스테인레스 스틸 파이프의 수압 테스트: 압력 계산 및 안전 지침

수압 테스트는 스테인리스 스틸 파이프, 피팅 또는 스풀이 사용되기 전에 안전하게 압력을 유지할 수 있다는 최종 증거입니다. 한 번의 잘못 계산된 테스트 압력 -은 결함을 포착하기에는 너무 낮거나, 너무 높고 파열 위험이 있는 -은 일상적인 품질 점검을 안전 사고 또는 비용이 많이 드는 프로젝트 지연으로 바꿀 수 있습니다. 이 가이드는 엔지니어, 용접공 및 QA/QC 검사관이 스테인리스강 및 니켈 합금 파이프의 정수압 테스트에 대해 가장 자주 묻는 질문에 대한 답변입니다. 당사 엔지니어링 팀은 당사가 실행하는 모든 공장 ​​및 현장 테스트에 적용하는 것과 동일한 코드{4}} 기반 논리를 사용합니다.

수압 시험이란 무엇이며 스테인레스 스틸 파이프에 왜 필요한가요?

수압 테스트는 물로 파이프 또는 배관 시스템을 설계 압력의 최소 1.25~1.5배까지 가압하여 시운전 전에 누출이 없고-구조적으로 건전한지 확인합니다. 이는 ASME B31.3, ASME B31.1 및 ASTM A312/A999를 포함하여 거의 모든 주요 배관 및 압력{3}}용기 코드에서 요구됩니다.

테스트는 간단한 원리로 진행됩니다. 물은 거의 비압축성이므로 공기나 가스 - 대신 물 -로 파이프에 압력을 가하면 결함이 발생하더라도 저장된 에너지가 거의 방출되지 않습니다. 이를 통해 수압 테스트는 공압 테스트보다 훨씬 안전하면서도 용접, 피팅 및 모재가 정상 작동 조건 이상의 압력을 견딜 수 있음을 입증합니다.

특히 스테인리스 스틸 파이프의 경우 수압 테스트는 세 가지 검증 목적으로 사용됩니다.

용접 및 접합 무결성 - 둘레 용접, 소켓 용접 및 플랜지 연결이 압력 하에서 누출되지 않음을 확인합니다.

기본-재료 건전성-은 제조 과정에서 발생하는 라미네이션, 함유물 또는 벽 두께 결함-을 감지합니다.

프로젝트 인계 및 규제 감사에 필요한 인증된 테스트 기록(종종 EN 10204 3.1/3.2에 따라)을 생성하는 코드 준수 및 문서 -.

스테인레스 스틸 파이프의 수압 테스트 압력은 어떻게 계산됩니까?

테스트 압력은 Barlow의 공식 - P=2·S·t / D -로 계산되어 파이프의 허용 설계 압력을 찾은 다음 코드-에서 지정하는 테스트 계수(일반적으로 ASME B31.3의 경우 1.5, API 5L 현장 테스트의 경우 1.25)를 곱합니다.

Barlow의 공식은 얇은-벽으로 둘러싸인 원통의 내부 압력과 후프(원주) 응력을 연관시킵니다.

P = (2 × S × t) / D

P=허용 내부 설계 압력

S=시험 온도에서 재료의 허용 응력(관리 코드의 응력 표에서)

t=공칭 또는 최소 벽 두께(설계 코드는 일반적으로 최소, 즉 공칭 마이너스 밀 공차를 사용해야 함)

D=파이프 외경

설계 압력이 알려지면 코드의 테스트 압력 승수(가장 일반적으로 ASME B31.3에 따른 공정 배관의 경우 1.5 × 설계 압력)를 적용하여 필요한 정수압 테스트 압력을 찾습니다.

작업 예: 6인치 Schedule 40 ASTM A312 TP316L 파이프

예시적인 계산일 뿐입니다. 허용되는 응력 값, 밀 공차 및 테스트 승수는 코드 버전, 벽-두께 등급 및 온도에 따라 다릅니다. - 테스트 압력을 설정하기 전에 항상 해당 코드 응력 표에서 현재 값을 확인하십시오.

