ispitivanje curenja

29
ISPITIVANJE CURENJA (LEAK TESTING) Šeherzada Đulan Rezime: Ispitivanje curenja je veoma bitno, kako radi zaštite okoline, tako i radi uštede materijala, energije i novca. U ovom seminarskom radu bit će poprilično detaljno opisana ova metoda ispitivanja proizvoda. Postoji više načina na koje se curenje može ispitati i ovdje će biti opisano šest metoda koje se najčešće primjenjuju. Pored toga, spomenut će se naravno i oprema za ispitivanje kao i neki proizvođači opreme. Ključne riječi: curenje, ispitivanje, tok fluida, metode, pukotine, ispitni predmet, helijum, pritisak; 1. Uvod Curenje je proces u kojem se materijal postepeno gubi, namjerno ili neočekivano kroz rupe odnosno pukotine na spremniku. Ispitivanje curenja je tehnologija ispitivanja bez razaranja(NDT) koja je bazirana na curenju tekućina ili gasova, pa čak i nekih praškastih i zrnastih čestica iz zatvorenih dijelova ili sistema. [ 1 ] Njen cilj je da osigura da cijevi pod visokim pritiskom, zavari, sistemi cjevovoda, zatvoreni ventili ne ispuštaju fluid.[ 2 ] Do curenja dolazi usljed razlike pritiska između dvije sredine, zbog promjena na materijalima gdje je najčešći uzrok lokalizirana korozija, zbog izrade sistema (spremnika) izvan preporučenih granica pritiska i temeprature, zbog kapilarnih pojava, itd. Kada fluid ističe kroz pukotinu, brzina curenja ovisi od geometrije pukotine, prirode fluida koji curi, razlike pritiska i temperature.[ 3 ] Ako se greške ne otkriju mogu dovesti do opasnih pojava po okolinu. Na primjer, prirodni gas može eksplodirati kada je izložen plamenu ili iskrama, što je veoma opasno za ljude. Osim što uzrokuje opasnosti od požara i eksplozije, curenje zapaljivih gasova može ubiti vegetaciju uključujući veliki broj stabala i uzrokuje jak efekat zelene bašte u atmosferi.[ 4 ] Primjeri curenja tekućina,koje su izazvale ekološke katastrofe, su: 4.12.2014. g. iz naftovoda kod Ejlata u izraelsku pustinju, zaštićeni prirodni rezervat, iscurilo je oko tri miliona litara nafte, što je najveća ekološka katastrofa koju je Izrael ikada doživio.[ 5 ] 1

Upload: dragan-pilipovic

Post on 14-Dec-2015

96 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

ISPITIVANJE CURENJA

TRANSCRIPT

Page 1: ISPITIVANJE CURENJA

ISPITIVANJE CURENJA

(LEAK TESTING)

Šeherzada Đulan

Rezime: Ispitivanje curenja je veoma bitno, kako radi zaštite okoline, tako i radi uštede materijala, energije i novca. U ovom seminarskom radu bit će poprilično detaljno opisana ova metoda ispitivanja proizvoda. Postoji više načina na koje se curenje može ispitati i ovdje će biti opisano šest metoda koje se najčešće primjenjuju. Pored toga, spomenut će se naravno i oprema za ispitivanje kao i neki proizvođači opreme.

Ključne riječi: curenje, ispitivanje, tok fluida, metode, pukotine, ispitni predmet, helijum, pritisak;

1. Uvod

Curenje je proces u kojem se materijal postepeno gubi, namjerno ili neočekivano kroz rupe odnosno pukotine na spremniku. Ispitivanje curenja je tehnologija ispitivanja bez razaranja(NDT) koja je bazirana na curenju tekućina ili gasova, pa čak i nekih praškastih i zrnastih čestica iz zatvorenih dijelova ili sistema. [ 1 ] Njen cilj je da osigura da cijevi pod visokim pritiskom, zavari, sistemi cjevovoda, zatvoreni ventili ne ispuštaju fluid.[ 2 ] Do curenja dolazi usljed razlike pritiska između dvije sredine, zbog promjena na materijalima gdje je najčešći uzrok lokalizirana korozija, zbog izrade sistema (spremnika) izvan preporučenih granica pritiska i temeprature, zbog kapilarnih pojava, itd. Kada fluid ističe kroz pukotinu, brzina curenja ovisi od geometrije pukotine, prirode fluida koji curi, razlike pritiska i temperature.[ 3 ] Ako se greške ne otkriju mogu dovesti do opasnih pojava po okolinu. Na primjer, prirodni gas može eksplodirati kada je izložen plamenu ili iskrama, što je veoma opasno za ljude. Osim što uzrokuje opasnosti od požara i eksplozije, curenje zapaljivih gasova može ubiti vegetaciju uključujući veliki broj stabala i uzrokuje jak efekat zelene bašte u atmosferi.[ 4 ] Primjeri curenja tekućina,koje su izazvale ekološke katastrofe, su:

