Test de fuite à basse température

Test de fuite à basse température

Ces dernières années, la demande de gaz naturel liquéfié (GNL) a augmenté, entraînant une croissance exponentielle des tests de vannes à basse température pour des projets du monde entier. Malgré des normes strictes en matière de conception, d’ingénierie, de fabrication et de tests, divers produits utilisés à basse température ont échoué aux tests de praticité. Réaliser des tests à basse température à une température aussi basse que possible (jusqu'à -253°C) est la réponse à ce problème.

Le gaz naturel liquéfié (GNL) est un produit relativement nouveau et pour la plupart des composants installés (tels que les vannes), les normes applicables expliquent comment concevoir, fabriquer et tester ces composants. Cependant, pour de nombreuses pièces, il n’existe aucune norme disponible ou intégrée pour une utilisation dans des conditions de basse température. Compte tenu de la nature dangereuse du GNL, l’installation de composants sans comprendre leur fonctionnalité peut entraîner une panne de l’équipement, entraînant des situations extrêmement dangereuses. Il va sans dire qu’une installation fiable, des composants installés et d’autres équipements sont cruciaux. Cela nécessite des procédures de tests méticuleuses et approfondies à basse température par des experts concernant la fiabilité, la durabilité, la fonctionnalité et la sécurité.

Hydrogène : le nouveau GNL ?

L'hydrogène est la plus petite molécule et un gaz incolore et inodore dont la vapeur est plus légère que l'air. Pourrait-il devenir un élément majeur des futurs systèmes d’énergie propre ? De nombreux scientifiques et professionnels de l’industrie le pensent. Il s'enflamme facilement et brûle avec une flamme presque invisible. Il brûle proprement et ne produit aucun dioxyde de carbone. Lorsque l’hydrogène se combine à l’oxygène dans une pile à combustible, il génère de la chaleur et de l’électricité, avec de la vapeur d’eau comme seul sous-produit. Ces caractéristiques sont de bon augure pour l'avenir prometteur de l'hydrogène. Toutefois, les défis techniques en matière de fiabilité des composants industriels et d'émissions sont préoccupants. Ici aussi, les tests à basse température jouent un rôle important.

Fluides à basse température
Des exemples de fluides à basse température utilisés par CW comprennent le GNL (gaz naturel liquéfié, à environ -162°C), l'oxygène liquide (-183°C) et l'argon liquide (-186°C). Pour refroidir les objets, il utilise également de l’azote liquide. Cependant, ce liquide de refroidissement n'est pas adapté à des températures aussi basses que -253°C. Dans ce cas, de l’hélium liquide peut être utilisé, car il convient à des températures allant jusqu’à -269°C.

Une situation surprenante
L'expérience a montré que la réalisation des tests à basse température mentionnés ci-dessus est absolument nécessaire. Les tests de validation de conception des vannes révèlent souvent un grand nombre de défauts de moulage, de défaillances de joints, de fractures de pièces, de fuites, etc. Plus de 60 % des vannes échouent au test, tandis que les fiches techniques des vannes affirment que toutes les pièces répondent aux exigences PT (pression/température)..Il s’agit bien entendu d’une situation surprenante. Cela illustre l’importance des tests d’experts. Des procédures de test approfondies à basse température sont spécifiquement conçues pour évaluer et prouver les capacités des fabricants de vannes et pour démontrer les performances fonctionnelles des nouveaux produits et composants de conception. Pour les vannes, des tests à basse température sont utilisés pour confirmer l'étanchéité du siège, les taux d'émission non organisés et la capacité de couple opérationnel des vannes. Pendant et après la procédure de test, les vannes subissent une série de cycles mécaniques et thermiques. Ceux-ci comprennent des tests à température ambiante (température ambiante), une température de conception plus élevée, une température de conception plus basse, suivis d'un autre test RT et enfin le démontage, au cours duquel tout dommage potentiel et toute usure des vannes sont inspectés. Vanne à soupape cryogénique -196°C s'il a été fabriqué à partir d'un matériau forgé, le caractère du matériau sera meilleur que celui du matériau de moulage.

Une confusion coûteuse
Je pense que les tests à basse température doivent être effectués le plus tôt possible, c'est-à-dire dans l'usine où les composants individuels sont fabriqués. En règle générale, les composants individuels destinés aux applications industrielles sont soumis à des tests de pression avant d'être expédiés au client pour vérifier les fuites. Les types de tests et de méthodes utilisés sont basés sur une variété de normes différentes, ce qui conduit souvent à une situation confuse. En conséquence, l'objectif de ces tests et les résultats attendus sont souvent mal compris et utilisés à mauvais escient, ce qui entraîne des retards inutiles, des coûts inattendus et, en fin de compte, des situations dangereuses qui auraient pu être évitées si les composants individuels avaient été soumis à des tests approfondis à basse température. un stade précoce.

Prévention opportune
Les tests à basse température menés par ITIS montrent un taux de défaillance relativement élevé. Une analyse plus approfondie révèle souvent que les matériaux de base, les composants individuels et/ou les produits utilisés n'ont jamais subi les tests ou les conditions réelles nécessaires. Dans un projet exécuté par ITIS, un certain type de vanne a été utilisé dans les installations à basse température. À température ambiante, ces vannes fonctionnent parfaitement. Cependant, une fois testées sous pression à basse température, toutes les vannes sont tombées en panne. Ils ne pouvaient pas fonctionner avec l'actionneur d'origine en raison d'une fragilité accrue et de changements de tolérance inacceptables. Bien entendu, cela pourrait avoir de graves conséquences. Les problèmes de fonctionnement ont été résolus après que les vannes ont été équipées de sièges différents et d'un actionneur plus grand. Cependant, cette situation aurait pu être entièrement évitée grâce à des tests experts à basse température effectués à un stade précoce dans des conditions réelles.

Une image claire
L’importance de matériaux et de pièces appropriés et entièrement personnalisés ne peut être surestimée. Ce dont les concepteurs et les fabricants ont besoin, c'est d'une compréhension claire de l'utilisation d'un ou plusieurs produits qu'ils envisagent de fabriquer et des conditions dans lesquelles ils devront finalement fonctionner. Par exemple, de nombreux fabricants de PTFE affirment que leur température de fonctionnement peut descendre jusqu'à -200°C (-328°F) avec une légère augmentation de la fragilité. Ils affirment également que le produit conserve des propriétés élevées de résistance, de ténacité et d’autolubrification à des températures inférieures à -268°C (-450°F). Cependant, les tests effectués dans les installations d'essais ITIS montrent que la résistance et la flexibilité du produit ne peuvent être garanties en dessous de -200°C. Par exemple, s’il est utilisé pour la fabrication de sièges, il peut s’avérer inadapté dans certains cas, entraînant de graves problèmes. Cela prouve une fois de plus que les tests précoces à basse température en valent la peine.

Tests d'émissions non organisés
Les émissions non organisées sont les rejets de gaz ou de vapeurs provenant d'équipements sous pression dus à des fuites et à d'autres émissions de gaz inattendues ou irrégulières (principalement dues aux activités industrielles). Outre le coût économique des produits perdus, les émissions non organisées provoquent également une pollution atmosphérique, et certaines vapeurs présentent des risques potentiels pour la santé et la sécurité humaines. Par conséquent, les composants industriels doivent être conformes à de nombreuses normes et directives internationales concernant les émissions de substances dangereuses, telles que ISO 15848-1 (norme internationale), TA Luft (applicable à l'Allemagne) et API (États-Unis). La conformité est assurée par des tests d'étanchéité (de préférence le plus tôt possible). Même les nouvelles installations complètes peuvent être testées pour détecter les fuites avant le démarrage, après une révision ou pendant les périodes d'arrêt. Par exemple, sous la forme de tests d'émissions non organisés. Les tests FET sont une méthode de détection de fuites très précise utilisée pour localiser et quantifier les fuites dans diverses industries et applications.

Conseils d'experts pour éviter les pannes à basse température
1. Vérifiez que toutes les informations sur les matériaux que vous comptez utiliser pour votre produit sont disponibles. Parfois, les sièges et joints de soupape sont sélectionnés sur la base des diagrammes PT (Pression/Température) fournis par les fabricants. Cependant, les performances du produit peuvent différer lorsqu'il est utilisé à des températures ou à des taux de pression inférieurs.
2. Assurez-vous que votre produit est exempt de poussière et/ou d'huile et qu'il est complètement sec avant l'installation ou le test. Dans de nombreux cas, des liquides tels que de l'eau contenant des inhibiteurs de corrosion sont utilisés lors des essais hydrostatiques. À des températures plus basses, cela peut entraîner des pannes.
3.Utiliser des joints et des garnitures adaptés au fluide concerné, en conjonction avec les conditions de température spécifiques des joints et des joints.
4. Des études montrent que les produits n'ont jamais été testés dans les conditions mentionnées dans les fiches techniques des produits (température minimale/maximale) ni exposés à ces conditions.
5.Obtenez les données nécessaires sur l’intégrité des produits que vous utiliserez et leurs applications. Tester le produit au moins dans des conditions réelles (température, pression, cycles de fonctionnement, etc.).
6. Il est préférable de refroidir certains matériaux à une température/durée minimale spécifique pour éviter les pannes. Des changements de température excessifs peuvent provoquer la contraction ou la fissuration des matériaux.