Приложение В (справочное). Методы контроля арматуры

Приложение В
(справочное)

Методы контроля арматуры

В.1 Методы контроля плотности и герметичности относительно внешней среды

B.1.1 Общие положения

B.1.1.1 Контроль герметичности основан на применении испытательных сред и регистрации их проникания через места течи, обнаруженные в изделии при помощи различных средств регистрации испытательной среды и приборов - течеискателей.

B.1.1.2 В зависимости от свойств испытательной среды и принципа его регистрации контроль проводят либо жидкостными, либо газовыми методами, каждый из которых включает в себя ряд способов, различающихся технологией реализации данного принципа регистрации среды. В зависимости от применяемого способа по результатам контроля определяют герметичность относительно внешней среды и места расположения дефектов.

B.1.1.3 Контроль проводят в соответствии с НД и технологическими процессами предприятий-изготовителей и предприятий, на которых проводятся испытания.

B.1.1.4 При проведении контроля соблюдают следующие требования безопасности:

- перед повышением давления следует удалить воздух из внутренних полостей, заполняемых жидкой испытательной средой;

- постепенно и плавно повышают и снижают давление;

- запрещается обстукивать детали и соединения, находящиеся под давлением испытательной среды.

Требования безопасности при проведении контроля - в соответствии с разделом 5.

B.1.1.5 При проведении контроля следят за тем, чтобы на поверхностях арматуры не конденсировалась влага окружающей среды. При появлении влаги испытания следует остановить до тех пор, пока поверхности не станут сухими.

B.1.1.6 Перед началом работы контролируемые поверхности изделия очищают от следов ржавчины, масла, эмульсии и других загрязнений. В качестве очищающих жидкостей рекомендуется применять спирт, ацетон, уайт-спирит, бензин, хладон-113 или другие органические растворители, обеспечивающие качественное удаление органических загрязнений. Допускается проводить очистку дробеструйным, дробометным или иным способом. Вид очищающей жидкости, применяемой для очистки, требуемое качество очистки поверхности и способы контроля корпусных деталей и сварных соединений указывают в КД. После очистки контролируемые поверхности должны быть просушены.

В.1.1.7 После окончания контроля испытательную среду из арматуры удаляют.

После окончания контроля при применении:

- жидких испытательных сред арматуру промывают и просушивают;

- газообразных испытательных сред внутренние полости арматуры продувают сухим сжатым воздухом.

В.1.1.8 При применении масс-спектрометрического метода контроля:

- длина магистрали, соединяющей щуп с течеискателем, должна быть минимально возможной;

- камера должна быть герметична относительно внешней среды по фланцевым соединениям и месту выхода из камеры либо самой арматуры, либо технологического переходника от арматуры к баллону с гелием;

- наружные поверхности арматуры не должны соприкасаться с внутренними поверхностями камеры;

- для ускорения откачки рекомендуется цилиндрическая форма камеры;

- для контроля участка поверхности арматуры или отдельного сварного шва допускается устанавливать локальную камеру.

B.1.2 Жидкостные методы контроля

В.1.2.1 Метод контроля - гидростатический, способ реализации метода - компрессионный.

Контроль проводят как с применением, так и без применения индикаторных масс, наносимых на контролируемую поверхность.

Область применения метода - арматура, в которой можно создавать избыточное давление испытательной среды, и контролируемые участки доступны для визуального контроля.

Назначение метода - определение места расположения дефекта.

Арматуру заполняют водой под давлением, значение которого указано в КД, и выдерживают под давлением в течение времени, указанного в КД.

О негерметичности судят по появлению капель или пятен на поверхности корпусных деталей или индикаторной массе, нанесенной на эту поверхность или другими аттестованными средствами.

В.1.2.2 Метод контроля манометрический, способ реализации метода - компрессионный.

Арматуру соединяют с источником давления (например, жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора с откалиброванной газовой полостью) и обеспечивают заданные режимы испытаний. Систему заполняют водой. Повышают давление до значения, указанного в КД и выдерживают арматуру под давлением в течение времени, указанного в КД.

Контроль осуществляют по изменению давления в контролируемых полостях изделия (или в полостях гидропневмоаккумулятора).

