Hidrostatik Test Nedir, Hidrolik Bloklarda Nasıl Uygulanır?

Hidrostatik test nedir sorusunun kısa cevabı şu: hidrostatik test, bir parçanın ya da basınçlı hacmin neredeyse sıkıştırılamaz bir sıvıyla doldurulup çalışma basıncının üzerindeki bir test basıncına çıkarıldığı ve bu basınçta kaçak ile kalıcı şekil değişimi arandığı tahribatsız bir dayanım ve sızdırmazlık testidir. Hidrolik blokta bu test, delinmiş kanalların, kavitelerin, tapaların ve port bağlantılarının basınç altında ayrılmadan, terlemeden ve kalıcı deformasyona uğramadan çalıştığını gösterir.

Bu yazıda testin mantığını, test basıncının nereden geldiğini, atölyede uyguladığımız 5 adımlık hidrostatik test prosedürünü ve sık yapılan hataları anlatıyoruz. Test raporunun içeriği ve iç kaçak ölçümü ayrı yazıların konusu; burada yalnızca testin kendisine odaklanıyoruz.

Hidrostatik test nedir ve hidrolik blokta neyi kanıtlar?

Hidrostatik test, bir bloğun tasarım basıncını güvenlik payıyla taşıyıp taşımadığını ve basınç altında dışarıya akışkan kaçırıp kaçırmadığını aynı anda gösterir. Test sonunda parçanın sağlam, sızdırmaz ve ölçüsünü korumuş olması beklenir. Parça testten sonra kullanılmaya devam eder; bu yüzden test tahribatsızdır.

Bir hidrolik blokta kaçak çıkabilecek yerler bellidir: yardımcı delikleri kapatan tapalar, kavitelerin O-ring oturma yüzeyleri, port bağlantıları ve iki kanalın kesiştiği ince et bölgeleri. Kâğıt üzerinde bu noktaların hepsi güvenlidir. Tezgâhtan çıkan parçada ise döküm boşluğu, yetersiz et kalınlığı veya hatalı bir tapa montajı ancak basınç altında kendini belli eder.

Testin kanıtladığı iki şey ayrı düşünülmelidir:

1. Dayanım: Blok test basıncında kalıcı şekil değiştirmiyor, çatlamıyor, gövdeden terlemiyor.

2. Dış sızdırmazlık: Tapa, port ve bağlantı noktalarından basınç altında yağ dışarı çıkmıyor; kapalı devrede basınç kendiliğinden düşmüyor.

Hidrostatik test valfin iç kaçağını ölçmez. Bir kartuş valfin sürgüsünden ya da oturma yüzeyinden geçen yağ dışarıya çıkmaz, devrenin başka bir hattına geçer. Bu ölçüm ayrı bir test kurgusu ister; valf tiplerinin kaçak davranışını merak ediyorsanız hidrolik valf çeşitleri yazımız iyi bir başlangıç noktasıdır.

Neden gaz değil de sıvıyla test yapılır?

Sıvı neredeyse sıkışmaz; basınç yükseltmek için az hacim yeterlidir ve parça hasar görürse dışarı çıkan sıvı miktarı küçük kalır. Gaz ise sıkıştırıldığında enerji depolar. Parça test sırasında ayrılırsa bu enerji bir anda boşalır ve patlama etkisi doğurur.

Wikipedia'daki Hydrostatic test maddesi de bu farkı vurgular: yüksek basınçlı gaz kullanıldığında açığa çıkan genleşme, hasar ve yaralanma riski taşıyan bir patlamaya dönüşebilir. Aynı kaynak, hidrostatik testin pratik olmadığı bazı durumlarda pnömatik testin kabul edilebilir bir alternatif olabileceğini de not eder. Hidrolik blok için böyle bir zorunluluk nadiren doğar.

Su mu, hidrolik yağ mı?

Boru hatlarında ve basınçlı kaplarda en yaygın test sıvısı sudur, çünkü ucuzdur, kolay bulunur ve çoğu sisteme zarar vermez. Wikipedia'ya göre su kalıntısının sorun yaratacağı yerlerde hidrolik akışkan veya yağ şart koşulabilir. Hidrolik blok tam olarak bu gruptadır.

Çelik veya sfero döküm bir blokta, kör deliklerin dibinde kalan su korozyon başlatır. Su, sisteme girecek yağı da kirletir. Bu yüzden hidrolik blokları genellikle sistemde kullanılacak yağla ya da onunla uyumlu bir test yağıyla test ederiz. Kaçağın kolay görülmesi için suya renkli veya floresan boya katmak sıvı sistemlerde bilinen bir yöntemdir; yağla testte kaçak, temizlenmiş yüzeyde ıslaklık olarak izlenir.

