Technická bezpecnost

Jak se testuje chování konstrukcí pri výbuchu?

24.11.2005 | ZDROJ: Technik | AUTOR: Mádle Ludek

Podzimní zasedání komise XI-E-IIW probehlo ve zkusebním stredisku Spadeadam. Poznatky získané pri reálných testech porusení tlakových prepravních potrubí jsou nenahraditelné pro návrhy bezpecných konstrukcí a simulací nebezpecných situací.

KLÍCOVÁ SLOVA: výbuchy, potrubí, testování

Letosní podzimní zasedání komise XI-E IIW (Mezinárodního svárecského institutu) hostila Velká Británie v prostorách spolecnosti Advantica, která se zabývá velmi dulezitým výzkumem v oblasti resení tlakových systému, zejména zivotností, prícinami a následky porusení tlakových prepravních potrubí, jako jsou napr. plynovody, ale i tlakové nádoby a produktovody.

Venuje se i vývoji softwaru pro návrh a sledování techto zarízení.

Zasedání probehlo ve zkusebním stredisku Spadeadam, asi 70 km od Newcastlu, v prostorách vojenské základny Britského královského letectva. Poznatky a  informace získané pri reálných testech jsou nenahraditelnými daty pro návrhy bezpecných konstrukcí  a pro simulaci nebezpecných situací.

Testování odolnosti proti ohni

Problematikou odolnosti proti pozáru se pracovníci strediska zabývají uz více nez 20 let. Jde zejména o výzkum horení uhlovodíku a o schopnosti materiálu i konstrukcí tomuto horení odolávat.

Príslusné zarízení obsahuje vysokotlaký zásobník zemního plynu (40 tun pri tlaku 165 bar) a sít  podzemních potrubních rozvodu s regulacními ventily, coz umoznuje rízeným zpusobem simulovat skutecné pozární zatízení. Jsou zde vertikální i horizontální plynové trysky, pomocí kterých lze smerovat tepelné pusobení. Typickými projekty jsou overování funkcnosti sprchových pozárních systému a pasovní protipozární ochrany pri porusení plynových tlakových rozvodu. Zkapalnené uhlovodíky jako LNG, LPG a ropné deriváty jsou tlakove rozstrikovány samotné nebo ve smesi s plyny.

Zkoumáno bylo i chování kaluzí LNG, LPG, metanolu a dalsích podobných látek. Mezi typická merení patrí merení výbusnosti a výhrevnosti, úcinky teplot na konstrukce, na strukturu a vlastnosti materiálu, uvolnování emisí z materiálu pri ruzných tepelných úcincích. Pro ukoncení horení je testovací místo o velikosti 20 x 20 m vybaveno úcinným hasicím systémem o výkonu 16 000 litru za minutu, který má regulaci i k simulování úcinnosti ruzných, v praxi vyuzívaných systému protipozární ochrany.

Zkousení odolnosti potrubí vuci vzniku prasklin

Takovéto testování materiálu pouzívaných pro potrubí se provádí zejména ve vztahu ke schopnosti odolávat sírení trhlin. Týká se to nejen ocelových, ale i plastových potrubí. Pro oba tyto materiály je ve stredisku vytvoren testovací prostor, verne simulující reálné vlivy na prepravní potrubí ulozené v zemi. Plastová potrubí do prumeru 700 mm se podrobují testum podle predpisu PL2 firmy Transco, ISO 13478, podle ruzných národních standardu ci podle pripravované prEN 1555. Plastová potrubí se zatezují pretlakem az 40 bar. Získané zkusenosti jsou predávány na skoleních pro distribucní spolecnosti.

Ocelová potrubí do prumeru 900 mm lze zatízit pretlakem zemního plynu nebo smesí plynu o tlaku az 190 bar. Merící aparatura umoznuje zaznamenat úcinky prasknutí potrubí a dekomprese stlaceného plynu. Je testováno i porusení vlivem výbusnin a úcinek výbuchu a horení plynu z potrubí. Za rok je provedeno okolo 30 testu potrubí. Probíhaly zde i testy nových typu vysokopevnostních ocelí kategorie X100 pred pouzitím na kanadském dálkovém plynovodu.

