Процедура випробування запобіжних клапанів: перевірка тиску налаштування, випробування на герметичність та переатестація

1. Обсяг та призначення

Цей практичний посібник охоплює процедури демонтажу, внутрішньої інспекції, випробування налаштованого тиску, випробування на герметичність та переатестації пружинних запобіжних клапанів (ЗК) та пілотних запобіжних клапанів (ПЗК), які використовуються для захисту промислового обладнання від надлишкового тиску. Випробування та обслуговування ЗК є критично важливими для забезпечення безпеки персоналу, цілісності обладнання та відповідності виробничим стандартам. Ця процедура застосовується до ЗК, що працюють з рідинами, газами та парою в хімічній, нафтогазовій, енергетичній та харчовій промисловості. Рекомендовано проводити випробування та переатестацію ЗК відповідно до графіка планово-попереджувальних ремонтів, після будь-якої події надлишкового тиску, або якщо є підозра на несправність клапана.

2. Запобіжні заходи

УВАГА! Енергетична небезпека та небезпека для життя!

• Перед початком будь-яких робіт з ЗК обов’язково виконайте процедуру блокування/маркування (LOTO) відповідно до внутрішніх інструкцій підприємства. Переконайтесь, що всі джерела енергії (механічної, електричної, гідравлічної, пневматичної, хімічної, теплової) ізольовані та заблоковані.
• Не працюйте під тиском. Переконайтесь, що система, де встановлено ЗК, повністю знеструмлена та тиск скинутий до атмосферного.
• Використовуйте відповідні засоби індивідуального захисту (ЗІЗ): захисні окуляри (ДСТУ EN 166:2017), захисні рукавиці (ДСТУ EN 388:2017), захисний одяг (ДСТУ EN ISO 13688:2016), захисне взуття з металевим підноском (ДСТУ EN ISO 20345:2016) та захист органів слуху (ДСТУ EN 352-1:2017) при роботі з гучним обладнанням або потенційно вибухонебезпечними середовищами.
• Гарячі рідини та пар можуть спричинити серйозні опіки. Забезпечте повне охолодження клапана та трубопроводу перед демонтажем.
• Токсичні або агресивні рідини потребують спеціальних ЗІЗ та процедур поводження. Ознайомтесь з паспортом безпеки (MSDS) рідини, що міститься в системі.
• Використовуйте належне підйомне обладнання для важких клапанів. Переконайтесь, що клапан надійно закріплений під час транспортування та випробування.

3. Необхідні інструменти та матеріали

4. Передремонтний контрольний список інспекції

5. Покрокова процедура

Ця процедура передбачає демонтаж ЗК з технологічної лінії для випробування на спеціалізованому стенді.

1. Демонтаж ЗК з лінії

   1. Ізоляція та LOTO: СУВОРО дотримуйтесь процедури LOTO. Ізолюйте ЗК від усіх джерел тиску та енергії. Перекрийте запірну арматуру до та після ЗК.
   2. Зняття тиску: Повільно та контрольовано скиньте залишковий тиск з ділянки трубопроводу, де встановлений ЗК, через дренажний отвір. Переконайтесь, що тиск досяг атмосферного. Ніколи не прискорюйте процес скидання тиску.
   3. Дренаж: Забезпечте повний дренаж рідин з клапана та прилеглого трубопроводу.
   4. Відкручування болтів: Послабте та відкрутіть фланцеві болти ЗК. Використовуйте відповідні гайкові ключі.
   5. Зняття ЗК: За допомогою підйомного обладнання (якщо ЗК важкий) обережно демонтуйте клапан з лінії. Переконайтесь, що клапан підтримується рівномірно. Уникайте падінь та ударів, які можуть пошкодити внутрішні компоненти клапана.
   6. Транспортування: Транспортуйте ЗК до випробувальної дільниці у вертикальному положенні, щоб запобігти пошкодженню сідла та диска.

