Para las pruebas de presión hidráulica, estudiamos en detalle los procedimientos del método de pérdida de carga en tuberías según la normativa DVGW W 400-2. Estos son:
- El procedimiento acelerado para tuberías de fundición dúctil y acero con revestimiento de mortero de cemento.
- El procedimiento estándar de influencia minimizada
- La prueba de contracción para tuberías de PE y PVC
- El procedimiento estándar para todas las tuberías
Dado que el procedimiento estándar puede llevar de tres a cuatro días en la práctica y que el trabajo en una obra debe avanzar lo más rápidamente posible, se desarrolló el procedimiento acelerado.
En las siguientes explicaciones intentamos aclarar los problemas de las pruebas de presión. Para cursos de formación completos, ofrecemos seminarios prácticos en nuestra pista de pruebas de Haselünne.
¿Qué es el método de pérdida de carga en tuberías?
La pérdida de carga es una técnica utilizada para evaluar la integridad y la eficiencia de un sistema de tuberías. En este método, se realiza una prueba en la que se mide la cantidad de agua que se pierde a través del sistema durante un período de tiempo determinado. La pérdida de agua puede deberse a fugas, defectos en las juntas o cualquier otro problema en las tuberías.
El procedimiento acelerado en el método de pérdida de carga en tuberías
El procedimiento acelerado es una prueba de presión interna para tuberías de fundición dúctil (expandible) y acero de hasta DN600 con revestimiento de mortero de cemento.
Fase preliminar / mantenimiento de la presión
Se aplica la presión de prueba STP (System Test Pressure). No hay límite en el que la tarea de impresión tiene que tener lugar. Para lograr un alto grado de saturación, la presión de prueba STP se mantiene durante media hora mediante el bombeo continuo es principalmente decisivo para la saturación. Una presión demasiado baja no puede equilibrarse prolongando la fase de mantenimiento de la presión.
Prueba de caída de presión
Un volumen de agua calculado Verf. Se toma del tramo de tubería que se va a probar a la presión de prueba STP.
Se mide la pérdida de carga resultante Δp. Se considera que la tubería está adecuadamente purgada si la caída de presión medida Δp es mayor o igual que la caída de presión mínima Δpmin especificada en la tabla cuando el volumen de agua Verf. se extrae.
Después de una prueba de caída de presión satisfactoria, la presión debe establecerse de nuevo a STP.
Prueba principal
La caída de presión Δp (P1-P2) medida durante la prueba de caída de presión es la caída Δpzul admisible en la prueba principal.
Se considera que la línea es estanca si la caída de presión en la prueba principal disminuye constantemente en los mismos intervalos de tiempo y no supera la caída de presión admisible Δpzul durante la duración de la prueba principal. Puesto que se supone que la caída de presión es esencialmente a la saturación del revestimiento de mortero de cemento y que la saturación disminuye continuamente, se requiere que la caída de presión no permanezca igual en los mismos intervalos de tiempo. ¡Porque una caída de presión lineal indica una fuga!
Una presión demasiado baja no puede equilibrarse prolongando la fase de mantenimiento de la presión.
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Procedimiento estándar de influencia minimizada en el método de pérdida de carga en tuberías de agua
El procedimiento estándar de influencia minimizada es un método de prueba especial para tuberías de mayor tamaño ≥ DN 400 con revestimiento de mortero de cemento y funciona exclusivamente con el método de pérdida de carga en tuberías. Este procedimiento dura al menos dos días. La práctica demuestra que se puede tardar más de una semana en lograr la saturación completa.
El procedimiento estándar de influencia minimizada se desarrolló porque en la rutina de trabajo las tuberías con un diámetro nominal muy grande son difíciles de comprobar o sólo durante periodos de tiempo muy largos. Esto se debe a la existencia de bolsas de aire en los poros del hormigón. La solución consiste en elegir una gran caída de presión del 10% de la presión de prueba. De este modo, el aire que aún queda en los poros del revestimiento influye menos en la evaluación.
Prueba preliminar con prueba de caída de presión integrada y posterior reducción de la presión
La prueba preliminar dura 24 horas y el proceso se lleva a cabo como en el procedimiento estándar. Si la prueba de caída de presión integrada y el posterior mantenimiento de la presión son satisfactorios, la prueba preliminar ha finalizado. A continuación, la presión se reduce aproximadamente un 10% (p. ej., de 21 bar a 19 bar para tuberías con MDP = 16 bar).
