Test bąbelkowy a test spadku ciśnienia w przypadku przepustnic izolacyjnych

Nieudana kontrola szczelności w klapa izolacyjna rodzi to natychmiastowe pytanie, na które sam raport z badań może nie dać odpowiedzi: czy wynik wskazuje, w którym miejscu uszczelnienie zawodzi, czy też informuje, czy cały zespół zachowuje swoją wytrzymałość znamionową? Wybór niewłaściwej metody w odniesieniu do danego zagadnienia prowadzi do wyniku, który wydaje się jednoznaczny, ale nie stanowi podstawy do podjęcia decyzji, której faktycznie wymaga dany projekt.

Pytanie dotyczące nieszczelności, na które może odpowiedzieć każda metoda badawcza

Przed określeniem testu zespół projektowy musi zdecydować, na jakie pytanie ma odpowiedzieć wynik. Protokół odbioru klapy można opracować tak, aby odpowiadał na pytania “gdzie występuje wyciek”, “jak zachowuje się ten uszczelniony zespół w określonym czasie” lub na oba te pytania — jednak ten sam przebieg testu nie daje automatycznie odpowiedzi na wszystkie trzy pytania. W przypadku gdy otwartym pytaniem jest lokalizacja usterki w dostępnym uszczelnieniu lub połączeniu, odpowiednim narzędziem jest metoda diagnostyczna reagująca na lokalny wyciek w uzgodnionych warunkach testowych. W przypadku gdy otwartym pytaniem jest ogólna wydajność uszczelnionego zespołu, protokół odbiorczy musi przedstawiać metodę, która rejestruje mierzalną reakcję w czasie, przy określonym ciśnieniu i warunkach środowiskowych.

To rozróżnienie ma znaczenie, ponieważ protokół, który wymaga jednego rodzaju dowodu, a otrzymuje inny, sprawia, że decyzja o akceptacji nie ma uzasadnienia. Wykryty wyciek w połączeniu wskazuje instalatorowi, gdzie należy przeprowadzić prace naprawcze, ale sam w sobie nie pozwala określić, jak cały zespół będzie funkcjonował po naprawie tego połączenia. Z drugiej strony, wynik na poziomie zespołu wskazujący na dopuszczalną reakcję nie pozwala zidentyfikować, które uszczelnienie, uszczelka lub połączenie przyczyniło się do tego wyniku, gdyby wynik był nieprawidłowy — potwierdzałby jedynie, że coś w zespole wymaga uwagi, a nie co konkretnie i gdzie. Sformułowanie wymagań testowych w specyfikacji URS lub protokole odbiorczym oznacza określenie dla każdego wymaganego testu, czy oczekiwany wynik ma mieć charakter diagnostyczny, ilościowy, czy też oba te rodzaje, oraz jakie dowody uzasadniają decyzję o zamknięciu dla każdego z nich.

Takie ujęcie ma również znaczenie dla koordynacji etapów testowania w ramach całego projektu. Kontrola fabryczna przeprowadzana przed wysyłką, kontrola przed oddaniem do eksploatacji na granicy terenu obiektu oraz okresowa kontrola w trakcie eksploatacji mogą wymagać różnego wyważenia dowodów diagnostycznych i ilościowych, w zależności od tego, jakie informacje są dostępne na danym etapie oraz jaką decyzję mają poprzeć uzyskane wyniki. ISO 10648-2:1994, która klasyfikuje obudowy zabezpieczające pod względem szczelności oraz określa kontrole fabryczne, odbiorcze, przeduruchomieniowe i okresowe jako odrębne etapy cyklu życia obudowy, pozwala traktować je jako oddzielne punkty decyzyjne, a nie jako pojedyncze zdarzenie typu „zaliczone/niezaliczone”, choć zakres normy na poziomie obudowy sam w sobie nie określa parametrów testowych ani limitów klasowych dotyczących konkretnych przepustnic — te należy zdefiniować w ramach kryteriów odbioru danego projektu.

