Пневматические испытания (пневмоиспытания) – это метод проверки трубопроводов, сосудов и изделий на прочность и герметичность, при котором используется сжатый воздух или другой газ под давлением, а не жидкость, для выявления дефектов сварки, соединений, основного материала и оценки их способности выдерживать рабочее давление. Они проводятся плавно, с поэтапным набором давления до расчетного уровня, с обязательными выдержками для контроля утечек манометрическим методом, пузырьковым или другими способами, и требуют строгих мер безопасности, включая создание охранной зоны, из-за потенциальной опасности сжатого газа.

Принцип и цель.

• Принцип: Создание избыточного давления газа (воздуха, азота) внутри испытываемого объекта.
• Цель: проверить, насколько объект герметичен (нет утечек) и прочен (выдерживает давление без деформаций).

Этапы проведения.

• Подготовка: Герметизация объекта, установка манометров, подготовка оборудования (компрессоров, бустеров), обеспечение безопасности (охранная зона).
• Набор давления: Постепенное повышение давления до испытательного уровня, с остановками для контроля утечек (например, при 80%, 90% давления).
• Выдержка: удержание объекта под расчетным давлением в течение установленного времени (обычно не менее 15 минут).
• Контроль: поиск утечек различными методами:
• Манометрический: по снижению давления на манометре.
• Пузырьковый: обмыливание швов, поиск пузырьков.
• Акустический: использование течеискателей (ультразвук).
• Снижение давления: постепенное сброс давления после успешного испытания.

Основные методы контроля утечек.

• Манометрический: изменение давления газа за время выдержки.
• Пузырьковый: выход газа из дефекта в воде.
• Обмыливание: применение мыльного раствора для обнаружения пузырьков.
• Акустический (течеискание): ультразвуковые датчики улавливают звуки выходящего газа.

Безопасность.

• Охранная зона: обязательна (25 м для наземных, 10 м для подземных трубопроводов), ограждение территории.
• Размещение манометров: вне охранной зоны.
• Постепенность: плавное повышение давления из-за опасности сжатого воздуха (при разрушении).

Применение.

• Трубопроводы (газо, нефте, водоснабжение), котлы, сосуды, работающие под давлением.
• Изделия, эксплуатируемые под вакуумом или атмосферным давлением.

Пневматические испытания проводят, заполняя трубопровод или сосуд сжатым воздухом (реже азотом или другим газом) под давлением (обычно 1,25 от рабочего), чтобы проверить его на прочность и плотность, плавно повышая давление, выдерживая под ним определенное время (от 15 минут), а затем контролируя отсутствие утечек и падения давления с помощью манометров и визуального осмотра швов, фланцев и соединений, что требует строгих мер безопасности, как ограждение и предупреждающие знаки.

Основные этапы проведения.

• Подготовка: Внешний осмотр, промывка (при необходимости). Герметизация концов с помощью заглушек, установка манометров (рабочего и контрольного).
• Обеспечение безопасности: ограждение, предупреждающие знаки, удаление персонала.
• Наполнение и повышение давления: Используют компрессоры или азотные установки. Давление повышают плавно, с остановками при достижении 60-90% от испытательного, чтобы избежать резких скачков. Может применяться одорированный воздух (с запахом) для легкого обнаружения утечек.
• Выдерживание под давлением (испытание на прочность и плотность): Объект выдерживают под давлением (например, 15 минут для плотности, до 12 часов для прочности). Температуру контролируют для корректных показаний манометров.

Контроль и осмотр.

• Наблюдение за показаниями манометра (падение давления не допускается, учитывается температурное расширение).
• Визуальный осмотр швов, фланцев, соединений на предмет утечек (пузырьков, капель).
• Могут применяться и другие методы, например, акустический контроль.

Окончание испытаний:

• При удовлетворительных результатах дефекты устраняются (если были) и испытание повторяется.
• Сброс давления проводят осторожно, стравливая газ.

Основные требования безопасности:

• Работа только обученным персоналом.
• Использование защитных экранов, особенно для манометров.
• Прекращение работы другого оборудования рядом.
• Вентиляция помещения.

Пневматические испытания измеряют прочность (способность выдерживать повышенное давление без разрушения), герметичность (отсутствие утечек газа, оценивается по величине натекания или пузырькам) и устойчивость материалов к разрыву (для тканей, пленок, пластика), а также параметры работы пневмоинструмента, такие как расход воздуха, давление, частота вращения и крутящий момент.

Основные измеряемые параметры.

• Давление: контролируется повышенное давление (часто 1,25-2 рабочего) и его падение во времени для проверки прочности и плотности.
• Утечка газа (Натекание): измеряется количество газа, проникающего внутрь за единицу времени (например, м³·МПа/с) для оценки герметичности.
• Прочность на разрыв: определяет, при каком давлении образец (ткань, пленка) разрывается.
• Расход воздуха (л/м²/с): для материалов, которые пропускают воздух, измеряют поток через образец при заданном перепаде давления (например, 100 Па).
• Крутящий момент и частота вращения: Параметры для оценки работоспособности ручных пневматических машин.

Что проверяется.

• Прочность и надежность: Выявление слабых мест в сварных швах, соединениях, корпусах оборудования.
• Отсутствие дефектов: Поиск трещин, пор, неплотностей.
• Качество материалов: Оценка воздухопроницаемости, устойчивости к разрыву.

Методы контроля.

• Манометрический, пузырьковый, обмыливание, акустический (для определения утечек).

Пневматические испытания (ПИ) – это эффективный метод проверки трубопроводов и сосудов на герметичность и прочность с помощью воздуха или инертных газов, предлагающий ключевые преимущества: низкий риск повреждения из-за меньшей плотности газа по сравнению с водой, возможность проведения при <0°C, высокая безопасность, удобство для объектов, где применение жидкостей нежелательно, и возможность автоматизации контроля утечек. Они позволяют обнаружить дефекты до заполнения водой, предотвращая коррозию и снижая затраты.

Ключевые преимущества пневматических испытаний:

• Безопасность и экологичность: Воздух и инертные газы менее опасны, чем вода под давлением; нет риска проливов, загрязнения окружающей среды, а утечки легче локализуются.
• Работа при низких температурах: Идеальны для холодного климата (ниже 0°C), так как исключают риск замерзания воды в трубопроводе.
• Экономичность: после испытаний не требуется трудоемкий процесс осушения трубопровода, что сокращает время и затраты.
• Обнаружение мельчайших утечек: Методы, такие как пузырьковый или акустический, позволяют выявлять микропоры и сквозные дефекты.
• Низкий риск повреждения: Воздух обладает меньшей плотностью, чем жидкость, поэтому не создаёт таких нагрузок на конструкции, как гидравлика, снижая риск разрыва или деформации.
• Удобство для объектов с особыми требованиями: подходят для магистральных трубопроводов, сосудов, работающих под вакуумом или наливом.

Где применяются:

• Магистральные газо- и нефтепроводы.
• Сосуды под давлением.
• Изделия для эксплуатации под вакуумом или атмосферным давлением.

Методы обнаружения утечек:

• Манометрический: Контроль падения давления.
• Пузырьковый: Погружение в воду.
• Акустический (течеискание): Ультразвук.