо тріщина цієї величини сталася під час гідростатичного випробування, вона виявиться витоком води. 6 Перевищення тиску Значне зменшення товщини в області навколо тріщини є свідченням того, що перед розривом відбулася пластична деформація матеріалу. З результатами, отриманими в тесті на розтяг, де зменшення товщини зразків досягає 29% і вимірювання товщини в посудині після розриву, що досягає 25% зменшення, можна зробити висновок, що ця пластична конформація відбулася через внутрішні навантаження у посудині високого тиску, що перевищують напруги потоку матеріалу. Цей надлишковий тиск міг статися через недбалість операторів, погано відкаліброваного обладнання, деякого засмічення в з'єднаннях, які досягли манометра або просто несправності манометра. 15 У аналізі відмов кроки, описані у цій роботі, виконуються щоб уникнути осадження щодо причини колапсу. На початку роботи основними підозрюваними у розриві судин були корозія та надлишковий тиск, оскільки дефекти матеріалу були рідкісними, і конструкція цієї судини високого тиску не була ізольованою конструкцією, це обладнання використовується в численних при тих же умовах. Втома зварних конструкцій. Лісабон: Фонд Калуста Гюльбенкяна, Введення в механіку твердого тіла. Аналіз гідростатичних тестових ефектів у посудині під тиском, магістерська дисертація. Методологія аналізу несправностей, магістерська дисертація. Аналіз відмов у посудині під тиском. . Вам потрібно з'ясувати, чи справді ваші холодні, гарячі та теплові води пов'язані?