Prueba principal
Tras la caída de presión, se produce un ligero aumento de la presión, dependiendo del revestimiento de mortero de cemento. El gradiente de presión posterior se observa durante 3 horas para minimizar las fluctuaciones de temperatura. El tiempo de ensayo puede prolongarse 1,5 horas más o hasta que la temperatura se iguale durante el día. A partir del final del aumento de presión, ésta no debe descender más de 0,1 bar o 0,15 bar (con una prolongación de 90 minutos).
El procedimiento de contracción
Aspectos importantes a tener en cuenta:
- Las tuberías de PE y PVC muestran un comportamiento de expansión viscoelástica.
- El comportamiento de expansión se interrumpe con una rápida caída de presión.
- La caída de presión provoca una contracción de la tubería. Esto es lo que da nombre al proceso.
La temperatura de la tubería debe estar entre 5°C y 20°C. Tenemos experiencia de clientes que han probado varias tuberías a una temperatura de 7°C en un día con resultados negativos. Las mismas tuberías superaron la prueba al día siguiente a unos 11°C sin problemas.
Las temperaturas cambiantes en gran parte del recorrido expuesto, por ejemplo, debido a la radiación solar, también son problemáticas. Esto debe tenerse siempre en cuenta para que la prueba tenga éxito.
A partir de un volumen de tubería de 20 m3, el conjunto de normas recomienda llevar a cabo el procedimiento estándar. Esto se debe a que cada vez es más difícil acumular presión en los 10 minutos prescritos.
Fases del procedimiento de contracción
Fase de reposo
Una vez que la sección de tubería que se va a someter a ensayo se ha llenado con agua potable y se ha purgado, la tubería debe despresurizarse durante una hora. El objetivo de esto es reducir las tensiones dependientes de la presión en la pared de la tubería. No debe entrar aire en el sistema de prueba.
Fase de presurización
Tras la fase de relajación, la STP debe aplicarse de forma continua y rápida (en 10 minutos). A menudo nos preguntan si deben respetarse exactamente los 10 minutos. La relajación y la contracción posteriores dependen en gran medida del rápido aumento de la presión. Nadie puede definir exactamente un límite. Pero si las fases posteriores y los resultados son positivos, un tiempo de 12 a 13 minutos también sería aceptable y poco problemático para nosotros.
Mantenimiento de la presión
La presión de prueba del sistema se mantiene durante un periodo de 30 minutos bombeando de forma continua o a intervalos. Aquí se pueden ver las soluciones de bombeo más variadas en la práctica en las instalaciones de los clientes. La disposición de simplemente encender y apagar la bomba no es contemporánea y a menudo provoca fluctuaciones de presión del orden de varios bares. El caudal debería fluctuar un máximo de 1 bar en torno a la STP. Las bombas de prueba adecuadas lo hacen mucho mejor, incluso con pequeños volúmenes de tuberías.
Prueba preliminar
En la fase de reposo de una hora (prueba preliminar), la tubería se expande viscoelásticamente.
Las caídas de presión de ≥ 20% dentro de la prueba preliminar hacen que se aborte la prueba. La sección de prueba debe examinarse en busca de fugas. La prueba debe repetirse al comienzo de la fase de relajación.
Si la prueba preliminar tiene éxito (caída de presión <20%), se puede continuar con la prueba.
Prueba de drenaje
Un requisito básico para evaluar la estanqueidad es una ventilación suficiente, que se verifica con la prueba de drenaje.
Debe realizarse una reducción rápida de la presión (<2min) a una presión determinada.
Debe medirse el agua drenada Vab, que no debe superar el volumen de agua admisible Vzul. Una ventilación suficiente sólo se demuestra con Vab≤Vzul.
Si el volumen de agua es superior al permitido, debe interrumpirse la prueba. Mediante un nuevo enjuague, idealmente pigging, se establece la ausencia de aire.
