испытание на плотность и герметичность в чем отличие
ЛАВЕНТ
НОВАТОРСКИЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
Испытания воздуховодов на плотность и герметичность
С последней статьи про испытания воздуховодов на плотность и герметичность прошло уже много лет, а обсуждение в комментариях продолжаются до сих пор. Поэтому я решил наглядно рассказать, что изменилось в испытаниях на плотность с точки зрения нормативной документации, а также на примере рассказать как эти испытания проводятся.
Приятно, что на многих сайтах лежит программа испытаний воздуховодов на плотность, разработанная лично мной и выложенная в нашу библиотеку еще в 2010 году. Немного изменили шрифт, добавили новые нормативные документы и выдают за свою программу, без ссылок на наш сайт. Мы не против. Чем больше людей пользуются, тем меньше вопросов будет в дальнейшем.
Начнём с того, что обновился СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха», вернее вышла его актуализированная редакция в виде Свода Правил — СП 60.13330.2012. В нем произошли изменения в части расчета плотности и герметичности воздуховодов. В частности теперь существует 4 класса герметичности, по которым есть отдельные формулы расчета.
В пункте 7.11.8 данного свода правил прописано следующее:
«Транзитные участки воздуховодов (в том числе коллекторы, шахты и другие вентиляционные каналы) систем общеобменной вентиляции, воздушного отопления, систем местных отсосов, кондиционирования, аварийной вентиляции, любых систем с нормируемым пределом огнестойкости, дымоотводов и дымовых труб, следует предусматривать согласно ГОСТ Р ЕН 13779 плотными, класса герметичности В. В остальных случаях участки воздуховодов допускается принимать плотными класса герметичности А.
Утечки и подсос воздуха в приточных и вытяжных установках, элементах систем вентиляции не должны превышать значений утечек по классу герметичности А.
Воздуховоды могут предусматриваться более плотными по заданию на проектирование:
— класса герметичности С — если перепад между давлением воздуха в воздуховоде и давлением воздуха в помещении очень высок или утечка может привести к невыполнению требований по параметрам микроклимата и к качеству воздуха в помещении;
— класса герметичности D — по специальному заданию на проектирование.
Критерием выбора класса герметичности является допустимый процент утечки воздуха в системе в условиях эксплуатации (подсос воздуха в оборудовании и воздуховодах, работающих при пониженном давлении, или потери воздуха в оборудовании и воздуховодах, работающих при повышенном давлении).
Для предотвращения излишних потерь энергии и поддержания необходимого расхода воздуха допустимая утечка воздуха в системе не должна превышать 6%.»
Здесь важно отметить, что разные участки сети могут иметь разные классы герметичности, поэтому в этом случае испытание на плотность и герметичность необходимо проводить переносным вентилятором, поочередно отсекая заглушками каждый участок. Если же требуется испытать магистральный участок от вентилятора, можно смело использовать стационарный вентилятор. Как вытяжной, так и приточный.
В СП 60.13330.2012 также есть расчет общих потерь и воздуха.
Но хватит теории, её сможете почитать сами, переходим к практике.
Сразу попрошу прощения за качество фото, снимать в темноте смартфоном не очень удобно, тем более когда ещё и измерения проводишь.
В данном примере была поставлена задача испытать на плотность и герметичность участок спирально-навивного воздуховода диаметром 250 мм и длиной 10,6 м. На самом деле весь участок воздуховода около 40 м, но тут длина не особо важна, т.к. изменятся не только общие потери и подсосы, рассчитанные по формуле, но и фактические потери, измеренные прибором на увеличенном участке. Они будут больше.
Участок воздуховода на всасывающей стороне вытяжного вентилятора Ostberg CK315B.
Для начала пришлось разобрать часть воздуховода для установки заглушки.
Поставить саму заглушку.
Собрать обратно весь воздуховод и тщательно проклеить соединения металлическим скотчем. Очень желательно проклеить места стыков герметиком.
Всё. Воздуховод готов к испытаниям.
Сверлим отверстия в начале участка и в конце для измерения статического давления.
Включаем вентилятор и через минут 10…15 проводим замеры статического давления в начале и в конце. У нас показания были одинаковыми и составили 579 Па. Если показания разные находим среднее и берём его за основу.
Далее, по СП считаем общие потери и подсосы для класса герметичности В.
L=f*A, м³/ч.
f=0.032*P^0.65=0.032*579^0.65=1.999 м³/ч на 1 м² развёрнутой площади.