4.12.2014. g. iz naftovoda kod Ejlata u izraelsku pustinju, zaštićeni prirodni rezervat, iscurilo je oko tri miliona litara nafte, što je najveća ekološka katastrofa koju je Izrael ikada doživio.[ 5 ]

Slika 1. Curenje nafte u izraelsku pustinju [1] 20.4.2010.g. došlo je do izljeva nafte u Meksičkom zaljevu. To je bio masovni

tromjesečni izljev nafte gdje se procjenjuje da je ukupna površina zagađenog mora oko 9900 km2 i da je u more sveukupno iscurilo između 500 000 i 1 000 000 tona nafte. [ 6 ]

1

Page 2: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 2. Naftna mrlja u Meksičkom zaljevu [2]

Slika 3. Pelikan u Meksičkom zaljevu nakon izljeva nafte [3]

2. Opis metode

Pouzdano ispitivanje curenja umanjuje troškove smanjujući broj prerađenih proizvoda, popravki i potraživanja odgovornosti. Vrijeme i novac uloženi u ispitivanje curenja često stvaraju trenutnu dobit. Tri najčešća razloga za obavljanje ovog ispitivanja su:

1. Gubitak materijala - Uz visoke cijene energije, bitno je da ne dođe do gubitka materijala. Ispitivanjem curenja, energija se ne sprema samo direktno kroz očuvanje materijalakao što je npr. benzin, ali i indirektno kroz uštedu skupih hemikalija pa čak i komprimiranog zraka.

2. Kontaminacija (zaprljanost) – Sa strožijim propisima o zaštiti okoliša, ovaj razlog za ispitivanje je u sve većoj upotrebi. Curenje opasnih gasova ili tekućina zagađuje okolinu i stvara ozbiljne opasnosti.

2

Page 3: ISPITIVANJE CURENJA

3. Pouzdanost – Pouzdanost je dugo bila glavni razlog za ispitivanje curenja. Posebno je bitno ispitati pouzdanost kritičnih dijelova, rashladnih jedinica, itd. [ 7 ]

Pukotine se ne ponašaju uvijek na isti način. One imaju tendenciju da rastu s vremenom i ponašaju se različito u različitim uslovima. Na primjer, mnoge pukotine su otvorene samo povremeno zbog začepljenja od vodene pare ili promjene pritiska. Pošto se neke pukotine često ne mogu vidjeti ili izmjeriti, veličina koja se koristi za opisivanje curenja je protok datog fluida kroz pukotinu pod datim uslovima. Taj protok zavisi od pritiska, temperature, vremena i volumena. Dvije najčešće korištene jedinice za stepen curenja su [atm cm3/ s ] – 1 kubni cm gasa u sekundi na pritisku 1 standardne atmosfere i [ torr l / s ] – tora litarau sekundi, za curenja iz vakuuma. Torr odnosno tora je mjera za pritisak u vakuumu i iznosi 133,32 paskala (Pa). Standardni atmosferski pritisak iznosi 101 325 Pa. SI jedinica za curenje koja je kasnije nastala i koja nastoji da zamijeni ove dvije je [ Pa m3 /s ] – paskal metar kubni u sekundi.[ 7 ]Većina curenja na spojevima kao što su keramika i metal, plastika i metal, zavareni i lemljeni spojevi, ima veličinu od oko 5·10−7 [atm cm3/ s ].Curenje sa formiranjem mjehurića se vidi golim okom od 10−4 [atm cm3/s ], a zvuk curenja od 0,1 [atm cm3/ s ] se može čuti.[ 2 ]

Slika 4. Naznake da postoji curenje [4]

Bitno je spomenuti da se neki sistemi u kojima fluid curi kroz male pukotine ne popravljaju zbog velikih troškova i neekonomičnosti. Energija odnosno količina fluida koji se gubi košta mnogo manje od popravki. Na primjer, mnogi rashladni sistemi će nastaviti da rade efikasno sa 10% manje radnog medija nego što ga je prvobitno napunjeno. Studije pokazuju da je radni vijek ovakvih sistema oko 10 godina. Naravno, ovakva curenja se mogu tolerisati određeno vrijeme, tj. sve dok ne dovedu do većeg gubitka profita.[ 7 ]

3

Page 4: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 5. Primjer curenja tečnosti [5]