Test basıncı nasıl belirlenir?

Test basıncı tasarımcının "biraz yüksek tutalım" kararı değildir. Basıncı, bloğun çalışma basıncı, devredeki tepe basınç ve uyulması gereken şartname birlikte belirler. Bu üç bilgi teklif aşamasında netleşmezse test de netleşmez.

Wikipedia'ya göre test basıncı her zaman çalışma basıncının belirgin üzerindedir ve güvenlik payı, ilgili yönetmeliğe göre tipik olarak tasarım çalışma basıncının %166,66'sı, %143'ü veya %150'si seçilir. Aynı maddedeki örnekte yaklaşık 139 bar'a göre tasarlanmış bir silindir, yaklaşık 232 bar'da test edilir. Gömülü petrol ve gaz boru hatları için verilen kural ise en az %125'tir; maddeye göre bu hatlar, izin verilen azami çalışma basıncının (MAWP) en az %125'ine çıkarılarak dayanım testinden geçirilir.

Bu oranlar hidrolik blok için hazır bir reçete değildir; hangi katsayının uygulanacağını müşterinin şartnamesi, sektör standardı veya sistemi kuran firmanın kabul kriteri söyler. Hesap ise basittir. Örneğin 1,5 katsayısı istenen bir projede 200 bar çalışma basıncı 300 bar test basıncı demektir. Hidromat olarak anahtar teslim bloklarda projeye göre 350 bar'a kadar basınç testi uyguluyoruz; daha yüksek test basıncı gerektiren bir proje, teklif aşamasında ayrıca konuşulur.

Bir uyarı: test basıncı bloğun kendisi kadar üzerine takılan elemanlarla da sınırlıdır. Monte edilmiş bir kartuş valfin, tapanın veya sensörün katalog basıncı test basıncının altında kalıyorsa, ya o eleman test sırasında körlenir ya da test valf takılmadan yapılır. Bu karar test planında baştan yazılır, tezgâhta doğaçlama yapılmaz.

Hidrostatik test, patlama testi ve fonksiyon testi farkı

Hidrostatik test nedir sorusunu netleştirmenin yolu, onu komşu testlerden ayırmaktır. Atölyede "basınç testi" denince birbirine karışan birkaç farklı test var. Aşağıdaki tablo hidrolik blok açısından farklarını özetliyor.

Test türü	Kullanılan akışkan	Amacı	Parçaya etkisi	Hidrolik blokta kullanımı
Hidrostatik (prova) testi	Sıvı (hidrolik yağ, bazen su)	Test basıncında dayanım ve dış sızdırmazlık	Tahribatsız, parça kullanılır	Her teslim bloğunda veya şartnameye göre örneklemeyle
Patlama (burst) testi	Sıvı	Parçanın dayanabileceği üst sınırı bulmak	Tahribatlı, parça hurdaya ayrılır	Tasarım doğrulamasında, numune parçada
Pnömatik test	Gaz (hava, azot)	Sıvının kullanılamadığı durumlarda kaçak arama	Tahribatsız, ama depolanan enerji yüksek	Nadiren, özel güvenlik önlemiyle
Fonksiyon testi	Sistem yağı	Valflerin doğru sırada açıp kapandığını görmek	Tahribatsız	Montajı tamamlanmış blokta, devre şemasına göre
İç kaçak testi	Sistem yağı	Valf veya silindirde hatlar arası geçişi ölçmek	Tahribatsız	Valf montajı sonrasında, ayrı test kurgusuyla

Bu yazının konusu tablonun ilk satırı. Fonksiyon ve iç kaçak testleri montajlı bloğun davranışını, hidrostatik test ise gövdenin ve bağlantıların dayanımını gösterir. Biri diğerinin yerine geçmez.

Hidrostatik test prosedürü: hidrolik blokta 5 adım

Atölyemizde uyguladığımız hidrostatik test prosedürü beş adımdan oluşur. Her adımın bir kaydı vardır; kayıt tutulmayan adım, yapılmamış sayılır.

Hidrostatik test nasıl yapılır, beklerken neye bakılır?

Basınç test değerine ulaştıktan sonra iki şeye bakılır: manometredeki basınç ve parçanın yüzeyi. Besleme valfi kapalıyken basıncın sürekli düşmesi, devrede bir kaçak olduğunu gösterir. Wikipedia da sızdırmazlığın, besleme valfi kapatılıp basınç kaybı izlenerek test edilebildiğini belirtir.