주요 배관 표준에는 어떤 테스트 압력이 필요합니까?

대부분의 코드는 설계 또는 최대 허용 작동 압력의 1.25~1.5배 사이의 수압 테스트를 요구하며 육안 검사를 위해 최소 10분 동안 유지됩니다-. 그러나 정확한 승수, 유지 시간 및 허용 압력 강하는 표준에 따라 다릅니다.

프로젝트 사양에 참조된 특정 버전과 카테고리를 항상 확인하세요. - 테스트 요소와 유지 시간이 주기적으로 수정됩니다.

수압 테스트 중 테스트 압력을 얼마나 오랫동안 유지해야 합니까?

대부분의 배관 코드에서는 육안 검사를 위해 최소 10분 동안 테스트 압력을 유지해야 하지만, 대구경 시스템, 크로스{2}}파이프라인 또는 클라이언트 사양에서는 느린 누출을 감지하기 위해 이 시간을 몇 시간으로 연장하는 경우가 많습니다.

대기 시간은 일반적으로 두 단계로 나뉩니다.

가압 및 안정화 - 압력은 점진적으로(일반적으로 25% 증분) 증가하고 이후 증가할 때마다 안정화되도록 허용하여 용접 및 피팅의 충격 부하를 방지합니다.

검사를 위한 지속적인 유지 - 전체 테스트 압력에서 한 번, 시스템은 코드-최소 기간 동안 유지되며 검사관은 용접, 플랜지 및 나사산 연결부에 누출, 흠집 또는 눈에 보이는 변형이 있는지 확인하면서 라인을 이동합니다.

유지 중 측정 가능한 압력 강하(온도-관련 볼륨 변화에 대한 허용 범위 초과)는 실패한 테스트로 처리되며 재테스트하기 전에 조사가 필요합니다.

수압 테스트 중에 어떤 안전 예방 조치가 필요합니까?

안전한 수압 테스트에는 정의된 제외 구역, 보정 및 이중 검증된 압력 게이지, 가압 전 완전한 공기 배출, 점진적인 압력 증가, 절대 초과하지 않는 문서화된 최대 테스트 압력이 필요합니다.

가압하기 전에 모든 공기를 배출하십시오. 갇힌 공기는 압축 가능하며 상당한 에너지를 저장합니다. - 압력을 받는 공기 주머니는 결함이 없을 경우 물보다 훨씬 더 격렬하게 행동합니다.

테스트 섹션 주변, 특히 발사체 실패 위험이 가장 높은 나사형 피팅, 플랜지 및 블라인드 엔드 근처에 제외 구역을 설정하십시오.

교정된 게이지, 이상적으로는 두 개의 독립적인 게이지(테스트 게이지와 참조/마스터 게이지)를 사용하여 판독값을 교차 확인합니다.-

단계적으로 압력을 점차적으로 높이십시오. 단 한 번에 최대 테스트 압력까지 올라가지 마십시오.

지정된 테스트 압력을 초과하지 마십시오. 잠시라도 - 압력 방출 장치는 목표 테스트 압력 바로 위에 엄격한 한계로 설정되어야 합니다.

제어 테스트-수온. 매우 낮은 주변 온도에서 스테인리스강을 테스트하면 결함으로 인한 취성-형 파손 위험이 증가합니다. 대부분의 사양은 최소 테스트-금속 온도를 설정합니다.

시험수의 염화물 함량을 제어합니다. - 이는 아래에서 자세히 다루는 스테인리스-강-별 요구사항입니다.

스테인레스 스틸 파이프를 테스트할 때 염화수소 함량이 중요한 이유는 무엇입니까?

테스트 물의 염화물 이온은 염화물-유발 응력 부식 균열(Cl-SCC) 또는 오스테나이트계 스테인리스 강의 구멍을 유발할 수 있으므로 대부분의 사양은 테스트-염화수 함량을 50ppm 이하-로 제한하고 테스트 후 즉시 배수하고 건조해야 합니다.