Slika 6. Primjer curenja gasa [6]

3. Aktuelna istraživanja i primjene ispitivanja curenja

PHMSA Meeting – 3/27/2012Pipeline Research Council International, Inc. (PRCI)"Improving Leak Detection System Effectiveness"[ 8 ]

4

Page 5: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 7. Raspored projekata PRCI [7]

InterTech unveils latest leak testing systems with LabVIEW software at Automotive Testing Expo India 2014, booth 3135.[ 9 ]

Bitno je i spomenuti jednu od svjetski vodećih kompanija za ispitivanja curenja krovnih i izolacijskih sistema, koja redovno provodi istraživanja i usavršava metode ispitivanja. To je ILD – International Leak Detection [ 10 ].

Slika 8. International Leak Detection [8]

4. Vrste curenja

Postoje dvije vrste curenja:

Stvarno curenje Virtualno curenje

4.1. Stvarno curenje

Stvarno curenje je lokalizirano curenje kroz otvor, gdje se radni medij iz sistema gubi u većim količinama. Kod ovog tipa curenja, pritisak na otvoru raste linerano s vremenom.[ 11]

4.2. Virtualno curenje

5

Page 6: ISPITIVANJE CURENJA

Ovaj tip curenja podrazumijeva postepeno ispuštanje gasova sa površine ili isticanje gasova kroz zaptivke u vakuumu npr. guma na biciklu vremenom postaje porozna i zrak postepeno izlazi.[ 2 ]

Slika 9. Vrste curenja u zavisnosti od pritiska i temperature [9]

Nagib krive je funkcija protoka i volumena sistema. Veći protok podrazumijeva strmiji nagib – kriva br. 1, a veći volumen sistema (ukoliko fluid u spremniku miruje, npr. guma bicikla) podrazumijeva plići nagib – kriva br. 2.[ 11]Često sistemi pod vakuumom imaju obje vrste curenja istovremeno.

Uzroci virtualnog curenja su pritisci usljed različitih temperatura isparavanja. Zato treba posebno voditi računa o regulaciji temperature na kojoj se sistem nalazi [ 11].

Tabela 1. Temperature isparavanja za odabrane materijale na različitim pritiscima [9]

(Brojevi na vrhu su pritisci izraženi u jedinici Torr, a brojevi u kolonama ispod pritisaka su temperature isparavanja u °C.)

5. Tok fluida

Tok fluida može biti:

6

Page 7: ISPITIVANJE CURENJA

Propuštanje Molekularni tok Laminarni tok Turbulentni tok Prelazni tok Viskozni tok

5.1. Propuštanje

Propuštanje je tok fluida kroz čvrstu barijeru koja nema dovoljno velike otvore. [ 2 ] Za tok fluida kroz male otvore čiji su odnosi dimenzija 1,75 M. Hayashi i saradnici su dokazali da Reynoldsov broj iznosi 0,6 · 104 do 1,9 ·104. [ 12 ]

5.2. Molekularni tok

Molekularni tok postoji u malim tokovima i na malim pritiscima. U ovom toku svaka molekula putuje nezavisno od drugih molekula. To se dešava kad je prosječna slobodna putanja molekula veća od najduže dimenzije poprečnog presjeka otvora kroz koji fluid curi. Prosječna slobodna putanja je srednja udaljenost koju molekula pređe prije sudara s drugom molekulom. Osim tog sudara, molekule još udaraju i u zidove. Zbog toga je moguće da se neke molekule kreću u suprotnom pravcu od glavnog toka. Glavni tok je usmjeren ka nižem pritisku.[ 13 ]

Slika 10. Kretanje jedne molekule u molekularnom toku [10]

Knudsenova formula za molekularni tok:

q=√2 π6 √ R·T

Md3

l( p1−p2 ) ...[ 13 ]

Gdje su:

R – opća plinska konstanta

T – apsolutna temperatura

M – relativna masa molekule

p1 i p2 – maksimalni i minimalni pritisak respektivno

d – prečnik otvora (pukotine)

l – dužina otvora

5.3. Laminarni tok

Kod ovog toka putanje čestica fluida su paralelne, odnosno fluid struji u slojevima (laminatima), čiji se pravac i smjer poklapaju s pravcem i smjerom glavnog toka fluida. [ 14 ] Raspodjela brzina je parabolična. [ 2 ]

7

Page 8: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 11. Raspodjela pritiska u razdjelniku pri laminarnom toku vode

5.4. Turbulentni tok

Kod turbulentnog toka dolazi do stalnog miješanja svih slojeva fluida, pri čemu se čestice fluida kreću haotično po nepredvidivim putanjama, čiji se pravac i smjer ne poklapaju s pravcem i smjerom glavnog toka.[ 14 ]