Yüzey kontrolü manometreden daha fazla şey söyler. Tapa çevresinde biriken ince bir yağ filmi, döküm gövdede beliren nem ya da bir port dişinden sızan damla, manometrede fark edilmeyecek kadar küçük bir kaybın kaynağı olabilir. Kontrolden önce yüzey kuru ve temiz olmalıdır; aksi hâlde montajdan kalan yağı kaçak sanarsınız.

Bekleme süresi her parça için aynı değildir. Wikipedia'daki gaz tüpü örneğinde su ceketi testinde basınç genellikle 30 saniye veya daha uzun süre tutulur. Hidrolik blokta süreyi müşteri şartnamesi ya da ilgili standart belirler; şartname yoksa süreyi test planında yazılı hâle getirip onaya sunarız.

Sıcaklık da okumayı etkiler. Boru hattı testlerinde ölçülen basınç değişimi, sıcaklıktan kaynaklanan teorik değişimle karşılaştırılarak değerlendirilir. Bir blokta bu etki küçüktür, ama soğuk bir parçaya ılık yağ basılmışsa ilk dakikalardaki basınç değişimini kaçak sanmamak için parça ile sıvının sıcaklığını dengelemek gerekir.

Hidrostatik test pompası ve ölçüm donanımı

Hidrostatik test pompası, test sıvısını parçaya basan ve basıncı kontrollü biçimde yükselten ekipmandır. Elle çalışan küçük pompalardan tahrikli test ünitelerine kadar farklı tipleri vardır. Hidrolik blok için önemli olan pompanın tipi değil, basıncı kademeli ve kontrollü artırabilmesi, besleme valfi kapatıldığında basıncı tutabilmesidir.

Pompanın yanında test ünitesinin üç parçası daha önemlidir: test basıncını rahat okuyabilecek ölçme aralığına sahip ve kalibrasyonu takip edilen bir manometre veya basınç sensörü, basıncı kesen bir besleme valfi ve test sonunda basıncı kontrollü boşaltan bir tahliye valfi. Test basıncını aşmamak için devrede ayarlı bir emniyet elemanı bulunması da test güvenliğinin parçasıdır.

Hidrostatik test standardı hangisi?

Tüm parçalar için geçerli tek bir hidrostatik test standardı yoktur. Hangi kuralın geçerli olduğu parçanın türüne ve kullanıldığı sektöre göre değişir. Basınçlı kaplar, boru hatları, gaz tüpleri ve hidrolik bileşenler ayrı kurallara tabidir.

Wikipedia'daki maddede borulama için ASME B31.3, boru hatları için BS PD 8010-2 ve Avustralya'da saha basınç testi için AS 2885.5 örnek olarak geçer. BS PD 8010-2, maddeye göre tasarım basıncının %150'sine kadar test ister. Bu standartlar hidrolik blok için doğrudan geçerli olmasa da test basıncının neden çalışma basıncına bağlı bir katsayıyla seçildiğini gösterir.

Hidrolik tarafta iki ISO standardı sık referans alınır:

• ISO 4413: Makinelerde kullanılan hidrolik sistemler ve bileşenleri için genel kuralları ve güvenlik gereklerini tanımlar. Standardın 6. maddesi, güvenlik gereklerinin doğrulanması ve kabul testlerine ayrılmıştır.
• ISO 19879: Hidrolik boru bağlantıları, port saplama uçları ve flanş bağlantıları için deney yöntemlerini tanımlar. Prova (proof) testi ve patlama testi ayrı maddelerde anlatılır; kabul kriterleri ise ilgili bileşen standardından alınır.

Pratikte bir hidrolik bloğun test kriteri çoğu zaman sistemi kuran firmanın şartnamesinden gelir. Savunma, asansör veya iş makinesi projelerinde müşteri kendi test talimatını verir; biz testi o talimata göre kurar ve kaydı aynı biçimde tutarız. Şartname yoksa test basıncını, bekleme süresini ve kabul kriterini teklif aşamasında yazılı olarak öneririz.

Testten önce tasarımda verilen kararlar

Bir bloğun testten geçip geçmeyeceği büyük ölçüde tasarım ekranında belirlenir. Kanal kesişimleri arasındaki et kalınlığı, tapa tipi, kavite derinliği ve malzeme seçimi, test basıncında neyin olacağını önceden söyler. Hidrolik blok tasarımı yazımızda bu kararların tasarım tarafını ayrıntılı anlatıyoruz.

Test açısından tasarımda dikkat ettiğimiz noktalar şunlar:

• Delme sırasında açılan yardımcı deliklerin hangi tapa tipiyle kapatılacağı ve bu tapanın test basıncına uygunluğu.
• Kesişen iki kanal arasında, test basıncında çatlama riski yaratmayacak et kalınlığının bırakılması.
• Test portunun ve hava alma noktasının blok üzerinde baştan planlanması; hava alma noktası yoksa en üstteki port bu iş için seçilir.
• Monte edilecek kartuş valflerin katalog basıncının test basıncıyla karşılaştırılması ve testin valfli mi valfsiz mi yapılacağının belirlenmesi.

