6.6.2 Встановлення, реєстрація та технічне опосвідчення посудин

Посудини повинні встановлюватись на відкритих площадках, у місцях, що виключають скупчення людей, або в окремо розташованих будівлях із забезпеченням можливості їх огляду, ремонту та очищення від робочого середовища.

При заглибленні посудини у грунт необхідно забезпечити захист її стінок від грунтової корозії та блукаючих струмів.

Посудини 1-ї групи ( з вибухонебезпечним, пожежонебезпечним середовищем, або з речовинами 1 класу небезпеки за ГОСТ 12.1.007), що працюють при температурі вище 200°С і в яких величини добутку тиску в МПа на місткість в м³ перевищує 0,05, а також посудини 2,3 і 4-ї групи, що працюють при зазначеній температурі за умов перевищення величини добутого тиску на місткість більше 1, підлягають реєстрації в Експертно- технічному центрі Держгірпромнагляду ( в подальшому – ЕТЦ).

Не підлягають реєстрації в ЕТЦ:

• бочки для перевезення зріджених газів, балони місткістю до 100л включно, які встановлені стаціонарно, а також які призначені для транспортування і ( або) зберігання стиснутих, зріджених та розчинених газів;

• конденсатозбірники на лінійній частині МГП;

• посудини, що включені в закриту систему видобування нафти (від свердловини до магістрального трубопроводу) та інш.

Реєстрація посудини здійснюється на підставі письмової заяви власника посудини.

При перестановці посудини на нове місце або переданні посудини іншому власнику, а також при внесені змін у схему її включення посудина до пуску її в роботу має бути перереєстрована.

Посудини, на які поширюються Правила, підлягають технічному опосвідченню до пуску в роботу, періодично в процесі експлуатації і в необхідних випадках - позачергово.

Метою технічного опосвідчення є встановлення справності посудини, оцінка можливості її експлуатації та перевірка міцності її та складових елементів посудини, а також щільності з’єднань.

Технічне опосвідчення включає зовнішній та внутрішній огляд і гідравлічне (пневматичне) випробування. При технічному опосвідченні допускається застосування методів неруйнівного контролю, в тому числі і методу акустичної емісії.

Перед внутрішнім оглядом і гідравлічним випробуванням експлуатація посудини має бути припинена, вона охолоджена (відігріта) звільнена від робочого середовища, відключена заглушками від усіх трубопроводів. Посудини, що працюють з речовинами 1 і 2 класу небезпечності за ГОСТ 12.1.007, до початку робіт всередині посудини повинні бути піддані ретельній обробці (нейтралізації, дегазації тощо).

У разі відсутності вказівок в паспорті (інструкції) з монтажу та експлуатації щодо технічного опосвідчення його слід проводити відповідно до вимог, що наведені у таблиці 6.2.

Таблиця 6.2 Періодичність технічних опосвідчень посудин, що знаходяться експлуатації та зареєстровані в ЕТЦ.

№п/п	Найменування	Відповідальним за наглядом	Експертом ЕТЦ або фахівцем, що має дозвіл Держгірпромнагляду
		Зовнішній і внутрішній огляд	Зовнішній та внутрішній огляд	Гідравлічне випробування пробним тиском
1.	Посудини із середовищем, що викликає руйнування і фізико-хімічне перетворення матеріалу ( корозія та ін.) із швидкістю не більше 0,1 мм/рік	2 роки	4 роки	8 років
2.	Посудини із середовищем, що викликає руйнування і фізико-хімічне перетворення матеріалу ( корозія та ін.) із швидкістю більше 0,1 мм/рік	12 місяців	4 роки	8 років

Посудини, що не реєструються в ЕТЦ підлягають технічному опосвідченню особою відповідальною за нагляд з тією самою періодичністю та в обсязі, що і реєстровані посудини ( гідравлічне випробування – раз у 8 років).

Позачергове опосвідчення посудин слід проводити у таких випадках:

• якщо посудина не експлуатувалась більше 12 місяців;

• після демонтажу її та встановлені на новому місці;

• після ремонту або реконструкції із застосуванням зварювання;

• перед накладанням на стінки посудини захисного покриття;

• після аварії посудини або її елементів;

• після відпрацювання розрахункового строку служби;

• за вимогою інспектора Держгірпромнагляду чи відповідальної особи по нагляду за технічним станом та експлуатацією посудини.

Під час зовнішніх і внутрішніх оглядів повинні бути виявлені та усунені всі дефекти, які знижують міцність посудини. Особлива увага повинна звертатися на виявлення таких дефектів:

1) на поверхні посудини – тріщини, надриви, корозія стінок, вигини, раковини та інші;

2) на зварних швах – дефекти зварювання у вигляді тріщин усіх видів і напрямків (у тому числі мікротріщини), непровари, підрізи основного металу, пори, шлакові та інші включення, що перевищують допустимі значення, а також напливи, кратери, пропали, свищі, недопустимі зміщення кромок тощо;

3) у заклепочних швах – тріщини між заклепками, обриви головок, сліди пропусків, надривів, корозійних пошкоджень та ін.

