Quy trình chi tiết thử nghiệm áp lực nước (Hydro Test) cho thiết bị áp lực

Biên dịch Thanh Sơn, bản quyền thuộc về baoduongcokhi.com

1. Mục đích:

Kiểm tra khả năng chịu áp lực và độ kín của thiết bị trao đổi nhiệt, đảm bảo không có hiện tượng rò rỉ hoặc biến dạng xảy ra trong quá trình vận hành thực tế.

Hydro-test được thực hiện để đảm bảo tính toàn vẹn của thiết bị áp lực trước khi đưa vào sử dụng. Các mục tiêu chính bao gồm:

Kiểm tra độ kín (Leak Testing):
- Xác định không có rò rỉ tại các điểm quan trọng, bao gồm:
  - Mối hàn: Phát hiện các khuyết tật như nứt, thiếu liên kết, hoặc rỗ khí.
  - Thành phần chính: Ví dụ như mặt bích hoặc các bộ phận không hàn, phát hiện khuyết tật vật liệu.
  - Khớp nối mặt bích: Đánh giá độ kín của mối ghép, độ chính xác khi siết bu-lông, hoặc lựa chọn miếng đệm (gasket).
Kiểm tra độ bền (Strength Testing):
- Đảm bảo thiết bị có thể chịu áp lực cao hơn áp suất thiết kế, thường gấp 1.3-1.5 lần áp suất thiết kế.
- Phát hiện các lỗi thiết kế hoặc các điểm yếu tại các vùng hình học phức tạp.
Ngăn chặn phát triển vết nứt (Fracture Mechanics):
- Hydro-test làm cùn đầu mút vết nứt, giảm nguy cơ phát triển vết nứt trong quá trình vận hành.
Kiểm tra lỗi tính toán (Gross Error Check):
- Phát hiện các sai sót lớn trong thiết kế hoặc chế tạo, như độ dày không đạt yêu cầu dẫn đến biến dạng hoặc nứt vỡ khi thử nghiệm.

2. Tiêu chuẩn áp dụng:

ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC)
- Section VIII, Division 1 và 2: Quy định về thử nghiệm áp lực nước cho thiết bị chịu áp lực (Pressure Vessel).
  - Áp suất thử thường là 1.3 lần áp suất thiết kế hoặc 1.5 lần áp suất vận hành.
  - Yêu cầu giữ áp suất trong một khoảng thời gian đủ để kiểm tra độ kín và không có biến dạng hoặc rò rỉ.
- Section I: Áp dụng cho nồi hơi (Boilers) với yêu cầu tương tự nhưng có điều chỉnh riêng cho các điều kiện vận hành nhiệt độ cao.
API Standards (American Petroleum Institute)
- API 510 – Pressure Vessel Inspection Code:
  - Quy định về kiểm tra và thử áp lực cho thiết bị chịu áp lực trong ngành dầu khí, hóa dầu.
- API 570 – Piping Inspection Code:
  - Yêu cầu thử áp lực nước cho hệ thống đường ống.
- API 650 – Welded Tanks for Oil Storage:
  - Quy định thử áp lực nước cho bồn chứa dầu.
EN Standards (European Norms)
- EN 13445 – Unfired Pressure Vessels:
  - Là tiêu chuẩn châu Âu cho thiết bị chịu áp lực, bao gồm quy định về thử áp lực nước.
  - Yêu cầu áp suất thử thường là 1.25 lần áp suất thiết kế, với điều kiện giữ áp tối thiểu 30 phút.
- EN 10204 – Material Testing:
  - Xác định phương pháp và chứng nhận thử nghiệm liên quan đến kiểm tra áp lực.
ISO Standards (International Organization for Standardization)
- ISO 16528 – Boilers and Pressure Vessels:
  - Quy định chung cho nồi hơi và thiết bị chịu áp lực, bao gồm các yêu cầu về thử áp lực nước.
- ISO 15614 – Specification and Qualification of Welding Procedures:
  - Đề cập đến kiểm tra áp lực trong các quy trình liên quan đến mối hàn.
DIN Standards (German Institute for Standardization)
- DIN EN 12953 – Shell Boilers:
  - Quy định thử áp lực nước cho nồi hơi dạng vỏ, tương tự EN 13445.
- DIN 28017:
  - Tiêu chuẩn Đức cho kiểm tra bồn áp lực, bao gồm quy trình thử áp lực nước.
PED (Pressure Equipment Directive – Châu Âu)
- Directive 2014/68/EU:
  - Áp dụng cho các thiết bị áp lực được sản xuất hoặc sử dụng tại châu Âu.
  - Yêu cầu thử áp lực nước để chứng minh thiết bị đáp ứng yêu cầu về an toàn và thiết kế.
JIS (Japanese Industrial Standards)
- JIS B8265 – Pressure Vessels:
  - Quy định thử nghiệm cho thiết bị áp lực tại Nhật Bản, bao gồm thử áp lực nước.
- JIS B8201 – Boilers:
  - Yêu cầu thử nghiệm áp lực nước cho nồi hơi.