Slika 12. Prikaz laminarnog i turbulentnog toka [11]

5.5. Prelazni tok

Prelazni režim se javlja u procesu razvijanja turbulentnog toka, odnosno kad je prosječna slobodna putanja približno jednaka presjeku otvora kroz koji fluid curi. [ 14 ]

8

Page 9: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 13. Razvijanje toka [12]

5.6. Viskozni tok

To je tip toka fluida u kojem se fluidni djelići konstantno kreću, odnosno kretanje u fiksnoj tački uvijek ostaje konstantno. Viskozni tok se dešava kad je prosječna slobodna putanja manja od poprečnog presjeka otvora kroz koji fluid curi. [ 2 ]Ako je brzina curenja:[ 2 ]

<10−6 [atm cm3/ s ], tok je molekularni od 10−4 do 10−6 [atm cm3/ s ],tok je prelazni od 10−2 do 10−6 [atm cm3/ s ],tok je laminarni >10−2 [atm cm3/ s ],tok je turbulentni

Knudsenov broj (Kn) daje precizniju klasifikaciju toka fluida:[ 15 ]

Kn= λd

… [15 ]

Gdje su:

λ – prosječna slobodna putanja

d - prečnik otvora kroz koji fluid curi

Kn¿0,01 - laminarni tok (continuum flow na slici) 0,01 ¿ Kn ¿0,1 - „slip“ tok (to je molekularni tok sa Mahovim brojem većim od 10 tj.

Ma ¿ 10; a Ma se računa po formuli Ma=vc

, gdje je v - brzina strujanja fluida, a c –

brzina prostiranja zvuka u fluidu) 0,1 ¿Kn ¿ 10 - prelazni tok Kn ¿ 10 – slobodni molekularni tok

9

Page 10: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 14. Različiti režimi toka su razdvojeni linijama konstantnih Knudsen-ovih brojeva i prikazani u zavisnosti od gustinei karakteristične dužine (karakteristična dužina je d – prečnik

otvora kroz koji fluid curi) [13]

6. Metode ispitivanja

Postoji velik broj metoda za ispitivanje curenja. Svaka metoda ima svoje prednosti i nedostatke, stoga nisu sve metode korisne za svaku primjenu. Neke od tih metoda su opisane u nastavku.

6.1. Akustične metode

Fluid koji curi stvara zvučni signaldok prolazi kroz rupu u cijevi. Akustični senzori pričvršćeni s vanjske strane cjevovoda kreiraju osnovni pravac linije signala unutrašnjeg zvuka u cjevovodu, kroz koji protiče fluid, dok je u neoštećenom stanju. Kada se pojavi pukotina kroz koju fluid curi, rezultujući niskofrekventni zvučni signal se detektuje i analizira. Odstupanja od osnovnog pravca linije signala uključuju alarm.[ 16 ]

Slika 15. Primjer detekcije mjesta curenja pomoću senzora [14]

10

Page 11: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 16. Linije signala zvuka proticanja fluida u cjevovodu sa i bez pukotine [15]

Postoje i drugi načini za detekciju curenja. Geo –telefoni sa filterima koji se postavljaju na tlo su veoma korisni za otkrivanje mjesta curenja. Oni štede troškove iskopavanja. Mlaz vode u tlu pogađa unutrašnju stijenku tla ili betona. Ovo stvara poprilično slabu buku koja opada dok dođe do površine. Međutim maksimalni zvuk se može uhvatiti samo tačno iznad mjesta curenja zahvaljujući ovim geo – telefonima. Pojačala i filter pomažu da se dobije jasan zvuk. Neke vrste gasova koji struje kroz cijevi stvaraju niz zvukova pri izlasku iz cijevi.[ 16 ]

Slika 17. Geo – telefon[14]

6.2. Ispitivanje mjehurićima

Ovo ispitivanje se smatra najstarijom metodom za ispitivanje curenja. Posuda ispunjena gasom pod pritiskom se uranja u vodu. Na mjestu gdje dolazi do curenja pojavit će se mjehurići. Mjerenje ovog protoka nije nemoguće, ali zahtijeva da se uzmu u obzir svi mjehurići, tj. da se njihov ukupni volumen podijeli sa vremenom mjerenja. Iako ova metoda mjerenja izgleda veoma jednostavno i bezopasno, treba biti oprezan kad su u pitanju posude sa gasovima pod visokim pritiskom. Takva posuda može eksplodirati i može doći do ozbiljnijih povreda. Tako se preporučuje neki pregradni zid između predmeta za testiranje i onog ko vrši testiranje. [ 13 ] Takođe treba paziti da se tečnost ne pregrije, jer tada dolazi do