Badanie metodą pęcherzyków powietrza w celu wykrycia nieszczelności uszczelek i połączeń

Metoda oparta na lokalizowaniu wycieków w łatwo dostępnych uszczelnieniach lub połączeniach polega na zastosowaniu medium testowego i ustalonych warunków badania, a następnie obserwacji lokalnej reakcji na sprawdzanym połączeniu. Ma ona charakter diagnostyczny: wskazuje zespołowi projektowemu, gdzie występuje usterka, a nie jak cały zespół będzie funkcjonował po ponownym oddaniu do eksploatacji. Dzięki temu metoda ta idealnie nadaje się do wykrywania i usuwania usterek po tym, jak wynik na poziomie zespołu już wskazał na problem, lub do sprawdzania pojedynczego połączenia podczas montażu lub konserwacji, zanim cały zespół zostanie poddany testom jako całość.

Czynnikiem decydującym o przydatności tej metody w danym projekcie jest dostępność. Uszczelnienie lub połączenie, do którego można dotrzeć i które można bezpośrednio obejrzeć w uzgodnionych warunkach testowych, pozwala na uzyskanie jednoznacznego wyniku lokalnego. W przypadku gdy granica została uszczelniona w ramach montażu końcowego lub gdy przejścia znajdują się za okładziną lub wewnątrz przewodów, których nie można otworzyć bez zakłócenia działania systemu, lokalizacja wycieku staje się trudniejsza do przeprowadzenia, a zespół musi zdecydować, na jakim etapie montażu należy przeprowadzić kontrolę, aby zapewnić dostęp do danego miejsca.

Wytyczne dotyczące obszarów podlegających fumigacji — takich jak Zalecenia Szwajcarskiej Komisji Ekspertów ds. Bezpieczeństwa Biologicznego dotyczące laboratoriów klasy BSL-3 — traktuje przejścia przez granicę obudowy jako miejsca wymagające szczególnej uwagi pod kątem odporności chemicznej uszczelnień, lokalizacji wycieków, końcowych prób szczelności oraz ponownych badań po naprawie. Takie ujęcie uzasadnia stosowanie metody lokalizacji wycieków jako jednego z etapów w ramach szerszej sekwencji weryfikacji granicy, a nie jako samodzielnego testu odbiorczego; są to niewiążące wytyczne opracowane dla konkretnej jurysdykcji i nie określają one uniwersalnego progu odbioru ani wymagań dotyczących materiałowych dowodów dla przepustnic izolacyjnych poza tym kontekstem.

Ponieważ metoda ta służy raczej do identyfikacji niż do ilościowego określania, stwierdzenie “braku widocznych wycieków” w sprawdzonych połączeniach nie jest równoznaczne z twierdzeniem, że zespół spełnia wymagania ogólnej klasy szczelności. W dokumentacji projektu należy jasno określić, co zostało sprawdzone, w jakich warunkach oraz co brak lokalnych oznak potwierdza, a czego nie potwierdza w odniesieniu do całego zespołu.

Badanie spadku ciśnienia w celu wykrycia nieszczelności na poziomie podzespołów

Metoda oparta na analizie reakcji uszczelnionego zespołu w czasie działa inaczej: zamiast obserwować lokalne wskazania w miejscu połączenia, monitoruje ona, w jaki sposób cały zespół reaguje na określone ciśnienie testowe w trakcie stabilizacji i trwania badania. Wynikiem jest zmierzona reakcja, a nie konkretna lokalizacja. Dzięki temu metoda ta nadaje się do ustalenia, czy zespół spełnia ilościowe wymagania określone w projekcie, i stanowi formę dowodu, do której w najbardziej naturalny sposób odwołuje się protokół odbioru określający zdefiniowane kryteria pozytywnego lub negatywnego wyniku.

Wartość tej metody zależy całkowicie od tego, jak dokładnie zdefiniowano warunki, na których się opiera. Wynik pomiaru uzyskany bez jasnego określenia ciśnienia testowego, objętości komory, czasu stabilizacji, temperatury, czasu trwania badania oraz rozdzielczości przyrządu nie jest porównywalny między poszczególnymi seriami badań i nie może służyć jako uzasadnienie akceptacji w przypadku zakwestionowania go podczas późniejszego audytu lub przeglądu kwalifikacyjnego. W przypadku gdy dokumentacja kwalifikacyjna projektu odwołuje się do wcześniej zdefiniowanych i uzasadnionych kryteriów akceptacji — podejście to EudraLex Tom 4 Załącznik 15 opisuje ogólne zasady dotyczące działań związanych z kwalifikacją i walidacją — wynik na poziomie zespołu jest wartością, którą porównuje się z tym kryterium, przy czym URS służy jako punkt odniesienia w całym cyklu życia produktu, a uzupełnieniem są udokumentowane wyniki testów FAT/SAT przeprowadzonych w odniesieniu do niego; dokładne wartości akceptacyjne i etapy pozostają określone w protokole każdego projektu z osobna, a nie są ustalone przez ogólne ramy kwalifikacyjne.

