Трубопроводы — это сети из большого количества труб, скрепленных между собой сваркой. Некачественная сварка может привести к разрушению швов. Из-за этого до начала работы трубопровода выполняют неразрушающий контроль его элементов.
Необходима ли проверка качества?
Магистральные трубопроводы испытывают сильные нагрузки как со стороны среды, так и от внутреннего давления. В связи с этим контроль качества сварных швов ведется особенно тщательно.
Процесс сваркиВысокая температура при сварке расплавляет металл труб, меняя его структуру. Несоблюдение техники сварки приводит к образованию дефектов внутри шва после охлаждения, делая сваренный металл неоднородным.
Разновидности дефектов:
- Видимые невооружённым глазом дефекты, расположенные на шве или в пределах двух миллиметров от его поверхности.
- Внутренние, они же глубинные. Располагаются глубже, чем на 2 мм.
Дефекты стыков трубопроводов разнообразны по форме и месту возникновения. Среди них встречаются дефекты с принятыми наименованиями и уникальные.
- Трещины — это дефект сварного шва, длина которого превосходит ширину несколько раз.
Такой дефект является самым опасным в сварном шве, поскольку часто приводит к его разрыву.
Существуют две категории трещин: внутренние и наружные. Часто встречаются сквозные трещины, которые представляют собой наибольшую угрозу. - Поры — дефекты шаровидной формы (могут иметь другую форму, но всегда полая). Образуются из-за газов, выделяющихся при сварке металла. К внутренней группе дефектов относятся.
- Кратеры — это мелкие углубления на поверхности сварного шва трубопровода, возникающие из-за обрыва сварочной дуги.
Из-за кратеров снижается толщина сварного шва, что негативно сказывается на прочности стыка. - Подрезы появляются в месте стыка концов труб и сварочного соединения. Из-за них снижается площадь контакта двух металлов. В этих точках возрастает внутреннее напряжение, что особенно выражено при увеличении нагрузки на трубопровод.
- Наплывы – это металлический слой, покрывающий шов. Верхний и нижние слои почти не соединяются. Соединение не соответствует ГОСТу.
- Внутренние непровары — вид дефектов, при которых металл внутри соединения трубопровода не соответствует необходимым параметрам.
Он изготовлен при более низкой температуре, чем предписывает ГОСТ. Из-за этого под действием нагрузок напряжения в металле быстро возрастают, что приводит к деформации и последующему разрыву. - Сварной шов имеет пористую структуру из мелких пор или раковин, распределённых равномерно по всему объёму соединения.
- Посторонние частицы в шве из металла говорят о плохой работе сварщика. Перед началом работ все поверхности для соединения тщательно очищают щетками по металлу и обезжиривателями.
Без подготовки в шов попадает мусор, что снижает его прочность. - Прожог – это дефект, возникающий при нарушении технологии сварки, когда электродоа дуга пробивает металл соединяемых деталей, в результате чего с обратной стороны появляются наплывы.
Чтобы исключить негативное воздействие на работу трубопровода, осуществляется контроль. В настоящее время применяются различные методы, все из которых относятся к неразрушающим. Разрушающие методики применяются только для лабораторных исследований. В остальных ситуациях используются неразрушающие методы.
Они удобны тем, что:
- Не нужно изымать предмет для исследования и транспортировать его в лабораторию.
- Вся работа выполняется непосредственно на участке сварки.
- Для контроля нужен компактный прибор с малым весом.
Неразрушающий контроль трубопроводов регламентируется жёсткими требованиями. Специалист с соответствующей подготовкой проводит диагностику, придерживаясь установленных правил и нормативных показателей.
Какие методы применяют при проведении неразрушающего контроля?
Неразрушающий контроль трубопроводов выполняется с использованием разных материалов, приборов и технологий.
Основные:
- Визуально-измерительный контроль.
- Радиографическая дефектоскопия.
- С помощью ультразвука.
- Магнитная дефектоскопия.
- Капиллярный метод.
Визуально-измерительный
Контроль трубопроводов этого типа основан на обследовании соединений труб зрительно и с использованием измерительных приборов. В связи с этим методика выявляет исключительно наружные повреждения.
Неразрушительный способ хоть и неточен, но прост в применении и обязателен перед другими методами контроля. Обнаружение дефекта на поверхности позволяет обойти дорогую стадию проверки, отбраковав изделие сразу.
Для оценки простых дефектов применяют обычные инструменты, такие как штангенциркуль или линейка. Место со вмятиной обрабатывают спиртом, кислотой или другим средством перед измерением.