11

Page 12: ISPITIVANJE CURENJA

lažnih indikacija. [ 2 ] Neki spremnici su preveliki da bi se uronili u vodu. Tada se na sumnjiva mjesta nanosi odgovarajuća preporučena pjena koja se proizvodi u spreju i stvara bijeli mjehurić u obliku gljive. U mnogim slučajevima se može koristiti i deterdžent za pranje posuđa. Ukoliko se pojave mjehurići, znači da je prisutno curenje. Ispitivanje mjehurićima se ponekad koristi i za ispitivanje nepropusnosti zavara na dnu velikih tankera. [ 13 ] Električne komponente se ispituju uranjanjem u vrući perfluorokarbon. Ova metoda otkriva curenje i do 10−6 [atm cm3/ s ]. [ 2 ]Moramo biti svjesni da i ovo ispitivanje, kao i sva drugavizualna ispitivanja curenja, ima slabu tačku. To je ljudsko oko. Ono nije precizan mjerni uređaj i podložno je pravljenju grešaka. Čak i iskusni operater, pri radu s visokim koncetracijama, može da ne primijeti mjehuriće. [ 13 ]

Slika 18. Primjeri ispitivanja mjehurićima [16]

Danas se često koriste vakuumske kutije za ispitivanje curenja mjehurićima na velikim postrojenjima. To je jedna od najsigurnijih i najpouzdanijih metoda NDT ispitivanja. Ovo ispitivanje se vrši tako što se nanese deterdžent na sumnjivo mjesto i formira se vakuum oko tog mjesta pomoću vakuumske kutije. Ako dolazi do curenja tu će se pojaviti mjehurići. [17]

Slika 19. Tipovi vakuumskih kutija [17]

6.3. Infracrveno termografsko ispitivanje

Ovo ispitivanje se pokazalo kao tačna i učinkovita metoda u otkrivanju i lociranju pukotina, kroz koje fluid curi, na cjevovodima ispod površine zemlje. Voda koja protiče kroz cijev ima različitu toplotnu provodljivost od stijenke cijevi i od tla. Pa ukoliko dolazi do curenja, to će se odraziti na promjenu temperature iznad mjesta curenja. Infracrveni radiometar visoke rezolucije skenira cijelu površinu i dobijeni rezultati se prikazuju kao slike sa različitim

12

Page 13: ISPITIVANJE CURENJA

temperaturama u različitim bojama. Na radiometru se formira „pero“ koje pokazuje promjenu temperature na mjestu gdje dolazi do curenja. Ova metoda se koristi za otkrivanje problema na dubini od 30 m ispod površine tla.[ 16 ]

Slika 20. Radiometar pokazuje promjenu temperature na mjestu curenja fluida [18]

6.4. Metoda bombardovanja pomoću helijuma

Ovo ispitivanje je posebno ispitivanje curenja za male i prethodno hermetički zatvorene dijelove koji imaju male unutrašnje šupljine, kao što su tranzistori, diode, mikroprocesori ili mali releji. Ne može se koristiti na poluprovodnicima ograđenim plastikom. Da bi se dobio helijum u testiranim komadima koji su već čvrsto spojeni, oni se u velikoj seriji postavljaju u komoru koja je ispunjena helijumom do određenog pritiska. Na mjestu curenja iz komada, helijum prodire u njega ali ne prodire u čvrsto spojene dijelove. Nakon određenog vremena bombardovanja, u komoru se postavlja detektor za otkrivanje curenja helijuma. Ako u ovoj seriji postavljenih dijelova postoji curenje (ne može se znati odmah u kojem dijelu dolazi do curenja), ta serija se dijeli na više manjih serija i svaka od njih se ponovo ispituje. Nakon nekoliko podjela, mjesto curenja je locirano. Veličina izmjerenog curenja nije stvarna veličina curenja, jer helijum iz velikih pukotina brzo nestaje, brže nego što se dio stigne ispitati, tj. za vrijeme čekanja nakon završetka bombardovanja do početka ispitivanja. Ovo pokazuje da metoda bombardovanja otkriva samo male pukotine. Naknadno ispitivanje za veće pukotine je neophodno. Ovo naknadno ispitivanje u većini slučajeva je ispitivanje mjehurićima. Proces punjenja dijela sa pukotinom helijumom nije linearan. Kako pritisak u komori raste, punjenje usporava. Sljedeća formula opisuje ovaj proces:[ 13 ]

