روش تست هیدرواستاتیک خط لوله و استاندارد آن
مقدمه
در فرآیند انتخاب و آماده‌سازی بخش‌هایی از خطوط لوله که نیاز به تست دارند، طول قسمت مورد آزمایش باید به‌دقت تعیین شود. تست هیدرواستاتیک لوله‌ها یکی از مراحل حیاتی برای اطمینان از استحکام و ایمنی خطوط لوله است. در اینجا، روش تست هیدرواستاتیک خطوط لوله بر اساس استاندارد ISO 10802:2020 به تفصیل توضیح داده می‌شود.
استاندارد تست هیدرواستاتیک لوله
استاندارد تست هیدرواستاتیک لوله به فرآیندی اشاره دارد که برای بررسی کیفیت و یکپارچگی لوله‌ها از نظر نشت و توان تحمل فشار استفاده می‌شود. در این آزمایش، لوله‌ها با آب یا مایعات دیگر پر شده و به فشار مشخصی رسانده می‌شوند تا مقاومت و ایمنی آن‌ها ارزیابی شود. استانداردهای مختلفی برای انجام این آزمایش در صنعت وجود دارد که شامل موارد زیر هستند:
ASME B31.3 (سیستم‌های لوله‌کشی): این استاندارد برای طراحی و ساخت سیستم‌های لوله‌کشی تحت فشار بالا کاربرد دارد. دستورالعمل‌های دقیقی برای تست هیدرواستاتیک لوله‌ها در شرایط مختلف ارائه می‌دهد.
API 570 (بازرسی سیستم‌های لوله‌کشی): این استاندارد انجمن نفت آمریکا برای تست و بازرسی دوره‌ای لوله‌های فشار استفاده می‌شود و دستورالعمل‌هایی برای انجام تست هیدرواستاتیک دارد.
ASTM D1599 (آزمون انفجار لوله‌های پلاستیکی): این استاندارد برای تست هیدرواستاتیک لوله‌های پلاستیکی کاربرد دارد و به آزمون مقاومت آن‌ها در برابر فشار هیدرواستاتیک اشاره دارد.
ISO 1167 (آزمون فشار داخلی): این استاندارد برای تست لوله‌های ترموپلاستیک تحت فشار و تعیین عمر آن‌ها طراحی شده است.
DIN EN 805 (سیستم‌های لوله‌کشی آب): این استاندارد برای تست هیدرواستاتیک لوله‌های آب آشامیدنی و فاضلاب استفاده می‌شود.
در هر یک از این استانداردها، مقادیر فشار تست، مدت زمان اعمال فشار، دما و دیگر شرایط محیطی به‌دقت تعریف شده‌اند تا اطمینان حاصل شود که لوله‌ها به درستی و مطابق با استانداردهای ایمنی تست شده‌اند.
تعیین طول قسمت تست
طول بخشی از خط لوله که باید تست شود، باید با در نظر گرفتن عوامل زیر مشخص شود:
شرایط محیطی و منطقه‌ای
دسترسی به آب مناسب برای تست.
تعداد اتصالات، شیرها و سایر تجهیزات مرتبط با خط لوله.
در خطوط لوله تحت فشار، طول بخش مورد آزمایش معمولاً نباید از 1500 متر بیشتر باشد، مگر در موارد خاص. همچنین، برای خطوط غیر فشاری، طول بخش برای انجام تست به عوامل دیگری از جمله قابلیت دسترسی برای بازرسی بستگی دارد.
مهار و بستن خطوط لوله
در نقاطی که تغییر جهت یا تغییر سطح وجود دارد (مانند زانویی‌ها، سه‌راهی‌ها، تبدیل‌ها و فلنج‌ها)، لازم است از بلوک‌های بتنی یا اتصالات مهارکننده استفاده شود. طراحی این مهارکننده‌ها باید بر اساس فشار تست انجام شود. همچنین، برای جداسازی قسمت تحت تست، می‌توان از فلنج کور یا دیگر وسایل مسدودکننده استفاده کرد. اگر از شیرآلات برای جداسازی استفاده شود، فشار نامی شیرها باید با فشار تست همخوانی داشته باشد و میزان نشتی احتمالی در ارزیابی نهایی در نظر گرفته شود.
