آزمایش فشار داخلی هیدرواستاتیک

آزمایش فشار داخلی هیدرواستاتیک

هیدرواستاتیک علمی است که رفتار مایعات را در حالت سکون بررسی می‌کند. فشار ناشی از شتاب در این سیالات، فشار هیدرواستاتیک نامیده می‌شود. آزمایشی است که برای تعیین استحکام و طول عمر مواد با اندازه‌گیری تغییر شکل ناشی از فشار داخلی هیدرواستاتیک تحت دما و فشار ثابت در لوله‌های پلاستیکی یا ترموپلاستیک مانند پلی‌پروپیلن، پلی‌اتیلن، پلی‌وینیل کلراید انجام می‌شود. دما، فشار و مقادیر مشابه و سایر شرایط در برخی از استانداردهای بین‌المللی پوشش داده شده‌اند.

آزمایش فشار داخلی هیدرواستاتیک

امروزه انتقال بسیاری از منابع مهم توسط لوله‌ها فراهم می‌شود. دوام لوله‌ها برای زندگی انسان، جلوگیری از هدر رفتن منابع و جلوگیری از آلودگی محیط زیست اهمیت دارد. به همین دلیل، لوله‌های تولید شده باید با استانداردهای تعیین شده با توجه به منطقه‌ای که در آن استفاده خواهند شد، مطابقت داشته باشند. برای استفاده ایمن از لوله‌های پلی‌اتیلن (PE)، پلی‌پروپیلن (PP)، پلی‌وینیل‌کلراید (PVC) و پلی‌اتیلن مقاوم در برابر حرارت بالا (PE-RT)، باید شرایط کاری و طول عمر آنها در دما و فشار مشخص، بسته به منطقه‌ای که در آن استفاده خواهند شد، مشخص باشد. برای تعیین این شرایط، لوله‌ها تحت آزمایش فشار داخلی هیدرواستاتیک قرار می‌گیرند. مقادیر به دست آمده با استانداردها مقایسه می‌شوند تا مشخص شود که آیا برای استفاده مناسب هستند یا خیر.

استانداردهای زیر، استانداردهایی هستند که به تفصیل قوانینی را که باید در آزمایش فشار داخلی هیدرواستاتیک رعایت شوند و شرایطی را که محیط آزمایش و عناصر آزمایش باید داشته باشند، توضیح می‌دهند:

  • استاندارد «ISO 1167 لوله‌های ترموپلاستیک برای انتقال مایعات - مقاومت در برابر فشار داخلی - روش آزمون» که توسط سازمان بین‌المللی استانداردسازی (ISO) تدوین شده است.
  • «EN 921 سیستم‌های لوله‌کشی پلاستیکی - لوله‌های ترموپلاستیک - تعیین مقاومت در برابر فشار داخلی در دمای ثابت» یک استاندارد اروپایی است.
  • استاندارد «ASTM D1598-23 روش آزمون استاندارد برای زمان شکست لوله پلاستیکی تحت فشار داخلی ثابت» که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است.

در این استانداردها، شکل المان‌های اتصال و روش‌های اتصال المان‌ها تعیین شده است. ابعاد نمونه مورد آزمایش نیز باید با استانداردهای ASTM D2122 و ASTM D3567 مطابقت داشته باشد.

طبق استانداردهای EN 921 و D1598-23، حساسیت دستگاه‌های تهویه و فشار مورد استفاده در آزمایش باید در سطح مثبت/منفی ۲ درصد باشد. دمای محیط، اتصالات و مایع آزمایش باید ۲۳ درجه باشد. لوله‌های با قطر ۱۵۰ میلی‌متر و کمتر باید حداقل پنج برابر قطر خارجی لوله طول داشته باشند. برای لوله‌های با قطر بزرگتر، این مقدار باید حداقل سه برابر قطر خارجی باشد.

سیستم آزمایش شامل یک پوشش بالا و پایین، گیره‌هایی برای محکم کردن این پوشش‌ها، عناصر نصب و آب‌بندی، تهویه مطبوع، مخزن مایع و دستگاه فشار است.