q A – izmjerena veličina curenja

V – unutrašnji volumen ispitivanog dijela

p – pritisak bombardovanja

13

Page 14: ISPITIVANJE CURENJA

L – stvarna veličina curenja

T – vrijeme bombardovanja

t – vrijeme čekanja

6.5. Ispitivanje pomoću gasova

U prošlosti nekoliko različitih gasova su se koristili za pronalazak mjesta curenja i za mjerenje veličine curenja, odnosno protoka npr. amonijak ili halogeni gasovi. Ali otkad je razvijeno ispitivanje curenja pomoću helijuma i njegovo otkrivanje pomoću masenog spektrometra, sve ostale metode su postale manje značajne u poređenju sa superiornom osjetljivošću helijumske metode. Maseni spektrometar se najčešće koristi samo s helijumom. [ 13 ] Neke osobine gasova za ispitivanje curenja su date u sljedećoj tabeli:

Tabela 2. Gasovi koji se najčešće koriste za ispitivanje [10]

Gas koji curi se može otkriti po mirisu, promjeni boje zbog hemijske reakcije sa premazom, nalijepljenom trakom, itd. Ova metoda zahtijeva dobro provjetravanje. Može se koristiti i otvoreni plamen koji mijenja boju kad je u blizini gasa koji curi iz posude. [ 2 ]Ispitivanje curenja pomoću helijuma je najčešća i najvažnija metoda ispitivanja curenja današnjice. Ispitivanje helijumom se može vršiti na više načina. U nastavku će biti opisana dva načina.[ 13 ]

6.5.1. Metoda pomoću sprej sonde

Sa sprej sondom tanak snop helijuma se usmjerava na kritična područja ispitivanog predmeta. Ako je prisutno curenje, helijum se pumpa u maseni spektrometar detektora curenja i ubrzo se prikazuje veličina curenja, odnosno protok, na displeju. Vrijeme reakcije, tj. odziva, koje je funkcija volumena ispitivanog predmeta podijeljenog sa brzinom pumpanja, mora biti u rasponu od nekoliko sekundi. Duže vrijeme odziva otežava pronalaženje curenja. Sa blagim pomjeranjem sprej sonde, traži se maksimalni signal helijuma. Tamo gdje je signal maksimalan je mjesto curenja. Preporučuje se da ovo ispitivanje počne od vrha sistema i da se polako kreće prema dnu.[ 13 ]

14

Page 15: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 21. Ispitivanje curenja pomoću sprej sonde [10]

Slika 22. Stvarni prikaz komponenti potrebnih za ovo ispitivanje [24]

6.5.2. „Sniffer“ metoda

Ispitni predmet je ispunjen helijumom sa pritiskom većim od atmosferskog. Sonda „sniffer“, koja je povezana sa detektorom curenja, se pomjera po kritičnim područjima s vanjske strane predmeta. Ako je prisutno curenje, helijum izlazi i uvlači se u sondu i kroz nju dolazi do masenog spektrometra detektora. Veličina curenja se pojavljuje na displeju. Kada se nađe maksimalna veličina curenja i mjesto curenja je locirano. Sonda bi trebalo da se kreće od dna ispitnog predmeta i polako ka vrhu. Ova metoda ima dvije prednosti i dva nedostatka u poređenju s prethodnom metodom. [ 13 ]Prednosti:

Vrijeme odziva je dato samo sa dužinom sonde, bez obzira na volumen ispitnog komada.

Osjetljivost ove metode se može povećati povećanjem pritiska helijuma.

Nedostaci:

Veličina curenja ne može biti tačno izmjerena jer niko ne zna da li je sav gas koji curi usisan u sondu.

Osjetljivost ove metode je ograničena sadržajem helijuma u zraku.

15

Page 16: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 23. Ispitivanje „Sniffer“ metodom [10]

6.6. Ispitivanje curenja sa metodama promjene pritiska

Ove metode pokazuju ukupan protok curenja fluida kroz ispitivani predmet, ali ne pokazuju direktno mjesto curenja. Nazivaju se još integralnim metodama i mogu biti:[ 13 ]

6.6.1. Povećanje pritiska

Manja posuda se napuni gasom, uroni se u veću posudu i izloži manjem pritisku. Ako je prisutno curenje, pritisak će rasti. Porast pritiska se mjeri tokom vremena ispitivanja. Nedostatak ovog ispitivanja je što se pritisak ne može povećati iznad 1 bara. Na početku je porast pritiska nelinearan i to je uglavnom zbog vlage. Kada pritisak poraste iznad pritiska zasićenja vodene pare, promjena pritiska postaje linerana funkcija.[ 13 ]

Slika 24. Promjena pritiska sa vremenom [10]