Арматура считается выдержавшей испытания, если при установившемся давлении в течение времени, указанного в таблице 4 (или в КД), отсутствует падение давления или давление падает на величину, не превышающую допустимое значение, указанное в КД.

B.1.3 Газовые методы контроля

В.1.3.1 Назначение газовых методов контроля, испытательные среды, применяемые для контроля, средства регистрации и признаки обнаружения дефектов, а также краткое описание рекомендуемых способов реализации методов контроля приведены в таблице В.1.

Формулы для оценки пороговой чувствительности при индикации потока газа приведены в таблице В.2.

Таблица В.1 - Газовые методы контроля

Наименование метода контроля	Наименование способа реализации метода	Назначение	Испытательная среда	Средство регистрации дефекта	Область применения	Краткое описание способа реализации метода контроля	Признак обнаружения дефекта
Манометрический	Компрессионный	Определение герметичности изделия	Воздух	Манометр	Изделия, в которых можно создавать давление выше атмосферного	Арматуру заполняют воздухом, отсекают подачу воздуха и выдерживают под давлением в течение времени, указанного в КД	Падение давления
Пузырьковый	Компрессионный	Определение места расположения дефекта	Воздух, азот, аргон и др.	Вода	Изделия, которые можно заполнять газом под избыточным давлением и погружать в ванну с водой	Арматуру погружают в ванну с водой (индикаторной жидкостью), заполняют испытательной средой и выдерживают под давлением в течение времени, указанного в КД	Образование пузырей воздуха в воде (индикаторной жидкости)
	Обмыливанием	Определение места расположения дефекта	Воздух, азот, аргон и др.	Мыльная пена, полимерный состав. Компоненты пенообразующих растворов приведены в В.1.4	Изделия, в которых можно создавать избыточное давление газа, а контролируемые места покрывать пенообразующим составом	На наружную поверхность арматуры (на контролируемые участки) мягкой волосяной кистью или краскораспылителем наносят пенящуюся массу. Арматуру заполняют испытательной средой и выдерживают под давлением в течение времени, указанного в КД	Образование пузырей в пенообразующем составе
	Вакуумный	Определение герметичности	Воздух, азот, аргон и др.	Индикаторная жидкость	Изделия, которые можно заполнять газом под избыточным давлением и помещать в ванну с индикаторной жидкостью	Арматуру погружают в ванну с индикаторной жидкостью, пространство над которой вакуумируют. Арматуру заполняют испытательной средой и выдерживают под давлением в течение времени, указанного в КД	Появление пузырей газа
Масс- спектрометрический	Гелиевый щуп	Определение места расположения дефекта	Гелий	Гелиевые течеискатели	Изделия, в которых можно создавать избыточное давление гелия	Арматуру заполняют гелием давлением, указанным в КД. Наружную поверхность арматуры сканируют щупом. Гелий проникает через имеющиеся сквозные дефекты, через щуп фиксируется выходным прибором течеискателя	Показания стрелочного прибора, звуковой сигнал
	В гелиевой (вакуумной) камере	Определение герметичности изделия	Гелий	Гелиевые течеискатели	Изделия, в которых можно создавать вакуум (или избыточное давление гелия), помещать их в гелиевую (вакуумную) камеру	Арматуру помещают в герметичную металлическую камеру. К камере или арматуре подсоединяют течеискатель. Камеру (способ гелиевой камеры) или арматуру (способ вакуумной камеры) заполняют гелием давлением, указанным в КД. При наличии течи гелий поступает в вакуумируемый объем, соединенный с течеискателем, и фиксируется выходным прибором течеискателя	Показания стрелочного прибора, звуковой сигнал
	Обдув гелием	Определение места расположения дефекта	Гелий	Гелиевые течеискатели	Изделия, в которых можно создавать требуемый вакуум	Арматуру подключают к масс-спектрометрическому течеискателю и вакуумируют. Контролируемые участки обдувают струей гелия. При наличии течи гелий попадает внутрь арматуры и фиксируется выходным прибором течеискателя (описание метода - в В.1.3.2)	Показания стрелочного прибора, звуковой сигнал