А=π*D*l=3.14*0.25*10.6=8.321 м².
Мы получили расчетные потери и подсосы, выше которых, при классе герметичности В, выходить нельзя. Вернее можно, но не более 6%. 🙂
Остаётся только измерить фактические утечки и подсосы.
Расход воздуха в 100 м³/ч явно больше 6% от расчетных 16.63 м³/ч. Сразу скажу, что измерения фактического расхода зондом скорости и трубкой Пито практически одинаковые, поэтому исключается сама методика замера (чем, как и почему).
Для ещё одного подтверждения фактического расхода возьмём характеристику самого вентилятора Ostberg CK315B.
Поскольку на заглушенном участке динамическое давление мало можно принять равным статическое и полное давление. Поэтому из графика видно, что при давлении 579 Па, расход воздуха будет в районе 100 м³/ч.
Исходя из этого делаем вывод, что воздуховод не соответствует классу герметичности В. А если проверить на класс герметичности А?
Подставляя в формулы все данные для класса герметичности А, получаем расчетные потери и подсосы равные 50.43 м³/ч. Все равно фактический расход больше расчётного в 2 раза.
Получается, что данный участок воздуховода не попадает ни под один класс герметичности? И да и нет. Да, потому что мы только что с вами это проверили, а нет, потому что чуть ранее мы делали наладку на проектные расходы всей сети вентиляции и расходы воздуха на конечных воздухораспределителях укладывались в 8% (где-то в плюс, где-то в минус).
Постараюсь этот случай объяснить не техническими терминами. Когда сеть закрыта (дросселя, огнезадерживающие клапаны, заглушки) в дело вступают все щели на воздуховоде, т.к. создаётся избыточное давление. Когда вентиляционная сеть открыта воздуху легче уйти через диффузоры, решетки, в общем через конечные воздухораспределители, чем через щели в воздуховоде. Поэтому у нас наладка этой системы прошла успешно.
Однако выводы сделали. Особенно по спирально-навивным воздуховодам. Для класса герметичности В нужны плотные воздуховоды, качественный монтаж, уплотнения фланцев и прочие условия.
После проведения испытания на плотность и герметичность воздуховод был собран обратно в исходное положение, заглушка снята, стыки ещё раз проклеены, вентилятор выключен.
На этом и закончили.
Эта же самая методика применяется и для переносного вентилятора. Всё абсолютно также.
Надеюсь, что данная статья немного прояснит ситуацию с плотностью и герметичностью воздуховодов.
Испытание трубопроводов на плотность и прочность — нормы СНИП
Целью осмотра является выявление возможных отклонений от проекта, и, чтобы уяснить, готов ли трубопровод к предстоящим испытательным мероприятиям. При осмотре проводится:
Оптимальная температура для таких действий не ниже +15 градусов. До тестирования наружных систем, их нужно продуть. Так очиститься внутренняя часть от загрязнений. Внутреннюю часть на газопроводных магистралях проводят непосредственно перед их прокладкой.
Метод проведения опробования сразу намечают в проектной документации. Если этих указаний нет, то производят гидравлические испытания технологических трубопроводов водоснабжения или отопления на прочность и плотность.
Гидравлический способ поверки
Испытание технологических магистралей на прочность и плотность осуществляют пневматическим и гидравлическим методом. Опробование напорных сетей, проходящих в траншеях, выполняют два раза. Первый раз до засыпания и крепления арматурных элементов. А второй раз после монтажа гидрантов, предохраняющих клапанов.
Пробную проверку разрешают после подбивания пазух землей, засыпки водопроводных труб, упорных устройств, и выполнения остальных требований, предусмотренных Правилами Техники Безопасности и Промышленной Безопасности.
ВАЖНО! Пробные испытания конструкций из стали можно проводить после положительных итогов контроля качества сварных швов и изоляционной защиты. Сварочные и фланцевые стыки при проверочном давлении в 0,6 МПа не могут находиться в изоляции на дистанции 10 см от оси соединения во всех направлениях. Также они обязаны хорошо просматриваться.
Гидравлическая поверка на показатель прочности и плотности проверяются внутренним давлением. Его величину устанавливают в рабочем проекте. Во время проведения данного опробования на сети нужно до упора открыть задвижки.
Для такой работы и отключения испытуемой части сети, на технологическом трубопроводе ставят заглушки или фланцы «глухого» типа. Использовать с данной целью трубопровод без задвижек нельзя.
