Réalisation d'essais hydrauliques de pipelines – instructions et règles de procédure

Un essai hydraulique (ou essai de pression) est un test réalisé sur un système fermé à l'aide d'air comprimé ou d'une surpression supérieure à la valeur normale de fonctionnement. Il permet de détecter les fuites ou de déterminer le comportement du système dans des conditions extrêmes. Si l'essai est concluant, le système résistera sans aucun doute aux conditions normales de fonctionnement.

L'essai hydrostatique des pipelines est le type de test non destructif le plus couramment utilisé pour déterminer la résistance et l'étanchéité d'un pipeline fonctionnant sous pression.

Dans la plupart des pays, il est d'usage que les pipelines et les équipements fonctionnant sous pression subissent des essais hydrauliques dans les cas suivants :

• après la production des éléments de réseau préparés pour l'installation ;
• une fois la pose du pipeline terminée ;
• lors de la surveillance du réseau pendant les tests.

Toutes les canalisations de process sont soumises à des essais de pression hydraulique conformément aux normes. SNIP III-G.9 – 62 et NITUHP – 62De plus, des essais pneumatiques sont également réalisés. Ces derniers sont utilisés lorsque les essais hydrauliques sont impossibles pour les raisons suivantes :

• Température de l'air négative.
• Quand il n'y a pas d'eau.
• Tensions dangereuses dans la canalisation dues à la masse de liquide.

Outre ces méthodes, les réseaux sont testés à l'air libre ou avec un gaz inerte.

Les essais des structures sont réalisés sous la supervision du fabricant ou des contremaîtres, et en stricte conformité avec les exigences du projet ou les instructions de l'Autorité nationale de surveillance minière et industrielle.

Avant le début des travaux, la conduite principale est divisée en sections distinctes. L'ensemble du réseau est ensuite inspecté minutieusement et la documentation technique est vérifiée. À ce stade, des vannes de purge d'air et de vidange ainsi que des bouchons temporaires sont également installés.

L'utilisation de vannes d'arrêt est interdite dans ce cas.La conduite testée est reliée à une pompe hydraulique, une presse ou tout autre dispositif permettant d'atteindre le niveau de pression requis.

Pression lors des essais de pipeline

La pression lors des essais hydrauliques des pipelines est vérifiée à l'aide de manomètres, qui doivent au préalable être… vérifier et sceller.

Selon la norme GOST 2405-63, ces mécanismes doivent avoir une classe de précision d'au moins 1,5. Le volume de leur boîtier ne peut pas être inférieur à 15 cm3 et l'échelle pour la lecture de la pression nominale ne doit pas être inférieure aux trois quarts de la pression mesurée.

Les essais hydrostatiques permettent de tester les systèmes non seulement leur résistance, mais aussi leur densité. La pression d'essai varie selon l'application. Par exemple :

• Pour les systèmes sous pression en acier et en fonte, le facteur de conception spécifié est de 1,25. L'augmentation de la pression d'essai au-dessus de la pression de service ne peut pas dépasser 5 kg/cm², et le niveau de pression d'essai ne peut pas dépasser 10 kg/cm².
• Les systèmes sous pression en amiante-ciment sont conçus pour une pression de service ne dépassant pas 5 kg/cm2.
• Les systèmes polymères sont testés sous la pression spécifiée par GOST ou TU pour un type de tuyau spécifique, et cet indicateur ne doit pas être réduit en dessous du niveau de fonctionnement.

Pour créer la pression requise lors des essais hydrauliques, utilisez :

• Presses hydrauliques.
• Pompes à piston manuelles.
• Pompes à engrenages.
• Pompes opérationnelles.

Comment se déroulent les tests ?

Tests des systèmes de chauffage et d'alimentation en eau

La réalisation d'essais hydrauliques de pipelines se divise en plusieurs étapes :

• Raccordement de la pompe hydraulique.
• Installation de manomètres.
• Remplissage en eau (pendant cette opération, les évents doivent rester ouverts jusqu'à ce que l'eau y apparaisse, signe que les poches d'air ont été complètement éliminées du réseau). Une fois l'eau ajoutée, la conduite principale est soigneusement inspectée ; les fuites révéleront tout défaut.
• Créer une pression de service à l'aide d'une presse ou d'une pompe et maintenir le réseau sous cette pression pendant une certaine période.
• Réduire le niveau de pression au niveau de travail.
• Élimination du liquide du réseau et réalisation d'une inspection secondaire.
• Démontage du manomètre et de la pompe.

Les filets sont maintenus sous pression d'essai pendant cinq minutes. Les structures en verre font exception à cette règle ; elles sont maintenues sous pression pendant vingt minutes.

Le système est inspecté une fois la pression ramenée à son niveau de fonctionnement. Lors des essais sur les systèmes en acier, les joints soudés des deux côtés (à deux centimètres de distance) sont frappés avec un marteau arrondi d'un poids maximal d'un kilogramme et demi.

Les canalisations en métaux non ferreux sont taraudées à l'aide d'un maillet en bois ne pesant pas plus de 0,7 kg. Le taraudage des structures constituées d'autres matériaux est déconseillé.