نمونه انتخاب شده مطابق با استانداردها با درپوش‌های انتهایی در هر دو انتها بسته می‌شود. پر از مایعی است که با کمک یک دستگاه تهویه مطبوع به دمای مطلوب رسانده می‌شود و هیچ هوایی در داخل آن باقی نمی‌ماند. سپس، نمونه با قرار گرفتن در یک تکیه‌گاه به گونه‌ای که در اثر وزن خم نشود و غوطه‌ور شدن کامل در محیط شرطی، برای آزمایش آماده می‌شود.

طبق استاندارد EN 921، نمونه‌هایی با ضخامت دیواره کمتر از 3 میلی‌متر باید به مدت 1 ساعت، نمونه‌هایی با ضخامت دیواره 3-8 میلی‌متر به مدت 3 ساعت، نمونه‌هایی با ضخامت دیواره 8-16 میلی‌متر به مدت 6 ساعت و نمونه‌هایی با ضخامت دیواره بیشتر از 16 میلی‌متر به مدت 16 ساعت تحت عملیات آماده‌سازی قرار گیرند.

سطح فشار با دستگاه فشار تنظیم شده و به نمونه آماده شده اعمال می‌شود و آزمایش با به کار انداختن همزمان دستگاه اندازه‌گیری آغاز می‌شود. تغییر شکل نمونه نسبت به زمان ثبت می‌شود. فشاری که باید به نمونه‌ها اعمال شود با معادله ارائه شده در استاندارد محاسبه می‌شود:

اگر در حین انجام آزمایش، سوراخ یا نشتی در نمونه رخ دهد، آزمایش متوقف شده و نوع تغییر شکل به صورت ترد یا شکل‌پذیر ثبت می‌شود. طبق استاندارد EN 921، اگر خطا در فاصله‌ای نزدیک‌تر به درپوش بسته شدن، بیش از 0,1 برابر طول لوله رخ دهد، آزمایش لغو شده و آزمایش با نمونه جدید تکرار می‌شود.

در صورت انفجار در طول آزمایش باید اقدامات احتیاطی انجام شود و اگر از گاز به جای مایع استفاده می‌شود، نباید ظرفیت ذخیره انرژی پتانسیل گازها نادیده گرفته شود. تجهیزات و محیطی که قرار است آزمایش شود باید عاری از روغن و آلودگی باشد.

اگر لوله‌هایی که در طول آزمایش تحت فشار قرار گرفته‌اند، در مدت زمان مشخص شده در استانداردها، یعنی ۱۰۰ ساعت در دمای ۲۰ درجه و ۱۶۵ ساعت در دمای ۸۰ درجه، دچار ترکیدگی نشوند، یا اگر مقادیری بالاتر از تغییر شکل مشخص شده در نمودارها مشاهده نشود، لوله برای استفاده مناسب تلقی می‌شود.

لوله‌های پلاستیکی و ترموپلاستیک به دلایلی مانند ساخت آسان، هزینه کم، نگهداری کم و عدم قرار گرفتن در معرض خوردگی، کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده‌اند. این ماده به طور گسترده در سیستم‌های شبکه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد زیرا می‌تواند منابعی مانند گاز طبیعی، آب تمیز و آب زمین گرمایی و همچنین فاضلاب را حمل کند. علاوه بر این، همچنان در آبیاری کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. آزمایش فشار هیدرواستاتیک در استفاده ایمن از لوله‌های پلاستیکی در این بخش‌ها گنجانده شده است.

به طور خلاصه، تست هیدرواستاتیک رایج‌ترین روشی است که برای آزمایش لوله‌ها و مخازن تحت فشار استفاده می‌شود. استفاده از این آزمایش به حفظ استانداردهای ایمنی و دوام ظرف در طول زمان کمک می‌کند. قطعات تازه تولید شده در ابتدا با استفاده از آزمایش هیدرواستاتیک واجد شرایط می‌شوند. سپس آنها در فواصل منظم در برابر استاندارد مربوطه مجدداً تأیید می‌شوند. در برخی موارد که آزمایش هیدرواستاتیک قابل اجرا نیست، آزمایش فشار پنوماتیک یک روش جایگزین قابل قبول است.

سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در زمینه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات تست فشار داخلی هیدرواستاتیک نیز به مشاغل ارائه می‌شود.

واتساپ