Испытания трубопроводов на прочность и плотность: давление, выдержка и почему испытание не засчитывают

Монтаж закончен, пуск назначен на понедельник, а приёмка возвращает акт испытаний: манометр с просроченной поверкой, участок отсекали задвижкой вместо заглушки, давление подняли «на глаз». Испытание на прочность и плотность приходится повторять — снова заполнять линию, снова собирать комиссию, сдвигать пуск. Хуже, если ошибка всплывёт уже после аварии: тогда акт с нарушениями становится аргументом против эксплуатирующей организации.

Ниже — порядок гидравлических испытаний трубопроводов по шагам: как назначить пробное давление, чем оснастить линию, сколько выдерживать, как отличить испытание на прочность от испытания на плотность и герметичность и какие ошибки чаще всего делают результат недействительным.

Испытания на прочность и плотность — это что и по каким нормам

Испытание на прочность проверяет, что трубы, сварные швы, фасонные детали и арматура выдерживают давление выше рабочего без разрушения и остаточных деформаций. Испытание на плотность проверяет, что при рабочем давлении нет течей и запотеваний в швах, фланцах и врезках. Проводят их последовательно, без слива испытательной среды.

Для технологических трубопроводов на опасных производственных объектах основной документ — Приказ Ростехнадзора от 21.12.2021 № 444 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасной эксплуатации технологических трубопроводов»» (зарегистрирован в Минюсте России 01.06.2022 № 68666), испытаниям посвящены пункты 128–167. Для трубопроводов пара и горячей воды действует Приказ Ростехнадзора от 15.12.2020 № 536 «Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности при использовании оборудования, работающего под избыточным давлением»», пункты 175–190. Детализирует порядок для стальных технологических трубопроводов раздел 13 ГОСТ 32569-2013: его применяют в части, не противоречащей ФНП. Для наружных сетей водоснабжения, теплоснабжения и газораспределения действуют свои своды правил — какой из них применяется, указывает проект.

Пробное давление при гидравлическом испытании трубопровода

Ошибка в пробном давлении — самая дорогая: заниженное давление не выявит дефект, завышенное может повредить трубопровод. Правила такие:

• Технологические трубопроводы. Величину пробного давления на прочность определяет разработчик проекта (п. 140 ФНП № 444). Минимум считают по формуле п. 141: расчётное давление умножают на коэффициент и на отношение допускаемых напряжений материала при 20 °C и при расчётной температуре. Для трубопроводов в эксплуатации вместо расчётного допускается брать рабочее или разрешённое давление из паспорта.
• Верхняя граница. Напряжения в стенке при пробном давлении не должны превышать 90% предела текучести материала при температуре испытания (п. 143). Если фланцевые болты не выдерживают пробного давления, его допускается снизить до величины, при которой болты остаются в пределах прочности (п. 142).
• Вакуумные трубопроводы и линии без внутреннего избыточного давления испытывают на прочность давлением 0,2 МПа (п. 144).
• Трубопроводы пара и горячей воды. Минимальное пробное давление — 1,25 рабочего, но не менее 0,2 МПа; максимальное устанавливают расчётом на прочность (п. 184 ФНП № 536).

Если трубопровод испытывают вместе с аппаратами, давление не должно превышать пробное давление этого оборудования (п. 137 ФНП № 444). Значение пробного давления с расчётом стоит закрепить в программе испытаний до начала работ: именно его в первую очередь сверяет приёмка.

Как проводят гидравлические испытания трубопроводов: порядок по шагам

1. Наружный осмотр. Проверяют соответствие смонтированного трубопровода проекту; решение о готовности принимает монтажная организация по согласованию с эксплуатирующей (п. 128).
2. Разбивка на участки. Испытывают трубопровод целиком или участками; разбивку делает монтажная организация по согласованию с эксплуатирующей и (или) проектной (п. 129).
3. Заглушки. Испытываемый участок отсоединяют от аппаратов и других трубопроводов заглушками — запорной арматурой отсекать нельзя (п. 130). Места заглушек отмечают предупредительными знаками (п. 131).
4. Манометры. Ставят минимум два прибора класса точности не ниже 1,5 с действующей поверкой: один у источника давления, второй в наиболее удалённой точке (п. 134).
5. Заполнение водой. Используют воду температурой от 5 до 40 °C, если документация изготовителя не требует иного; воздух из системы удаляют полностью. Поднимать давление сжатым воздухом или газом запрещено (пп. 145, 147).
6. Подъём и выдержка на прочность. Давление поднимают плавно до пробного и выдерживают время, заданное проектом или рабочей документацией (п. 132). Для трубопроводов пара и горячей воды выдержка — не менее 10 минут (п. 186 ФНП № 536).
7. Снижение до плотности и осмотр. Давление снижают до рабочего и осматривают швы, фланцы, корпуса арматуры и все врезки (п. 132). Обстукивать трубопровод под давлением и устранять дефекты, не сбросив давление, нельзя.
8. Слив и акт. После испытания воду удаляют, по результатам составляют акт (п. 139). При выявленных дефектах после их устранения испытание повторяют.