2. Зовнішня очистка та огляд

   1. Очистка: Ретельно очистіть зовнішні поверхні ЗК від бруду, іржі, старих ущільнень. Використовуйте металеві щітки для грубих забруднень та безворсові ганчірки з розчинником для фінальної очистки.
   2. Детальний візуальний огляд: Повторно огляньте корпус, фланці, кришку, шток на наявність тріщин, деформацій, корозійних пошкоджень, зносу. Особливу увагу приділіть місцям з’єднань та зварним швам.
   3. Перевірка заводської таблички: Переконайтесь, що всі дані на табличці (тиск налаштування, тиск зворотного закриття, матеріал) відповідають паспортним даним та вимогам системи.

3. Розбирання (для повного технічного обслуговування)

   Цей етап виконується, якщо планується повне технічне обслуговування, внутрішня інспекція або ремонт. Для простої перевірки налаштованого тиску може не знадобитися повне розбирання.

   1. Маркування: Перед розбиранням нанесіть маркування на деталі, що дозволить правильно зібрати клапан. Зробіть фотофіксацію розташування компонентів.
   2. Зняття ковпака/кришки: Обережно відкрутіть болти кріплення ковпака/кришки.
   3. Вилучення пружини: Зніміть регулювальні шайби (якщо є) та обережно витягніть пружину. Завжди перевіряйте пружину на наявність корозії, тріщин, деформацій.
   4. Вилучення штока, диска та сідла: Обережно вийміть шток, диск та сідло (якщо воно знімається).
   5. Очистка компонентів: Кожну деталь ретельно очистіть від відкладень, корозії та сторонніх частинок.

4. Внутрішня інспекція та лапування

   1. Огляд внутрішніх поверхонь: Огляньте внутрішні поверхні корпусу клапана на наявність корозії, ерозії, кавітаційних пошкоджень.
   2. Огляд сідла та диска: Уважно огляньте робочі поверхні сідла та диска на наявність подряпин, вм’ятин, корозійних ушкоджень або слідів ерозії. Поверхні мають бути ідеально гладкими.
   3. Лапування (якщо необхідно): Якщо поверхні сідла та диска пошкоджені, виконайте лапування. Використовуйте лапувальні пасти від грубої до дрібної зернистості. Досягніть дзеркальної поверхні та ідеальної площинності. Площинність можна перевірити за допомогою оптичного плоскоміра та монохроматичного світла (допускається не більше 1-2 світлових кілець). Не допускайте надмірного знімання металу, що може змінити геометрію та характеристики клапана.
   4. Огляд пружини: Перевірте пружину на деформацію, тріщини, корозію. Виміряйте вільну довжину пружини та порівняйте з даними виробника. Деформована або пошкоджена пружина повинна бути замінена.
   5. Огляд штока та направляючих: Перевірте шток на прямолінійність, відсутність зносу або корозії. Огляньте направляючі втулки на знос. Рух штока має бути вільним.

5. Збирання ЗК

   1. Встановлення сідла та диска: Встановіть очищені та відлаповані сідло та диск.
   2. Встановлення штока та пружини: Встановіть шток, пружину та регулювальні шайби. Переконайтесь у правильному розташуванні всіх компонентів.
   3. Закручування ковпака/кришки: Встановіть нову прокладку (матеріал відповідно до ДСТУ EN 1514-1:2009 для фланців) та встановіть ковпак/кришку. Болти затягуйте динамометричним ключем в хрестоподібному порядку згідно з рекомендаціями виробника. Типові значення моменту затягування для фланців ANSI B16.5: для болтів M20 класу 8.8 – 200-250 Нм. Неправильний момент затягування може призвести до деформації корпусу, витоків або заклинювання механізму.