خاک‌ریزی موضعی قبل از تست
معمولاً خطوط لوله پس از خاک‌ریزی کامل تست می‌شوند. اما در برخی موارد خاص، تست قبل از اتمام خاک‌ریزی انجام می‌شود. در این حالت، باید مقدار کافی خاک روی لوله و بین اتصالات ریخته شود تا بخش‌های مورد تست در برابر نیروهای هیدرولیکی مهار شوند.
پر کردن خط لوله با آب
برای پر کردن خط لوله با آب، باید از پایین‌ترین نقطه شروع شود و با دبی کم انجام گیرد تا اطمینان حاصل شود که هوا به‌طور کامل از سیستم خارج شده است. همچنین، در بالاترین نقطه لوله باید خروجی هوا تعبیه شود. حداکثر دبی پر کردن نباید از ۱۰ درصد دبی طراحی بیشتر باشد. برای لوله‌هایی که پوشش داخلی سیمانی دارند، باید زمان کافی برای جذب آب توسط سیمان در نظر گرفته شود.
روش تست
خطوط لوله تحت فشار
آماده‌سازی اولیه: پس از پر کردن بخش تست و قبل از اعمال فشار، لوله باید به مدت کافی تحت فشار کاری نگه داشته شود تا هرگونه تغییر ناشی از حرکات خطی یا جذب آب به پایداری برسد. در این مرحله، لوله باید به‌صورت چشمی بازرسی شود و در صورت مشاهده مشکل، اصلاحات لازم پس از تخلیه آب انجام گیرد. در صورت تأیید نتایج بازرسی، فشار تست به‌صورت یکنواخت افزایش می‌یابد.
محدوده فشار تست: فشار تست در پایین‌ترین نقطه نباید از مقادیر زیر کمتر باشد:
۱.۵ برابر فشار کاری لوله، یا
فشار کاری به‌علاوه ۵ بار.
فشار تست نباید از حداکثر فشار مجاز تجهیزات یا لوله‌ها تجاوز کند.
آزمون فشار
آزمون فشار به دو روش انجام می‌شود:
آزمون افت فشار: فشار تست باید به مدت حداقل یک ساعت ثابت نگه داشته شود و سپس پمپ از سیستم جدا شود. در این حالت، باید میزان آب لازم برای حفظ فشار ثابت را اندازه‌گیری کرد. همچنین، می‌توان میزان آب لازم برای بازیابی فشار پس از افت را محاسبه کرد.
آزمون فشار ثابت: فشار تست باید حداقل یک ساعت ثابت نگه داشته شود و سپس میزان آبی که باید به سیستم اضافه شود تا فشار ثابت بماند اندازه‌گیری شود.
تصمیم‌گیری نهایی
اگر میزان نشتی بیشتر از مقدار مجاز باشد، تست باید تکرار شود تا پایداری کامل به‌دست آید. در صورت غیرقابل قبول بودن نتایج، باید نسبت به ترمیم نقاط معیوب اقدام شود.
خطوط غیر فشاری
در خطوط غیر فشاری، پس از پر شدن بخش تست و قبل از اعمال فشار، لوله باید برای مدتی نگه داشته شود تا جذب آب توسط پوشش داخلی کامل شود. سپس تمام نقاط اتصال به‌صورت چشمی بازرسی و در صورت نیاز اصلاحات لازم انجام شود. فشار تست باید به آرامی افزایش یابد و نباید از مقادیر مجاز تعیین شده تجاوز کند.
معیار پذیرش
خطوط فشاری
حداکثر میزان نشتی نباید از 0.001 لیتر بر ساعت برای هر کیلومتر خط لوله و برای هر میلی‌متر از قطر نامی لوله تجاوز کند.
خطوط غیر فشاری
حداکثر نشتی مجاز برای خطوط غیر فشاری نباید از 0.1 لیتر بر ساعت برای هر کیلومتر خط لوله بیشتر باشد.
نتیجه‌گیری
پس از تست کامل بخش‌های مختلف و اطمینان از صحت آن‌ها، تمامی قسمت‌ها باید به‌هم متصل شده و تست نهایی انجام شود تا از عملکرد صحیح کل سیستم اطمینان حاصل گردد.