304/304L 및 316/316L과 같은 오스테나이트 등급은 염화물 이온이 금속 표면에 갇힐 때 국부적인 부식에 매우 취약합니다. 특히 물이 그대로 방치되거나 천천히 증발하여 마지막으로 젖은 표면에 염화물이 집중되는 경우-국부적 부식이 발생합니다. 이 위험은 온도가 상승하고 배관 벽에 응력이 존재하면 급격하게 증가합니다.- 정확하게 수압 테스트 중에 생성된 조건입니다.

권장되는 컨트롤은 다음과 같습니다.

프로젝트에 지정된 한도(일반적으로 50ppm, 고-순도 또는 고온-온도 서비스의 경우 30ppm) 미만으로 염화물 함량이 확인된 음용수 또는 탈염수를 사용합니다.

오스테나이트 또는 이중 스테인리스 시스템에 대해 처리되지 않은 해수, 기수 또는 출처를 알 수 없는 물을 피하십시오.

보관 기간 및 검사가 완료된 후 즉시 시스템을 완전히 배수하십시오. - 테스트용 물이 파이프에 고이지 않도록 하십시오.

특히 낮은 지점, 데드 레그 및 기구 탭에서 잔류 습기 주머니를 제거하기 위해 배수 후 드라이 공기/질소로 불어 건조하거나 건조 공기/질소로 퍼지합니다.

추적성을 위한 테스트 패키지의 일부로 수원 및 염화물 테스트 결과를 문서화합니다.

테스트 중에 누출이나 오류가 발생하면 어떻게 해야 합니까?

누출, 압력 강하 또는 눈에 띄는 변형이 발생하는 경우 통제된 방식으로 즉시 감압하고, 시스템을 격리 및 배수하고, 고장 위치를 ​​기록하고, 압력이 가해진 상태에서 수리 또는 재시험을 시도하지 마십시오.

즉시 가압을 중지하고 제어된 감압을 시작하십시오. - 시스템이 테스트 압력을 유지하는 동안 누출을 찾거나 표시하려고 시도하지 마십시오.

누군가가 실패 지점에 접근하기 전에 완전히 감압하고 배수하십시오.

사진과 측정값을 사용하여 결함(용접, 모재, 피팅)의 정확한 위치, 방향 및 모양을 문서화합니다.

원인에 따라 수리방법이 달라지므로 수리 전 근본원인-, 융착부족, 벽-두께결함, 재질결함-을 파악하고 수리하세요.

적용 가능한 용접 절차 사양(WPS)에 따라 수리한 다음 처음부터 전체 수압 테스트를 반복합니다. 수리된 부분만 부분적으로 재시험하는 것은 대부분의 규정에서 허용되지 않습니다.

니켈 합금 파이프와 스테인레스 스틸 파이프의 수압 테스트는 어떻게 다릅니까?

다음과 같은 니켈 합금합금 625, 합금 825 및 C-276은 일반적으로 허용 응력 값이 더 높기 때문에 더 높은 정수압 시험 압력이 필요하며, 오스테나이트계 스테인리스강보다 염화물-유발 응력 부식 균열에 대한 내성이 더 높지만 저염화물 물 및 신속한 배수는 두 재료 계열 모두에 대한 모범 사례로 남아 있습니다.

니켈 합금은 더 높은 허용 응력을 지원하기 때문에 동일한 Barlow의-공식 계산을 통해 동일한 파이프 치수에 대해 더 높은 설계 압력 -과 그에 따라 더 높은 필수 테스트 압력 -이 생성됩니다. 테스트 장비, 게이지 및 릴리프 장치는 계산된 니켈{4}}합금 테스트 압력보다 충분한 여유를 두고 평가되어야 합니다.

수압 테스트 후 부식을 방지하기 위한 사후-테스트 절차는 무엇입니까?

