اختبار الضغط الهيدروليكي هو اختبار يُجرى على نظام مغلق باستخدام الهواء أو ضغط زائد يتجاوز قيمة التشغيل العادية. يُجرى هذا الاختبار للكشف عن التسريبات أو لتحديد أداء النظام في ظل ظروف قاسية. إذا نجح الاختبار، فسيتحمل النظام بالتأكيد ظروف التشغيل العادية.
يُعد اختبار الضغط الهيدروليكي لخطوط الأنابيب النوع الأكثر شيوعًا من الاختبارات غير المدمرة التي تحدد قوة ومتانة خط الأنابيب الذي يعمل تحت الضغط.
في معظم البلدان، من الممارسات المقبولة أن تخضع خطوط الأنابيب والمعدات التي تعمل تحت الضغط لاختبارات هيدروليكية في الحالات التالية:
- بعد إنتاج أجزاء الشبكة المجهزة للتركيب؛
- عند الانتهاء من مد خط الأنابيب؛
- عند مراقبة الشبكة أثناء الاختبار.
تخضع جميع خطوط أنابيب العمليات لاختبارات الضغط الهيدروليكي وفقًا للمعايير SNIP III-G.9 – 62 و NITUHP – 62بالإضافة إلى ذلك، يتم إجراء اختبارات هوائية. ويُستخدم هذا النوع الأخير في الحالات التي يتعذر فيها إجراء الاختبارات الهيدروليكية للأسباب التالية:
- درجة حرارة الهواء السالبة.
- عندما لا يكون هناك ماء.
- ارتفاعات جهد خطيرة في خط الأنابيب بسبب كتلة السائل.
بالإضافة إلى هذه الطرق، يتم اختبار الشبكات باستخدام الهواء أو الغاز الخامل.
يتم إجراء اختبار الهياكل تحت إشراف الشركة المصنعة أو المشرفين، ووفقًا لمتطلبات المشروع أو التعليمات المتعلقة بمتطلبات هيئة الدولة للتعدين والإشراف الصناعي.
قبل بدء العمل، يُقسّم الخط الرئيسي بالكامل إلى أقسام منفصلة. ثم تُفحص الشبكة بأكملها بدقة ويتم التحقق من الوثائق الفنية. في هذه المرحلة، تُركّب صمامات التصريف وتفريغ الهواء، بالإضافة إلى سدادات مؤقتة.
يُحظر استخدام صمامات الإغلاق في هذه الحالة.يتم توصيل الخط الذي يتم اختباره بمضخة هيدروليكية أو مكبس أو جهاز آخر يحقق مستوى الضغط المطلوب.
الضغط أثناء اختبار خط الأنابيب
يتم فحص الضغط أثناء الاختبارات الهيدروليكية لخطوط الأنابيب باستخدام مقاييس الضغط، والتي يجب أولاً تحقق من الختم وأغلقه.
وفقًا للمعيار GOST 2405-63، يجب أن تتمتع هذه الآليات بفئة دقة لا تقل عن 1.5. ولا يمكن أن يقل حجم غلافها عن 15 سم مكعب، ويجب ألا يقل مقياس قراءة الضغط الاسمي عن ثلاثة أرباع الضغط المقاس.
يختبر الاختبار الهيدروستاتيكي الأنظمة ليس فقط من حيث القوة، بل أيضاً من حيث الكثافة. ويختلف ضغط الاختبار تبعاً للتطبيق. على سبيل المثال:
- بالنسبة لأنظمة الضغط المصنوعة من الفولاذ والحديد الزهر، فإن عامل التصميم المحدد لها هو 1.25. ولا يمكن أن تتجاوز الزيادة في ضغط الاختبار فوق ضغط التشغيل 5 كجم/سم²، ولا يمكن أن يتجاوز مستوى ضغط الاختبار 10 كجم/سم².
- تم تصميم أنظمة الضغط المصنوعة من الأسمنت الأسبستي لضغط تشغيل لا يتجاوز 5 كجم/سم2.
- يتم اختبار أنظمة البوليمر تحت الضغط المحدد من قبل GOST أو TU لنوع معين من الأنابيب، ولا يُسمح بتخفيض هذا المؤشر إلى ما دون مستوى التشغيل.
لإنشاء الضغط المطلوب أثناء الاختبار الهيدروليكي، استخدم ما يلي:
- مكابس هيدروليكية.
- مضخات مكبس يدوية.
- مضخات تعمل بالتروس.
- مضخات عاملة.
كيف يتم إجراء الاختبار؟
- توصيل المضخة الهيدروليكية.
- تركيب مقاييس الضغط.