Испытания трубопроводов на прочность, плотность и герметичность: в чём разница

Три испытания часто путают в договорах и программах, из-за чего одно из них просто не проводят.

Дополнительное испытание на герметичность обязательно для трубопроводов с токсичными веществами 1–3 классов опасности, горючими газами, включая сжиженные углеводородные, легковоспламеняющимися жидкостями, а также для вакуумных линий (п. 164 ФНП № 444). Его проводят после прочности и плотности, промывки и продувки; для строящихся межцеховых, внутрицеховых и межзаводских трубопроводов продолжительность — не менее 24 часов (пп. 165–167).

Когда допускается пневматическое испытание

Трубопроводы с номинальным давлением до 10 МПа испытывают гидравлически. Заменить воду воздухом можно, если опоры не рассчитаны на вес воды, если на улице ниже 5 °C и низкозамерзающие жидкости применить невозможно, либо в иных случаях, обоснованных в проектной документации (п. 135). Рядом с действующими трубопроводами, в цехах и на эстакадах пневмоиспытание идёт с контролем акустической эмиссией, если проект не обосновал безопасность без неё. Перед испытанием разрабатывают инструкцию, её утверждает технический руководитель эксплуатирующей организации.

Давление при пневмоиспытании поднимают не быстрее 5% пробного в минуту и не более 0,2 МПа в минуту, с остановками для осмотра (п. 153). Испытание проводят только при достаточной освещённости площадки (п. 151).

Почему испытание не засчитывают: типовые ошибки

• Один манометр или просроченная поверка. Требование о двух поверенных приборах с классом точности не ниже 1,5 — первое, что проверяют по акту.
• Отсечение задвижкой. Арматура пропускает, давление «уходит» в соседнюю систему, а результат по плотности становится недостоверным.
• Пробное давление без расчёта. Взяли «1,25 рабочего» для технологической линии, не учтя температурный коэффициент материала, или превысили допустимое для фланцевых болтов.
• Нарушенная выдержка. Время выдержки не зафиксировано или короче требуемого проектом и правилами.
• Подъём давления воздухом в заполненной водой системе — прямой запрет ФНП.
• Подчеканка швов и ремонт под давлением. Запрещены пунктом 138; дефект устраняют после сброса давления, затем испытание повторяют.
• Пропущенное испытание на герметичность для линий с токсичными и горючими средами.

Испытания трубопроводов в эксплуатации

Гидравлические испытания нужны не только при монтаже. Их проводят после ремонта со сваркой и при техническом освидетельствовании, а для технологических трубопроводов в эксплуатации пробное давление можно рассчитывать от паспортного рабочего или разрешённого давления. Перед испытанием старой линии полезно оценить толщину стенки: при сильном коррозионном износе пробное давление может оказаться опасным для металла. Поэтому испытание логично совмещать с техническим диагностированием — толщинометрией, ультразвуковым и визуально-измерительным контролем, — чтобы не обнаружить утонение стенки уже по разрыву.

Что проверить до начала испытаний

• Программа испытаний с расчётом пробного давления, разбивкой на участки, временем выдержки и критериями приёмки.
• Схема заглушек и предупредительные знаки на каждой из них.
• Свидетельства о поверке обоих манометров, класс точности не ниже 1,5.
• Температура воды и способ удаления воздуха из верхних точек.
• Форма акта: давление, время выдержки, результаты осмотра, подписи представителей монтажной и эксплуатирующей организаций.

Если своих специалистов для испытаний или диагностирования трубопроводов нет, разместите бесплатную заявку на странице технического диагностирования на площадке-агрегаторе «Ресурс-Плюс». Лаборатории и специализированные организации откликнутся сами, с ценой и сроками, а договор вы заключите напрямую, без комиссии; сама площадка работы не выполняет. Укажите в форме ниже протяжённость и диаметр линий, среду, рабочее давление и повод для испытаний.