Таблица В.2 - Оценка порога чувствительности

Наименование метода контроля	Наименование способа реализации метода	Формула для оценки порога чувствительности при индикации потока газа
Манометрический	Компрессионный
Пузырьковый	Компрессионный
	Обмыливанием
Пузырьковый	Вакуумный
Масс-спектрометрический	Гелиевый щуп	См. В.1.3.2.3
	В гелиевой (вакуумной) камере
	Обдув гелием
Примечание - Условные обозначения: объем изделия; - нижний предел измерения манометра; - продолжительность испытания; - наименьший регистрируемый диаметр пузырька; - время от момента образования пузырька до его отрыва; - коэффициент поверхностного натяжения; - плотность индикаторной жидкости; g - ускорение свободного падения; h - высота слоя индикаторной жидкости; - атмосферное давление.

B.1.3.2 Последовательность проведения испытаний на вакуумную плотность масс-спектрометрическими методами

B.1.3.2.1 Испытания проводят в соответствии с [23] и технологической инструкцией предприятия, проводящего испытания.

B.1.3.2.2 Сочетание способа реализации метода, режима контроля и подготовки к контролю арматуры определяется классом герметичности, указанным в КД, а также конструктивными и технологическими особенностями арматуры.

B.1.3.2.3 Пороговая чувствительность применяемых гелиевых течеискателей должна быть не менее ( рт. ст/с), при этом:

- при контроле способом гелиевой (вакуумной) камеры - не менее ( рт. ст/с);

- при контроле способом обдува и гелиевого щупа менее ( рт. ст/с).

Пороговую чувствительность гелиевого течеискателя определяют перед началом контроля (в начале каждой смены).

В.1.3.2.4 Признаком наличия сквозного дефекта является увеличение показаний прибора над средними фоновыми показаниями на значение, равное разности максимального и минимального значений фона в схеме испытаний. Разность не должна превышать 50 мВ для способов контроля в гелиевую камеру и обдувом гелием и 100 мВ - для способа контроля щупом.

В.1.3.2.5 Средние фоновые показания перед началом контроля любым способом должны находиться в пределах второй трети рабочей шкалы. Если фоновые показания превышают указанное значение, следует применять схему компенсации фона.

В.1.3.2.6 Критерии оценки герметичности относительно внешней среды при испытании на вакуумную плотность масс-спектрометрическими методами приведены в таблице В.3.

Таблица В.3 - Критерии оценки

Уплотнение		Давление испытательной среды, МПа	Класс герметичности(1)	Объемная концентрация гелия,
По неподвижным соединениям (прокладкам)		0,6	-	50
По подвижным соединениям	сильфон		А	50
	сальник (для арматуры поворотного типа)
	фторопластовые уплотнительные кольца		В	100
	графитовые уплотнительные кольца		С	1000
(1) Классы герметичности - по [24] и [25].

В.1.3.2.7 Способ гелиевой (вакуумной) камеры:

- перед началом испытаний проводят предварительную откачку воздуха из арматуры (камеры) до остаточного давления не выше 1400 Па (10 мм рт.ст.);

- время выдержки под давлением при проведении контроля на герметичность масс-спектрометрическим методом - в соответствии с таблицей В.4.

- оценка герметичности арматуры - в соответствии с требованиями КД;

- признак обнаружения дефекта - в соответствии с В.1.3.2.4.

Таблица В.4 - Время выдержки арматуры под давлением

Вакуумируемый объем,	Время выдержки под давлением, мин, не менее
До 0,1	5
Св. 0,1 до 0,5 включ.	10
" 0,5 " 1,5 "	15
" 1,5 " 3,5 "	20
Св. 3,5	40

В.1.3.2.8 Способ гелиевого щупа

- рекомендуется применять регулируемые щупы-улавливатели с конической насадкой объемом не более 1 . Расстояние от контролируемой поверхности до регулирующей запирающей иглы щупа-улавливателя не должно превышать 5 мм;

- часть установки, предназначенной для подачи гелия, испытывают на прочность давлением не менее , ( - давление гелия во время контроля);

- при совместной работе вакуумного насоса и насосов течеискателя остаточное давление у фланца течеискателя должно быть от 25 до 30 Па (от до  мм рт. ст.);

- скорость откачки вспомогательным насосом должна быть от 1 до 3 л/с;

- перед началом контроля проводят предварительную откачку воздуха до давления от 700 до 1400 Па (от 5 до 10 мм рт. ст.);

- время выдержки арматуры под давлением - в соответствии с КД;

- оценка герметичности арматуры - в соответствии с требованиями КД;

- признак обнаружения дефекта - в соответствии с В.1.3.2.4.