- يُملأ النظام بالماء (خلال هذه العملية، يجب ترك فتحات التهوية مفتوحة حتى يظهر الماء فيها، مما يدل على إزالة فقاعات الهواء تمامًا من الشبكة). بعد إضافة الماء، يُفحص الخط الرئيسي بعناية؛ فالتسريبات تدل على وجود أي عيوب.
- توليد ضغط التشغيل باستخدام مكبس أو مضخة والحفاظ على الشبكة تحته لفترة معينة.
- خفض مستوى الضغط إلى مستوى التشغيل.
- إزالة السائل من الشبكة وإجراء فحص ثانوي.
- تفكيك مقياس الضغط والمضخة.
تُخضع الشباك لضغط الاختبار لمدة خمس دقائق. أما الهياكل الزجاجية فهي الاستثناء الوحيد لهذا الاختبار؛ حيث تُخضع له لمدة عشرين دقيقة.
يتم فحص النظام بعد خفض الضغط إلى مستوى التشغيل. عند اختبار الأنظمة الفولاذية، تُطرق الوصلات الملحومة على كلا الجانبين (على مسافة سنتيمترين) بمطرقة مستديرة لا يزيد وزنها عن كيلوغرام ونصف.
يتم ثقب أنابيب المعادن غير الحديدية بمطرقة خشبية لا يزيد وزنها عن 0.7 كجم. ولا يُنصح بثقب الهياكل المصنوعة من مواد أخرى.
تنفيذ إجراءات الاختبار الهيدروليكي لخطوط أنابيب العمليات
يُجرى اختبار الضغط الهيدروليكي لخطوط أنابيب العمليات لتحديد كثافة الأنبوب أثناء عملية السد والكشف عن التسريبات. ويتم اختبار الشبكة أولاً قبل ردم الحفر وتركيب التسليح.
تُجرى الاختبارات اللاحقة في المرحلة النهائية بعد ردم الخنادق بالكامل وإتمام جميع الأعمال على أنظمة المعالجة في ذلك القسم. ويمكن إجراء الاختبارات الأولية بمجرد أن تصل الوصلات إلى القوة المطلوبة.
يُعتبر أي خط أنابيب معالجة ناجحاً في الفحص إذا لم يتعرض للتمزق أو فقدان إحكام إغلاقه، وكذلك إذا بقيت الوصلات سليمة ولم تحدث أي تسريبات.
بعد الانتهاء من اختبار نظام المعالجة، تُردم الحفرة بالتربة فوراً وتخضع لاختبارات نهائية. خلال هذه العملية، تُغسل أنظمة المعالجة بالماء، وتُعزل المناطق التي يتم اختبارها عن نظام التشغيل باستخدام حواف أو سدادات.
قبل الاختبار، تُغمر شبكة المياه ومفاصلها بالماء وتُترك لمدة 24 ساعة. يُجرى الاختبار النهائي بدون صمامات الأمان وصنابير المياه، ثم تُركّب سدادات مكانها.
ثم يتم فتح الصمامات بالكامل، ولكن يتم أولاً فحص حالة حشوة منع التسرب. استخدم الصمامات لإغلاقها لا يمكن فصل المنطقة التي يتم اختبارها عن منطقة التشغيل.
خطة الاختبار
يتكون مخطط اختبار الضغط الهيدروليكي لخط الأنابيب من المكونات التالية.
- النظام قيد الاختبار.
- يدعم.
- حواف.
- صمام يُستخدم لتفريغ جيوب الهواء.
- خط إمداد مياه مؤقت.
- مكبس (من النوع الهيدروليكي).
- مقياس الضغط.
- صنبور الضبط.
- نقرة جانبية.
- خزان قياس.
أثناء الاختبار، تُغطى الأجزاء الطرفية من الخط الرئيسي الموضحة في الرسم التخطيطي بحواف مغلقة وتُثبت بمثبتات. بعد ذلك، يُملأ النظام الرئيسي بالسائل من الخط الرئيسي المؤقت (الموضح أيضًا في الرسم التخطيطي).
أثناء تنفيذ هذه الخطوات، تأكد بعناية من خروج الهواء عبر الصمام. هذا الصمام مُثبّت في أعلى نقطة في الخط (كما هو موضح في الرسم التخطيطي).
يوضح الرسم التخطيطي أيضًا المضخات التي تولد مستوى الضغط المطلوب.
هام! عند إجراء الاختبار، يجب الانتباه إلى احتمال انفجار الأنابيب وتطاير الشظايا. لذا، يجب اتخاذ الاحتياطات اللازمة لتجنب الإصابة.