Длина проверяемых участков и время испытания
Трубопровод из железобетона и чугуна проверяют на участках протяженностью не больше одного километра. Полиэтиленовую сеть проверяют на участке протяженностью в 500 метров. Самый большой размер участка сети в этом виде испытания берется не больше 1000 метров.
Технологические трубопроводы из железобетона и металла должны подвергаться гидравлическому испытанию не менее 10 минут, а полиэтиленовые – не менее 30 минут. Далее показатель давления сбавляют до нормы рабочего, и система осматривается. Поддержка проверочного и рабочего давления на время осмотра и обнаружение «погрешностей» может проводиться подкачкой воды.
При условии, что в сооружении под влиянием проверочного давления не разорвались трубы и фасонные элементы, и не появилось протечек жидкости, то считают, что оно выдержало гидравлическое испытание.
Все выявленные дефекты необходимо устранить, а магистраль после этого следует поддать вторичному испытанию.
Проверки на плотность
Завершающее испытание технологических трубопроводов на прочность и плотность можно начинать, если после засыпания траншеи прошло не меньше суток. Для конструкций из железобетона это время увеличивают до 72 часов.
В доступных для просмотра местах преднамеренно протечек не выявляют, сеть считают проверенной гидравлическим испытанием, когда на ней нет нарушений целостности, и на уровне рабочего давления не появилось протечек жидкости. Протечки выявляют посредством следующей формулы:
q = Q/BT. В ней Т – это период старта поверки до мгновения возврата стрелки на манометре в изначальную позицию. Т = Т1-Т2. В – это коэффициент, который принимается за 1 (при снижении давления на показатель не больше 20% от поверочного).
Если на протяжении десяти минут этот показатель снижается от рабочего, то считают, что магистраль не прошла проверку. Q – это объем жидкости, которая нужна для того, чтобы восстановить напор. В ситуации недостаточного снижения напора, с сети сбрасывают воду.
Затем протечки находят по предоставленной формуле. Жидкость из системы разрешают сливать до окончания прописанного выше времени. При таких действиях объем слитой жидкости может выявиться больше фактически существующей протечки.
Когда заливают жидкостью технологический трубопровод в период зимы, то температурную разницу между трубами и жидкостью допускают в пределах десяти градусов. Финишную поверку в зимний сезон производят при температуре жидкости не меньше одного градуса.
Испытывать полный трубопровод без напора можно при присутствующем протоке. Это означает, что по трубам должна прогоняться жидкость для нагревания сети. В зимнее время системам проводят поверку только в ситуациях острой необходимости.
Проходить гидравлическую проверку на плотность обязаны все сети. При проверочном напоре, который не больше 0,8 МПа разрешают проводить поверку пневматическим способом.
Нормы СНИП
Проверку магистралей на плотность нужно выполнять по требованиям СНиП. Норму испытательного давления устанавливают в проекте.
К началу испытаний все соединительные места на внешней и внутренней части рекомендуют покрыть раствором из песка и цемента, но его перед нанесением выдерживают двое суток.
Все стоящие на системе задвижки во время проверки необходимо открыть до упора. Исключение составляют только задвижки, которые отключают сеть от разветвлений, они на этот срок могут стоять закрытыми. Но, на всякий случай на них лучше поставить сухие фланцы. Применять на этот момент заглушки для отсечения проверяемого куска от работающих систем не разрешают.
Заливать технологический трубопровод жидкостью при поверке нужно со сниженного участка. Это даст возможность создать хорошие условия для вывода воздушных образований из системы. Краны, которые служат для выведения воздуха, закрывают только окончательного выхода воздуха.
СП 40-102-2000 : Испытание и сдача трубопроводов в эксплуатацию
8.1 Согласно СНиП 3.05.04 напорные и безнапорные трубопроводы водоснабжения и канализации испытывают на прочность и плотность (герметичность) гидравлическим или пневматическим способом дважды (предварительное и окончательное).
8.2 Предварительное испытательное (избыточное) гидравлическое давление при испытании на прочность, выполняемое до засыпки траншеи и установки арматуры (гидрантов, предохранительных клапанов, вантузов), должно быть равно расчетному рабочему давлению, умноженному на коэффициент 1,5.
8.3 Окончательное испытательное гидравлическое давление при испытаниях на плотность, выполняемых после засыпки траншеи и завершения всех работ на данном участке трубопровода, но до установки гидрантов, предохранительных клапанов и вантузов, вместо которых на время испытания устанавливают заглушки, должно быть равно расчетному рабочему давлению, умноженному на коэффициент 1,3.