В.1.3.2.9 Способ обдува гелием:

- перед началом контроля проводят откачку воздуха из арматуры (вакуумировать изделие) до давления от 7 до 8 Па (от до  мм рт. ст.);

- обдув гелием начинают с мест подсоединения системы вспомогательной откачки к течеискателю;

- обдув арматуры начинают с верхних участков, постепенно переходя к нижним;

- первоначально устанавливают сильную струю гелия, обхватывающую при обдуве большую площадь. При обнаружении течи струю гелия уменьшают и определяют место сквозного дефекта;

- скорость перемещения обдувателя у контролируемой поверхности должна быть от 0,10 до 0,15 м/мин. При контроле арматуры большого объема (поверхность обдува большой протяженности) в связи с запаздыванием времени сигнала скорость обдува уменьшают;

- после устранения обнаруженных дефектов контроль повторяют;

- оценка герметичности арматуры - в соответствии с КД;

- признак обнаружения дефекта - в соответствии с В.1.3.2.4.

В.1.4 Составы пенообразующих растворов

Пенообразующие растворы, применяемые для контроля герметичности относительно внешней среды пузырьковым способом (обмыливанием контролируемой поверхности), представляют собой водные растворы хлористых солей натрия, кальция, мыла, экстракта лакричного корня. Составы пенообразующих растворов при проведении контроля герметичности приведены в таблице В.5.

Таблица В.5 - Составы пенообразующих растворов

Номер состава	Компоненты состава, г
	NaCL		Экстракт лакричного корня	Глицерин	Мыло
					туалетное	хозяйственное
1	-	-	-	-	50	-
2	-	-	-	5	-	30
3	-	-	50	-	-	-
4	83	100	15	-	-	-
5	170	170	15	-	-	-
Примечания 1 Приготовление пенообразующих растворов: мыло вводят в теплую воду и тщательно перемешивают до полного растворения. 2 Число компонентов указано в расчете на 1 л воды. 3 Состав раствора экстракта лакричного корня: - сухой экстракт - 1 кг; - вода питьевая - 0,5 л. 4 Хозяйственное мыло должно быть концентрацией 65%.

В.2 Методы контроля герметичности затвора

В.2.1 Общие положения

B.2.1.1 При применении капельного и пузырькового методов контроля в случае, если в соответствии с КД (ТУ, ПМ) утечки в затворе допускаются, то их измеряют после выдержки арматуры под давлением в течение времени, указанного в таблице 4.

В случае, если в соответствии с КД (ТУ, ПМ) видимые утечки в затворе не допускаются (класс герметичности "А" по ГОСТ 9544), то после выдержки арматуры под давлением в течение времени, указанного в таблице 4, браковочными признаками не являются:

- при испытании водой - образование по контуру уплотнительной поверхности росы, не превращающейся в стекающие капли;

- при испытании воздухом - образование не отрывающихся пузырьков, т.е. можно считать, что герметичность в затворе соответствует классу "А" по ГОСТ 9544.

B.2.1.2 При контроле с помощью технических средств (при применении манометрического метода контроля, способ реализации метода - компрессионный, либо технических средств диагностирования) утечка в затворе арматуры менее 3  не является браковочным признаком, т.е. можно считать, что герметичность в затворе соответствует классу "А" по ГОСТ 9544.

B.2.1.3 Требования к испытательным средам - в соответствии с разделом 7 настоящего стандарта.

B.2.1.4 При объемном и капельном методах контроля утечку в затворе определяют со стороны выходного патрубка, соединенного с атмосферой.

B.2.1.5 Время измерения утечки через затвор должно быть не менее, указанного в таблице 4.