الاختبار و SNiP
بعد اكتمال أعمال التركيب، يتم إجراء الاختبار الهيدروليكي لخطوط الأنابيب وفقًا لـ SNIP III-G.9 – 62 و NITUKH – 62.
تنصّ معايير ولوائح البناء (SNIP) على ضرورة خضوع النظام لاختبارات إلزامية. كما تحدد لوائح SNIP نطاق درجة حرارة العمل، والذي يتراوح بين خمس وعشرين درجة مئوية.
لا تحظر لوائح قانون البناء (SNiP) إجراء عمليات تفتيش أولية من قبل شركات البناء والتركيب دون مشاركة العملاء. ومع ذلك، ووفقًا للوائح المذكورة، تُسجل نتائج الاختبارات في سجل العمل.
بعد ذلك، يُرفع الضغط إلى ضغط الاختبار ويُحافظ عليه لمدة ساعتين. يُعتبر خط الأنابيب قد اجتاز الاختبار النهائي إذا لم يتجاوز انخفاض الضغط خلال الساعتين الأخيرتين 0.02 ميجا باسكال.
وفقًا للتعليمات، يتم توصيل شبكة حمل التدفئة فقط بعد الردم النهائي.
إذا لم تحدد التعليمات وقتًا محددًا للاختبار، يُحدد ذلك بناءً على مدة فحص النظام. وإذا تم اكتشاف عيوب أثناء الفحص، فإنه وفقًا للتعليمات، لا يمكن إصلاحها إلا بعد خفض الضغط إلى الضغط الجوي.
وتنص التعليمات كذلك على أنه بعد تصحيح العيوب المكتشفة، يتم تكرار الاختبار مرة أخرى.
المعدات اللازمة
تتيح معدات اختبار الضغط الهيدروليكي لخطوط الأنابيب اختبار التسرب للشبكات التي أعيد مدها، كما توفر القدرة على إنشاء مستوى الضغط المطلوب لاختبار الشبكة بحثًا عن الوصلات المنفذة بشكل سيئ.
تتمتع معدات هذا النوع من الاختبارات بنطاق واسع من التطبيقات. على سبيل المثال، لاختيار جهاز اختبار الضغط، يجب أولاً تحديد أقصى ضغط مطلوب للاختبار.
أما النقطة المهمة الثانية فهي محرك المضخة الهيدروليكية. في هذا النوع من المعدات، يمكن أن يكون يدوي وكهربائي.
مضخات كهربائية لاختبار الضغط الهيدروليكي في خطوط الأنابيب. تُستخدم هذه المضخات لتوليد ضغوط تصل إلى 40 كجم/سم². تتميز هذه الأجهزة بتعدد استخداماتها وملاءمتها للأنظمة الكبيرة. وهي في الأساس مضخات هيدروليكية عالية الضغط مزودة بمقاييس ضغط تعمل بالجلسرين.
يشتمل هذا الجهاز أيضًا على خزان مياه وخرطوم يتصل بسرعة بالوصلة. يتم ضبط مستوى الضغط المطلوب على المرحل، وستتوقف المضخة تلقائيًا عند الوصول إلى الضغط المطلوب.
اختبار أنظمة التدفئة
يضمن اختبار الضغط الهيدروليكي لأنابيب التدفئة التشغيل الطبيعي للشبكة خلال موسم التدفئة، يُعد هذا بمثابة فحص واختبار فني لنظام التدفئة.
لكل نوع من أنواع الغرف خصائص ضغط خاصة به. ويحدد هذا الضغط دوران سائل التبريد وتدفئة الغرفة. وأثناء حركة سائل التبريد، تحدث عمليات هيدروليكية متنوعة، قد تكون شديدة في بعض الأحيان.
ولهذا السبب، يتم اختبار خط أنابيب التدفئة تحت ضغط أعلى بأربعين مرة من ضغط التشغيل.
عند فحص شبكة التدفئة:
- إجراء اختبارات على الرافعات.
- ولتحسين الإحكام، يتم تركيب حشوات إضافية.
- إنهم يقومون بترميم العزل على الأنابيب.
- المنزل معزول عن الشبكة العامة بواسطة سدادات ستائرية.
- أثناء عملية التركيب، يصبح الخط الرئيسي مسدودًا بشدة، لذا فإن عملية التنظيف واختبار الضغط تعتبر خطوات مهمة لضمان التشغيل الفعال لشبكة التدفئة.
الاختبارات الشتوية
يختلف اختبار الضغط الهيدروليكي لخطوط الأنابيب في فصل الشتاء عن الإجراءات المماثلة التي تُجرى في الطقس الدافئ. فإذا تطلب الأمر اختبار خط الأنابيب في درجات حرارة تحت الصفر، يجب اتخاذ تدابير لمنع تجمد الماء في الشبكة.