При наличии небольших трещин применяют лупу для осмотра. Необходимым шагом при таком виде контроля является определение формы и размеров дефекта.
Радиографическая дефектоскопия
Метод неразрушающего контроля трубопроводов, позволяющий обнаружить даже мелкие дефекты сварных швов и определить их точное местоположение.
Методика основана на обычном рентгене. Для нее используют установку малого размера, которая просвечивает металл соединений элементов трубопровода и отображает их на рентгеновской пленке.
Ультразвуковой неразрушающий контроль
Технология основана на акустических изменениях внутри металла. При однородности металла звук проходит без изменений характеристик и направления. Встреча с дефектом приводит к изменениям, которые отражаются на приемнике. Основным параметром изменения является скорость движения звука.
Суть неразрушающей методики:
- Ультразвук, имеющий очень высокую частоту колебаний, исходит от усилителя.
- он проходит через сварной шов;
- В случае обнаружения трещины или раковины сигнал изменит направление, отражаясь от внутренней поверхности полости, и вернётся в приемник.
Чем больше угол преломления, тем сильнее проявляются трещины или другие дефекты.
Магнитный неразрушающий контроль
Существует понятие магнитной проницаемости. Это характеристика того, как магнитные волны проходят через металл за определённый период времени. Если эта величина уменьшается, значит, на пути волн внутри материала возникло препятствие, которое они стали обходить. В результате скорость волн снизилась, а время прохождения увеличилось.
Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов осуществляют с помощью специального оборудования. В его работе применяются электромагнитные волны, проходящие через металл. Поверхность предварительно посыпают порошком или заливают суспензией с железом. Минерал накапливается вокруг дефектного участка.
Существует альтернативный метод под названием магнитография. Вместо порошка или суспензии здесь применяется магнитная пленка, на которой проявляются все дефекты металла. После проверки пленку помещают в дефектоскоп, где считывают информацию, представленную как звук или изображение.
Капиллярный неразрушающий контроль
Технология позволяет выявить дефекты сварного шва в трубопроводной системе при помощи спецжидкостей — пенетрантов.
Их особенность — проникновение в материал даже при наличии микротрещин.
К таким жидкостям относятся:
- керосин;
- скипидар;
- бензол;
- трансформаторное масло и прочее.
Проход пенетранта через соединение труб из металла указывает на наличие дефекта. В случае непрохождения — всё нормально.
Процесс проведения неразрушающего контроля:
- При изготовлении сварных соединений трубопроводов поверхность обрабатывается раствором извести или каолина.
- После высыхания нанесения слой, с сухой частью обращаются.
- На имеющийся слой накладывается керосин.
- Через полчаса проверьте обратную сторону стыка.
- Наличие подтека керосина свидетельствует о дефектном шве, его отсутствие говорит о надежном соединении.
Сейчас в состав проникающих сред включают компоненты, способствующие более точной диагностике дефектов металла. В целом выделяют два основных типа таких веществ:
- пигмент красного цвета;
- люминесцирующее вещество.
Первый применяют при дневном контроле на освещенных участках. Второй — в ночное время с использованием ламп ультрафиолетового излучения.
Контроль за трубопроводом без разрушения, который не подвергается… серьезным нагрузкамБолее простые способы проведения заключаются в использовании гидро- или пневмоудара. Для этого внутри магистрали подают воду или воздух под давлением.
В первом случае неразрушающий контроль осуществляют путем выявления подтеков с обратной стороны соединения, то есть с наружной стороны труб. Во втором случае дополнительно применяют пену, которую наносят на сварной шов. Появление пузырьков в пене указывает на наличие дефекта.
Методы контроля трубопроводов без разрушений упростили проверку целостности и качества соединений труб. Использование дефектоскопии, в частности рентгена и ультразвука, сделало вероятность обнаружения дефектов сварки практически стопроцентной. Такой контроль позволяет определить местоположение, количество, размеры и форму дефектов.
Ваше мнение: необходимы ли для проверки трубопроводов более сложные методы, или достаточно подачи воды/воздуха?
Пожалуйста, напишите в комментариях, поделитесь статьёй в соцсетях и сохраните её в закладках.
Видео расскажет вам больше о контроле сварных швов.
Источники:
- https://iseptick.ru/truby-i-fitingi/nerazrushayushhij-kontrol-truboprovodov-i-svarnyx-soedinenij-metody-kontrolya.html
- https://elsvarkin.ru/texnologiya/kontrol/soedinenij-truboprovoda
- https://spark-welding.ru/montazh-i-remont/metody-nerazrushayushchego-kontrolya-truboprovodov.html