La prova di pressione delle tubazioni verifica se un tubo in acciaio o un impianto completo sia in grado di mantenere una pressione specificata senza perdite o deformazioni non consentite. La presente guida mette a confronto le prove in fabbrica e quelle in cantiere, i metodi idrostatici e pneumatici, i verbali di prova e le informazioni che gli acquirenti dovrebbero includere in una richiesta di offerta.
Tutte le pipe citate in questo articolo sono vendute da PANDAPIPE.
Prove di pressione sulle tubazioni verifica se un tubo in acciaio o un sistema di tubazioni completo sia in grado di resistere a una pressione specificata senza perdite né deformazioni inaccettabili. Può evidenziare eventuali problemi nel corpo del tubo, nel cordone di saldatura di fabbricazione, nelle saldature in opera, nelle flange, nelle valvole o in altri raccordi prima della messa in servizio.
Tuttavia, una prova in fabbrica su un singolo tubo è diversa da una prova sul campo su un impianto già installato. Gli acquirenti dovrebbero quindi definire la norma di riferimento, il metodo di prova, i criteri di accettazione e la documentazione nella richiesta di offerta (RFQ), e non dopo la produzione.
Che cos’è la prova di pressione delle tubazioni?
Durante una prova di pressione, il tubo o l'impianto di tubazioni viene riempito con un liquido o un gas in quantità controllata. La pressione viene quindi aumentata gradualmente e mantenuta al livello specificato mentre si esamina la sezione sottoposta a prova.
La pressione di prova è spesso superiore alla normale pressione di esercizio. Tuttavia, non esiste un moltiplicatore universale della pressione di prova per ogni tubo in acciaio o progetto. Il valore corretto dipende dalla norma applicabile, dal materiale, dalle condizioni di progetto, dalla temperatura di prova e dal componente con il valore nominale più basso.
Anche le prove di pressione presentano evidenti limiti. Esse confermano la tenuta alla pressione in condizioni di prova definite, ma non sostituiscono i controlli non distruttivi mediante ultrasuoni, radiografia, correnti parassite o altre tecniche previsti dalle specifiche del prodotto.
Prove sui tubi in fabbrica vs. prove sulle condotte in campo
Questi test coprono diverse fasi e potenziali difetti.
| Tipo di test | Cosa viene verificato? | Scopo principale | Di solito interpretato da |
|---|---|---|---|
| Prova di pressione in fabbrica | Lunghezze delle singole tubazioni | Controllare il corpo del tubo e la saldatura di fabbricazione | Produttore di tubi |
| Prova di pressione sul campo | Impianto di tubazioni installato | Controllare le saldature, i raccordi, le flange, le valvole e i collegamenti | Appaltatore o gestore di condotte |
A La prova idrostatica in fabbrica non sostituisce la prova di pressione sul campo. Il trasporto, il taglio, la saldatura in cantiere e l’installazione comportano nuove condizioni che non sono contemplate dal certificato di collaudo originale.
I requisiti di fabbrica dipendono dalle specifiche del prodotto ordinato. Ad esempio, Tubo ASTM A53, classe B è soggetto a specifiche disposizioni relative alle prove idrostatiche o alle prove elettriche non distruttive. Gli acquirenti devono indicare la norma e l'edizione esatte nell'ordine di acquisto.
In quali ambiti si ricorre alla prova di pressione delle tubazioni?
Le prove di pressione sono solitamente richieste per:
- Condotte per il trasporto di petrolio e gas;
- Sistemi di distribuzione idrica;
- Tubazioni antincendio;
- Linee di processo chimiche e di raffineria;
- Tubazioni per il vapore e l'energia;
- Sistemi riparati o modificati durante il servizio.
Le condizioni di collaudo di una conduttura idrica comunale possono differire in modo significativo da quelle delle tubazioni di processo di una raffineria. Gli acquirenti non dovrebbero riprendere i valori delle pressioni di prova o i tempi di mantenimento da un progetto precedente.
La PHMSA spiega che le prove idrostatiche possono essere utilizzate per determinare se una conduttura possiede un’integrità adeguata a prevenire perdite o rotture in condizioni normali e di funzionamento anomalo. Tali prove possono essere eseguite dopo la costruzione e durante il ciclo di vita operativo della conduttura.
Come si esegue una prova di pressione su una tubazione?
La procedura deve essere conforme alla norma di prodotto, al codice delle tubazioni e al piano di collaudo approvato per il progetto. Di norma, gli acquirenti non effettuano direttamente il collaudo, ma comprendere il processo facilita la valutazione del piano di ispezione di un fornitore o di un appaltatore.
Verificare lo standard di prova e i limiti di prova
Prima di procedere alla verifica, il responsabile deve accertarsi che:
- Sezione di prova e punti di isolamento;
- Norma di riferimento ed edizione;
- Mezzo di prova;
- Pressione richiesta e tempo di mantenimento;
- Temperatura di prova;
- Criteri di accettazione;
- Obblighi di testimonianza e di segnalazione.