3. Chuẩn bị thử nghiệm:

3.1. Kiểm tra trước khi thử nghiệm:

Tình trạng thiết bị:
- Thiết bị phải sạch sẽ, không có dầu mỡ hoặc tạp chất bên trong.
- Các bề mặt bên ngoài cần được kiểm tra sơ bộ để đảm bảo không có hư hỏng.
Đầu bịt và phụ kiện:
- Tất cả các đầu nối, nozzle, và các lỗ mở phải được bịt kín, ngoại trừ cổng xả khí và cổng nạp nước.
- Sử dụng van xả khí tại điểm cao nhất của thiết bị để loại bỏ không khí.

3.2. Thiết lập đồng hồ đo áp suất:

Lắp đặt hai đồng hồ đo áp suất:
- Một đồng hồ cho chức năng đo chính.
- Một đồng hồ để kiểm tra (backup).
Thang đo áp suất:
- Đồng hồ phải có thang đo gấp 1.5 đến 4 lần áp suất thử nghiệm, ưu tiên gấp đôi áp suất thử nghiệm.

3.3. Chuẩn bị môi chất thử nghiệm:

Nước sạch được sử dụng làm môi chất chính.
Yêu cầu nước thử nghiệm:
- Độ dẫn điện: < 0,2 µS/cm
- Hàm lượng clo: < 50 ppm để tránh ăn mòn (đối với thép không gỉ dòng 300).
Nước có thể được pha thêm chất chống ăn mòn (inhibitor) nếu cần thiết (để giảm nguy cơ ăn mòn điểm (pitting), nứt do ăn mòn ứng suất chloride, hoặc ăn mòn do vi sinh).
Đối với thép không gỉ austenitic bị nhạy cảm (sensitized austenitic stainless steel): Cần cân nhắc sử dụng dung dịch nước kiềm (alkaline-water solution) trong thử áp lực để giảm nguy cơ ăn mòn liên quan đến nứt do ứng suất polythiol (polythionic stress corrosion cracking).

4. Quy trình thực hiện:

4.1. Nạp nước và xả khí:

Nạp nước vào thiết bị từ cổng nạp.
Loại bỏ toàn bộ không khí trong thiết bị thông qua van xả khí tại điểm cao nhất.
Đóng van xả khí khi thiết bị đầy nước hoàn toàn, không còn bọt khí.

4.2. Tăng áp suất:

Tăng áp suất nước từ từ bằng bơm áp lực đến mức áp suất thử nghiệm yêu cầu (thường là 1.5 lần áp suất vận hành).
Giữ áp suất ở mức yêu cầu trong tối thiểu 1 giờ.

4.3. Kiểm tra:

Kiểm tra toàn bộ bề mặt thiết bị, đặc biệt tại các mối hàn và vùng nối:
- Không được có hiện tượng rò rỉ (bề mặt khô hoàn toàn).
- Không xuất hiện biến dạng nhìn thấy bằng mắt thường.

5. Sau thử nghiệm:

5.1. Ghi nhận kết quả:

Chụp ảnh đồng hồ áp suất khi đạt mức tối đa.
Ghi nhận tất cả kết quả trong biên bản kiểm tra, có chữ ký của giám sát viên.

5.2. Xả nước và làm khô:

Xả toàn bộ nước trong thiết bị qua cổng xả.
Làm khô thiết bị để tránh hiện tượng ăn mòn sau thử nghiệm.
Kiểm tra thiết bị lại một lần nữa để đảm bảo không có tạp chất bên trong.
Người kiểm tra phải xác minh chất lượng nước sử dụng và chắc chắn rằng thiết bị đã được xả nước và làm khô đúng cách.

6. Xử lý các vấn đề phát sinh:

Nếu phát hiện rò rỉ hoặc biến dạng, thực hiện:
- Phân tích nguyên nhân.
- Sửa chữa và thực hiện lại thử nghiệm áp lực nước.

7. Chứng nhận kết quả:

Cấp chứng nhận thử nghiệm (Hydro Test Certificate) sau khi thiết bị đạt tất cả các yêu cầu thử nghiệm.

Quy trình này đảm bảo thiết bị trao đổi nhiệt đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và sẵn sàng đưa vào vận hành an toàn.

------

Xin chào bạn! Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa. Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn