La prova idrostatica è un metodo di prova della pressione in cui un tubo o un altro componente viene pressurizzato per valutarne l'integrità. Questo metodo di prova viene utilizzato per valutare l'integrità strutturale di una conduttura o di altre infrastrutture sotto pressione. Durante la prova, il tubo viene riempito d'acqua e la pressione dell'acqua viene aumentata, mantenuta per un certo periodo di tempo e poi rilasciata. Il test viene eseguito a pressioni superiori alle normali condizioni operative della condotta.
Solitamente questo test viene eseguito quando la conduttura viene messa in servizio, ma può essere eseguito anche per valutare l'integrità dell'infrastruttura dopo un certo periodo di funzionamento. È importante drenare tutta l'acqua utilizzata per la prova idrostatica e asciugare la tubazione prima di iniziare, altrimenti le aree in cui si accumula l'acqua diventeranno soggette a corrosione interna. Per evitare questo problema, a volte si usa l'azoto per le prove di pressione.
La prova idrostatica è uno dei metodi con cui è possibile testare la resistenza e l'assenza di perdite di recipienti a pressione, quali condotte, bombole di gas e serbatoi. Questo metodo prevede il riempimento di contenitori con un liquido come acqua oppure olio. Per facilitare l'ispezione visiva delle perdite, è possibile colorare l'acqua. Se nell'acqua è presente del colorante e la pressione scende rispetto alla pressione di prova iniziale, la perdita può essere facilmente individuata e identificata.
Le prove idrostatiche prevedono l'uso di vari dispositivi di misurazione della pressione, come manometri e registratori di pressione. Per garantire l'affidabilità dei test, queste apparecchiature di misurazione devono essere calibrate o verificate. Gran parte dell'esigenza del settore in materia di prove idrostatiche è quella di garantire un fattore di sicurezza nei processi che coinvolgono recipienti a pressione. A seconda delle leggi e delle normative, i componenti di nuova fabbricazione e i contenitori in servizio vengono spesso qualificati eseguendo prove idrostatiche come parte della verifica. La resistenza può essere verificata facoltativamente misurando la deformazione permanente dell'unità. Uno dei requisiti normativi è l'esecuzione di prove idrostatiche a intervalli regolari. Ciò è importante anche per garantire la sicurezza del sistema.
L'acqua e l'olio sono praticamente incomprimibili e pertanto sono i liquidi più comunemente utilizzati per le prove idrostatiche. L'acqua è facilmente reperibile e generalmente innocua per l'organismo. In genere la pressione di prova è superiore del 150% rispetto alla pressione di esercizio, a seconda dei requisiti dell'utente finale. Se si utilizza un liquido come mezzo di prova, è necessario uno sforzo minimo per un'elevata pressione di prova, grazie al fattore quasi incomprimibile.
Le prove idrostatiche spesso richiedono strumenti di misurazione della pressione, come manometri e registratori di pressione. Mentre i manometri forniscono letture aggiornate della pressione, i registratori di pressione e temperatura registrano e monitorano l'andamento della pressione in un periodo di tempo determinato dall'utente finale o rispetto agli standard di riferimento. Per effettuare le prove, tutte le apparecchiature di misurazione devono essere calibrate.
Anche le pompe svolgono un ruolo importante nei test idrostatici, in quanto forniscono diversi intervalli di pressione in base ai requisiti del test. Per motivi di sicurezza verranno utilizzate delle pompe per iniettare e aumentare gradualmente la pressione. Dopo l'ispezione visiva vengono rilasciati dei report, secondo i requisiti previsti, per indicare l'idoneità e la resistenza degli oggetti sottoposti a prova.
Le principali apparecchiature sottoposte a prove idrostatiche nei laboratori avanzati includono: autoclavi, bombole, estintori, scambiatori di calore, tubi flessibili a pressione, filtri, serbatoi per acqua/olio, caldaie, valvole, raccordi, bobine di tubi, recipienti a pressione e valvole.
La sicurezza è il principio più importante delle prove idrostatiche. È fondamentale garantire la sicurezza dei lavoratori, delle attrezzature e dell'ambiente circostante durante l'intera fase di test. Ciò include il rispetto delle procedure corrette, l'utilizzo di attrezzature idonee e il rispetto delle norme di sicurezza.
La prova idrostatica consiste nel sottoporre un componente o un sistema a uno specifico livello di pressione utilizzando un liquido, solitamente acqua. Il principio è quello di applicare pressione per verificare eventuali perdite, debolezze o difetti nel componente o nel sistema.
In generale, la pressione di prova è determinata dalle specifiche di progettazione, dagli standard di settore e dalle normative. Di solito è superiore alla pressione di esercizio per garantire che il componente o il sistema possa sopportare la pressione massima prevista senza guasti.
La durata del test idraulico dipende dal tipo di componente o sistema in prova. È importante mantenere la pressione di prova per un periodo di tempo sufficiente a individuare eventuali perdite o punti deboli. A seconda dell'applicazione, la durata può variare da pochi minuti a diverse ore. In genere si consiglia un minimo di 30 minuti.
Durante i test idraulici, il componente o il sistema viene ispezionato visivamente e monitorato per individuare eventuali segni di perdite o guasti. Ciò può includere l'uso di manometri, misuratori di portata o altri dispositivi di monitoraggio. Un'ispezione e un monitoraggio adeguati aiuteranno a individuare eventuali problemi che devono essere affrontati.
I seguenti standard, sviluppati dall'American National Standards Institute (ANSI), descrivono i requisiti specifici per le prove idrostatiche sulle tubazioni di processo:
Tali norme specificano che durante le prove idrostatiche la pressione non deve mai scendere al di sotto di una volta e mezza la pressione per cui il sistema è progettato. L'eccezione a questa regola si verifica quando la temperatura di progettazione del sistema è superiore alla temperatura di prova. In questo caso, il requisito di pressione minima viene calcolato tramite un'equazione. Durante la prova idrostatica è necessario mantenere questa pressione per almeno dieci minuti. Trascorso questo periodo, la pressione di prova può essere ridotta per adeguarla alla pressione di progetto, dopodiché il sistema viene ispezionato per individuare eventuali perdite e altri danni.
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