Гідравлічні випробування посудин проводяться тільки при задовільних результатах зовнішнього і внутрішнього оглядів.

Гідравлічному випробуванню підлягають усі посудини після їх виготовлення, а також після їх монтажу (встановлення) на місці експлуатації.

Гідравлічне випробування посудин, за винятком литих, повинно проводитись пробним тиском Р_пр , що визначається за формулою:

Р_пр = 1,25 Р σ₂₀/ σ_t ,

де Р – розрахунковий тиск посудини, МПа;

σ₂₀ та σ_t – допустимі напруги для матеріалу посудини або її елементів відповідно при 20⁰С і розрахунковій температурі t, МПа.

Гідравлічне випробування деталей, виготовлених з литва, має проводитись пробним тиском, який визначається за формулою:

Р_пр = 1,5 Р σ₂₀/ σ_t .

Гідравлічне випробування кріогенних посудин за наявності вакууму в ізоляційному просторі має проводитись пробним тиском, який визначається за формулою:

Р_пл = 1,25Р-0,1, МПа.

Гідравлічне випробування металопластикових посудин проводиться пробним тиском, що визначається за формулою:

Р_пр =[1,25Km+α(1-Km)]P σ₂₀/ σ_t, MПа ,

де Km- відношення маси металоконструкції до загальної маси посудини;

α =1,3- для неметалевих матеріалів з ударною в’язкістю понад 20Дж/ см²;

α =1,6- для неметалевих матеріалів з ударною в’язкістю 20Дж/ см² і менше.

Гідравлічні випробування вертикально встановлених посудин допускається проводити в горизонтальному положенні за умови забезпечення міцності корпусу посудини.

При заповненні посудини водою повітря має бути видалене повністю. Застосовувана вода повинна мати температуру не нижче 5⁰С і не вище 40⁰С.

За узгодженням із розробником проекту посудини вода може бути замінена іншою рідиною.

Тиск у випробуваній посудині слід підвищувати плавно зі швидкістю, що вказана у паспорті (інструкції) і контролюватись двома манометрами (однакових класів точності та типу).

Час витримки посудини під пробним тиском установлюється розробником проекту. При відсутності вказівок у проекті час витримки повинен бути не меншим за значення, указані в таблиці 6.3.

Таблиця 6.3 Час випробування посудин.

Товщина стінки посудини, мм	Час витримки не менше, хв.
До 50	10
Понад 50 до 100	20
Понад 100	30
Для литих, неметалевих і багатошарових, незалежно від товщини стінки	60

Після витримки під пробним тиском тиск знижується до розрахункового, при якому проводять огляд зовнішньої поверхні посудини, всіх його рознімних і зварних з'єднань .

Посудина вважається такою, що витримала гідравлічне випробування, якщо не виявлено:

1) течі, тріщин, сльозок, потіння в зварних з’єднаннях і на основному металі;

2) течі в рознімних з’єднаннях;

3) видимих залишків деформації;

4) падіння тиску по манометру.

Посудина та її елементи, в яких під час випробування виявлені дефекти, після їх усунення підлягають повторному випробуванню.

Гідравлічне випробування допускається заміняти пневматичним за умов контролю такого випробування акустичною емісією або іншим методом.

Пневматичне випробування посудин проводиться стисненим повітрям або інертним газом. При цьому величина пробного тиску приймається рівною величині пробного гідравлічного тиску. Час витримки посудини під пробним тиском установлюється розробником проекту, але має бути не менше 5 хвилин; потім тиск у посудині знижують до розрахункового і проводять огляд посудини з перевіркою герметичності швів та рознімних з’єднань мильним розчином або іншим способом.

Гідравлічне (пневматичне) випробування деяких посудин, що використовуються у нафтогазовій галузі, має певну специфіку. Так, величина пробного тиску при гідравлічних випробуваннях превенторів бурових установок та фонтанної арматури (до встановлення її на експлуатаційній колоні, може суттєво перевищувати загально прийняті величини.

У традиційній вітчизняній та закордонній практиці випробування газопроводів (гідравлічні і пневматичні) виконувались при тисках 1,1 від робочого тиску (Рроб) у верхній точці ділянки траси і не більше гарантованого заводом випробувальним тиском (Рзав) у нижній точці. Час витримки під тиском при гідравлічному випробуванні на міцність складав 24 години, а при пневматичному випробуванні – 12 годин. Ділянки газопроводів категорії В і деякі ділянки категорій 1 випробували у 2 або 3 етапи тиском 1,25 Рроб або 1,5 Рроб на протязі 6 годин або 12 годин у залежності від призначення газопроводу.