6. Випробування налаштованого тиску (Тиск відкриття)

   1. Встановлення на стенд: Встановіть ЗК на сертифікований випробувальний стенд. Переконайтесь у герметичності всіх підключень.
   2. Вибір випробувального середовища: Використовуйте відповідне випробувальне середовище: повітря або азот для газів/пари; вода або масло для рідин. Температура випробувального середовища повинна бути в діапазоні 15-25°C, якщо інше не вказано виробником.
   3. Подача тиску: Повільно та стабільно подавайте тиск на вхід ЗК. Швидкість підвищення тиску має бути не більше 1 бар/с для точного визначення точки відкриття.
   4. Фіксація тиску відкриття: Зафіксуйте показання еталонного манометра в момент початку підйому диска (видимий рух диска або перша стійка бульбашка для газових ЗК). Це тиск відкриття (set pressure).
   5. Регулювання: Якщо тиск відкриття не відповідає заданому значенню (допустиме відхилення ±3% для ЗК, що відповідають ДСТУ EN ISO 4126-1:2018), відрегулюйте його за допомогою регулювального гвинта ЗК. Для збільшення тиску – закручуйте, для зменшення – відкручуйте. Після кожного регулювання повторіть випробування. Не намагайтеся регулювати тиск відкриття, коли клапан знаходиться під значним тиском. Завжди скидайте тиск перед регулюванням.
   6. Повторне випробування: Після досягнення необхідного тиску відкриття виконайте мінімум 3 послідовних випробування, щоб переконатись у стабільності налаштування. Розбіжність між випробуваннями не повинна перевищувати 0.5%.

7. Визначення тиску зворотного закриття (Reseating Pressure)

   Тиск зворотного закриття – це тиск, при якому диск ЗК повертається на сідло після повного відкриття. Це критично важливо для мінімізації втрат продукту та уникнення постійних витоків.

   1. Продовження випробування: Після повного відкриття ЗК, повільно знижуйте тиск на вході клапана.
   2. Фіксація тиску зворотного закриття: Зафіксуйте показання манометра в момент, коли диск ЗК повністю повертається на сідло і припиняється потік середовища. Це тиск зворотного закриття.
   3. Критерії: Для газових ЗК тиск зворотного закриття зазвичай становить 80-90% від тиску відкриття. Для рідинних ЗК – 90-95% від тиску відкриття. Конкретні значення дивіться в паспорті ЗК. Недостатній тиск зворотного закриття може вказувати на проблеми з пружиною або внутрішніми ущільненнями.

8. Випробування на герметичність (Seat Leakage Test)

   Випробування на герметичність сідла проводиться для перевірки відсутності витоків при робочому тиску або при тиску, близькому до тиску відкриття, але нижчому за нього.

   1. Подача тиску: Подайте на вхід ЗК тиск, що становить 80-90% від налаштованого тиску (згідно з ДСТУ EN ISO 4126-1:2018 та вимогами виробника). Утримуйте цей тиск протягом 1-5 хвилин для стабілізації.
   2. Метод випробування для газів: Опустіть вихідний патрубок ЗК у мірну посудину з водою або спеціальною рідиною для виявлення бульбашок. Підрахуйте кількість бульбашок за одну хвилину.
   3. Допустимі норми витоків (приклад):
      • Для ЗК з діаметром умовного проходу до DN50: 1-5 бульбашок/хв.
      • Для ЗК з діаметром умовного проходу DN50-DN100: 5-10 бульбашок/хв.
      • Для ЗК з діаметром понад DN100: 10-20 бульбашок/хв.
      • Для особливо критичних застосувань: 0 бульбашок/хв протягом 30 секунд.

      Конкретні норми витоків завжди перевіряйте в паспорті ЗК та відповідних галузевих стандартах. Надмірні витоки вимагають повторного лапування або заміни компонентів сідла/диска.

   4. Метод випробування для рідин: Спостерігайте за виходом рідини з вихідного патрубка. Допустимі витоки зазвичай вимірюються в краплях за хвилину або відсутністю видимих крапель. Альтернативно, можна використовувати метод падіння тиску у замкнутому об’ємі.

