HYDROSTATISCH TESTEN...
SIR JOURNAAL 22 - PAGINA 27
HYDROSTATISCH TESTEN… Wat is dat? Om hogedruk of ultrahogedrukapparatuur te mogen gebruiken moet deze jaarlijks worden getest op dichtheid. Om zo’n test veilig te mogen uitvoeren moet de (SIR erkende) keurmeester gebruik maken van een hydrostatische testbank waarmee zeer hoge testdrukken kunnen worden behaald én tegelijkertijd een testrapport kan worden opgemaakt.
In het ledenbestand van de SIR vinden we twee fabrikanten, te weten Resato in Roden en Itensify in Wolvega. Wij trokken deze keer naar het hoge noorden om ons hogedruk test-licht eens op te steken bij Inne Yntema, directeur van Itensify. Wat is hydrostatisch testen? “Hydrostatisch testen is het controleren van een drukhoudend object op dichtheid en sterkte. Het object (slang, lans, spuitkop, pomp, regelventiel) wordt gedurende een vastgestelde tijd op een welbepaalde druk gebracht, doorgaans is dat 1,5x de normale werkdruk. Bij nieuwe objecten wordt vaak een factor 2 gebruikt. Er gaan overigens steeds meer stemmen op om de testdrukken na de ingebruikname te verlagen naar bijvoorbeeld 1,25x de werkdruk om zo de levensduur van het object te verlengen zonder dat de veiligheid vermindert.” Om te beginnen: Wat is (hoge)druk eigenlijk? “Druk is de activiteit van moleculen op de wand van een object: vat, leiding, slang of component. Het kan ook de spanning zijn op het oppervlak van een object dat zich in het medium, bijvoorbeeld water, bevindt. Denk aan bijvoorbeeld een onderzeeër. We laten de druk in een vaste stof buiten beschouwing en bekijken alleen vloeistofdrukken. Druk verplaatst zich in alle richtingen tegelijk. Druk kan optreden in een vloeistof of in een gas. We spreken in dit verband over de vloeistofdruk binnenin een object.” Hoe verkrijgen we een drukverhoging? “Druk wordt verkregen door in een gesloten volume medium toe te voegen. Bij het hydrostatisch testen wordt meestal water als hogedruk medium gebruikt. De drukstijging wordt in grote mate bepaald door de hoeveelheid toe te voegen medium.” Hoe verhogen we een bestaande hogedruk toestand? “Door bijvoorbeeld water toe te voegen aan een gesloten vat vol water zal de druk stijgen, doorgaans wordt die drukverhoging verkregen met een pomp. Het drukbereik in de meeste pompen is eerder gering en niet alle pompen zijn geschikt voor water als medium. Binnen de groep pompen is de (radiale) 3-plunjer pomp het meest geschikt, deze pomp wordt doorgaans in de reiniging gebruikt. Wat zo’n pomp echter ongeschikt maakt voor het uitvoeren van druktesten is de onnauwkeurigheid bij de juiste drukbepaling vooral boven 3000 bar en het ontstaan van de drukpieken omdat de drie
SIR-JOURNAAL-22-HERB2.indd 27
plunjers om de beurt hun maximale druk bereiken. Daarom worden voor het uitvoeren van druktesten meestal zogenaamde drukversterkers gebruikt. Een drukversterker is een axiale 1-plunjer pomp. De (ultrahoge) druk wordt bereikt door een verschil in oppervlakte tussen aandrijfzuiger (lagedruk met groot oppervlak) en plunjer (hogedruk met klein oppervlak) te creëren (hefboomeffect). Het oppervlakteverschil (de hefboom) is de drukversterkingsfactor (ratio). Drukversterkers voor het uitvoeren van hydrostatische testen worden meestal door perslucht (werkdruk tot 10 bar) aangedreven. Met deze drukversterkers is het mogelijk een druk van meer dan 5.000 bar te verkrijgen. De voordelen van deze lucht gedreven drukversterkers zijn de relatief lage prijs, de gemakkelijke drukinstelling en de compacte vorm. De