오늘은 ASME CODE & STANDARD 에서 Hydrostatic Test Pressure(수압 시험 압력압력)의 부분을 확인해 보겠습니다. 언급된 내용은 버전에 따라 내용이 다를 수 있으며, 번역에 오류가 있을 수 있습니다.
일반적으로 많이 쓰이는 3 곳 만 보았습니다.
1. ASME Section IIIV
Division 1 Rules for Construction of Pressure Vessels
BOILER AND PRESSURE VESSEL CODE(BPVC)
Part UG General Requirements for All Methods of Construction and All Materials
UG-99 Standard Hydrostatic Test
(a)A hydrostatic test shall be conducted on all vessels after: (1) all fabrication has been completed,
(b)Except as otherwise permitted in (a) above and 27- 4, vessels designed for internal pressure shall be subjected to a hydrostatic test pressure which at every point in the vessel is at least equal to 1.3 times the maximum allowable working pressure to be marked on the vessel multiplied by the lowest ratio (for the materials of which the vessel is constructed) of the stress value S for the test temperature on the vessel to the stress value S for the design temperature (see UG-21). All loadings that may exist during this test shall be given consideration.
(a) 수압시험은 모든 vessels 제작이 완료된 후에 실시한다.
위의 (a)및 27-4에서 허용한 것을 제외하고는, 내부 압력을 위해 설계된 vessel는 vessel의 모든 단계에서 최대허용압력에 설계온도(see UG-21)에서 응력값S에대한 vessel 시험온도상의 응력값S(vessels를 구성한 재료)의 비율을 곱한 값에 최소 1.3배이상의 수압시험을 하여야 한다
이 시험 동안 존재할 수 있는 모든 하중을 고려하여 부여한다.
설명)
Pm=최대허용압력(설계 압력+수두+기타 모든 변수를 감안한 압력)
Sa=재료의 상온에서 허용응력(시험온도에서 허용응력)
Sd=재료의 설계온도 에서의 허용응력
Pt=상온에서 수압시험 압력
일 경우
Pt=(Pm*(Sa/Sd))*1.3 이상이 되겠습니다.
여기서 보면 (Sa/Sd)는 온도 보정 값으로 최소가 1이 됩니다. 즉 온도 차에 의한 재료의 허용응력이 달라지는 위치부터는 시험 압력도 높아지게 되겠습니다.
기기의 작동 온도가 고온일 경우 시험 온도를 작동온도 까지 올릴 필요가 없고 응력을 계산상으로 보정하여 적용하는 것 입니다.
‘Sd=설계온도 에서의 허용응력’ 값은
ASME Section II Part D SUBPART 1 STRESS TABLES 을 참조 하세요.
(c) A hydrostatic test based on a calculated pressure may be used by agreement between the user and the Manufacturer.
The hydrostatic test pressure at the top of the vessel shall be the minimum of the test pressures calculated by multiplying the basis for calculated test pressure as defined in 3-2 for each pressure element by 1.3 and reducing this value by the hydrostatic head on that element.
When this pressure is used, the Inspector shall reserve the right to require the Manufacturer or the designer to furnish the calculations used for determining the hydrostatic test pressure for any part of the vessel.
PART ULT
ALTERNATIVE RULES FOR PRESSURE VESSELS CONSTRUCTED OF MATERIALS HAVING HIGHER ALLOWABLE STRESSES AT LOW TEMPERATURE
ULT-99 HYDROSTATIC TEST
The vessel shall be hydrostatically pressure tested at ambient temperature in the operating position for a minimum of 15 min, using the following requirements of (a) or (b), whichever is applicable:
Vessel은 아래의(a) (b) 중 한 가지를 적용하여 최소 15분을 operating position 내 상온에서 수압시험한다.
(a)Except for vessels covered by (b)below, a hydrostatic test shall be performed in accordance with UG-99, except that the ratio of stresses is not applied, and the test pressure shall be at least 1.4 times the design pressure at 100°F (38°C).
(a) 아래 (b)에 포함된 vessels을 제외하고, 수압시험은 100°F (38°C)에서 설계압력의 최소 1.4배 이거나, 응력 비율이 적용되지 않은 것을 제외하고는 UG-99에 따라 실시해야 한다.
(b) When the test procedure in (a) above will cause a nominal membrane stress greater than 95% of specified minimum yield strength or 50% of specified minimum tensile strength of the material in any part of the vessel, the hydrostatic test may be conducted at a pressure that limits the nominal membrane stress at such part to the lesser of those values. When these conditions limit the hydrostatic test pressure to a value less than 110% of the maximum allowable working pressure at 100°F (38°C), a pneumatic test in accordance with ULT-100 shall also be conducted.
(b) 상기 (a)의 시험 절차의 경우 일반 membrane stress은 지정 최소 항복강도의 90% 이상 또는 vessel 어느 부분 자재의 지정된 최소 인장강도의 50%를 수압시험 압력으로 수행할 수 있다.
즉 이들 값 중 작은 이러한 부분은 nominal membrane stress을 제한한다.
이러한 조건은 100°F (38°C)에서 최대 허용 압력의 110% 미만의 수압시험 압력으로 제한할 때, ULT-100에 따른 공압 시험도 수행한다.
(c) Vessels which are to be installed in the vertical position may be tested in the horizontal position provided all components of the vessel are hydrostatically tested for a minimum of 15 min at a pressure not less than 1.4 times the design pressure at 100°F (38°C) plus the equivalent of the head of the test liquid in the operating position.
(c) 어느 vessels이고 vertical position으로 설치되는 모든 구성요소는 operating position의 액상 시험 head와 동등한 100°F (38°C)에서 설계압력의 1.4배 이상에서 15분 이상 유지 하는 조건으로 horizontal position으로 시험할 수 있다.