정수압 테스트를 통과한 후 스테인리스 스틸 파이프를 완전히 배수하고, 건조한 공기 또는 질소로 건조하고, 표면 얼룩이 있는지 검사하고, 필요한 경우 시스템을 사용하거나 장기 보관하기 전에 부동태화 처리해야 합니다.-

즉시 배수하십시오. - 시험용 물을 밤새도록 방치하지 마십시오.

깨끗하고 건조한 공기 또는 질소 퍼지를 사용하여 낮은 지점, 데드 레그 및 물이 고이는 게이지/계기 연결부를 대상으로 완전히 건조시킵니다.

염화물 잔류물이나 오염된 물에서 갑자기 녹이 슬었음을 나타낼 수 있는 표면 변색이나 얼룩이 있는지 검사하십시오.

얼룩, 오염 또는 유리 철 픽업이 관찰되는 경우 ASTM A967에 따라 노출된 표면을 부동태화하거나 다시 부동태화하세요.

압력 차트 또는 게이지 판독값과 함께 품질 문서 패키지에 테스트 및 건조 완료를 기록합니다.

자주 묻는 질문

일반적으로 ASME B31.3에 따라 공정 배관에 대해 계산된 설계 압력의 1.5배입니다. 정확한 승수는 관리 코드 - API 5L 현장 테스트에 따라 다르지만 일반적으로 MAOP의 1.25배를 사용합니다.

스테인레스 스틸 파이프의 정수압 테스트에 수돗물을 사용할 수 있습니까?

염화물 함량이 프로젝트에 지정된 한도({0}}일반적으로 50ppm 이하) 내에 있는 것으로 확인된 경우에만 가능합니다. 테스트되지 않은 수돗물, 우물물 또는 출처를 알 수 없는 물은 오스테나이트계 스테인리스강에 안전하다고 가정해서는 안 됩니다.

수압 테스트와 공압 테스트의 차이점은 무엇입니까?

정수압 테스트에서는 물이 사용되는데, 물은 거의 비압축성이고 고장이 발생하더라도 저장된 에너지를 거의 방출하지 않습니다. 공압 테스트는 압축 가능하고 훨씬 더 많은 에너지를 저장하는 공기 또는 가스를 사용하므로 공압 테스트는 본질적으로 더 위험하며 일반적으로 시스템에서 물을 견딜 수 없는 경우에만 사용됩니다.

모든 스테인레스 스틸 파이프에 정수압 테스트가 필수입니까?

이는 승인된 대체 검사 방법(초음파 또는 와전류 테스트 등)이 명시적으로 허용되지 않는 한, 관리 코드 또는 프로젝트 사양에서 ASME B31.3에 따른 대부분의 프로세스 배관과 ASME B에 따른 대부분의 압력 배관을 포함하는 -을 요구하는 경우 필수입니다.31.1 -

수압 테스트 후 스테인리스 스틸 파이프는 얼마나 빨리 건조되어야 합니까?

테스트 보류 및 검사가 완료된 직후입니다. 물-, 특히 염화물-함유된 물-을 스테인레스 스틸 파이프에 장기간 방치하면 공식 및 응력 부식 균열의 위험이 크게 높아집니다.

제작업체와 협력

올바른 정수압 테스트는 올바른 제조 - 정확한 벽 두께, 검증된 재료 인증, 공장에서 최종 테스트까지 깨끗하고 낮은 염화물 처리로 시작됩니다.-

당사의 제조 및 품질 팀은 당사가 생산하는 모든 스테인리스강 및 니켈 합금 파이프 스풀에 대한 ASME, ASTM 및 API 요구 사항에 대한 정수압 테스트를 계산, 문서화 및 입증하며 전체 재료 추적성과 3.1/3.2 인증을 지원합니다. 프로젝트 사양에 정의된 테스트 압력, 유지 시간 또는 염화물 제한이 필요한 경우 당사 엔지니어링 팀은 제작이 시작되기 전에 계산 및 테스트 계획을 확인할 수 있습니다.