Réalisation de la procédure d'essai hydraulique des canalisations de procédé

Des essais hydrostatiques sont réalisés sur les canalisations industrielles afin de déterminer leur densité lors du calfeutrage et de détecter les fuites. Le réseau est testé avant le remblayage des fosses et la mise en place des armatures.

Des essais complémentaires sont réalisés à l'étape finale, une fois les tranchées entièrement remblayées et tous les travaux sur les systèmes de traitement de cette section terminés. Des essais préliminaires peuvent être effectués dès que les connexions ont atteint la résistance requise.

Une canalisation de procédé est considérée comme ayant passé l'inspection si elle n'est ni rompue ni défectueuse, et si ses joints restent intacts et qu'aucune fuite ne s'est produite.

Une fois les essais du système de traitement terminés, les zones concernées sont immédiatement remblayées et soumises à des essais finaux. Durant cette opération, les systèmes sont rincés à l'eau et les zones testées sont isolées du système en fonctionnement à l'aide de brides ou de bouchons.

Avant les essais, le réseau et les raccords sont remplis d'eau et laissés en place pendant 24 heures. L'essai final est réalisé sans soupapes de sécurité ni bornes d'incendie. Des bouchons sont installés à leur place.

Les vannes sont ensuite complètement ouvertes, mais on vérifie d'abord l'état du joint d'étanchéité. Utilisez des vannes pour fermer La zone testée ne peut être séparée de la zone de fonctionnement.

Schéma de test

Le dispositif d'essai hydraulique du pipeline comprend les éléments suivants.

• Le système testé.
• Supports.
• Brides.
• Une valve servant à libérer les poches d'air.
• Conduite d'alimentation en eau temporaire.
• Presse (type hydraulique).
• Manomètre.
• Robinet de réglage.
• Tap sur le côté.
• Réservoir de mesure.

Lors des essais, les extrémités de la conduite principale indiquées sur le schéma sont recouvertes de brides pleines et bloquées par des butées. Ensuite, le système principal est rempli de fluide provenant de la conduite principale temporaire (également représentée sur le schéma).

Lors de ces étapes, veillez à bien purger l'air par la vanne. Cette vanne est installée au point le plus haut de la conduite (comme indiqué sur le schéma).

Le schéma montre également les pompes qui génèrent le niveau de pression requis.

IMPORTANT ! Lors des essais, soyez conscient que les tuyaux peuvent se rompre et que des fragments peuvent être projetés. Des précautions doivent donc être prises pour éviter toute blessure.

Tests et SNiP

Une fois les travaux d'installation terminés, les essais hydrauliques des canalisations sont effectués conformément aux normes SNIP III-G.9 – 62 et NITUKH – 62.

La norme SNIP (Normes et réglementations de construction) stipule que le système doit faire l'objet de tests obligatoires. Elle fixe également une plage de températures de fonctionnement, allant de 5 à 20 degrés Celsius.

Le règlement SNiP (Code de bonnes pratiques du bâtiment) n'interdit pas les inspections préliminaires effectuées par les entreprises de construction et d'installation sans la participation des clients. Cependant, conformément à ce règlement, les résultats des tests sont consignés dans le registre des travaux.

Tests, séchage, remplissage du gazoduc avec de l'azote...

Les normes et réglementations de construction (SNiP) définissent les instructions relatives aux essais hydrauliques des canalisations en phase finale. La procédure est la suivante : créer une pression égale à la pression de service et la maintenir pendant deux heures.

La pression est ensuite augmentée jusqu'à la pression d'essai et maintenue pendant deux heures. Le pipeline est considéré comme ayant réussi l'essai final si la chute de pression durant ces deux dernières heures ne dépasse pas 0,02 MPa.

Conformément aux instructions, le réseau de chauffage n'est raccordé qu'après le remblayage final.

Si les instructions ne précisent pas de durée pour les tests, celle-ci est déterminée par la durée de l'inspection du système. Si des défauts sont constatés lors de l'inspection, conformément aux instructions, ils ne peuvent être corrigés qu'après retour à la pression atmosphérique.

Les instructions précisent en outre qu'après la correction des défauts détectés, les tests sont répétés.

Équipement nécessaire

L'équipement pour les essais hydrostatiques des pipelines permet de tester l'étanchéité des réseaux rénovés et offre également la possibilité de créer le niveau de pression requis pour tester le réseau et détecter les connexions mal exécutées.

Les équipements destinés à ce type d'essai ont de nombreuses applications. Par exemple, pour choisir un testeur de pression, il faut d'abord déterminer la pression maximale requise pour l'essai.

Le deuxième point important concerne l'entraînement par pompe hydraulique. Dans cette gamme d'équipements, il peut s'agir de type manuel et électrique.

Tests de pression des systèmes d'approvisionnement en eau de ROTHENBERGER

Le premier type est utilisé pour le sertissage de courts tronçons de réseau. Cet équipement est plus léger et plus compact que ses homologues électriques. Cependant, son utilisation exige une force physique considérable et beaucoup de temps.