Wynik uzyskanej tą metodą, który nie spełnia określonego kryterium, wskazuje zespołowi, że zespół nie działa zgodnie z wymaganiami, ale sam w sobie nie wskazuje, które uszczelnienie, złącze lub połączenie jest za to odpowiedzialne. Właśnie w takiej sytuacji połączenie tej metody z diagnostyczną kontrolą lokalizacyjną staje się przydatne — wynik na poziomie zespołu wskazuje, że konieczne są działania naprawcze, a kontrola lokalna pozwala określić, gdzie należy je skierować.

Kontrola metod, oprzyrządowanie i warunki stabilizacji

Obie metody opierają się na zdefiniowaniu i utrzymaniu spójności zestawu warunków, a wybór warunków, które mają znaczenie, zmienia się w zależności od stosowanej metody. Aby wynik typu spadku ciśnienia był interpretowalny, protokół musi określać: zastosowane ciśnienie testowe, objętość komory lub zespołu, względem której mierzy się reakcję, dopuszczalny okres stabilizacji przed wykonaniem odczytów, temperaturę otoczenia i temperaturę procesu podczas badania, całkowity czas trwania badania oraz rozdzielczość przyrządu rejestrującego zmianę ciśnienia. Zmiana któregokolwiek z tych parametrów — krótszy okres stabilizacji, inna temperatura otoczenia, niższa rozdzielczość przyrządu — zmienia znaczenie uzyskanej wartości oraz to, czy można ją porównać z określonym kryterium akceptacji lub z wynikami poprzedniego badania tego samego urządzenia.

W przypadku kontroli opartej na lokalizacji decydującym kryterium jest uzgodniony warunek testowy, w ramach którego stosuje się medium i obserwuje lokalną reakcję — jakie ciśnienie lub stężenie się stosuje, w jaki sposób uzyskuje się dostęp do granicy oraz co uznaje się za obserwowalny wskaźnik na tej granicy. Ponieważ metoda ta nie daje jednej porównywalnej wartości, tak jak ma to miejsce w przypadku reakcji na poziomie zespołu montażowego, jej kryteria skupiają się na zapewnieniu powtarzalności kontroli oraz na tym, by obserwowana granica była rzeczywiście reprezentatywna dla danego połączenia po przywróceniu elementu do konfiguracji montażowej.

W przypadku gdy w projekcie określono obie formy dowodów, protokół musi wskazywać, jakie warunki mają zastosowanie do każdej z nich, tak aby recenzent mógł na podstawie samej dokumentacji stwierdzić, która z wartości odpowiada na dane pytanie. Jednokrotne podanie czasu stabilizacji lub rozdzielczości przyrządu w sposób, który milcząco zakłada, że odnosi się do obu rodzajów testów, powoduje niejasność, która ujawnia się później, gdy wynik zostanie zakwestionowany. Informacje wymagane przez QUALIA podczas przeglądu projektu — planowana sekwencja testów, etap, na którym odbywa się każda kontrola, oraz warunki, które zostały już ustalone w ramach projektu — mają bezpośredni wpływ na sposób konfiguracji tłumika izolacyjnego i wycenę dowodów akceptacji, których projekt faktycznie potrzebuje.

Zasady dotyczące akceptacji i ponownego badania po uzyskaniu wyniku negatywnego

Niepowodzenie którejkolwiek z metod stanowi dowód na występowanie stanu wymagającego korekty, a nie sam w sobie ostateczny wynik. Jeśli podczas lokalnej kontroli wykryto wyciek w dostępnym uszczelnieniu lub połączeniu, ustalenie to uzasadnia skierowanie prac naprawczych do konkretnego miejsca, ale nie potwierdza, że po zakończeniu tych prac zespół spełnia wymagane parametry eksploatacyjne — potwierdzić to może jedynie powtórzenie odpowiedniej próby odbiorczej, przeprowadzonej w tych samych określonych warunkach, co pierwotna próba. W przypadku gdy wynik na poziomie zespołu nie spełnia określonego kryterium, wynik ten potwierdza, że zespół jako całość nie spełnia wymogu, jednak zidentyfikowanie przyczyny zazwyczaj wymaga przeprowadzenia kontroli lokalizacyjnej opisanej wcześniej, zanim będzie można ukierunkować prace naprawcze.