nadelen van dit systeem zijn: het kleine slagvolume, het (onvermijdelijke) optreden van piekdrukken, de afnemende opbrengst bij toenemende druk, de aandrijfkosten (compressor), de onderhoudskosten (dichtingen) en het geluidsniveau. Intensify heeft dit probleem opgelost door gebruik te maken van een elektrisch gedreven voordrukpomp waardoor het vulvolume veel sneller wordt bereikt en de test als zodanig sneller verloopt zelfs bij testdrukken tot 6000 bar met als belangrijk voordeel dat er geen perslucht meer nodig is.” Welke factoren zijn bepalend bij de drukopbouw? “Die factoren zijn achtereenvolgens : de testdruk, het testvolume, het te testen object en het testmedium zelf. Hoe hoger de gewenste testdruk, hoe meer tijd dat vergt en dat geldt uiteraard ook voor het te testen volume. Ook moet rekening worden gehouden met de uitzettingscoëfficiënt van het te testen object zoals een hogedruk slang die onder druk in belangrijke mate ‘groeit’. Uiteraard speelt de samendrukbaarheid van het testmedium een rol maar water is nauwelijks samendrukbaar, olie daarentegen wel. Bovendien houdt olie luchtbellen lager vast dan water. Het testobject moet altijd goed ontlucht worden want lucht is natuurlijk wel samendrukbaar. Tenslotte speelt de temperatuur van het testmedium een rol, warm water zet immers uit en neemt een groter volume in dan koud water.” Wat is dat: samendrukbaarheid? “Om een vat van 1 liter water met een druk van 1 bar tot 1000 bar op te voeren moet slechts 5% watervolume worden toege-
voegd. Om hetzelfde volume aan gas naar 1000 bar te brengen is nog eens 1000 liter gas nodig, 100% dus.” We hebben nu bijvoorbeeld een slang op een druk van 1500 bar staan. Maar hoe verlagen we die het beste? “Het aflaten van de druk bij hydrostatische testen is een onderschat probleem. We verlagen een druk door het wegnemen van medium of de druk af te laten (pomp stop en afsluiter open). Dit is een zeer belangrijke stap in de testcyclus omdat bij te snelle drukaflaat een implosie kan optreden waardoor de binnenmantel van een hogedruk slang kan loskomen. Dat is de belangrijkste reden dan gebruikers van hogedruk slangen soms wel eens klagen dat een geteste slang ‘dichtklapt’ of lekt. Wij gebruiken daarom een zogenaamde DeEnergizer, dit apparaatje haalt de energie uit het object en de testinstallatie waarna de hogedruk afsluiter kan worden geopend.” Wat is kalibreren? “Kalibreren is het controleren en instellen van de nauwkeurigheid van een meetinstrument. SIR leden moeten dit eenmaal per jaar of na een reparatie laten doen. Hierbij wordt gebruik gemaakt een geijkte manometer of een druksensor. Een manometer is direct afleesbaar en minder nauwkeurig (+/- 1%) , een druksensor geeft de gemeten druk digital weer met zeer hoge nauwkeurigheid (+/- 0,25%).” En tenslotte waar het - naast de veiligheid - om gaat: het testcertificaat “Het is natuurlijk van het grootste belang het resultaat van de test vast te leggen met een druk-test-certificaat. Een correct certificaat vermeld minimaal de gegevens van de eigenaar, data, object type, serienummer en het resultaat van de test met (bij voorkeur) en grafiek of drukdiagram. Dit document is het bewijsmiddel waarmee de eigenaar van het product kan aantonen dat hij de voorschriften heeft gevolgd en het geteste voorwerp veilig is om mee te werken. De gegevens op het testcertificaat moeten overeenkomen met de gegevens die op het voorwerp zelf staan zoals het serienummer.” SJ- Namens SIR dank voor deze heldere uiteenzetting.
28-02-18 11:59