Realización de pruebas hidráulicas de tuberías: instrucciones y normas de procedimiento.

Una prueba hidráulica (o prueba de presión) es una prueba de un sistema cerrado que utiliza aire o una presión excesiva que supera el valor normal de funcionamiento. Se realiza para detectar fugas o para determinar el rendimiento del sistema en condiciones extremas. Si la prueba es satisfactoria, el sistema soportará sin duda las condiciones normales de funcionamiento.

Las pruebas hidrostáticas de tuberías son el tipo de ensayo no destructivo más utilizado para determinar la resistencia y la estanqueidad de una tubería que opera bajo presión.

En la mayoría de los países, es práctica aceptada que las tuberías y los equipos que operan bajo presión deben someterse a pruebas hidráulicas en los siguientes casos:

• después de la producción de las piezas de red preparadas para la instalación;
• una vez finalizada la instalación del oleoducto;
• al monitorear la red durante las pruebas.

Todas las tuberías de proceso se someten a pruebas de presión hidráulica de acuerdo con las normas. SNIP III-G.9 – 62 y NITUHP – 62Además, también se realizan pruebas neumáticas. Estas últimas se utilizan en situaciones en las que las pruebas hidráulicas no son posibles por las siguientes razones:

• Temperatura del aire negativa.
• Cuando no hay agua.
• Voltajes peligrosos en la tubería debido a la masa de líquido.

Además de estos métodos, las redes se prueban utilizando aire o gas inerte.

Las pruebas de las estructuras se realizan bajo la supervisión del fabricante o los capataces, y en estricta conformidad con los requisitos del proyecto o las instrucciones de la Autoridad Estatal de Supervisión Minera e Industrial.

Antes de comenzar los trabajos, la línea principal se divide en secciones. A continuación, se inspecciona minuciosamente toda la red y se verifica la documentación técnica. En esta etapa, también se instalan válvulas de drenaje y purga de aire, así como tapones temporales.

En este caso, está prohibido el uso de válvulas de cierre.La tubería que se está probando está conectada a una bomba hidráulica, una prensa u otro dispositivo que alcanza el nivel de presión requerido.

Presión durante las pruebas de tuberías

La presión durante las pruebas hidráulicas de tuberías se comprueba con manómetros, que primero deben ser revisar y sellar.

Según la norma GOST 2405-63, estos mecanismos deben tener una clase de precisión de al menos 1,5. El volumen de su carcasa no puede ser inferior a 15 cm³, y la escala para la lectura de la presión nominal no debe ser inferior a tres cuartas partes de la presión medida.

Las pruebas hidrostáticas evalúan los sistemas no solo en cuanto a resistencia, sino también en cuanto a densidad. La presión de prueba varía según la aplicación. Por ejemplo:

• Para sistemas de presión de acero y hierro fundido, el factor de diseño especificado es de 1,25. El aumento de la presión de prueba por encima de la presión de trabajo no puede exceder los 5 kg/cm², y el nivel de presión de prueba no puede exceder los 10 kg/cm².
• Los sistemas de presión de fibrocemento están diseñados para una presión de trabajo que no supere los 5 kg/cm2.
• Los sistemas de polímeros se prueban bajo la presión especificada por GOST o TU para un tipo específico de tubería, y este indicador no debe reducirse por debajo del nivel de funcionamiento.

Para generar la presión necesaria durante las pruebas hidráulicas, utilice:

• Prensas hidráulicas.
• Bombas de pistón manuales.
• Bombas accionadas por engranajes.
• Bombas operativas.

¿Cómo se realizan las pruebas?

Pruebas de sistemas de calefacción y suministro de agua

La realización de pruebas hidráulicas en tuberías se divide en las siguientes etapas:

• Conectando la bomba hidráulica.
• Instalación de manómetros.
• Llenado con agua (durante este procedimiento, las válvulas de ventilación deben permanecer abiertas hasta que aparezca agua en ellas, lo que indica que las burbujas de aire se han eliminado por completo de la red). Una vez añadida el agua, se inspecciona cuidadosamente la tubería principal; las fugas indicarán cualquier defecto.
• Generar presión de trabajo mediante una prensa o bomba y mantener la red bajo presión durante un período determinado.
• Reduciendo el nivel de presión al nivel de trabajo.
• Eliminar el líquido de la red y realizar una inspección secundaria.
• Desmontar el manómetro y la bomba.

Las redes se mantienen bajo presión de prueba durante cinco minutos. Las estructuras de vidrio son la única excepción a esta prueba; se mantienen durante veinte minutos.

El sistema se inspecciona una vez que la presión se ha reducido al nivel de funcionamiento. Al probar los sistemas de acero, las juntas soldadas de ambos lados (a una distancia de dos centímetros) se golpean con un martillo redondeado que no pese más de un kilogramo y medio.

Las tuberías de metales no ferrosos se golpean con un martillo de madera que no pese más de 0,7 kg. No se recomienda golpear estructuras hechas de otros materiales.

Realización del procedimiento de prueba hidráulica de tuberías de proceso.