9. Випробування на зовнішню герметичність

   1. Подача тиску: Подайте на вхід ЗК максимальний робочий тиск або тиск відкриття.
   2. Виявлення витоків: Нанесіть мильний розчин або спеціальний детектор витоків на всі зовнішні з’єднання (фланці, різьбові з’єднання, місця вводу штока). Відсутність бульбашок вказує на герметичність.

10. Документування та переатестація

    1. Заповнення акту: Заповніть акт випробувань, який повинен містити:
       • Дані ЗК (модель, серійний номер, DN, PN).
       • Налаштований тиск, тиск зворотного закриття, результати випробувань на герметичність.
       • Дата випробування, прізвище та підпис відповідальної особи.
       • Використане випробувальне обладнання та його калібрування.
       • Висновок про придатність до експлуатації.
    2. Пломбування: Після успішних випробувань та переатестації, регулювальний гвинт ЗК має бути опломбований. Використайте неруйнівну пломбу (наприклад, металеву дріт з пластиковою пломбою), що унеможливлює зміну налаштованого тиску без її пошкодження.
    3. Маркування: Прикріпіть до ЗК нову ідентифікаційну бирку, яка містить інформацію про дату випробування, налаштований тиск, номер акту/сертифіката та наступну дату випробування.

11. Повторна установка ЗК на лінію

    1. Підготовка фланців: Очистіть фланці трубопроводу від старих прокладок та забруднень. Перевірте поверхні на відсутність пошкоджень.
    2. Встановлення нової прокладки: Встановіть нову, відповідну прокладку між фланцями ЗК та трубопроводу.
    3. Монтаж ЗК: За допомогою підйомного обладнання обережно встановіть ЗК у проектне положення. Вирівняйте фланці.
    4. Затягування болтів: Встановіть фланцеві болти. Затягуйте їх динамометричним ключем у хрестоподібному порядку в декілька етапів до рекомендованого моменту. Типові значення див. у п. 5е. Нерівномірне затягування може призвести до витоків та деформації фланців.
    5. Зняття LOTO: Після завершення всіх робіт та інспекції, зніміть блокування та маркування LOTO.

12. Повернення системи до експлуатації

    1. Поступове підвищення тиску: Повільно та контрольовано підвищуйте тиск у системі.
    2. Перевірка на витоки: При досягненні робочого тиску перевірте всі з’єднання на наявність витоків за допомогою мильного розчину.
    3. Контроль роботи ЗК: Переконайтесь, що ЗК залишається герметичним при робочому тиску та не має несанкціонованих спрацьовувань.

6. Контрольний список післяремонтного контролю

7. Посібник з усунення несправностей

8. Рекомендований графік обслуговування

9. Довідник запасних частин

Своєчасна заміна зношених компонентів критично важлива для надійної роботи ЗК. Нижче наведено типові запасні частини:

Для замовлення оригінальних запасних частин або підбору аналогів, відвідайте наш електронний каталог UNITEC-D.

10. Посилання

• ДСТУ EN ISO 4126-1:2018 Запобіжні пристрої для захисту від надмірного тиску. Частина 1. Запобіжні клапани.
• ДСТУ EN ISO 13688:2016 Одяг захисний. Загальні вимоги.
• ДСТУ EN 166:2017 Засоби індивідуального захисту очей. Загальні технічні вимоги.
• ДСТУ EN 388:2017 Рукавички захисні від механічних ризиків.
• ДСТУ EN 352-1:2017 Засоби індивідуального захисту органів слуху. Навушники.
• ДСТУ EN ISO 20345:2016 Засоби індивідуального захисту. Взуття захисне.
• ДСТУ EN ISO 6789:2019 Динамометричні ключі та викрутки.
• ДСТУ EN 1514-1:2009 Фланці та їх з’єднання. Типи прокладок для трубних фланців. Частина 1. Неметалеві плоскі прокладки з ущільнюючими ободами.
• Інструкція з експлуатації та технічного обслуговування виробника клапана (OEM).
• Внутрішні інструкції підприємства з охорони праці та LOTO.