Для всей трубопроводной арматуры — как для опытных образцов, так и для серийной продукции — предусмотрен ряд обязательных проверочных процедур. К ним относятся:
- приемочные испытания (на опытных экземплярах или образцах из опытно-промышленной партии);
- типовые (на серийных изделиях либо на экземплярах из опытно-промышленной партии);
- квалификационные (также для серийной продукции или образцов из опытно-промышленной партии);
- сравнительные (на опытных образцах или уже на серийных изделиях);
- периодические (выборочно на отдельных серийных экземплярах);
- приемо-сдаточные (проводятся для каждого изделия).
Рассмотрим каждый вид подробнее.
Приемочные испытания
Цель данного этапа — подтвердить:
- соответствие технических параметров арматуры требованиям технического задания (ТЗ), технических условий (ТУ) и конструкторской документации (КД);
- обоснованность конструктивных решений, заложенных в изделие;
- пригодность выбранной технологии изготовления с точки зрения качества продукции;
- фактический ресурс изделия и достоверность расчетных показателей надежности;
- удобство технического обслуживания и ремонта;
- безопасность при эксплуатации.
Программы и методики приемочных испытаний разрабатываются и утверждаются в соответствии с нормативной документацией (НД), регламентирующей порядок создания изделий и их запуска в серию. Типовые требования к такой документации приведены в ОТТ [1]. Если на производство ставится типоразмерный ряд арматуры, допускается проводить приемочные испытания только на тех типоразмерах, у которых условный диаметр (DN) отличается более чем в два раза.
Опытные образцы регулирующей арматуры дополнительно проверяют на определение коэффициента условной пропускной способности и пропускной характеристики (по методике из программы испытаний). При необходимости, указанной в ТЗ, также определяют кавитационные характеристики. Полученные значения коэффициента и характеристики наносят на сборочный чертеж изделия.
Типовые испытания
К типовым испытаниям прибегают, когда в конструкцию или в технологический процесс изготовления вносятся изменения, способные повлиять на технические характеристики продукции. Программу таких испытаний разрабатывает создатель арматуры, после чего согласовывает ее с эксплуатирующей организацией. В документе фиксируют, сколько образцов подлежит проверке.
Квалификационные испытания
Данный вид испытаний необходим в следующих ситуациях:
- для оценки готовности предприятия выпускать продукцию данного типа;
- для проверки устранения всех дефектов, выявленных приемочной комиссией, и подтверждения, что производственные отклонения не выходят за допустимые пределы по НД. В этом случае в программу квалификационных испытаний включают все требования комиссии, а также дополнительные проверки изменений и дополнений к конструкции после корректировки ТУ по итогам приемочных испытаний;
- при запуске производства арматуры в случае передачи выпуска от одного изготовителя другому;
- при появлении новых эксплуатационных требований, которые ранее не были подтверждены испытаниями.
Программа квалификационных испытаний разрабатывается разработчиком и согласуется с эксплуатирующей организацией. Если нет необходимости в других проверках, квалификационные испытания проводят в объеме приемо-сдаточных, а затем выполняют наработку ресурса на рабочих параметрах. Расход среды при этом определяется возможностями стенда. Для запорной и регулирующей арматуры требуется испытательный стенд для трубопроводной арматуры, который обеспечивает полный цикл «открытие-закрытие». При проверке предохранительной арматуры стенд должен гарантировать ее срабатывание на рабочих параметрах. Для обратной арматуры ресурсные испытания допускается проводить на «холодном» стенде, но с условием полного открытия изделий с DN ≤ 500. После наработки ресурса повторяют приемо-сдаточные испытания.
Сравнительные испытания
Такие испытания организуют для сопоставления технических характеристик и качества арматуры разных производителей в одинаковых условиях. Проводятся они по требованию эксплуатирующей организации. Программу разрабатывает организация, выполняющая испытания, и согласовывает с заказчиком (эксплуатирующей организацией).
Периодические испытания
Для арматуры, выпускаемой по одним и тем же ТУ, периодические проверки проводят не реже одного раза в три года. Цель — подтвердить стабильность показателей качества. О проведении уведомляют разработчика и эксплуатирующую организацию. Продолжительность, условия и объем выборки устанавливаются в ТУ и в КД на конкретное изделие. Допускается вместо периодических испытаний подтверждать стабильность качества на основе данных об эксплуатационной надежности арматуры.
Приемо-сдаточные испытания
Эти испытания выполняет изготовитель для каждого изделия в сборе со штатными комплектующими. Они включают:
- гидравлические (или пневматические) проверки на прочность и герметичность материала основных деталей и сварных швов, воспринимающих давление рабочей среды (по ПУБЭ);
- проверку работоспособности и плавности хода;
- контроль герметичности:
- сварных и разъемных соединений;
- затвора;
- по отношению к внешней среде (для арматуры, работающей под разрежением, и сильфонной арматуры);
- сальникового уплотнения по шпинделю (включая нижнюю и верхнюю ступени многокамерных сальниковых узлов, а также верхнее уплотнение);
- иные виды проверок, предусмотренные ТУ на арматуру.