Zkousení úcinku výbuchu plynu

Toto testování je dulezité pro získávání podrobných dat o úcincích náhlého snízení vnejsího tlaku na potrubí v uzavrených prostorech a je zde mozné téz provádet. Jsou tu vyvinuty testovací komory o profilu 4,5 x 4,5 x 9 m nebo 12 x 8 x 28 m s variabilní jednou stenou, která umoznuje regulovat casový úcinek náhlého poklesu vnejsího tlaku ze 60 bar na 4 bary behem 50 az 300 milisekund. Zvláste dulezité to je pro testování offshore potrubí (umísteného na morském dne). Komora zároven umoznuje zkouset ruzné protipozární panely, steny apod.

Zkousení úcinku výbusnin o ekvivalentním úcinku az 400 kg TNT je také jednou ze zkusebních procedur. Zkousí se zde nejen odolnost potrubí, ale i dverí, oken, sten apod.

Autokláv pro korozní testy

Pro korozní a materiálové zkousení je stredisko vybaveno autoklávem znacné velikosti, který umoznuje zkouset korozní odolnost potrubí a jejich príslusenství v ruzných plynech vcetne sirovodíku za bezných i zvýsených teplot a tlaku. Zkousí se zde i úcinky inhibitoru, pridávaných dovnitr potrubí a provádí se porovnávání odolnosti ruzných materiálu. Testováno je potrubí az do prumeru 900 mm délky az 30 m. Výzkum svarovaných potrubí je soustreden prevázne na sledování rozvoje vodíkem indukovaného praskání pod napetím a podobných úcinku sulfidu.

Zkousení tlakových komponentu

I tímto se stredisko ve Spadeadamu zabývá. Jde tu o soucásti potrubních systému, jez jsou zatezovány zpusobem, který odpovídá normálním provozním podmínkám i podmínkám pri mimorádných situacích. Temi jsou zejména zvýsení tlaku vlivem vyssí teploty nebo naopak teploty nízké, tlakové rázy, dlouhodobé pusobení statického pretízení, korozní pusobení.

Význam získaných dat pro svarování

Data získávaná z testování jsou nesmírne cenná pro vývoj simulacních a konstrukcních programu, které spolecnost vyvíjí a jsou svetove uznávané a cenené. Z nich je pro technologii svarování mozné získat dulezité informace o chování tvarových spoju v kritických provozních podmínkách, které bezné zkousky provádené pri kvalifikaci svárecských postupu nemohou nahradit.

Kvalifikace tlakových potrubí

Zasedání komise XI-E IIW resilo téz celou radu dalsích dlouhodobých úkolu komise IIW, mezi které patrí i kvalifikace svarovacích postupu podle EN ISO 15614 a dalsích norem této rady vcetne normy EN 288-9, zabývajících se specificky kvalifikací tlakových potrubí, zavedená u nás jako CSN EN 288-9: Zkouska postupu svarování tupých montázních svaru dálkových potrubí v cervnu 2005. Tato norma má vlastní tabulku upravující rozsah kvalifikace podle slození materiálu, kde zvláste pro nekteré pevnostní oceli jsou rozsahy tak úzké, ze stejná ocel ruzných taveb vyzaduje novou kvalifikaci. Vetsinový názor odborníku z praxe je, ze i zde by melo být rozlisení materiálových skupin podobné jako je v CR ISO 15608, doplnené o nekteré specifické pozadavky.

ZDROJ:
Mádle, Ludek. Jak se testuje chování konstrukcí pri výbuchu? In Technik, c. 11, 2005, s. 48 – 49.

TISKNOUT | POSLAT MAILEM