정수압 공압 파이프 테스트 가이드 - 표준

압력 테스트는 파이프 제조 및 파이프 시스템 시운전에서 중요한 품질 보증 단계입니다. 목적은 파이프나 제작된 시스템이 누출이나 파열 없이 설계 압력을 안전하게 유지할 수 있는지 확인하는 것입니다. 공장 압력 테스트(공장에서 각 파이프 길이의 수압 테스트)는 배송 전에 파이프 재료와 용접부(용접 파이프의 경우)가 양호한지 확인합니다. 설치 후-시스템 압력 테스트를 통해 현장 용접, 플랜지 조인트 및 나사산 연결부 -를 포함하여 조립된 전체 배관 시스템-이 누출되지 않고-구조적으로 서비스에 적합한지 확인합니다.

관련 표준에서는 대부분의 파이프 응용 분야에 대한 압력 테스트를 요구합니다. API 5L은 각 파이프 길이에 대한 수압 테스트를 요구합니다. ASTM A106, A53 및 A333에도 정수압 테스트가 필요합니다. ASME B31.3(공정 배관)은 설치 후 일반적으로 설계 압력의 1.5배에서 시스템 압력 테스트를 요구합니다. 테스트 기록은 배관 시스템에 대한 영구적인 품질 문서의 일부가 되어 해당 코드 준수에 대한 증거와 안전한 작동 보장을 제공합니다.

수압 테스트는 물을 테스트 매체로 사용합니다. 파이프는 물로 채워지고, 모든 공기는 배출되며, 양-변위 펌프를 사용하여 압력을 지정된 테스트 수준으로 높입니다. 테스트 압력은 일반적으로 설계 온도에서의 설계 압력의 1.5배로 계산되며, 테스트 온도와 설계 온도 간의 차이에 대해 조정됩니다(재료 강도는 낮은 온도에서 더 높기 때문). 정수압 테스트 압력의 공식은 다음과 같습니다. P_test=1.5 x P_design x (S_test / S_design). 여기서 S_test는 테스트 온도에서 허용되는 응력이고 S_design은 설계 온도에서 허용되는 응력입니다.

테스트 압력에 도달하면 펌프가 격리되고 필요한 기간 동안 압력이 유지됩니다. API 5L은 이음매 없는 파이프의 경우 최소 유지 시간을 5초, 용접 파이프의 경우 10초로 지정하지만 많은 프로젝트 사양에서는 시스템 테스트에 1~2시간이 필요합니다. 유지하는 동안 압력은 안정적으로 유지되어야 하며(강하가 없으면 누출이 없음을 나타냄) 모든 조인트에서 누출 여부를 육안으로 검사합니다. 시험 후 물을 배수하고 파이프를 건조시킵니다(특히 합금강 파이프의 경우 부식 방지에 중요함). 정수압 테스트 차트 기록기는 압력 대 시간을 표시하여 영구적인 테스트 기록을 제공합니다.

공압 테스트는 공기 또는 불활성 가스(일반적으로 질소)를 테스트 매체로 사용합니다. 이는 정수압 테스트가 비실용적일 때 사용됩니다. 즉, 물을 견딜 수 없는 시스템(산소 파이프라인, 극저온 시스템, 일부 화학 공정), 물의 무게로 인해 손상될 수 있는 시스템(부적절한 지지력을 갖춘 오버헤드 배관), 정수압 테스트 후 완전한 배수 및 건조가 불가능한 시스템에 사용됩니다.

압축 가스는 압축 액체보다 훨씬 더 많은 에너지를 저장하기 때문에 공압 테스트는 수압 테스트보다 훨씬 더 큰 안전 위험을 안겨줍니다. 공압 테스트 중에 파이프가 파손되면 압축 가스가 갑자기 방출되어 폭발 효과와 조각화를 동반한 격렬한 폭발이 발생할 수 있습니다. 이러한 이유로 공압 테스트에는 추가 예방 조치가 필요합니다. 테스트 영역에는 바리케이드를 치고 직원이 없어야 하며, 압력 게이지를 원격으로 읽어야 하며, 테스트 압력은 일반적으로 설계 압력의 1.1~1.25배(정수압보다 낮은 승수)로 제한됩니다. 시스템이 물을 견딜 수 있는 경우 수압 테스트는 공압 테스트보다 항상 선호됩니다.