Esta reducción de la presión y la retirada de agua no es tan fácil. Hay que retirar muy poca, especialmente con tramos de tubería cortos y poco volumen interno de la línea, y a una presión de unos 15 bares incluso esta agua se salpica rápidamente hacia los lados. Por lo tanto, es importante que el personal de operación lo practique y se familiarice con la liberación de presión y la extracción.
Prueba principal
La expansión viscoelástica de la tubería se interrumpe por la rápida caída de presión durante la prueba de drenaje.
Esto provoca una contracción de la tubería. El aumento de presión provocado por la contracción debe registrarse durante un periodo de 30 minutos (prueba principal).
La prueba principal se ha superado si la línea de presión que aparece en el transcurso del tiempo de contracción de 30 minutos muestra una tendencia creciente o constante.
Si la línea de presión muestra una tendencia descendente durante este tiempo, esto indica una fuga dentro de la prueba
A continuación, la duración de la prueba debe prolongarse 60 minutos. La caída de presión no debe ser superior a 0,25 bar, medida a partir del valor máximo dentro de la fase de contracción.
Si la caída de presión es superior a 0,25 bar, la prueba principal prolongada también ha fallado.
¿Cuándo la prueba se puede dar por satisfactoria?
- Caída de presión 20% STP durante la prueba preliminar
- Prueba de ausencia de reducción de la presión atmosférica establecida con Vab ≤ Vzul
- Aumento a tendencia constante durante la prueba principal (o superación de la extensión con ΔP ≤ 0,25 bar)
El procedimiento estándar
El procedimiento estándar es adecuado para todos los materiales y todas las dimensiones. Se suele utilizar cuando no se pueden emplear los métodos más rápidos debido a la longitud de la línea o la dimensión.
Desarrollo de la prueba
- Llenado sin aire
- Fase de aumento de presión sin límite de tiempo
- Fase de prueba preliminar: De 1h a 24h, según el material y el DN
- Prueba de caída de presión: sin límite de tiempo
- Prueba principal: 1h a 25h, según el material y el DN
La prueba de caída de la presión
La prueba de caída de presión tiene lugar como muy pronto una hora después del inicio de la prueba preliminar. Extraiga una cantidad de agua tal que se produzca una caída de presión de 0,5 bar en la tubería (caída de presión de DN pequeño / tubería corta 1 bar).
Se aplica lo siguiente: ΔV ≤ ΔVzul
Si el volumen drenado es inferior al volumen admisible, la tubería está suficientemente purgada.
Fórmula para el cálculo del volumen admisible
Vzul volumen máximo admisible de agua en ml
Δp pérdida de carga medida (0,5 bar o 1 bar)
ID diámetro interior de la tubería en mm, sin tener en cuenta el revestimiento ZM
KW módulo de compresión del agua en N / mm2 (2027 N / mm2)
ER módulo de elasticidad del material de la tubería en N / mm2
Vzul volumen máximo admisible de agua en ml
Δp pérdida de carga medida (0,5 bar o 1 bar)
ID diámetro interior de la tubería en mm, sin tener en cuenta el revestimiento ZM
KW módulo de compresión del agua en N / mm2 (2027 N / mm2)
ER módulo de elasticidad del material de la tubería en N / mm2
Para todos los que recibimos clases de matemáticas hace mucho tiempo, la fórmula parece complicada. En esencia, se trata del volumen de la tubería, teniendo en cuenta las inclusiones de aire, en relación con la caída de presión medida y el módulo de elasticidad del agua y del material de la tubería. A partir de ahí, se calcula el cambio máximo de volumen en ml, nuestro Vzul.
Procedimiento estándar en tubos de plástico ( PE 80, PE 100, PE-X)
Además de la versión anterior de la hoja de trabajo DVGW W400-2, al realizar la prueba principal hay que tener en cuenta que, como consecuencia de la disminución de la presión de prueba en 2 bar, se produce una deformación plástica elástica del tubo de plástico, de modo que, al igual que en la prueba de contracción, se observa un aumento de la presión.
Para PE 80, PE 100 y PE-X, se utiliza el procedimiento estándar modificado. Al comienzo de la prueba principal, la presión se reduce rápidamente en 2 bar. Después se realiza la prueba principal y se mide la diferencia de presión entre la máxima durante la prueba principal y la presión final. La diferencia de presión debe ser inferior a 0,1 bar por hora.
