5.2 Лабораторное занятие «Гидравлическое испытание трубопроводов» Основные сведения

Предварительные испытания

Все напорные трубопроводы после монтажа проходят испытание на прочность и плотность гидравлическим или пневматическим способом. Предварительное испытание напорных трубопроводов, прокладываемых в траншеях, проводят дважды до засыпки траншей и установки гидравлической арматуры, и после засыпки траншей и завершении всех работ. Проводить предварительное испытание трубопровода разрешается только после его закрепления путем подбивки пазух грунтом, присыпки труб (асбестоцементных, полиэтиленовых), установки упоров, а также других мер, предусмотренных правилами техники безопасности. Предварительное испытание стальных трубопроводов при положительных результатах контроля качества сварки и изоляции разрешается без засыпки траншеи. Сварные стыки и фланцевые соединения при испытательном давлении менее 0,6 МПа должны быть без изоляции на расстоянии 100 мм от оси стыка в каждую сторону и доступны для осмотра.

Гидравлические испытания на прочность

Прочность напорных трубопроводов проверяют внутренним давлением, которое устанавливается проектом. Если в проекте не указано испытательное давление, то его можно принять в соответствии с данными таблицы 5.4.

При проведении предварительного гидравлического испытания трубопроводов задвижки, установленные на трубопроводе, должны быть полностью открыты. Для отключения испытываемого участка трубопровода устанавливают фланцы или заглушки, задвижки использовать для этого не разрешается.

Таблица 5.4 —Рекомендуемое испытательное давление

Трубопровод	Испытательное давление, МПа
Стальной с рабочим давлением до 2 МПа	Рабочее +0,5, но не менее 1
То же, более 2 МПа	Рабочее с коэффициентом 1,25
Чугунный:
– со стыковыми соединениями под зачеканку с рабочим давлением до 1 МПа	Рабочее +0,5
– с равнопрочными стыковыми соединениями на резиновых уплотнителях	Рабочее +0,8, но не более нормы заводского давления
Асбестоцементные	Рабочее +0,3, но не более 0,5 заводского давления
Полиэтиленовый	Рабочее с коэффициентом 1,5

Трубопроводы из чугунных и асбестоцементных труб испытывают длиной не более 1 км, из полиэтиленовых труб — до 0,5 км. Длину испытательных участков стальных трубопроводов можно принимать более 1 км.

Предварительное гидравлическое испытание металлических, асбестоцементных трубопровод должно продолжаться не менее 10 мин, а полиэтиленовых — не менее 30 мин, после чего давление снижается до рабочего и производится осмотр трубопроводов. Поддерживание рабочего давления при осмотре и выявлении дефектов разрешается подкачкой воды. Напорный трубопровод считается выдержавшим предварительное гидравлическое испытание, если в нем под испытательным давлением не произошло разрыва труб и фасонных частей и нарушений заделки стыковых соединений, а под рабочим давлением не обнаружено утечек воды. При наличии дефектов их устраняют и проводят повторно гидравлические испытания на прочности.

Гидравлические испытания на плотность

Окончательное гидравлическое испытание напорных трубопроводов может быть начато, если с момента засыпки траншеи грунтом и заполнения трубопровода водой прошло не менее 24 часов.

В основном при проведении окончательного испытания напорных трубопроводов водоснабжения должна быть определена фактическая утечка воды из трубопроводов, при этом утечки не должны превышать пределы, указанные в таблице 5.5.

Утечка воды из трубопровода определяется по формуле:

, (5.1)

где q — утечки воды, л/мин;

Т — время от начала испытания на утечки до момента возвращения стрелки манометра в первоначальное положение, мин;

В — коэффициент, принимаемый равным 1 при падении давления не более чем на 20 % испытательного;

Q — объем воды, необходимый для установки испытательного давления.

Если на испытываемом участке трубопровода при рабочем давлении в трубопроводе не будет обнаружено утечек воды, он считается выдержавшим гидравлическое испытание.

Участок трубопровода из полиэтиленовых труб считается выдержавшим гидравлическое испытание, если после последовательного нахождения трубопровода под испытательным и рабочим давлением по 30 мин в течение следующих 10 мин при рабочем давлении его падение в трубопроводе не превышало 0,01 МПа.

Гидравлические испытания на плотность следует выполнять в соответствии с требованиями СНиП 111–30–84. Схема для проведения гидравлического испытания трубопроводов на плотность представлена на рисунке 5.14. Испытательное давление устанавливается проектом или определяется по таблице 5.4.

Концы трубопровода перед гидравлическим испытанием должны быть герметично закрыты заглушками с упорами. При использовании стальных патрубков в качестве заглушек, они должны быть закрыты глухими фланцами с патрубками для подключения манометров или трубопроводов для подачи воды и выпуска воздуха. Задвижки, установленные в водоводе, должны быть открытыми, а те, которые установлены на отводах, закрыты глухими фланцами.

Рисунок 5.14 — Схема гидравлического испытания трубопровода:

1 — испытываемый трубопровод; 2 — торцевые фланцы; 3 — манометр; 4 — кран для выпуска воздуха; 5 — нагнетатель

Трубопровод наполняют водой с пониженного участка с тем, чтобы обеспечить наилучшее условие для удаления воздуха из трубопровода.

Вентили на патрубках следует плотно закрывать после полного удаления воздуха.

В некоторых случаях по усмотрению строящей организации при возникновении определенных трудностей (зимнее время, отсутствие воды и др.) применяют пневматическое испытание трубопровода. Эти испытания также проводят в две стадии: предварительное испытание на прочность и окончательное — на плотность.

Таблица 5.5 —Допустимые утечки в трубопроводах на участке длиной 1 км, л/мин

Условный проход, мм	При испытательном давлении для трубопроводов
	Стальных	Чугунных	Асбестоцементных
100	0,28	0,70	1,40
125	0,35	0,90	1,56
150	0,42	1,05	1,72
200	0,56	1,40	1,98
250	0,70	1,55	2,22
300	0,85	1,70	2,42
350	0,90	1,80	2,62
400	1,00	1,95	2,80
450	1,05	2,10	2,96
500	1,10	2,20	3,14
600	1,20	2,40	3,44

Трубопровод можно считать выдержавшим испытание, если за время выдержки его под испытательным давлением (р_и = 1,15 р_раб) потери напора меньше, чем допустимые (таблица 5.6).

Таблица 5.6 —Допустимое снижение напора при пневматическом испытании трубопровода длиной до 1 км

Трубопроводы
Условный проход, мм	Стальные		Чугунные		Асбестоцементные
	Продолжительность испытания, ч	Потери напора, мм	Продолжительность испытания, ч	Потери напора, мм	Продолжительность испытания, ч	Потери напора, мм
100	0,5	35	0,25	65	0,25	130
125	0,5	45	0,25	55	0,25	110
150	1	75	0,25	50	0,25	100
200	1	45	0,5	65	0,5	130
250	1	45	0,5	50	1	100
300	2	75	1	70	1	140
350	2	55	1	65	2	110
400	2	45	1	50	2	100
450	4	80	2	80	3	160
500	4	75	2	75	3	140
600	4	50	2	55	4	110

Количество жидкости, которое необходимо добавить для повышения давления в испытываемом трубопроводе, определяется по формуле

, (5.2)

где V_о — первоначальный объем системы;

р = р_исп. – р_н — изменение давления;

V — необходимое количество жидкости для повышения давления;

Е — модуль упругости жидкости.