Качество сварного шва двух труб определяет срок службы всего трубопровода. Для предотвращения аварий во время работы конструкций проводят проверку трубопроводов на наличие дефектов. Такая проверка особенно важна для магистралей, проложенных под землей.

Общие сведения

Несколько способов выявляют дефекты в сварных швах труб.

• магнитный;
• акустический;
• электрический;
• оптический.

Цель — установить герметичность соединений, прочность металла в сварных швах, наличие напряжений и другие показатели, влияющие на надёжность трубопроводов. Методы дефектоскопии при этом почти идентичны для разных типов магистралей: тепловых, газовых, водо-, нефтепроводов.

Все перечисленные методики классифицируются как «неразрушающие» технологии, что означает их применение непосредственно в условиях эксплуатации объекта без демонтажа или повреждения. Это позволяет минимизировать затраты на монтажные работы.

Дефектоскопия трубопроводов основана на работе специального сканера – дефектоскопа. Каждая технология использует его по-своему. Среди самых эффективных –

• вихретоковые;
• ультразвуковые;
• магнитно-порошковые;
• капиллярные.

Подробно о способах

После монтажа трубопровода необходимо провести дефектоскопию для предотвращения его разрушения при эксплуатации. Дефектоскопия позволяет обнаружить все дефекты труб. Принцип работы сканеров, применяемых в диагностике, различается, поэтому следует подробно изучить каждый тип.

Вихретоковые дефектоскопы

Действие аппарата базируется на генерации вихревых потоков, которые фокусируются от внешней поверхности трубы к внутренней части через сварной шов. Электрический ток в области цельной металлической структуры сохраняет неизменность характеристик. В случае наличия дефектов внутри шва, что приводит к нарушению его целостности, повышается сопротивление, уменьшающее интенсивность вихревого тока.

Дефектоскоп фиксирует и расшифровывает снижение, определяя качество металла шва, дефекты и неоднородности.

Плюсы метода:

• высокая скорость проведения работ;
• низкая погрешность результата;
• невысокая стоимость проводимых операций.

Минусы:

• толщина исследуемого шва – не больше 2 мм;
• надежность прибора низкая.

Ультразвуковые дефектоскопы

Ультразвуковой метод обследования трубопроводов признан наиболее распространенной технологией. Он реализуется с использованием пяти различных методик выявления изъянов:

1. Эхо-импульсный метод.
2. Теневой.
3. Эхо-зеркальный.
4. Зеркально-теневой.
5. Дельта метод.

Прибор направляет ультразвуковой импульс через сварной шов. В случае дефектов внутри металла, импульс отражается как эхо и возвращается обратно к прибору. Время возвращения измеряет прибор, что позволяет определить глубину расположения раковин или пор.

При втором методе применяют не только устройство для подачи ультразвукового сигнала, но и отражатель, помещенный на другой стороне сварного шва трубопровода. Зная расстояние между частями прибора и время распространения звука, можно определить местоположение и размеры дефекта при изменении второго параметра (увеличения времени).

Третий способ ультразвуковой проверки аналогичен первому. К прибору подключают отражатель, который размещают сверху на сварке, как и излучатель сигнала. Оба элемента устанавливаются параллельно друг другу. Приемник сигнала свидетельствует о наличии дефекта внутри металла, отразившего луч.

Этот подход схож с предыдущим методом, но имеет одну особенность: измерительный прибор и отражатель установлены под прямым углом друг к другу.

Пятый метод ультразвукового контроля дефектов применяется нечасто. Это обусловлено трудностями в калибровке аппаратуры и значительным временем, необходимым для анализа полученных данных. Метод основан на изменении направления ультразвуковой волны под воздействием дефекта сварного соединения.

В процессе используется поперечный луч, который преобразуется в продольный компонент. Происходит частичное отражение от поверхности материала. Отражатель фиксирует именно этот продольный сигнал, интенсивность которого связана с размером обнаруженного дефекта в стали.

Магнитно-порошковые дефектоскопы

Принцип работы этой дефектоскопии основан на способности стали изменять магнитное поле вокруг участков с низкой плотностью по сравнению с основной массой. В местах трещин, раковин или пор магнитное поле ослабевает из-за наличия воздуха внутри металла.

Использование ферромагнитного порошка позволяет выявлять дефекты в трубопроводах. Этот метод заключается в нанесении вещества на сварной шов, через который пропускается электрический ток с использованием двух обмоток: намагничивающей и вспомогательной. Возникающее внутри металла магнитное поле ослабевает вокруг любых имеющихся повреждений, что приводит к прилипанию порошка.

Накопление магнитной пыли на поверхности указывает на наличие дефекта в сварном соединении. Именно таким образом выполняется внутренний контроль качества магистральных трубопроводов.

Процедуру контроля можно выполнить двумя способами: с применением сухого порошка или его водной взвеси – суспензии.

Для обеспечения надежности проверки при использовании второго метода, поверхность подлежит предварительной обработке техническим маслом, солидолом и подобными веществами.

Среди положительных сторон магнитной порошковой дефектоскопии следует выделить:

• Результат, который можно увидеть невооружённым глазом.
• низкую цену.

Недостатки:

• небольшая глубина исследования – до 1,5 мм;
• данный метод применим исключительно к трубам, изготовленным из материалов, содержащих железо;
• сложность размагничивания крупных труб.

Капиллярные дефектоскопы

Данная методика применяется для обнаружения незначительных поверхностных дефектов, которые неразличимы визуально. Их наличие указывает на неоднородность металла в месте соединения двух труб.

Процесс дефектоскопии трубопровода проводится так:

1. Для выявления дефектов сварного соединения используют пенетрант – специальный состав, который проникает внутрь материала благодаря капиллярному эффекту. Именно этот принцип и лежит в основе названия метода.
2. После проникновения вещества в структуру металла, его удаляют с поверхности детали.
3. На поверхность наносится проявитель в виде белого порошка: талька, оксида магния или другого вещества с способностью адсорбировать другие вещества.
4. Проявитель удаляет из трещин пенетрант, оставляющий на поверхности белый порошок с рисунком дефектов стыка. Индикатор отчетливо проявляется под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Обычно данный метод контроля трубопроводов применяют для выявления поверхностных дефектов материала на соединениях. Он оказывается неэффективным при поиске глубоких повреждений – это его существенный недостаток. Зато он отличается простотой выполнения.

Итоги

Для проверки стыков труб в магистральных трубопроводах можно применять различные методы дефектоскопии.
Каждый участок можно обследовать подходящим вариантом. При выборе оптимального метода необходимо оценить его соответствие типу стыка. Например, для водопроводов применим капиллярный метод, для нефте- и газопроводов только ультразвуковой.

Осмотр трубопроводов – важная процедура, дающая возможность оценить качество проложенной системы и выявить все возможные дефекты. Для этой цели применяют несколько различных техник. Желательно проводить эту проверку на этапе сборки трубопровода, чтобы избежать нежелательных последствий в виде утечек или обрывов после завершения работ.

Какой метод контроля качества вы бы выбрали и почему? Оставьте свой ответ в комментариях. Расскажите о статье своим друзьям в социальных сетях и добавьте ее в избранное, чтобы сохранить полезную информацию.

Рекомендуем обратить внимание на видео, связанные с нашей темой.

Обследование прямолинейных участков магистральных труб.

Опишем процесс рентгенографического исследования швов на соединениях в производственных условиях.