6.6.2. Smanjenje pritiska

Kod ove metode ispitni objekat je ispunjen gasom, u većini slučajeva zrakom pod pritiskom višim od atmosferskog pritiska. Ako je curenje prisutno, pritisak će opadati s vremenom.[ 13 ]Protok gasa se računa:

Q= ΔP·Vt

...[13]

Gdje je:

ΔP – razlika pritisaka na početku i na kraju procesa ispitivanja

V – volumen ispitnog komada

t – vrijeme ispitivanja

16

Page 17: ISPITIVANJE CURENJA

Kod ove metode pritisak se mora mjeriti s visokom tačnošću i temepratura mora biti konstantna. Kada je pritisak gasa koji se puni veći za nekoloko bara od atmosferskog pritiska, ispitivanje čvrstoće posude se treba izvesti. Ovo ispitivanje čvrstoće se u većini slučajeva vrši punjenjem vodom. Spremnik se puni vodom sve dok gas potpuno ne nestane. Ako pukotine postoje, pritisak vode će se smanjiti i voda će iscuriti kroz njih. Uglavnom ovo ispitivanje je dobro za male ispitne predmete.[ 13 ]

Slika 25. Smanjenje pritiska je linearna funkcija [10]

6.6.3. Razlika pritiska

Ovo ispitivanje je najpreciznije, ali i najsloženije. Pritisak u ispitnom spremniku se poredi sa pritiskom u standardnom spremniku koji je zasigurno nepropustan.[ 13 ]

7. Oprema za ispitivanje

U nastavku će biti nabrojana neka oprema za ispitivanje curenja:

ADD633 tester curenja cilindara

Slika 26. ADD633 tester [19]

Leak – Pro akustični sistem za ispitivanje curenja ispod površine zemlje

17

Page 18: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 27. Leak – Pro sistem za akustično ispitivanje curenja [20]

MGD – 2002 Multi – Gas detektor za ispitivanje curenja pomoću helijuma

Slika 28. MGD – 2002 detektor [20]

LD – 12 Professional water leak detector

Slika 29. LD – 12 detektor i odgovarajuća oprema za ispitivanje [21]

Hielscher – Ultrasound Technology za ultrazvučno ispitivanje curenja na bocama i limenkama

18

Page 19: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 30. Hielscher ultrazvučno ispitivanje [22]

8. Pregledi cjevovoda

Vizualni pregledi, radiografija i elektromagnetska ispitivanja su neke od najčešće korištenih NDT metoda.[ 18 ]

Slika 31. Otkrivanje mjesta promjene magnetskog toka. Sprava na slici, poznata kao „svinja“ spušta se u cjevovod i prikuplja podatke o stanju cijevi. [23]

Slika 32. Vizualni pregled na daljinu koristeći robote [23]

19

Page 20: ISPITIVANJE CURENJA

Slika 33. Radiografija zavarenih spojeva[23]

9. Proizvođači opreme

Uson (www.uson.com) Inficon (www.inficon.com) Varian (www.varianinc.com) Nolek (www.nolek.com) Ansonics (www.ansonics.com) V.T. Peterson (www.vtpeterson.com) Sensistor (www.sensistor.se) [2]

10. Zaključak

Postoji mnogo metoda za ispitivanje curenja i svaka od njih ima svoje prednosti i nedostatke. Potrebno je samo odabrati odgovarajuću metodu za određeni slučaj i biti oprezan pri primjeni nekih od spomenutih metoda. Čini se da gotovo i ne postoji proizvod koji se ne može ispitati na curenje. Od proizvoda napravljenih od mekših materijala do ogromnih spremnika, bez obzira da li su pod visokim pritiskom, svi se mogu ispitati i količina curenja se može definisati i izmjeriti.

Izvor ilustracija, slika i tabela

[1] http://www.blic.rs/Vesti/Svet/517746/Curenje-nafte-kod-Ejlata-najveca-ekoloska-katastrofa-ikad-u-Izraelu (dostupno 20.11.2014)

[2] http://www.vecernji.ba/bp-priznao-da-u-meksickom-zaljevu-curi-veca-kolicina-nafte-157993 (dostupno 20.11.2014)

[3] http://www.telegraf.rs/vesti/100619-bp-placa-78-milijardi-dolara-odstete-zbog-izlivanja-nafte (dostupno 20.11.2014)

[4] http://www.northcoastgastransmission.com/safety/ (dostupno 22.11.2014)

[5] http://www.honestabeplumbing.com/Water-Leaks dostupno (3.12.2014)

[6] http://workaccidentscompensationclaim.co.uk/gas-leakage-in-an-illegitimate-mine-in-china-kills/ (dostupno 22.11.2014)

