يُعد اختبار الضغط الهيدروستاتيكي لأنابيب الصلب غير الملحومة طريقةً أساسيةً لاختبار قدرة تحمل الضغط، وقوة الختم، والسلامة الهيكلية لأنابيب الصلب. وهو مناسب لأنابيب الضغط العالي في مجالات البترول، والصناعات الكيميائية، والغلايات، وتصنيع الآلات، وغيرها.
معيار ضغط اختبار الضغط الهيدروستاتيكي لأنابيب الصلب غير الملحومة:
هناك نوعان من اختبار الضغط الهيدروستاتيكي لأنابيب الصلب غير الملحومة: اختبار الضغط الهيدروستاتيكي التقليدي واختبار الضغط الهيدروستاتيكي. يبلغ ضغط اختبار الضغط الهيدروستاتيكي التقليدي 2.5 ضعف القيمة المحددة، بينما يبلغ ضغط اختبار الضغط الهيدروستاتيكي 3.5 ضعف القيمة المحددة.
معايير الشركات أكثر صرامةً من المعايير الوطنية. لذلك، في الإنتاج الفعلي، تقوم العديد من الشركات بصياغة معايير ضغط اختبار الضغط الهيدروستاتيكي لأنابيب الصلب غير الملحومة وفقًا لمتطلبات الإنتاج الخاصة بها ومعايير مراقبة الجودة. عند صياغة المعايير، تُراعى عوامل مثل بيئة الاستخدام وظروف استخدام خط الأنابيب لضمان سلامة وجودة استخدام الأنابيب غير الملحومة.
عملية اختبار هيدروستاتيكي للأنابيب غير الملحومة:
1. التحضير قبل الاختبار
قبل إجراء اختبار هيدروستاتيكي للأنابيب غير الملحومة، يجب القيام بالتحضيرات اللازمة قبل الاختبار، والتي تشمل تنظيف الأنابيب، وتركيب معدات الاختبار، وصمامات الاختبار، وتوصيل أنابيب الاختبار، وما إلى ذلك.
فحص الأنابيب الفولاذية: تأكد من عدم وجود عيوب كالتشققات أو سماكة الجلد على السطح (يجب اجتياز فحص UT/RT أولاً).
تركيب السدادات: سد كلا الطرفين برؤوس هيدروليكية، مع الاحتفاظ بمنافذ حقن الماء والعادم.
حقن الماء والعادم: املأ الأنبوب ببطء بالماء وهواء العادم (تجنب تقلبات الضغط).
2. مرحلة الضغط
الضغط المتدرج: ارفع أولاً ضغط الاختبار إلى 50% وتحقق من عدم وجود تسريبات. ثم ارفع الضغط تدريجياً إلى 100% (تجنب صدمة الضغط).
وسط الضغط: عادةً ماء نظيف (يجب إضافة مثبط للتآكل للوسط التآكلي).
٣. اختبار تثبيت الضغط
زمن تثبيت الضغط:
الأنابيب التقليدية: من ٥ إلى ٣٠ ثانية (مثل API 5L).
الأنابيب الكيميائية: أكثر من ٣٠ دقيقة (مثل ASME B31.3).
معيار التأهيل:
لا تسرب: لا توجد قطرات ماء ظاهرة أو انخفاض في الضغط على جسم الأنبوب واللحامات.
لا تشوه: معدل التشوه المتبقي بعد تثبيت الضغط ≤ ٥٪ (قياس التغير في القطر الخارجي).
٤. تخفيف الضغط والتجفيف
تخفيف الضغط ببطء: تجنب تلف جسم الأنبوب الناتج عن انخفاض الضغط المفاجئ.
تجفيف الجدار الداخلي: استخدم الهواء المضغوط أو النيتروجين للتطهير لمنع الصدأ.
احتياطات اختبار ضغط الماء للأنابيب غير الملحومة:
عند إجراء اختبار ضغط الماء للأنابيب غير الملحومة، يجب مراعاة النقاط التالية:
(١) عند ملء الأنبوب بالماء، يجب تفريغ الهواء بالكامل من الأنبوب لتجنب الفقاعات أو الشوائب التي قد تؤثر على نتائج الاختبار؛
(٢) أثناء الاختبار، يجب تطبيق الضغط تدريجيًا لتجنب الحوادث، مثل انفجار الأنابيب الناتج عن الضغط الزائد الفوري.