Pompes électriques pour essais hydrauliques de canalisations. Elles permettent de générer des pressions jusqu'à 40 kg/cm². Polyvalentes, elles conviennent aux grands réseaux. Il s'agit essentiellement de pompes hydrauliques haute pression équipées de manomètres à glycérine.

Cet équipement comprend également un réservoir d'eau et un tuyau à raccordement rapide. Le niveau de pression souhaité est réglé sur le relais, et la pompe s'arrête automatiquement une fois cette pression atteinte.

Test des systèmes de chauffage

Les essais hydrostatiques des canalisations de chauffage garantissent le bon fonctionnement du réseau. Durant la saison de chauffage, il s'agit d'une sorte d'examen et de contrôle technique du système de chauffage.

Chaque type de pièce possède ses propres caractéristiques de pression. Cette pression détermine la circulation du fluide frigorigène et le chauffage de la pièce. Lors du déplacement du fluide frigorigène, divers phénomènes hydrauliques se produisent, parfois de manière très brutale.

C’est pourquoi la conduite de chauffage est testée sous une pression quarante fois supérieure à la pression de service.

Lors de la vérification du réseau de chauffage :

• Réaliser des essais de grues.
• Pour améliorer l'étanchéité, des joints d'étanchéité supplémentaires sont installés.
• Ils sont en train de remettre en état l'isolation des canalisations.
• La maison est coupée du réseau électrique général par des prises aveugles.
• Lors de l'installation, la conduite principale s'encrasse fortement ; le rinçage et les tests de pression sont donc des étapes importantes pour garantir le bon fonctionnement du réseau de chauffage.

Essais hivernaux

Les essais hydrostatiques des canalisations en hiver diffèrent des procédures similaires effectuées par temps plus clément. Si une canalisation doit être testée à des températures négatives, des mesures doivent être prises pour empêcher le gel de l'eau dans le réseau.

Dans ce cas, le système est débarrassé de l'eau de manière fiable de la façon suivante :

1. La conduite principale est préchauffée ou de l'eau chaude y est pompée. Sa température ne doit pas dépasser 60 degrés Celsius. Durant ces étapes, les raccords et les canalisations d'évacuation sont isolés.
2. On procède à un essai de la canalisation avec des solutions aqueuses qui gèlent en dessous de 0 °C. Cet essai est immédiatement suivi d'un rinçage à l'eau chaude et d'une purge à l'air. Si une solution de chlorure de calcium est utilisée pour les essais en hiver, ceux-ci sont effectués sur des sections n'excédant pas 1 000 m (avec une profondeur maximale de 10 cm).
3. En hiver, une canalisation d'un volume allant jusqu'à 25 cm peut être contrôlée sur une section allant jusqu'à 250 m.

La quantité d'eau nécessaire pour les tests en hiver se trouve dans des tableaux spécifiques.

Règles de vérification

La réglementation relative aux essais hydrostatiques des pipelines doit être respectée scrupuleusement. Cette réglementation contient des informations complètes sur la pression, la température et les durées de maintien. Elle décrit également la procédure d'essai.

Le règlement interdit formellement au personnel de se trouver à proximité de l'équipement testé lorsqu'il est soumis à une pression élevée.

Le règlement précise en outre qu'un pipeline est considéré comme ayant réussi le test si, lors des essais, aucune fuite de liquide, rupture de tuyau ou autre déformation visible n'a été détectée et si la chute de pression n'a pas dépassé les normes requises.

Lors de ce type de tests, les règles de sécurité sont strictement respectées.

bancs d'essai

Les bancs d'essai hydrauliques pour pipelines sont utilisés dans les domaines suivants :

1. Essais hydrauliques des vannes d'arrêt pour vérifier leur résistance et leur étanchéité.
2. Pressage des pièces d'équipement pour le boîtier.
3. Évaluation de la résistance et de l'étanchéité du pipeline, et bien plus encore.

Les bancs d'essai hydrostatiques sont équipés de composants provenant des meilleurs fabricants mondiaux. C'est la preuve de leur haute qualité, de leur longue durée de vie et de leur facilité d'utilisation.

Les solutions de conception pour les stands peuvent être :

1. Sur un socle à cadre pour une utilisation en intérieur.
2. Un conteneur en bloc solide destiné à une utilisation extérieure.

Les caractéristiques techniques des supports standard sont les suivantes :

• L'eau est utilisée comme fluide de travail à des fins techniques.
• La pression est générée au moyen d'une pompe à piston ou d'une pompe manuelle.
• Dimensions des brides de DN 25 à DN 1500.
• Le niveau de pression maximal est de 4500 bars.
• Si nécessaire, les bancs d'essai sont équipés d'une fonction de pré-nettoyage.

Banc d'essai vertical pour vannes de pipeline

Il convient de bien comprendre que les essais hydrauliques des pipelines constituent une précaution obligatoire contre une situation d'urgence soudaine pouvant entraîner une défaillance du système.

Pour réaliser ce test, plusieurs étapes sont nécessaires, notamment la préparation des canalisations et la vérification du matériel requis. Une fois le test terminé, les résultats sont consignés dans la fiche technique du système, qui autorise également sa mise en service.