Atölyede sık söylediğimiz bir cümle var: test basıncında patlayan blok, aslında tasarım ekranında patlamıştır, tezgâh sadece haber vermiştir. Bu yüzden test planını tasarım onayıyla birlikte hazırlarız.

Hidrostatik testte sık yapılan hatalar

Bize en sık gelen soru, testten geçmiş bir bloğun sahada neden sızdırdığı. Cevap çoğu zaman testin kendisinde değil, testin nasıl kurgulandığında saklıdır. Aşağıdaki hatalar bunun tipik nedenleridir.

Havası alınmadan basınçlandırmak. İçeride kalan hava basınç okumasını yavaşlatır ve kaçak varmış gibi bir görüntü yaratır. Daha önemlisi, sıkışan hava enerji depolar ve sıvı testinin güvenlik avantajını azaltır.

Test basıncını tepe basınç yerine ortalama basınçtan hesaplamak. Devrede valf kapanışlarında oluşan basınç sıçramaları, ortalama çalışma basıncının üzerine çıkabilir. Katsayı, şartnamenin tanımladığı tasarım basıncına uygulanır; tasarım basıncı tanımlanmamışsa bunu teklif aşamasında netleştiririz.

Çapak alınmadan teste almak. Kanalda kalan çapak test sırasında yerinden oynayıp bir oturma yüzeyine sıkışabilir. Bu, testte sahte bir kaçak ya da sahada geç ortaya çıkan bir arıza demektir.

Testi kayıtsız yapmak. Testten geçti demek, test basıncı, bekleme süresi ve gözlem yazılmamışsa bir şey ifade etmez. Kayıt, aynı bloğun ikinci üretiminde aynı testin aynı şekilde tekrarlanmasını da sağlar.

Test hortumunu sabitlememek. Wikipedia, basınç altında kopan veya yerinden çıkan bir hortumun etrafa yağ ya da su püskürterek savrulabileceği ve birini yaralayabileceği konusunda uyarır. Test ünitesi bağlantılarını sabitlemek ve test alanını basınç altındayken boş tutmak işin parçasıdır.

Hidrostatik test kalite zincirinin neresinde durur?

Kalite açısından hidrostatik test nedir diye sorarsanız cevabımız şu: hidrostatik test kalitenin başladığı yer değil, zincirin son halkasıdır. Hidromat'ta kontrol zinciri dört noktadan oluşur: tasarım onayı, işleme sırası kontrolü, ölçü kontrolü ve basınç testi. Ölçü kontrolünden geçmeyen bir blok basınç testine alınmaz.

Ölçü kontrolünde kavite çapları, derinlikler ve port konumları onaylı teknik çizimle karşılaştırılır; işleme toleransımız ±0,02 mm. Basınç testi bu ölçülerin basınç altında da işlevini koruduğunu gösterir. Kontrol zincirinin tamamını kalite ve Ar-Ge sayfamızda bulabilirsiniz.

Anahtar teslim bir projede test, tasarımdan valf montajına uzanan sürecin parçasıdır; ayrı bir hizmet olarak sona eklenmez. Tasarım, imalat, montaj ve testi tek ekiple yürüttüğümüz anahtar teslim hidrolik blok üretimi hizmetimizde test sonucu, ölçü kayıtlarıyla birlikte teslimat dosyasına girer.

Teklif öncesi test için hangi bilgiler gerekir?

Bloğunuz için test planı hazırlayabilmemiz için şu bilgiler yeterlidir:

• Çalışma basıncı ve devredeki tepe basınç.
• Uyulması gereken bir şartname veya müşteri test talimatı varsa onun kopyası.
• İstenen test basıncı ya da katsayı, bekleme süresi ve kabul kriteri.
• Testin valfli mi valfsiz mi yapılacağı, kullanılacak test sıvısı tercihi.
• Teslimat dosyasında görmek istediğiniz kayıt biçimi.

Bu bilgiler eksikse sorun değil; şartname olmayan projelerde test basıncını ve süresini biz öneririz, onayınızdan sonra test planına yazarız.

Hidromat'ta her proje, çiziminizin ya da hidrolik şemanızın mühendislik ekibimizce değerlendirilmesiyle başlar. Hidrostatik testli bir hidrolik blok için çiziminizi ve çalışma basıncınızı teklif sayfamızdan paylaşın; aynı gün içinde teknik geri dönüş yapalım.