매개변수	정수압	영적인
테스트 매체	물	공기 또는 불활성 가스
테스트 압력 승수	1.5배 디자인	1.1-1.25x 디자인
안전	실패 시 안전한 - 낮은 에너지 방출	위험한 - 폭발성 에너지 방출
누출 감지 감도	비주얼(드립)	가청, 버블 테스트, 압력 감쇠
사후-테스트 정리	배수 및 건조가 필요함	필요 없음
최고의 대상	일반 배관 시스템	가스 서비스, 산소, 극저온

API 5L은 각 파이프 길이의 수압 테스트를 지정합니다. 이음매 없는 파이프의 경우 테스트 압력은 지정된 최소 항복 강도(SMYS)의 60%에 해당하는 후프 응력을 생성해야 하지만 3,000psi(20.7MPa)를 초과해서는 안 됩니다. 용접 파이프의 경우 요구 사항은 등급에 따라 다릅니다. Gr.B에서 X65까지의 경우 테스트 응력은 SMYS의 85%입니다. X70 이상의 경우 SMYS의 90%입니다. ASTM A106/A53은 정수압 테스트를 요구하지만 테스트 압력은 표준에 명시적으로 지정되어 있지 않습니다. - 제조업체는 SMYS의 60%의 섬유 응력을 생성하는 압력을 선택합니다. ASME B31.3에서는 시스템 테스트 압력이 설계 온도에서 설계 압력의 1.5배가 되도록 요구합니다. 공압 테스트의 경우 B31.3은 설계 압력의 1.1배의 최대 테스트 압력을 허용합니다. PED 2014/68/EU는 CE 표시 압력 장비에 대한 조화 표준에 따른 압력 테스트를 요구합니다.

전체 정수압 테스트 절차에는 다음이 포함됩니다. (1) 사전{1}} 테스트 준비: 파이프 끝을 캡이나 플랜지로 밀봉하고, 테스트 펌프에 연결하고, 높은 지점에 벤트를 설치하고, 보정된 압력 게이지를 설치하고(테스트 압력 범위 내, 정확도 ±1%) 모든 공기를 벤트하면서 물로 채웁니다. (2) 가압: 단계적으로 압력을 높이고(시험 압력의 25%, 50%, 75%, 100%), 육안 검사를 위해 각 단계에서 잠시 멈춥니다. (3) 시험 유지: 압력 강하가 허용되지 않는 동안 필요한 기간 동안 시험 압력을 유지합니다. (4) 검사: 전체 배관 시스템을 순회하면서 모든 조인트, 연결부, 파이프 본체의 누출 여부를 검사합니다. (5) 감압: 점차적으로 압력을 해제하고 물을 배출한 후 시스템을 건조시킵니다. 각 단계는 시간, 압력 및 검사관 서명으로 문서화됩니다.

예 1: 4인치 SCH 40 A106 Gr.B 파이프, 설계 압력 200도에서 10MPa. S_design=117MPa(200도에서 A106 Gr.B), S_ambient=138MPa. P_test=1.5 x 10 x (138/117)=17.7 MPa. 테스트 압력은 17.7MPa(약 2,570psi)입니다.

예 2: 8인치 SCH 80 API 5L X52 파이프, 주변 온도에서 설계 압력 15MPa. SMYS=359MPa, 후프 응력은 85% SMYS=305MPa입니다. P_test=(2 x 305 x 12.70) / 219.1=35.3 MPa, 그러나 API 5L당 3,000psi(20.7MPa)로 제한됩니다. 따라서 P_test=20.7 MPa입니다.

테스트 중에 누출이 감지되면 압력을 해제하고 누출 위치를 식별한 다음 연마(표면 핀홀의 경우) 또는 용접(-벽 관통 결함의 경우)으로 결함을 수리합니다. 수리 후 파이프나 시스템은 동일한 테스트 압력에서 다시 테스트됩니다. 표준에서는 일반적으로 제한된 수의 수리를 허용합니다(예: API 5L은 파이프를 다운그레이드하거나 폐기하기 전에 파이프 길이당 최대 3번의 수리를 허용합니다). 각 재시험은 문서화되어야 합니다. 용접 결함이 아닌 재료 결함(적층, 균열)으로 인해 파이프가 파손되는 경우 일반적으로 전체 파이프 길이가 거부됩니다.

ManufacturerPipe는 배송 전에 모든 이음매 없는 용접 파이프에 대해 100% 공장 정수압 테스트를 수행합니다. 당사의 정수압 시험기는 최대 100MPa(15,000psi)의 압력에서 1/2"~48"의 파이프를 테스트할 수 있습니다. 우리는 NIST-추적 가능한 압력 게이지 교정을 유지하고 각 파이프 또는 열 번호에 대한 정수압 테스트 보고서를 제공합니다. 공압 테스트는 적절한 안전 예방조치와 함께 고객 요청에 따라 제공됩니다. 제3자-검사 기관(SGS, BV, Intertek)은 구매 주문서에 따라 공장에서 테스트를 목격할 수 있습니다. 국제 배송에는 이중 언어 테스트 보고서(중국어/영어)가 표준입니다.

테스트 요구 사항에 대해 논의하고 완전한 테스트 문서가 포함된 인증된 파이프를 얻으려면 품질 팀에 문의하세요.

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