Le specifiche dei prodotti e le norme relative alle tubazioni hanno finalità diverse. Le specifiche ASTM o API regolano solitamente la produzione dei tubi e il controllo in fabbrica. Norme quali ASME B31.3 o ASME B31.1 riguardano i sistemi di tubazioni completati nell'ambito dei rispettivi campi di applicazione.
Preparazione, pressurizzazione e ispezione della sezione di prova
Un test tipico si svolge secondo le seguenti fasi:
- Isolare le apparecchiature che non sono in grado di resistere alla pressione di prova.
- Controllare le tapparelle, i supporti, le valvole, gli sfiati, gli scarichi e i raccordi.
- Installa manometri calibrati con una portata adeguata.
- Compilare la sezione e far fuoriuscire l'aria intrappolata durante la prova idraulica.
- Aumentare la pressione gradualmente per evitare carichi d'urto.
- Mantenere la pressione richiesta e ispezionare i punti indicati.
- Registrare la pressione, la temperatura, la durata e i risultati delle ispezioni.
- Depressurizzare, svuotare e asciugare l'impianto secondo necessità.
Eventuali perdite, cali di pressione inspiegabili o deformazioni visibili richiedono una verifica. Le riparazioni non devono essere eseguite mentre la linea è ancora sotto pressione. La procedura applicabile potrebbe richiedere un nuovo collaudo dopo la riparazione.
Prove di pressione idrostatiche e pneumatiche
Il metodo di prova corretto dipende dalla sicurezza, dalla progettazione del sistema e dalla compatibilità del mezzo di prova.
| Fattore | Test idrostatici | Prove pneumatiche |
|---|---|---|
| Mezzo di prova | Acqua o un altro liquido adatto | Aria o un gas non infiammabile idoneo |
| Vantaggio principale | Energia immagazzinata inferiore | Nessuna rimozione dell'acqua né asciugatura |
| Preoccupazione principale | Corrosione, congelamento, contaminazione e peso dell'acqua | Maggiore energia immagazzinata e conseguenze più gravi in caso di guasto |
| Uso tipico | Prove in laboratorio e la maggior parte dei sistemi sul campo | Sistemi in cui l'uso di liquidi non è indicato |
Quando è fattibile, si preferisce generalmente ricorrere alle prove idrostatiche poiché i liquidi sono molto meno comprimibili dei gas. Ciò riduce l'energia rilasciata in caso di cedimento di un componente.
Quando è opportuno prendere in considerazione i test pneumatici?
Si può prendere in considerazione l'esecuzione di prove pneumatiche nei casi in cui l'acqua possa contaminare il processo, il sistema non possa essere svuotato o asciugato oppure la struttura non sia in grado di sostenere il peso dell'acqua.
Non si tratta semplicemente di una comoda alternativa a secco. Una prova pneumatica richiede una procedura approvata, una pressurizzazione graduale, dispositivi di sicurezza per lo scarico della pressione, accesso limitato e una valutazione dei rischi documentata. L’azoto non è infiammabile, ma può comportare un rischio di asfissia in spazi ristretti o scarsamente ventilati.
Come viene determinata la pressione di prova delle tubazioni?
La pressione di prova deve essere calcolata o selezionata in base alla norma di riferimento. Un valore utilizzato per una determinata specifica di tubazione o per un determinato progetto non deve essere applicato automaticamente a un altro sistema.
Fattori relativi alla pressione di prova che gli acquirenti dovrebbero verificare
L'ingegnere responsabile tiene normalmente conto di:
- Pressione di progetto e temperatura di progetto;
- Tipo di materiale e spessore della parete;
- Temperatura di prova;
- Caratteristiche tecniche di valvole, raccordi e flange;
- Prevalenza statica causata dai dislivelli;
- Norme di prodotto e specifiche di progetto.
In un sistema riempito di liquido, la pressione manometrica varia al variare dell'altitudine. La prova deve raggiungere la pressione richiesta nel punto di riferimento specificato senza sottoporre a sovrapressione le sezioni inferiori o i componenti più deboli.
La norma ASME B31.3 riguarda le tubazioni di processo in settori quali la raffinazione del petrolio, l'industria chimica, quella farmaceutica, quella dell'idrogeno e la lavorazione criogenica. La norma ASME B31.1 si applica alle tubazioni degli impianti di produzione di energia e agli impianti correlati. Questi codici non devono essere utilizzati in modo intercambiabile.
Cosa devono includere gli acquirenti nella richiesta di preventivo?
Una richiesta di offerta chiara evita controversie sul significato dell’espressione “testato a pressione” e sui documenti inclusi nel preventivo.