B.2.1.6 При капельном и пузырьковом методах контроля утечки в затворе допускается вместо насадки применять трубки, внутренний диаметр которых определен с точностью до десятых долей. Утечки через трубки, внутренний диаметр которых отличается от внутренних диаметров насадок, приведенных в таблицах В.6 и В.7, следует определять с помощью интерполяции.

B.2.1.7 При капельном и пузырьковом методах контроля утечки в затворе необходимо соизмерять допустимую утечку в затворе с внутренним диаметром насадки (трубки) и временем контроля утечки. При выборе диаметра насадки (трубки) для всех классов герметичности (кроме класса "А") объем одной капли (пузырька), проходящей через насадку (трубку), должен быть меньше максимально допустимой утечки за минимально допустимое время испытания.

Насадки (трубки) с минимальными внутренними диаметрами следует применять для контроля утечек в затворе арматуры класса "А" по ГОСТ 9544, время контроля для всех DN - не менее 180 с.

Насадки (трубки) с максимальными внутренними диаметрами следует применять для контроля максимально допустимых утечек по ГОСТ 9544, время контроля - в соответствии с таблицей 4.

В.2.2 Испытательная среда - вода

B.2.2.1 Контроль проводят следующими методами:

- объемным;

- капельным;

- манометрическим, способ реализации - компрессионный.

B.2.2.2 Объемный метод контроля

Утечку через затвор измеряют путем отвода воды из полости выходного патрубка в мерный сосуд (например, мензурку). Утечку в затворе , , вычисляют по формуле

,

(В.1)

где - измеренный объем утечки воды, ;

- время измерения объема, мин.

В.2.2.3 Капельный метод контроля

Утечку через затвор определяют путем подсчета числа капель воды, выходящих через насадку (трубку), подсоединенную к выходному патрубку арматуры [26].

Насадка должна быть выполнена в соответствии с размерами, указанными на рисунке В.1 и в таблице В.6.

Рисунок В.1 - Насадка, применяемая для капельного метода контроля герметичности затвора (испытательная среда - вода)

Таблица В.6 - Объем капель воды в зависимости от диаметра насадки (трубки)

Внутренний диаметр насадки (трубки) d, мм
Объем капли воды ,	0,0180	0,0290	0,0390	0,0460	0,0580	0,0700	0,0770	0,0848	0,0970		0,1070

Утечку в затворе , , вычисляют по формуле

,

(В.2)

где - измеренное число капель воды;

- объем капли воды (по таблице В.5 в зависимости от внутреннего диаметра насадки), .

Для точного определения утечек в затворе возможно использование приборов (устройств) электронного подсчета расхода среды на основе капельного метода в единицу времени с цифровой регистрацией на электронном табло и бумажном носителе.

В.2.2.4 Манометрический метод контроля, способ реализации метода - компрессионный; метод заключается в следующем:

- закрывают входной и выходной патрубки технологическими заглушками, заполняют водой патрубки арматуры (в клиновых задвижках - междисковое пространство, в шаровых кранах - полость между седлами), закрывают арматуру усилием или крутящим моментом, указанным в КД. Дальнейшее направление подачи среды в соответствии с КД;

- соединяют входной патрубок арматуры с жидкостной полостью гидропневмоаккумулятора, имеющий откалиброванную газовую полость. В газовой полости гидропневмоаккумулятора повышают давление до указанного в КД для определения герметичности затвора, и выдерживают арматуру под давлением в течение времени, указанного в таблице 4 либо в КД.

О степени негерметичности затвора арматуры судят по понижению давления в газовой и (или) жидкостной полостях гидропневмоаккумулятора.

Утечку в затворе , , вычисляют по формуле

,

(В.3)

где - объем утечки воды, , вычисляемый по формуле ;

- время измерения утечки, мин;

- абсолютное давление в гидропневмоаккумуляторе до начала контроля утечки;

- абсолютное давление в гидропневмоаккумуляторе в конце контроля утечки;

- объем газовой полости гидропневмоаккумулятора до начала контроля утечки;

- объем газовой полости гидропневмоаккумулятора после окончания контроля утечки;

- температура в газовой полости гидропневмоаккумулятора до начала контроля утечки;

- температура в газовой полости гидропневмоаккумулятора в конце контроля.