(٣) أثناء الاختبار، يجب مراقبة جهاز الاختبار للكشف عن أي ظروف غير طبيعية في الوقت المناسب واتخاذ الإجراءات اللازمة.
(٤) بعد الاختبار، يجب تنظيف جهاز الاختبار وصيانته.
(٥) اختبار بديل: بالنسبة للأنابيب ذات القطر الكبير جدًا (مثل Φ>١٠٠٠ مم)، يمكن استخدام الاختبار غير الإتلافي (UT+RT) بدلًا من اختبار ضغط الماء (وفقًا للمعايير).
الأسئلة الشائعة:
١. لماذا نحتاج إلى إجراء اختبار ضغط الماء؟
الجواب: يُعد اختبار ضغط الماء أحد الشروط الضرورية لضمان سلامة وموثوقية خطوط الأنابيب. من خلال اختبار ضغط الماء، يُمكن الكشف عن وجود تسريبات أو تشوهات أو مشاكل أخرى في خط الأنابيب، مما يضمن التشغيل الطبيعي له.
٢. كيف يُمكن تحديد ما إذا كان خط الأنابيب به تسريب؟
الإجابة: عادةً، يُمكن تحديد ما إذا كان خط الأنابيب يُسرب من خلال مُلاحظة وجود آثار مياه على سطحه، أو يُمكن استخدام جهاز كشف التسرب.
3. ما هي المُدة المُناسبة لاحتجاز الضغط؟
أنابيب الأنابيب التقليدية (API 5L): من 5 إلى 30 ثانية، مع فحص التسربات اللحظية.
أنابيب المواد الكيميائية/الضغط العالي (ASME B31.3): ≥30 دقيقة، ويجب مُراقبة تغيرات الضغط طوال العملية.
أنابيب الطاقة النووية: قد تستغرق أكثر من ساعتين (في حالات مُحددة للغاية).
4. هل يُمكن استبدال اختبار ضغط الماء بالغاز؟
غير مُوصى به عمومًا: الغاز (مثل النيتروجين) قابل للانضغاط بدرجة عالية، ولديه سعة تخزين طاقة كبيرة، وهو عُرضة للانفجار عند تمزقه (طاقته تزيد عن 200 ضعف طاقة اختبار ضغط الماء).
استثناءات:
عندما يصعب حقن الماء في أنبوب ذي قطر فائق الكبر (Φ>1000 مم)، يمكن استخدام اختبار الغاز، ولكن يشترط: خفض الضغط إلى 80% من ضغط الماء؛ وأن يكون مزودًا بعزل مقاوم للانفجار.
5. كيفية التعامل مع أنابيب الصلب التي تفشل في اختبار ضغط الماء؟
عيوب موضعية (مثل تسرب من نقطة واحدة):
أنبوب بدون لحام: اقطع الجزء المعيب واستخدم المادة المتبقية بعد إعادة الفحص.
أنبوب ملحوم: أعد الاختبار بعد لحام الإصلاح (يجب أن يتوافق مع تقييم عملية اللحام).
العطل الكلي: تم التخلص منه مباشرةً، أو ظهرت مشاكل معدنية أو مشاكل في العملية.
6. كيفية تسجيل بيانات الاختبار؟
يجب أن يتضمن تقرير الاختبار ما يلي:
أ. مواصفات أنبوب الصلب (المادة، القطر الخارجي، سمك الجدار)؛
ب. ضغط الاختبار، مدة الاحتفاظ بالضغط، درجة الحرارة المحيطة؛
ج. منحنى الضغط (مخرجات المسجل التلقائي)؛
د. نتائج الاختبار وتوقيع المُشغّل. الخلاصة: يُعد اختبار ضغط الماء في الأنابيب الفولاذية غير الملحومة أحد الشروط الأساسية لضمان سلامة وموثوقية خط الأنابيب. ويمكن لطريقة وتقنية اختبار ضغط الماء الصحيحة ضمان سلامة وموثوقية تشغيل خط الأنابيب بفعالية. عند إجراء اختبار ضغط الماء، من الضروري اتباع الإجراءات القياسية، والاهتمام بالتفاصيل، والالتزام الصارم بالعملية للحصول على نتائج اختبار دقيقة وموثوقة.