Rejestrowanie miejsca i sposobu naprawy stanowi część procedury dokumentacji właściwej dla danego projektu, odrębnej od powtórzenia testu i stanowiącej jej uzupełnienie. Dziennik napraw określa, co zostało zmienione, jednak to wynik powtórzonego testu — oceniony w oparciu o z góry określone kryteria akceptacji zawarte w protokole — stanowi podstawę udokumentowanej decyzji o akceptacji. Traktowanie naprawy jako oczywistego rozwiązania, bez przeprowadzenia kolejnego testu odpowiadającego temu, który pierwotnie zakończył się niepowodzeniem, pozbawia protokół akceptacji niezbędnego porównania.

Ta kolejność ma również znaczenie dla sposobu, w jaki w ramach projektu planuje się przywrócenie obiektu do eksploatacji, a także dla zapewnienia spójności dokumentacji dotyczącej kalibracji i certyfikacji przepustnicy przez cały okres jej eksploatacji — kwestie te są rozpatrywane podczas przeglądu w jaki sposób klapa została początkowo certyfikowana lub w jaki sposób jest ponownie kalibrowany w miarę upływu czasu należy stosować ponownie za każdym razem, gdy naprawa powoduje ponowne rozpatrywanie kwestii odbioru. W przypadku gdy pierwotny protokół określał kryterium na poziomie zespołu, ponowne przeprowadzenie testu wyłącznie w oparciu o lokalną kontrolę nie oznacza spełnienia tego wymogu, a w przypadku gdy protokół określał lokalną kontrolę, ponowne przeprowadzenie testu na poziomie zespołu nie zastępuje potwierdzenia, że konkretne połączenie zostało naprawione. Z góry określone, specyficzne dla danego projektu kryteria odbioru zawarte w protokole pozostają punktem odniesienia przy podejmowaniu decyzji, czy naprawiony element może zostać ponownie oddany do użytku.

Często zadawane pytania

Q: Czy konieczne jest przeprowadzenie zarówno próby pęcherzykowej, jak i próby spadku ciśnienia?
A: Należy stosować obie metody, gdy w ramach projektu potrzebne są zarówno dowody wskazujące na lokalizację wycieku, jak i dane ilościowe na poziomie zespołu. Badanie metodą pęcherzyków powietrza może pomóc w lokalizacji usterek w łatwo dostępnych uszczelnieniach lub połączeniach, natomiast badanie spadku ciśnienia pozwala ocenić szczelność zespołu w określonych warunkach; protokół powinien określać, który wynik ma charakter diagnostyczny, ilościowy lub oba te rodzaje.

Q: Co należy określić, zanim będzie można zinterpretować wynik spadku ciśnienia?
A: Należy określić ciśnienie próbne, objętość zamkniętą, czas stabilizacji, temperaturę, czas trwania badania, rozdzielczość przyrządu oraz kryteria akceptacji właściwe dla danego projektu. Warunki te należy zapisać, aby wynik mógł zostać oceniony zgodnie z uzgodnionym protokołem, a ewentualne późniejsze powtórne badania miały jasną podstawę do porównania.

Q: Czy wykrycie wycieku za pomocą testu bąbelkowego oznacza, że przepustnica przeszła test pomyślnie?
A: Nie. Wykrycie wycieku pomaga w postawieniu diagnozy i przeprowadzeniu naprawy, ale nie stanowi podstawy do ostatecznego odbioru. Należy odnotować każde miejsce naprawy i powtórzyć odpowiedni test odbiorczy zgodnie z kryteriami określonymi w protokole.

Q: Czy wynik testu przeprowadzonego w fabryce może zastąpić testy odbiorcze na miejscu?
A: Nie automatycznie. Plan kwalifikacji powinien określać, czy w przypadku danego wymagania wystarczy uzasadniony test odbiorczy w zakładzie, czy też należy go uzupełnić o test odbiorczy na miejscu, przy czym specyfikacja wymagań użytkownika powinna stanowić stały punkt odniesienia.