8.4 До проведения испытания напорных трубопроводов с раструбными соединениями с уплотнительными кольцами по торцам трубопровода и на отводах необходимо устраивать временные или постоянные упоры.
8.5 Предварительное гидравлическое испытание напорных трубопроводов следует производить в следующем порядке:
— трубопровод заполнить водой и выдержать без давления в течение 2 ч;
— в трубопроводе создать испытательное давление и поддерживать его в течение 0,5 ч;
— испытательное давление снизить до расчетного и произвести осмотр трубопровода.
Выдержка трубопровода под рабочим давлением производится не менее 0,5 ч. Ввиду деформации оболочки трубопровода необходимо поддерживать в трубопроводе испытательное или рабочее давление подкачкой воды до полной стабилизации.
Трубопровод считается выдержавшим предварительное гидравлическое испытание, если под испытательным давлением не обнаружено разрывов труб или стыков и соединительных деталей, а под рабочим давлением не обнаружено видимых утечек воды.
8.6 Окончательное гидравлическое испытание на плотность проводится в следующем порядке:
— в трубопроводе следует создать давление, равное расчетному рабочему давлению, и поддерживать его 2 ч; при падении давления на 0,02 МПа производится подкачка воды;
— давление поднимают до уровня испытательного за период не более 10 мин и поддерживают его в течение 2 ч.
Трубопровод считается выдержавшим окончательное гидравлическое испытание, если фактическая утечка воды из трубопровода при испытательном давлении не превышает значений, указанных в таблице 5.
Наружный диаметр труб, мм
Допустимая утечка, л/мин, для труб
с неразъемными (сварными, клеевыми) соединениями
с раструбными соединениями на уплотнительных кольцах
8.7 Гидравлические испытания самотечных канализационных сетей выполняют после завершения гидроизоляционных работ в колодцах в два этапа: без колодцев (предварительное) и совместно с колодцами (окончательное).
8.8 Окончательное испытание трубопровода канализации совместно с колодцами производят согласно СНиП 3.05.04.
8.9 Гидравлические испытания систем из полимерных материалов внутренних трубопроводов проводят при положительной температуре окружающей среды не ранее, чем через 24 ч после выполнения последнего сварного и клеевого соединения.
8.10 Гидравлические испытания систем внутренних водостоков осуществляют путем заполнения их водой на всю высоту стояков. Испытания проводят после наружного осмотра трубопроводов и устранения видимых дефектов. Гидравлическое испытание склеенных трубопроводов начинают не ранее, чем через 24 ч после выполнения последнего соединения. Система водостоков считается выдержавшей испытание, если по истечении 20 мин после ее наполнения при наружном осмотре трубопроводов не обнаружено течи или других дефектов и уровень воды в стояках не понизился.
8.11 Пневматические испытания трубопроводов, выполненных из полимерных материалов, производят при наземной и надземной их прокладке в следующих случаях: температура окружающего воздуха ниже 0 °С; применение воды недопустимо по техническим причинам; вода в необходимом для испытаний количестве отсутствует.
Порядок пневматических испытаний трубопроводов из полимерных материалов и требования безопасности при испытаниях устанавливаются проектом.
8.12 Предварительные и окончательные испытания самотечных канализационных сетей из труб большого диаметра допускается производить пневматическим способом. Предварительные испытания проводят до окончательной засыпки траншеи (сварные соединения грунтом не засыпают). Испытательное давление сжатого воздуха, равное 0,05 МПа, поддерживают в трубопроводе в течение 15 мин. При этом осматривают сварные, клеевые и другие стыки и выявляют неплотности по звуку просачивающегося воздуха, по пузырям, образующимся в местах утечки воздуха через стыковые соединения, покрытые мыльной эмульсией.
Окончательные испытания пневматическим способом проводят при уровне грунтовых вод над трубой в середине испытуемого трубопровода менее 2,5 м. Окончательным пневматическим испытаниям подвергают участки длиной 20-100 м, при этом перепад между наиболее высокой и низкой точками трубопровода не должен превышать 2,5 м. Пневматические испытания проводят через 48 ч после засыпки трубопровода. Испытательное избыточное давление сжатого воздуха указано в таблице 6.
Суть проверки сварных швов на герметичность. Характеристика и технология основных способов
Кроме прочности, сварные соединения сооружений и изделий должны обладать герметичностью (непроницаемостью).