في هذه الحالة، يتم تخليص النظام من الماء بشكل موثوق بالطرق التالية:
- يتم تسخين خط الصرف الرئيسي مسبقًا أو ضخ الماء الساخن من خلاله. ولا يمكن أن تتجاوز درجة حرارته 60 درجة مئوية. وخلال هذه الخطوات، يتم عزل وصلات الصرف وخطوط الصرف.
- يُجرى اختبار خط الأنابيب باستخدام محاليل مائية تتجمد عند درجة حرارة أقل من الصفر المئوي. ويتبع ذلك مباشرةً شطف الأنابيب بالماء الساخن وتفريغها بالهواء. في حال استخدام محلول كلوريد الكالسيوم للاختبار في فصل الشتاء، يُجرى الاختبار على أجزاء لا يزيد طولها عن 1000 متر (بعمق يصل إلى 10 سم).
- في فصل الشتاء، يمكن فحص خط أنابيب بحجم يصل إلى 25 سم على امتداد قسم يصل طوله إلى 250 متراً.
يمكن العثور على كمية المياه المطلوبة للاختبار في فصل الشتاء في جداول خاصة.
قواعد التحقق
يجب اتباع لوائح اختبار الضغط الهيدروليكي لخطوط الأنابيب بتسلسل دقيق. تحتوي هذه اللوائح على معلومات كاملة حول الضغط ودرجة الحرارة وفترات الانتظار. كما أنها توفر معلومات حول إجراءات الاختبار.
تحظر القواعد بشكل صارم على الأفراد التواجد بالقرب من المعدات التي يتم اختبارها عندما تكون تحت ضغط عالٍ.
وتنص القواعد كذلك على أنه يعتبر خط الأنابيب قد اجتاز الاختبار إذا لم يتم اكتشاف أي تسربات للسوائل أو تمزقات في الأنابيب أو تشوهات مرئية أخرى أثناء الاختبار، ولم يتجاوز انخفاض الضغط المعايير المطلوبة.
عند إجراء هذا النوع من الاختبارات، يتم الالتزام الصارم بلوائح السلامة.
منصات الاختبار
تُستخدم منصات اختبار الضغط الهيدروليكي لخطوط الأنابيب في المجالات التالية:
- اختبار هيدروليكي لصمامات الإغلاق للتأكد من قوتها وإحكامها.
- تشكيل أجزاء المعدات اللازمة للهيكل بالضغط.
- تقييم خط الأنابيب من حيث القوة والإحكام، وأكثر من ذلك بكثير.
تُجهز أجهزة الاختبار الهيدروليكي بمكونات من أفضل الشركات المصنعة في العالم. وهذا دليل على جودتها العالية، وعمرها التشغيلي الطويل، وسهولة استخدامها.
يمكن أن تكون حلول تصميم منصات العرض كالتالي:
- على قاعدة إطارية للوضع الداخلي.
- حاوية صلبة مصممة للاستخدام الخارجي.
الخصائص التقنية للحوامل النموذجية القياسية هي كما يلي:
- يُستخدم الماء كوسيط تشغيل للأغراض التقنية.
- يتم توليد الضغط بواسطة وحدة مضخة مكبسية أو مضخة يدوية.
- أبعاد الفلنجات من DN 25 إلى DN 1500.
- أعلى مستوى للضغط هو 4500 بار.
- إذا لزم الأمر، يتم تجهيز منصات الاختبار بوظيفة التنظيف المسبق.
ينبغي أن يكون من المفهوم بوضوح أن الاختبار الهيدروليكي لخطوط الأنابيب هو إجراء احترازي إلزامي ضد حالة طوارئ مفاجئة قد تؤدي إلى فشل النظام.
لإجراء هذا الاختبار، يجب اتخاذ سلسلة من الخطوات، بما في ذلك تجهيز الأنابيب وفحص المعدات اللازمة. عند الانتهاء من الاختبار، تُسجل النتائج في ورقة بيانات النظام، والتي تتضمن أيضًا تصريح تشغيل النظام.
شكراً جزيلاً على التعليمات المفصلة؛ لقد كانت مفيدة للغاية؛ لم أضطر إلى الاتصال بأخصائي. الموقع الإلكتروني رائع؛ فهو مفيد في كثير من الأحيان.
مجموعة من المصطلحات والكلمات غير المهنية...
مرحباً. كُتبت هذه المقالة بلغة بسيطة لتكون مفهومة لأي شخص ليس متخصصاً في اختبارات الأنظمة الهيدروليكية.