Informazioni sui tubi e sull'assistenza
Fornire al fornitore:
- Standard, classe e metodo di fabbricazione dei tubi;
- NPS o diametro esterno;
- Spessore della parete o classe;
- Quantità e lunghezza dei tubi;
- Servizio previsto;
- Pressione e temperatura di progetto;
- Norma di prova richiesta ed edizione;
- Eventuali punti di osservazione di testimoni terzi.
Se il capitolato del progetto definisce già la pressione di prova, il tempo di mantenimento, l'ambito dell'ispezione o i criteri di accettazione, allegarlo alla richiesta.
Documentazione dei test e tracciabilità dei materiali
Chiedi se il risultato del test apparirà sul Certificato di prova del mulino (MTC). Se avete bisogno di registrazioni separate della pressione, grafici di prova, certificati di taratura dei manometri o rapporti di enti terzi, indicateli sia nella richiesta di offerta che nell'ordine di acquisto.
Tali documenti potrebbero non essere inclusi in un preventivo standard. La documentazione concordata deve essere riconducibile al materiale fornito tramite numeri di fusione, numeri di lotto o identificazione individuale dei tubi.
Il nostro Lista di controllo per l'ispezione dei tubi in acciaio spiega come verificare gli MTC, le dimensioni, le marcature, i registri dei controlli non distruttivi (NDT) e i documenti di spedizione prima di approvare la consegna.
Errori comuni nelle prove di pressione delle tubazioni
Molte controversie relative ai test hanno origine da specifiche di acquisto incomplete. Tra gli errori più comuni figurano:
- Confondere la pressione di esercizio con la pressione di prova;
- Mancata identificazione della norma applicabile;
- Ignorare una valvola, una flangia o uno strumento con un grado di affidabilità inferiore;
- Supponendo che le prove in officina coprano le saldature effettuate in cantiere;
- Utilizzo di strumenti di misura non calibrati;
- Mancata espulsione dell'aria intrappolata;
- Riparazione di una perdita mentre l'impianto è sotto pressione;
- Lasciare il tubo in acciaio al carbonio bagnato dopo la prova idraulica;
- Accettazione di documenti privi di tracciabilità del materiale.
I requisiti relativi ai test e alla documentazione devono essere confermati prima dell'avvio della produzione. Aggiungerli dopo la produzione potrebbe comportare costi aggiuntivi per le ispezioni, ritardi nella consegna o il rifiuto del progetto.
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Inviateci le specifiche relative a standard, qualità, dimensioni, quantità, applicazione e requisiti di ispezione. Esamineremo la vostra richiesta di preventivo e vi confermeremo la disponibilità prova di pressione delle tubazioni, MTC, NDT, tracciabilità dei materiali e ambito delle ispezioni da parte di terzi prima della produzione.
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Domande frequenti:
Domande frequenti degli acquirenti di tubi
1. Cosa dimostra la prova di pressione delle tubazioni?
Dimostra che un tubo o un sistema di tubazioni ha mantenuto la pressione specificata senza perdite o deformazioni non consentite nelle condizioni di prova registrate.
2. Tutti i tubi in acciaio vengono sottoposti a prove idrostatiche?
No. Il requisito dipende dalla norma di prodotto, dal tipo di tubo, dalle dimensioni, dall’applicazione e dall’ordine di acquisto. Alcune specifiche prevedono l’esecuzione di una prova elettrica non distruttiva approvata.
3. Qual è la differenza tra pressione di esercizio e pressione di prova?
La pressione di esercizio è quella applicata durante il normale funzionamento. La pressione di prova è la pressione controllata utilizzata durante l'ispezione ed è determinata dalla norma applicabile o dalla procedura di prova approvata.
4. La prova in officina sostituisce la prova di pressione sul campo?
No. Le prove in fabbrica riguardano le singole lunghezze dei tubi. Le prove in cantiere riguardano l’impianto assemblato, comprese le saldature in loco, i raccordi, le flange, le valvole e i collegamenti.
5. Le prove pneumatiche sono più pericolose?
In linea di massima, sì. Il gas compresso immagazzina più energia rispetto allo stato liquido a parità di pressione. Un guasto durante una prova pneumatica può quindi liberare una quantità di energia notevolmente superiore.
6. È possibile utilizzare l’azoto per le prove di pressione?
Può essere utilizzato quando consentito dalla procedura applicabile. Sebbene l'azoto non sia infiammabile, può sostituire l'ossigeno e creare un rischio di asfissia.
7. Le prove a pressione sostituiscono i controlli non distruttivi (NDT)?
No. Una prova di pressione serve a valutare la tenuta alla pressione. I metodi di controllo non distruttivo (NDT) vengono utilizzati per individuare o caratterizzare particolari discontinuità superficiali e interne.
8. Quali documenti dovrebbero richiedere gli acquirenti?
Inizia dall'MTC e dai risultati dei test richiesti dalle specifiche del prodotto. Richiedi registrazioni dettagliate della pressione, certificati di taratura, elenchi di tracciabilità e rapporti di terze parti qualora il progetto lo richieda.
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