Понятие о контроле сварных швов на герметичность
Под контролем герметичности подразумевается вид неразрушающего контроля, при котором оценивается или измеряется суммарный поток (натеканий, утечек) рабочей среды (газа, жидкости), просачивающейся сквозь неплотности. Полученное значение сравнивается с допустимой нормой, приведенной в технических условиях.
Способы контроля герметичности подразделяются по критериям:
К простейшим методам контроля сварных швов на герметичность относятся капиллярные, компрессионные, вакуумные.
Испытание на непроницаемость проводится после визуального осмотра сварных швов. Контрольной проверке на непроницаемость подлежат швы изделий для транспортировки и хранения газа и жидкостей. Контроль осуществляется с применением аммиака, керосина, способом вакуумирования, гидравлических и пневматических испытаний.
Требования к сварным изделиям, подлежащим контролю на непроницаемость:
Способы проверки
Контроль сварных швов на герметичность проводится такими способами:
Керосином
Метод используется для проверки плотности сварных швов сосудов и резервуаров из металла до 10 мм толщиной, не работающих под давлением.
В основе проверки керосином лежит явление капиллярности. Суть способа состоит в способности керосина подниматься по сквозным порам и трещинам. Испытание керосином позволяет выявить дефекты, имеющие размер от 0.1 мм.
Технология заключается в обмазывании шва с одной стороны раствором мела или каолина в воде. После высыхания мелового состава шов с обратной стороны смачивается несколько раз керосином. Если имеются трещины, поры, несплошности, через них просачивается керосин и проявляется пятнами на меловой покраске.
Время испытания керосином:
Аммиаком
Метод основан на свойстве индикаторов определенного вида (раствор азотно-кислой ртути или фенолфталеина) изменять окраску в результате воздействия сжиженного аммиака. Применяется для испытания замкнутых сварных сосудов на плотность.
Методика процесса состоит в оклеивании сварного шва снаружи полосками бумаги, пропитанными 5% раствором азотно-кислого серебра. В контрольный сосуд нагнетается сжатый воздух с содержанием 1% аммиака. Пары аммиака проходят сквозь неплотности шва, реагируют с азотно-кислой ртутью, вызывая окрашивание бумаги в серебристо-черный цвет напротив расположения дефекта. Если в качестве индикатора используется раствор фенолфталеина, окраска бумаги будет ярко-красной.
Характер и размеры дефекта зависят от скорости появления следов на бумаге, их размеров и формы.
Время проникновения аммиака сквозь неплотности сварного шва составляет от 10 минут до получаса.
Пневматическим способом
Метод предназначен для проверки плотности сварного шва изделий, работающих под давлением. В замкнутый сосуд небольшого размера, герметизированный заглушкой, до давления, на 10-20% превышающее рабочее, нагнетается сжатый воздух. Изделие погружается в воду. Наличие дефектов сварного шва определяется по пузырькам воздуха, выходящим через неплотности.
Крупногабаритные предметы герметизируют, швы промазывают мыльным раствором. В испытуемую конструкцию под давлением, превышающим рабочее на 10-20%, подается газ. Признаком дефекта является появление пузырей на шве, смоченном мыльным раствором.
Проверка крупных сосудов и газопроводов проводится на падение давления. Ввиду большой протяженности швы не обмыливают. Наличие дефектов определяется по падению давления за период 24 часа.
Испытание под давлением не допускает обстукивания сварных швов. Проверка проводится в изолированном помещении. Проведение контроля крупногабаритных изделий требует соблюдения осторожности.
Гидравлическим
В зависимости от типа конструкции существует 3 вида гидравлических испытаний:
Вакуумом
Способ заключается в изоляции испытуемого изделия от внешней атмосферы путем откачки воздуха и проверки вакуума. При наличии в сварных швах дефектов вакуум будет нарушаться.
Метод подходит для контроля герметичности швов, к которым имеется доступ лишь с одной стороны – днищ вертикальных резервуаров, газгольдеров, гидроизоляционных ящиков, кровель цилиндрических нефтерезервуаров. Проверка осуществляется вакуум-прибором.
Камера устройства устанавливается на стык шва, обмазанный индикатором – мыльным раствором – и включается насос. Под воздействием атмосферного давления воздух проходит сквозь неплотности сварного соединения, и в местах дефектов возникают мыльные пузыри, которые можно наблюдать через стекло камеры. В условиях низких температур к пенному индикатору добавляется хлористый натрий (поваренная соль) или хлористый кальций.