Рекомендуемая последовательность испытаний определяется изготовителем. Перед началом каждое изделие проходит визуальный и измерительный контроль. Гидравлические/пневматические испытания проводят при температуре согласно ПУБЭ.
Проверку прочности и герметичности материала и сварных швов выполняют до окраски арматуры. Детали сильфонной арматуры испытывают до сборки по указаниям КД, при этом сильфоны защищают от сжатия или растяжения.
Собранную арматуру подвергают гидравлическим испытаниям на герметичность сальниковых и прокладочных уплотнений, соединений корпусов с крышками, верхнего уплотнения (при наличии организованного отвода утечек) и затвора. Утечка жидкости через уплотнения не допускается.
Давление испытательной жидкости принимают по КД и ТУ, но не ниже рабочего давления (pp). Затвор закрывают усилием (моментом), указанным в КД. Гидроприводы испытывают водой, пневмоприводы — воздухом. Смазывать уплотнительные поверхности затвора перед испытаниями запрещено.
Арматура, предназначенная для работы на газе или паре, дополнительно испытывается воздухом под рабочим давлением на герметичность деталей, сварных швов и соединений. Время выдержки под давлением: не менее 2 мин для DN < 100, 3 мин для DN = 100–300, не менее 5 мин для DN > 300. Контроль герметичности выполняют обмыливанием или погружением в воду (попадание воды в сильфон недопустимо). Изделие считается выдержавшим проверку, если нет пузырей. Единичные неотрывающиеся пузырьки браковочным признаком не являются.
Для проверки герметичности затвора арматуры на газообразных средах (включая пар) используют воздух, для остальных сред — воду или воздух.
- Сильфонные клапаны испытывают после трехкратного закрытия затвора. Среда подается «на» и «под» золотник, если не оговорена односторонняя подача. Закрытие — расчетным усилием. Утечки определяют погружением в воду или отводом по трубке. Выдержка после перекрытия — не менее 3 мин.
- Задвижки и краны проверяют поочередно с каждой стороны (или в межтарельчатое пространство) с выдержкой не менее 5 мин. Испытания повторяют после двукратного открытия/закрытия без перепада давления.
Каждый предохранительный клапан прямого действия (включая клапан импульсно-предохранительного устройства) проверяют на герметичность затвора при давлении полного открытия и обратной посадки. Эти параметры должны соответствовать ПУБЭ и подтверждаться на опытном образце. Для опытных образцов также определяют пропускную способность (коэффициент расхода). Результаты заносят в ТУ, чертежи и паспорта.
Испытания на работоспособность запорной (кроме обратной) и регулирующей арматуры проводят при рабочем давлении внутри изделия, предохранительной — на входе клапана. Клапаны с пневмо- и гидроприводами проверяют при рабочем давлении среды в статике, подавая управляющую среду на привод. Одновременно контролируют дистанционную сигнализацию. Арматуру с электромагнитным приводом (ЭМП) проверяют при перепаде давления на затворе, указанном в ТУ, и без перепада — при рабочем давлении в корпусе.
Вакуумную герметичность сильфонной арматуры и арматуры под разрежением проверяют гелиевым течеискателем (если КД не предусматривает иное). Внутренние полости перед испытанием промывают и сушат до чувствительности III класса по нормам для АЭУ.
Герметичность верхнего уплотнения задвижек проверяют после двукратного открытия затвора от привода или маховика моментом по ТУ. Утечки не допускаются.
Все виды испытаний (кроме приемо-сдаточных) оформляются актом. Результаты приемо-сдаточных вносят в паспорт изделия.
Особенности испытаний сильфонных устройств (СУ)
Приемо-сдаточные проверки СУ включают:
- контроль качества поверхности, размеров, жесткости, прочности и герметичности сильфонов по НД;
- проверку герметичности наружного слоя каждого изделия под давлением воздуха с выдержкой не менее 3 мин и последующим погружением в воду (появление систематических пузырьков — признак негерметичности);
- ресурсные испытания для подтверждения Тр.н (выборка «россыпью в слепую» — от 2 до 5 сильфонов). Испытания проводят на СУ после приварки концевых деталей до наработки не менее 1,2 Тр.н. При отказе в интервале 1,0–1,2 Тр.н испытания остальных продолжают до отказа или до 3 Тр.н с расчетом вероятности безотказной работы (ВБР).
В рамках приемочных, типовых или квалификационных испытаний СУ также проводят ресурсные проверки при параметрах по ТУ. Выборка — не менее 8 шт. Испытания ведут до отказа (но не более 3,0 Тр.н). Результаты положительны, если все СУ отработали не менее Тр.н и расчетная ВБР обеспечивает надежность арматуры.
Опрессовку СУ пробным давлением, равным максимальному давлению гидроиспытаний арматуры, выполняют перед ресурсными испытаниями при всех видах проверок (приемочных, типовых, квалификационных, приемо-сдаточных, периодических). Количество опрессовок — не менее 20, выдержка — не менее 3 мин.
Периодические испытания СУ проводят не реже раза в три года для каждого типоразмера. От партии, выдержавшей приемо-сдаточные испытания, отбирают не менее 8 шт. и испытывают по той же методике, что и при приемочных испытаниях.
Для повышения надежности новых конструкций рекомендуется вместо однослойных сильфонов применять многослойные.