Las pruebas hidrostáticas de las tuberías de proceso se realizan para determinar la densidad de la tubería durante el sellado y detectar fugas. La red se prueba primero antes de rellenar las excavaciones e instalar el refuerzo.

Las pruebas posteriores se realizan en la etapa final, una vez que las zanjas estén completamente rellenas y se hayan completado todos los trabajos en los sistemas de proceso de esa sección. Las pruebas preliminares pueden realizarse una vez que las conexiones hayan alcanzado la resistencia requerida.

Se considera que una tubería de proceso ha superado la inspección si no se ha roto ni ha perdido su sellado. Asimismo, si las juntas permanecen intactas y no se han producido fugas.

Una vez finalizadas las pruebas del sistema de proceso, se rellenan inmediatamente con tierra y se someten a pruebas finales. Durante este proceso, los sistemas se enjuagan con agua y las áreas que se están probando se aíslan del sistema operativo mediante bridas o tapones.

Antes de la prueba, la red y las conexiones de los enchufes se inundan con agua y se dejan reposar durante 24 horas. La prueba final se realiza sin válvulas de seguridad ni hidrantes. En su lugar, se instalan tapones.

A continuación, se abren completamente las válvulas, pero antes se comprueba el estado del empaquetado de sellado. Utilice válvulas para cerrar La zona que se está probando no puede separarse de la zona en funcionamiento.

Esquema de pruebas

El esquema de prueba hidráulica de la tubería consta de los siguientes componentes.

• El sistema bajo prueba.
• Soportes.
• Bridas.
• Una válvula que sirve para liberar las bolsas de aire.
• Línea de suministro de agua temporal.
• Prensa (de tipo hidráulico).
• Manómetro.
• Grifo de ajuste.
• Golpe lateral.
• Tanque de medición.

Durante las pruebas, los extremos de la tubería principal indicados en el diagrama se cubren con bridas ciegas y se fijan con topes. Posteriormente, el sistema principal se llena con fluido procedente de la tubería principal provisional (también incluida en el diagrama).

Mientras realiza estos pasos, asegúrese cuidadosamente de que se libere el aire a través de la válvula. Esta válvula está instalada en el punto más alto de la tubería (esto también se indica en el diagrama).

El diagrama también muestra las bombas que generan el nivel de presión requerido.

¡IMPORTANTE! Al realizar las pruebas, tenga en cuenta que las tuberías pueden romperse y que pueden salir disparados fragmentos. Por lo tanto, se deben tomar precauciones para evitar lesiones.

Pruebas y SNiP

Una vez finalizados los trabajos de instalación, se realizan pruebas hidráulicas de las tuberías de acuerdo con las normas SNIP III-G.9 – 62 y NITUKH – 62.

Las normas y reglamentos de construcción (SNIP) estipulan que el sistema debe someterse a pruebas obligatorias. Asimismo, las normas SNIP establecen un rango de temperatura de funcionamiento que va de cinco a veinte grados Celsius.

La normativa SNiP (Código de Buenas Prácticas de la Construcción) no prohíbe las inspecciones preliminares realizadas por empresas constructoras e instaladoras sin la participación de los clientes. Sin embargo, según dicha normativa, los resultados de las pruebas se registran en el libro de registro de obra.

Pruebas, secado, llenado del gasoducto con nitrógeno...

Las normas y reglamentos de construcción (SNiP) definen las instrucciones para las pruebas hidráulicas de tuberías en la etapa final. El procedimiento es el siguiente: generar una presión igual a la presión de trabajo y mantenerla durante dos horas.

Posteriormente, se aumenta la presión hasta alcanzar la presión de prueba y se mantiene durante dos horas. Se considera que la tubería ha superado la prueba final si la caída de presión durante las dos horas finales no supera los 0,02 MPa.

Según las instrucciones, la red para la carga de calefacción se conecta solo después del relleno final.

Si las instrucciones no especifican un tiempo concreto para la prueba, este se determina según la duración de la inspección del sistema. Si se detectan defectos durante la inspección, según las instrucciones, solo podrán corregirse una vez que la presión se haya reducido a la presión atmosférica.

Las instrucciones indican además que, una vez corregidos los defectos detectados, se repite la prueba.

Equipo necesario

Los equipos para realizar pruebas hidrostáticas en tuberías permiten comprobar si hay fugas en redes renovadas y, además, proporcionan la capacidad de generar el nivel de presión necesario para comprobar si existen conexiones mal realizadas en la red.

Los equipos para este tipo de pruebas tienen una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, para seleccionar un comprobador de presión, primero debe determinar la presión máxima requerida para la prueba.

El segundo punto significativo es el accionamiento de la bomba hidráulica. En esta línea de equipos, puede ser tipo manual y eléctrico.

Pruebas de presión de los sistemas de suministro de agua ROTHENBERGER

El primer tipo se utiliza para crimpar tramos cortos de la red. Este equipo es más ligero y pesa menos que sus contrapartes eléctricas. Sin embargo, trabajar con este tipo de equipo requiere considerable fuerza física y tiempo.