В.2.2.5 Манометрический метод контроля, способ реализации метода - компрессионный (рекомендуется при испытании по 8.7.3.1, способ 3).

Закрывают арматуру усилием или крутящим моментом, указанным в КД (ТУ). Соединяют внутреннее междисковое пространство арматуры через дополнительное отверстие в крышке или корпусе с источником давления.

Заполняют систему водой, удаляя воздух и измеряя объем закачанной воды.

Во внутренней полости арматуры повышают давление до указанного в КД (ТУ) для определения герметичности затвора и выдерживают арматуру под давлением в течение времени, указанного в таблице 4 либо в КД (ТУ).

О степени негерметичности затвора арматуры судят по понижению давления во внутренней полости арматуры.

Утечку в затворе , , вычисляют по формуле

,

(В.4)

где - объем утечки воды, , вычисляемый по формуле ;

- время измерения утечки, мин;

- абсолютное давление во внутренней полости арматуры перед началом контроля утечки, МПа;

- абсолютное давление во внутренней полости арматуры в конце контроля утечки, МПа;

V - объем воды, закачанной во внутреннюю полость арматуры, ;

K - модуль объемной упругости воды, МПа (определяется по таблице В.7).

Таблица В.7 - Модуль упругости воды

Температура t, °С	Давление Р, МПа
	0,5	1,0	2,0	4,0	8,0
	модуль объемной упругости K, МПа
0	1890	1900	1920	1950	1980
5	1930	1950	1970	2010	2070
10	1950	1970	2010	2050	2120
15	1970	2000	2030	2090	2170
20	1980	2020	2060	2120	2217

В.2.3 Испытательная среда - воздух

В.2.3.1 Контроль проводят объемным и пузырьковым методами.

В.2.3.2 Объемный метод контроля

Утечку воздуха в затворе рекомендуется определять одним из следующих способов:

- по показанию прибора, предназначенного для измерения малых объёмных расходов газа, например ротаметра;

- трубку или насадку с внутренним диаметром 6 мм подсоединяют к выходному патрубку арматуры, подводят к мензурке, заполненной водой, и опускают мензурку в воду. Схема установки мензурки в емкость с водой приведена на рисунке Б.2. Торец мензурки должен располагаться в воде горизонтально, отклонение от горизонтали не должно превышать 10°. Расстояние от поверхности воды до нижнего торца мензурки (размер I, указанный на рисунке В.2) должно составлять (62) мм. Утечку в затворе , , вычисляют по формуле

,

(В.5)

где - измеренный объем воздуха, ;

- время измерения, мин.

В.2.3.3 Пузырьковый метод контроля

Утечку воздуха в затворе определяют путем подсчета числа пузырьков воздуха, выходящего из насадки (трубки), подсоединенной к выходному патрубку арматуры и погруженной в емкость с водой.

Насадка должна быть выполнена в соответствии с размерами, указанными на рисунке В.2 и в таблице В.8.

Рисунок В.2 - Насадки, применяемые для пузырькового метода контроля герметичности затвора (испытательная среда - воздух)

Таблица В.8 - Объем пузырька воздуха в зависимости от диаметра насадки (трубки)

Внутренний диаметр насадки (трубки) d, мм
Объем пузырька воздуха ,	0,009	0,014	0,018	0,021	0,026	0,030

Окончание таблицы В.8

Внутренний диаметр насадки (трубки) d, мм
Объем пузырька воздуха ,	0,053	0,130	0,410	1,500	3,500

Расположение торца насадки (трубки) в емкости - в соответствии с В.2.3.2.

Расстояние l от поверхности воды до торца насадки должно составлять:

- для исполнения I	- от 5 до 10 мм;
- для исполнения II	- от 10 до 15 мм.

Расстояние l от поверхности воды до торца трубки должно составлять:

- для трубок с внутренним диаметром до 3 мм включ.	- от 5 до 10 мм;
- для трубок с внутренним диаметром св. 3 мм	- от 10 до 15 мм.

Утечку в затворе , , вычисляют по формуле

,

(В.6)

где - измеренное число пузырьков воздуха;

- объем пузырька воздуха (приведен в таблице В.6 в зависимости от внутреннего диаметра насадки), .