2. ASME B31.1-2007
Power Piping
Chapter VI Inspection, Examination, and Testing
137 Pressure Tests
137.4.5 Required Hydrostatic Test Pressure.(요구 수압 시험 압력)
The hydrostatic test pressure at any point in the piping system shall not be less than 1.5 times the design pressure, but shall not exceed the maximum allowable test pressure of any nonisolated components, such as vessels, pumps, or valves, nor shall it exceed the limits imposed by para. 102.3.3(B).
Piping system 내의 어떠한 위치에서도 수압시험 압력은 설계압력의 1.5배 이상이어야 한다. 그러나 Para. 102.3.3(B)의 한계를 초과할 수 없다. Vessels, 펌프 또는 밸브 같은 임의의 비절연 구성요소의 최대 허용 시험 압력을 초과할 수 없다.
위의 Para. 102.3.3(B) 내용
(B)During Test. During pressure tests performed in accordance with para. 137, the circumferential (hoop) stress shall not exceed 90% of the yield strength (0.2% offset) at test temperature. In addition, the sum of longitudinal stresses due to test pressure and live and dead loads at the time of test, excluding occasional loads, shall not exceed 9% of the yield strength at test temperature.
(B) 시험 하는 동안. Para. 173에 따라 수행되는 압력 시험 동안에, (Hoop)원주 응력은 시험 온도에서 인장강도(0.2% offset)의 90%를 초과하지 않아야 한다. 또한, 시험시 dead loads와 live loads의 시험 압력에 의한 세로 변형력의 합은, 간헐적인 부하를 제외하고는, 시험 온도에서의 항복 강도가 9 %를 초과하지 않아야 한다. 여기까지 가 Para. 102.3.3(B)임.
The pressure shall be continuously maintained for a minimum time of 10 minutes and may then be reduced to the design pressure and held for such time as may be necessary to conduct the examinations for leakage.
압력은 최소 10분 동안 유지되어야 한다. 그리고 설계 압력 감소와 누출 검사 실시를 위해 필요한 시간을 유지할 수 있다.
Examinations for leakage shall be made of all joints and connections. The piping system, exclusive of possible localized instances at pump or valve packing shall show no visual evidence of weeping or leaking.
누출 시험은 모든 Joint와 연결부에 이루어져야 한다. Piping system, 밸브 패킹이나 펌프의 경우 가능한 한 집중적으로 한정해서 누출 및 스며 나온 흔적을 확인해야 한다.
3. ASME B31.3-2002
Process Piping
Chapter VI Inspection, Examination, and Testing
137 Pressure Tests
345.4.2 Test Pressure. (시험 압력)
Except as provided in para.
Para에 규정된 것을 제외하고.
345.4.3, the hydrostatic test pressure at any point in a metallic piping system shall be as follows:
(a) not less than 11⁄2 times the design pressure;
(b) for design temperature above the test temperature, the minimum test pressure shall be calculated by Eq.
345.4.3 금속 piping system에서 임의의 지점에서의 수압시험 압력은 아래에 따른다:
(a)(a) 설계압력의 1.5배 이상;
(b) 설계 압력은 최소 시험 압력, 시험 온도에서 수학식에 의해 계산한다.
(24), except that the value of ST /S shall not exceed 6.5:
(24) 그것을 제외하고 ST의 값은 6.5를 초과할 수 없다.
PT = (1.5 P ST) / S
where
PT = minimum test gage pressure
P = internal design gage pressure
ST = stress value at test temperature
S = stress value at design temperature (see Table A-1)
(Table A-1은 page 155~203에서 확인하세요)
A345.4.2 Test Pressure
(a)Nonmetallic Piping. Except as provided in para. 345.4.3(b), the hydrostatic test pressure at any point in a nonmetallic piping system shall be not less than 1.5 times the design pressure, but shall not exceed 1.5 times the maximum rated pressure of the lowest-rated component in the system.
(a)비금속 배관. Para. 345.4.3(b)에 규정된 것을 제외하고, 비금속 배관 시스템의 어느 지점의 수압시험압력도 설계압력의 1.5배 이상이어야 한다. 그러나 시스템의 최저등급 구성요소 최고 압력 범위의 1.5배를 초과할 수 없다.
(b)Thermoplastic Piping. For piping systems in which the design temperature is above the test temperature, para. 345.4.2(b) applies, except that S and ST shall be from Table B-1 instead of A-1.
(b) 열가소성 배관. 배관 시스템에서 시험 온도가 설계 온도 이상, Para. 345.4.2(b) 적용을 제외하고 S와 ST Table B-1 대신 A-1 으로 한다.
(c)Metallic Piping with Nonmetallic Lining. Paragraph 345.4.2 applies.
(c) 비금속 라이닝 강관. Paragraph 345.4.2 적용한다.
A345.4.3 Hydrostatic Test of Piping With Vessels as a System.
A345.4.3 시스템과 같이 배관과 Vessels의 수압시험
Paragraph 345.4.3 applies.
Paragraph 345.4.3 적용한다.
K345.4.2 Test Pressure for Components and Welds.
여기도 참조하세요
간략히 정리하면
ASME Section IIIV
UG-99 Standard Hydrostatic Test : 최대허용압력 x 온도보정 값(최소1 이상) x 1.3배 이상
ULT-99 HYDROSTATIC TEST : 설계압력의 1.4배 이상
ASME B31.1
345.4.2 Test Pressure : 설계압력의 1.5배 이상
ASME B31.3
345.4.2 Test Pressure : 설계압력의 1.5배 이싱
A345.4.2 Test Pressure : 설계압력의 1.5배 이상
위 정리 내용을 보시면 용도에 따라서 규정이 달라짐을 알 수 있습니다.