[7] http://www.prci.org/images/prci_uploads/PRCI_Leak_Detection_Workshop.pdf (dostupno 3.12.2014)

[8]http://leak-detection.com/ (dostupno 3.12.2014)

[9] „Leaks: The Good, the Bad and the Ugly“, What leaks are, how to classify and size them and how to make useful leaks, Steve Hansen

20

Page 21: ISPITIVANJE CURENJA

[10] http://www.leakdetection-technology.com/ (dostupno 12.12.2014)

[11] http://www.howequipmentworks.com/physics/fluids/flow/oldflow.html (dostupno 12.12.2014)

[12] http://www.comsol.com/blogs/which-turbulence-model-should-choose-cfd-application/ (dostupno 15.12.2014)

[13] http://www.comsol.com/blogs/what-is-molecular-flow/ (dostupno 15.12.2014)

[14] http://pipelinesinternational.com/news/a_new_generation_of_leak-detection_systems_for_pipelines_based_on_acoustic_/080371/ (dostupno 12.12.2014)

[15] http://en.wikipedia.org/wiki/Leak_detection (dostupno 20.12.2014)

[16] http://www.oakdenecarpentry.co.uk/plumbing-dry-leak-test.html (dostupno 20.12.2014)

[17] http://lmats.com.au/resource-centre/ndt-non-destructive-testing/ndt-vacuum-box-bubble-test.html (dostupno 26.12.2014)

[18] http://en.wikipedia.org/wiki/Leak_detection (dostupno 27.12.2014)

[19] http://www.kdijagnostika.hr/proizvod_add633_tester_curenja_cilindara.html (dostupno 27.12.2014)

[20]http://www.simplyleakdetection.biz/leak-detection-equipment/ (dostupno 28.12.2014)

[21] http://www.subsurfaceleak.com/PDFs/LD-12_brchr.pdf (dostupno 28.12.2014)

[22] http://www.hielscher.com/bs/bottle_can_leak_testing_01.htm (dostupno 28.12.2014)

[23] http://info.grad.hr/!res/odbfiles/1901/1-p-ni-kontrola_bez_razaranja.pdf(dostupno29.12.2014)

[24] http://sterlingperformance.org/helium-leak-testing/ (dostupno 4.12.2014)

Literatura

[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Leak (dostupno 20.11.2014)

[2] „Ispitivanje proizvoda –Ispitivanje curenja“doc.dr. Samir Lemeš,(dostupno 20.11.2014)

[3] „Leak Detection and Locating – A Survey“

Gerhard Geiger, University of Applied Sciences Gelsenkirchen, Faculty of Electrical

Engineering, Neidenburger Str. 10, 45877 Gelsenkirchen, Germany, gerhard.geiger@fh-

gelsenkirchen.de

[4] http://hr.wikipedia.org/wiki/Prirodni_plin (dostupno 20.11.2014)

[5]http://www.blic.rs/Vesti/Svet/517746/Curenje-nafte-kod-Ejlata-najveca-ekoloska-katastrofa-ikad-u-Izraelu (dostupno 20.11.2014)

[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Deepwater_Horizon_oil_spill (dostupno 20.11.2014)

[7] http://www.amgas.com/ldrefpage.htm (3.12.2014)

[8] http://www.prci.org/images/prci_uploads/PRCI_Leak_Detection_Workshop.pdf (3.12.2014)

[9] http://www.intertechdevelopment.com/tag/automotive-testing-expo-2014/ (dostupno 12.12.2014)

[10] http://leak-detection.com/ (dostupno 15.12.2014)

21

Page 22: ISPITIVANJE CURENJA

[11] „Leaks: The Good, the Bad and the Ugly“, What leaks are, how to classify and size them and how to make useful leaks, Steve Hansen

[12] http://article.sapub.org/10.5923.j.ijhe.20120104.01.html (dostupno 15.12.2014)

[13] http://www.leakdetection-technology.com/ (dostupno 12.12.2014)

[14] „Prijenos toplote“ Nagib Neimarlija(dostupno 15.12.2014)

[15] http://www.comsol.com/blogs/what-is-molecular-flow/ (dostupno 20.12.2014)

[16] http://en.wikipedia.org/wiki/Leak_detection (dostupno 20.12.2014)

[17] http://lmats.com.au/resource-centre/ndt-non-destructive-testing/ndt-vacuum-box-bubble-test.html (dostupno 27.12.2014)

[18] http://info.grad.hr/!res/odbfiles/1901/1-p-ni-kontrola_bez_razaranja.pdf (dostupno 27.12.2014)

22

Page 23: ISPITIVANJE CURENJA

23