Hidrostatik, durgun haldeki sıvıların davranışlarını inceleyen bilim dalıdır. Bu sıvılarda oluşan ivmelenmelerden doğan basınç, hidrostatik basınç olarak adlandırılır. Polipropilen (PP), Polietilen (PE), Polivinyl cloride (PVC) gibi plastik veya termoplastik borularda hidrostatik iç basıncın sebep olduğu deformasyonun sabit sıcaklık ve basınç altında ölçülerek malzeme dayanımı ve ömrünün belirlenmesi testidir. Sıcaklık, basınç vb. gibi değerler ve diğer gereken koşullar ISO 1167, BS EN 921 ve ASTM D1598 gibi standartlarla belirlenmiştir.
Hidrostatik İç Basınç Testi Neden Yapılır?
Günümüzde pek çok önemli kaynağın aktarımı borular yardımı ile sağlanmaktadır. Boruların sağlamlığı insan hayatı, kaynak İsrafının ve çevre kirliliğinin önlenmesi açısından önem arz etmektedir. Bu sebeple üretilen boruların kullanılacağı alana göre belirlenmiş standartlara uyması gerekmektedir. PE, PP, PVC ve PE RT boruların güvenle kullanılabilmeleri için kullanılacağı alana göre belirli sıcaklık ve basınç değerlerinde çalışma şartları ve kullanım ömrü bilinmelidir. Bu şartların belirlenmesi için boruların hidrostatik iç basınç testinden geçmesi gerekmektedir. Elde edilen değerlerin standartlarla karşılaştırması yapılarak kullanıma uygun olup olmadığı belirlenir.
Standartları
ISO 1167, BS EN 921, ASTM D1598 bir hidrostatik iç basınç testinde uyması gereken kuralların ve test ortamının ve test elemanlarının olması gereken koşulların detaylıca açıklandığı standartlardır. İçerisinde bağlantı elemanlarının şekilleri ve elemanların bağlanma usulleri belirlenmiştir. Burada test edilecek numunenin boyutlandırmasının ASTM D2122 ve ASTM D3567 standartlarına uygun olması gerektiği belirtilmiştir. BS EN 921 ve D1598 standartlarına göre testte kullanılacak şartlandırma ve basınç cihazlarının hassasiyeti ±%2 seviyesinde olmalıdır. Ortamın, bağlantı elemanlarının ve test sıvısının sıcaklığı 23 Cᵒ olmalıdır. D2122 standardına göre çapı 150 mm (6 in.) ve daha küçük boruların uzunluğu borunun dış çapının en az beş katı olmalıdır. Çapı daha büyük borular için ise bu değer dış çapın en az üç katı olmalıdır.
Test Ekipmanları
Test sistemi birer adet alt ve üst kapama başlıkları, bu başlıkları sabitlemeye yarayan kelepçe, montaj ve sızdırmazlık elemanları, şartlandırıcı, sıvı tankı ve basınç cihazından oluşmaktadır.
Testin Yapılışı
Standartlara uygun seçilen numune iki ucundan kapama başlıkları ile sızdırmayacak şekilde kapatılır. İçinde hava kalmayıncaya kadar şartlandırıcı yardımıyla istenilen sıcaklığa getirilmiş sıvı ile doldurulur. Ardından ağırlık sebebiyle yamulmaması için desteklenerek şartlandırılmış ortama tamamen daldırılarak numune teste hazır hale getirilir. EN 921 standardına göre et kalınlığı 3 mm’ den küçük olan numuneler 1 saat, 3-8 mm olanlar 3 saat, 8-16 mm olanlar 6 saat ve 16 mm’ den büyük olanlar 16 saat süreyle şartlandırma işlemine tabi tutulmalıdır. Basınç makinesi ile basınç seviyesi ayarlanarak hazır hale gelen numuneye uygulanır ve aynı anda sayaç başlatılarak test başlatılmış olur. Numunede meydana gelen deformasyonun zamana göre değişimi kaydedilir. Uygulanacak basınç aşağıdaki formül ile hesaplanır:
P = Basınç (bar) σ = Hup Stres (MPa) D = Boru Dış Çapı (mm) t = t kalınlığı (mm)
Hup stres uygulanan basınç sebebiyle borunun tüm çevresi boyunca indüklenen çekme gerilmesidir.
Test devam ederken numune üzerinde bir delinme veya sızma meydana gelirse test durdurulur ve deformasyonun türü kırılgan veya esnek olarak kaydedilir. EN 921’ e göre meydana gelen hata kapama başlıklarına borunun boyunun 0,1 katından daha yakınsa test iptal edilir ve yeni numune ile test tekrar edilir.
Test esnasında herhangi bir patlama olması durumuna karşın önlemler alınmalı ve eğer sıvı yerine bir gaz kullanılıyor ise gazların potansiyel enerji depolama kabiliyetleri göz ardı edilmemelidir. Test edilecek ekipmanlar ve ortam yağdan ve kirden arındırılmalıdır.
Test Sonuçlarının Değerlendirilmesi
Test boyunca basınca maruz bırakılmış boruların, standartlarca belirlenmiş süre olan 20 Cᵒ de 100 saat, 80 Cᵒ de ise 165 saat [1] içerisinde patlamaması veya grafiklerde belirlenen deformasyonun üstünde değerler görülmemesi halinde borunun kullanıma uygun olduğuna karar verilir.
Kullanım Alanları
Kolay işçilik, düşük maliyet, düşük bakım gereksinimi ve paslanmaya maruz kalmaması gibi nedenlerden dolayı plastik ve termoplastik borular kendilerine geniş kullanım alanı bulmuştur. Doğalgaz, temiz su ve jeotermal su gibi kaynakların yanı sıra atık suların da taşınabilmesi sebebiyle şebeke sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunların yanı sıra tarımsal sulamada da kullanılmaya devam etmektedir. Plastik boruların bu sektörlerde güvenle kullanılması hususunda devreye hidrostatik basınç testi girmektedir.
Kaynaklar:
[1] – https://topuzplastik.com.tr/testler/
