Трубопроводы представляют собой системы из большого числа соединенных труб методом сварки. Некачественная сварка может привести к разрушению швов, имея фатальные последствия. Прежде чем передать магистраль в эксплуатацию, проводят неразрушающий контроль трубопроводов.
Важен ли контроль качества?
Магистральные трубопроводы испытывают значительные нагрузки как со стороны среды, так и изнутри.
Процесс сварки Высокая температура при сварке расплавляет трубы из металла, меняя структуру материала. Неправильное выполнение сварочных процессов приводит к образованию дефектов в шве после его остывания. Металл в сварочном шве получается неоднородным.
Разновидности дефектов:
- Видимые дефекты, обнаруживаемые на шве и имеющиеся внутри металла вплоть до глубины 2 миллиметров.
- Внутренние, они же глубинные. Располагаются глубже, чем на 2 мм.
Неполадки соединений трубных магистралей отличаются по форме и месту возникновения.
- Трещины — это дефект, длина которого во много раз превышает ширину.
Такой дефект является самым опасным моментом в сварном шве, часто приводящим к его разрушению.
Трещины делятся на две категории: внутренние и внешние. Часто встречаются сквозные трещины, представляющие наибольшую опасность. - Поры, также известные как раковины. Шаровидные или с иной формой, пустоты, возникающие из-за газов, выделяющихся при сварке металла. Принадлежат к внутренним дефектам.
- Кратеры — это поры на поверхности сварного шва трубопровода. Их образуют обрывы сварочной дуги. Кратеры опасны, так как снижают толщину сварного шва, что ухудшает прочность соединения.
- Подрезы возникают на стыке трубных концов и сварочного соединения. Это приводит к снижению площади контакта между двумя металлами. В таких точках возрастает внутреннее напряжение, которое особенно выражено при увеличении нагрузки на трубопровод.
- Наплывы — это металлический слой, нанесенный на шовную поверхность. Верхний и нижние слои едва соединяются между собой. Соединение получается не таким, как предписывает ГОСТ.
- Внутренние дефекты, называемые непроварами, возникают из-за наличия металла в соединении трубопровода, не соответствующего нормам ГОСТ по прочности.
- Поры в сварном шве имеют маленькие размеры и распределены равномерно по всей его площади.
- В шве могут оказаться посторонние частицы из-за неправильной работы сварщика. Перед сваркой поверхности тщательно очищают щетками и обезжиривателями. Недостаточная подготовка приводит к попаданию в шов мусора, снижающего его прочность.
- Это дефект, возникающий при нарушении технологии сварки, когда электродальная дуга пробивает соединяемый металл. В результате на обратной стороне образуются наплывы.
Чтобы предотвратить влияние неприятностей на работу трубопровода, проводят контроль. Сегодня применяют разнообразные методы, все из которых относятся к категории неразрушающих. Разрушающие методики тоже существуют, но их используют только для лабораторных исследований. В остальных же случаях применяют неразрушающие.
Они удобны тем, что:
- Не нужно изымать объект исследования и транспортировать его в лабораторию.
- Все работы осуществляются непосредственно на участке сварки.
- Для контроля нужен компактный и лёгкий инструмент.
Проведение неразрушающего контроля трубопроводов подчиняется строгим требованиям. Диагностику осуществляет специально подготовленный специалист, придерживаясь правил и норм контроля.
Какие методы применяют при проведении неразрушающего контроля?
Существуют разные виды неразрушающего контроля трубопроводов, использующие разнообразные материалы, приборы и технологии.
Основные:
- Визуально-измерительный контроль.
- Радиографическая дефектоскопия.
- С помощью ультразвука.
- Магнитная дефектоскопия.
- Капиллярный метод.
Визуально-измерительный
Этот вид контроля трубопроводов основан на осмотре соединений труб, который может быть как визуальным, так и осуществляться с помощью измерительных приборов. Данная методика выявляет только внешние дефекты.
