بسیاری از تجهیزات صنعتی که امروزه در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند در شرایط مختلفی به کار گرفته می‌شوند و لازم است که حتماً از ایمنی و امنیت بالایی برخوردار باشند. سیلندرها و مخازن تحت فشار از جمله تجهیزاتی هستند که کاربردهای متعددی در سیستم‌های اعلام حریق، خودروها، صنایع تولیدی و … داشته و به همین دلیل از حساسیت‌های بالایی نیز برخوردارند. یکی از مهم‌ترین تائیدیه ها و استانداردهایی که برای چنین تجهیزاتی وجود دارد تست هیدرواستاتیک است که در حقیقت میزان تحمل فشار تجهیزات را بررسی می‌کند. در ادامه مطلب به بررسی کامل و دقیق این تست و نحوه اجرای آن پرداخته خواهد شد.
تست هیدرواستاتیک در اصل به آزمایشی گفته می‌شود که میزان تحمل فشار، دوام و نشتی تجهیزاتی همچون لوله‌های تحت فشار، بویلرها، سیلندر گاز، سیلندرهای کپسول آتش‌نشانی، لوله‌کشی و … را ارزیابی می‌کند. این آزمایش در کارخانه‌ها معمولاً بعد از خاموش کردن و تعمیرات انجام می‌شود تا راه‌اندازی مجدد تجهیزات به مشکل بر نخورد. همچنین این تست در خطوط تولید تجهیزاتی همچون لوله‌های تحت فشار انجام شده و در صورت عدم دریافت تائیدیه از عرضه آنها به بازار خودداری خواهد شد. در اصل تست فشار هیدرواستاتیک به زبان ساده مشخص می‌کند که آیا سیلندر، مخزن و بویلرها می‌تواند فشار اسمی مورد نظر را تحمل کند یا خیر.
در حقیقت برای اجرای تست هیدرواستاتیک در هر کدام از تجهیزات صنعتی از فرمول ویژه‌ای برای اعمال فشار در مدت زمان مشخصی استفاده می‌شود و چنانچه نمونه قادر نباشد در مدت زمان مشخص شده فشار وارده را تحمل کند مورد تائید نبوده و امکان استفاده از آن وجود نخواهد داشت. در مقاله‌ای تحت عنوان آنالایزر هوا | قیمت و خرید آنلاین آنالایزر گاز و آنالایزر هوا به بررسی کامل آنالایزر هوا، انواع آن، کاربردها و نحوه خرید آن پرداخته شده که می‌تواند اطلاعات مؤثری در اختیار خواننده قرار بدهد.
روش‌های اجرای آزمایش هیدرواستاتیک
روش اجرای تست هیدرواستاتیک به این شکل است که با اعمال فشار هيدروليکي (سيال آب) برابر با فشار كاري مخزن، بدنه نمونه مورد آزمایش در اثر اين فشار افزايش حجم پيدا کرده و پس از 30 ثانيه در تثبيت فشار به مقدار ثابتي خواهد رسید. این افزایش نمونه مورد تست افزایش حجم کلی (Total Volumetric Expansion) نام دارد. در مرحله دوم فشار مخزن پایین آورده خواهد شد و به فشار نسبی می‌رسد به‌گونه‌ای که حجم مخزن کم شود اما به حجم اولیه نمی‌رسد و مقدار مشخصی بیشتر از حجم اولیه خواهد داشت که با عنوان افزایش حجم دائمي مخزن (Permanent Volumetric Expansion) شناخته می‌شود. به صورت کلی اجرای تست هیدرواستاتیک به دو روش انجام می‌شود.
1- روش واتر جت (Water Jacket)
در این روش یک مخزن از آب پر شده و داخل یک محفظه آب بندی شده به نام test jacket که آن هم با آب پر شده است نصب خواهد شد. مخزن در مدت زمان مشخصی تحت فشار قرار می‌گیرد که باعث انبساط آن و ورود آب از محفظه به یک تیوب شیشه‌ای می‌شود که انبساط کلی را اندازه می‌گیرد. زمانی که انبساط کلی محاسبه شد، فشار مخزن حذف شده و به سایز اولیه خود برمی‌گردد. زمانی که تورم مخزن حذف شد، آب از تیوب به محفظه بر خواهد گشت. گاهی مخزن قادر نیست به سایز اولیه خود برگردد و سایز ثانویه مخزن انبساط دائمی نامیده می‌شود. تفاوت بین انبساط دائمی و انبساط کلی می‌تواند تائید کننده عملکرد مخزن باشد و درصد انبساط بالاتر احتمال از رده خارج شدن مخزن را بیشتر خواهد کرد و به معنی از دست دادن خاصیت الاستیسیته نمونه خواهد بود.
2- روش بدون واتر جکت (Non Water Jacket) یا انبساط مستقیم (Direct expansion)
این روش به این صورت است که نمونه مورد آزمایش با مقدار مشخصی آب پر شده و تحت فشار قرار گرفته و مقدار آبی که در زمان فشار از آن خارج می‌شود اندازه‌گیری می‌شود. مقادیر انبساط دائمی و انبساط کلی با اندازه‌گیری مقدار آبی که به داخل مخزن وارد شده، فشار آزمایش و مقدار آبی که از مخزن خارج می‌شود تعیین خواهد شد. در دستگاه‌های تست فشار هیدرواستاتیک از سنسورهای فشار در محدوده‌های 0 – 600 بار و 0 – 800 بار استفاده می‌شود.
مراحل تست هیدرواستاتیک سیلندرهای فولادی بدون درز
سیلندرهای فولادی بدون درز که برای تولید مخازن و سیلندرها در سیستم‌های اعلام حریق و اطفا حریق گازی و … استفاده می‌شوند از کاربردی‌ترین و حساس‌ترین سیلندرها هستند و برای اجرای تست فشار هیدرواستاتیک آنها باید مراحل زیر را انجام داد.
- در مرحله اول باید سیلندر شناسایی شده و اطلاعات مربوط به محتویات و مالکیت آن مشخص گردد.
- فشار موجود در سیلندر باید تخلیه شده تا هیچگونه گاز و موادی به محیط وارد نشود.
- سطح بیرون سیلندر به صورت چشمی بررسی شده و هرگونه صدمه، جوشکاری، تورفتگی، برآمدگی، ترک خوردگی و … مشخص شود.
- سطح داخل سیلندر به صورت چشمی بررسی شود
- وزن سیلندر تائید شده و رزوه‌های سیلندر بررسی شوند
- اجرای تست هیدرواستاتیک
- بازرسی شیر برای تائید عملکرد و عدم نشتی آن در وضعیت بسته و در نهایت بستن مجدد سیلندر و بررسی سوابق نشانه گذاری مجدد.
جمع‌بندی نهایی
سیلندرها، مخازن، بویلرها و … که در سیستم‌های اعلام حریق و اطفا و … استفاده می‌شوند باید بتوانند بر اساس استانداردهای تعریف شده حداقل فشارهای اسمی را تحمل کنند و برای اطمینان از عملکرد آنها باید تست فشار هیدرواستاتیک را پشت سر بگذارند. این تست در اصل نوعی تست فشار است که در آن نمونه مورد آزمایش به طور کامل با آب پر شده و هوای موجود در آن حذف می‌شود و فشار سیستم حدوداً تا 1.5 برابر فشار کاری سیستم افزایش میابد تا میزان تحمل، نشتی و دوام نمونه مشخص شود و مورد تائید قرار بگیرد.