Bombas eléctricas para pruebas hidráulicas de tuberías. Generan presiones de hasta 40 kg/cm². Estos dispositivos son versátiles y adecuados para sistemas de gran tamaño. Se trata esencialmente de bombas hidráulicas de alta presión equipadas con manómetros de glicerina.

Este equipo también incluye un depósito de agua y una manguera que se conecta rápidamente al racor. El nivel de presión deseado se ajusta en el relé y la bomba se detendrá automáticamente al alcanzar dicha presión.

Pruebas de sistemas de calefacción

Las pruebas hidrostáticas de las tuberías de calefacción garantizan el funcionamiento normal de la red. Durante la temporada de calefacción, se trata de una especie de examen y revisión técnica del sistema de calefacción.

Cada tipo de habitación tiene sus propias características de presión. Esta presión determina la circulación del refrigerante y la calefacción de la habitación. A medida que el refrigerante circula, se producen diversos procesos hidráulicos, a veces de naturaleza muy severa.

Por este motivo, la tubería de calefacción se somete a pruebas a una presión cuarenta veces superior a la presión de trabajo.

Al revisar la red de calefacción:

• Realizar pruebas de grúas.
• Para mejorar la estanqueidad, se instalan juntas de estanqueidad adicionales.
• Están restaurando el aislamiento de las tuberías.
• La casa está aislada de la red eléctrica general mediante enchufes ciegos.
• Durante la instalación, la tubería principal se obstruye considerablemente, por lo que el lavado y las pruebas de presión son pasos importantes para garantizar el funcionamiento eficiente de la red de calefacción.

Pruebas de invierno

Las pruebas hidrostáticas de tuberías en invierno difieren de los procedimientos similares que se realizan en épocas más cálidas. Si es necesario probar una tubería a temperaturas bajo cero, se deben tomar medidas para evitar que el agua se congele en la red.

En este caso, el sistema se libera de agua de forma fiable de las siguientes maneras:

1. La tubería principal se precalienta o se bombea agua caliente a través de ella. Su temperatura no puede superar los 60 grados Celsius. Durante estos pasos, los accesorios y las tuberías de desagüe se aíslan.
2. Se realizan pruebas en la tubería con soluciones acuosas que se congelan por debajo de 0 °C. A continuación, se enjuagan las tuberías con agua caliente y se purgan con aire. Si se utiliza una solución de cloruro de calcio para las pruebas en invierno, estas se realizan en tramos de no más de 1000 m (con una profundidad máxima de 10 cm).
3. En invierno, se puede inspeccionar una tubería con un volumen de hasta 25 cm³ en un tramo de hasta 250 m.

La cantidad de agua necesaria para realizar pruebas en invierno se puede consultar en tablas especiales.

Reglas de verificación

Las normas para las pruebas hidrostáticas de tuberías deben seguirse en un orden preciso. Estas normas contienen información completa sobre presión, temperatura y tiempos de mantenimiento. También detallan el procedimiento de prueba.

Las normas prohíben estrictamente que el personal se acerque al equipo que se está probando cuando está sometido a alta presión.

Las normas establecen además que se considera que una tubería ha superado la prueba si, durante la misma, no se detectaron fugas de líquido, roturas de tuberías u otras deformaciones visibles, y la caída de presión no superó los estándares requeridos.

Al realizar este tipo de pruebas, se respetan estrictamente las normas de seguridad.

Bancos de prueba

Los bancos de ensayo hidráulicos para tuberías se utilizan en las siguientes áreas:

1. Pruebas hidráulicas de válvulas de cierre para comprobar su resistencia y estanqueidad.
2. Prensado de piezas de equipos para la carcasa.
3. Evaluación de la resistencia y estanqueidad de la tubería, y mucho más.

Los bancos de pruebas hidrostáticas están equipados con componentes de los mejores fabricantes del mundo. Esto demuestra su alta calidad, larga vida útil y facilidad de uso.

Las soluciones de diseño para stands pueden ser:

1. Sobre una base con marco para su colocación en interiores.
2. Un contenedor sólido de bloque para colocar en exteriores.

Las características técnicas de los stands estándar típicos son las siguientes:

• El agua se utiliza como medio de trabajo con fines técnicos.
• La presión se genera mediante una bomba de pistón o una bomba manual.
• Dimensiones para bridas desde DN 25 hasta DN 1500.
• El nivel de presión máximo es de 4500 bares.
• Si es necesario, los bancos de prueba están equipados con una función de prelimpieza.

Banco de pruebas vertical para válvulas de tuberías

Debe quedar claro que las pruebas hidráulicas de las tuberías son una medida de precaución obligatoria contra una situación de emergencia repentina que podría provocar un fallo del sistema.

Para realizar esta prueba, se deben seguir una serie de pasos, que incluyen la preparación de las tuberías y la verificación del equipo necesario. Una vez finalizada la prueba, los resultados se registran en la hoja de datos del sistema, que también contiene la autorización para su puesta en marcha.