З 1998 року передбачається передпускові випробування газопроводів проводити підвищеним тиском.

За новою технологією [17] в залежності від випробувального тиску у нижній точці ділянки траси гідравлічне випробування трубопроводів виконують з контролем деформації труб або без нього. Контроль пластичної деформації труб здійснюють на підставі вимірюваної залежності: «прирощування обсягу закачаної в трубопровід води – прирощення тиску в ньому».

Величина пластичної складової деформації труб оцінюється з моменту відхилення цієї залежності від лінійної. Цей метод отримав назву стрес-теста і має ряд технічних та технологічних особливостей.

Так, для виміру витрати води, що закачується у трубопровід, та тиску у ньому використовуються високоточні прилади, а також нагнітальні агрегати підвищеної продуктивності. Суттєво підвищені вимоги щодо чистоти вод, що закачуються у ТП, та інше.

Принципова схема гідравлічного випробування ділянки газопроводу наведена на рис 6.2.

Рис 6.2 Принципова схема випробування ГП методом стрес-тесту:

1 – трубопровід; 2- насосний агрегат; 3 – насос низького тиску; 4 – всмоктувальний патрубок; 5 – резервуар для очистки води; 6 – агрегат для опресовки; 7 – шлейф від ресивера ; 8 – очисний та роздільний поршні; 9 - стопорний пристрій; 10 – свіча для випуску повітря; 11 – зливний ТП ; 12 – блок виміру витрати води; 13 – блок виміру тиску ; 14 – контрольний датчик тиску і температури; 15 – кабельні лінії; 16- блок обробки результатів виміру

За цим методом максимальний тиск випробування (у нижній точці ГП)приймають таким, що відповідає кільцевому напруженню 1,1 від нормативної границі текучості і розраховують за формулою:

Рвип = 2,2σ0,2δн/Dвн;

Рвип – максимальний тиск випробування на міцність, МПа;

σ0,2 – нормативна границя текучості сталі труби, МПа;

δн – номінальна товщина стінки труби з врахуванням мінусового допуску, мм;

Dвн = Dз - 2 δн – внутрішній діаметр труби, мм;

Dз – зовнішній діаметр труби, мм;

Динаміка зміни тиску при випробуванні ГП методом стрес-тесту зображена на рисунку 6.3

Рисунок 6.3 Динаміка зміни тиску при випробуванні ГП методом стрес-тесту

а,б – відповідно в нижній і верхній точці ділянки;1 –наповнення ТП водою; 2 – підйом тиску; 3 – зниження тиску; 4 – випробування на міцність; 5 – перевірка на герметичність; Рмін та Рмах відповідно мінімальний та максимальний тиск

При випробуваннях на міцність газопроводу виконують 2 повних цикли навантаження трубопроводу. Час витримки під тиском при випробуванні на міцність складає 1 годину впродовж кожного циклу. Ділянки ГП категорії В і деякі ділянки категорії 1 випробовують тиском не нижче 1,5 від робочого тиску.

Перевірку на герметичність ділянок газопроводу проводять тиском у нижній точці траси, рівним максимальному робочому тиску на протязі часу, що потрібний для огляду траси і виявлення витоків, але не менше 12 годин.

Пневматичне передпускове випробування виконують при проходженні траси в умовах вічної мерзлоти та гірських умовах.

Комбінований спосіб випробувань застосовують у гірських умовах, коли неможливо виконати гідравлічне випробування з причини великої різниці висотних позначок та відсутності потужного пересувного компресорного обладнання. При комбінованому випробуванні на ділянці ГП повітрям або природним азом, створюють максимально високий тиск, а пізніше піднімають тиск до випробувального водою, що закачується в ГП нагнітальними агрегатами.

При випробуваннях ГП без контролю пластичної деформації максимальний тиск випробування Рвип приймають таким, що відповідає льцевим напругам 1,05 від нормативної границі текучості.

Мінімальний тиск випробування на ділянках ГП III та IV категорій визначається за формулою:

Рмін ≥ Кн Рроб ;

де

Рмін – мінімальний тиск випробування у верхній точці ділянки, МПа;

Кн – коефіцієнт надійності за призначенням ТП;

n – коефіцієнт надійності за навантаженням;

m – коефіцієнт умов роботи ТП;

Рроб – максимальний робочий тиск за проектом, МПа.

Динаміка змін тиску в ТП при випробуванні ТП без контролю пластичних деформацій зображена на рис. 6.4.

Рис. 6.4 Графік зміни тиску в ТП при випробуванні ТП без контролю пластичних деформацій.