Неразрушающий способ ненадежный, но простой в применении. Его выполнение обязательно перед другим неразрушающим способом. Наличие дефекта на поверхности позволяет исключить проведение дорогостоящей стадии проверки и сразу отклонить такой стык.
Для измерения простыми средствами, такими как штангенциркуль или рулетка, сначала участки с дефектами очищают спиртом, кислотой или другими растворителями.
При небольших размерах трещины используют увеличительное стекло. Необходимо выяснить форму дефекта и размер для проведения такого вида контроля.
Радиографическая дефектоскопия
Это точный способ осмотра трубных линий без разрушения, выявляющий даже малейшие дефекты сварных соединений, а также показывающий их точное местоположение.
Методика основана на обычном рентгене. Для неё применяют компактную установку, просвечивающую соединительные элементы трубопровода, а затем отображающую 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 вызывает изменения, отражающиеся на приемнике. Главный показатель изменения – скорость распространения звука.
Суть неразрушающей методики:
- Сверхвысокочастотные колебания генерируются усилением ультразвука.
- он проходит через сварной шов;
- Если ему встретится, скажем, трещина или раковина, то от внутренней поверхности (полотна) отразится, изменит направление и вернется в приемник.
Чем сильнее свет отклоняется при переходе из одной среды в другую, тем больше по размеру будет трещина или любой другой дефект.
Магнитный неразрушающий контроль
Магнитная проницаемость отражает, как магнитные волны проходят через металл за определённый промежуток времени. Уменьшение показателя указывает на препятствие внутри материала, которое волны начинают обходить. В результате скорость снижается, а время прохождения увеличивается.
Для неразрушающего контроля сварных соединений трубопроводов применяют специальное оборудование. С его помощью через металл пропускают электромагнитные волны. На поверхность насыпают порошок или льют суспензию с железом. Минерал накапливается вокруг дефектного участка.
Существует альтернативный способ названный магнитографией. Вместо порошка или суспензии применяется магнитная пленка. На ней проявляются все недостатки металла. После проверки пленку помещают в дефектоскоп, откуда извлекают информацию, которая может быть звуковой или визуальной.
Капиллярный неразрушающий контроль
Технология позволяет обнаруживать дефекты сварных швов в трубопроводной системе при помощи особых жидкостей – пенетрантов. Пенетранты способны проникать в материалы, даже там где наблюдаются микроскопические изменения.
К таким жидкостям относятся:
- керосин;
- скипидар;
- бензол;
- трансформаторное масло и прочее.
Проникновение пенетранта сквозь металл соединений труб указывает на наличие изъяна. В противном случае все в порядке.
Процесс проведения неразрушающего контроля:
- Для сварного соединения трубопровода применяется покрытие мелом или каолином в жидкой форме.
- После высыхания нанесеного слоя удаляют сухую часть.
- На остаток слоя наносят керосин.
- Через полчаса нужно осмотреть противоположную часть соединения.
- Наличие подтектов керосина свидетельствует о недостатках шва, отсутствие же говорит об надежности соединения.
В состав современных пенетрантов входят вещества, способствующие лучшему обнаружению дефектов в металлах. Используется их две группы:.
- пигмент красного цвета;
- люминесцирующее вещество.
Первый применяют при дневном контроле под естественным светом. Второй — ночью с использованием ламп с ультрафиолетом.
Безопасное наблюдение за работой магистрали, которое исключает вмешательство. серьезным нагрузкамПроведение работ можно упростить с помощью гидро- или пневмопривода. Внутри трубы подается вода или воздух под давлением.
В первом случае неразрушающий контроль выполняют, определяя подтеки с обратной стороны соединения, то есть снаружи трубы. Во втором случае дополнительно применяют пену, нанося её на сварной шов. Пузырение пены свидетельствует о наличии дефекта.
Неразрушающие методы контроля трубопроводов облегчили проверку целостности и качества трубных соединений. Применение дефектоскопии, в частности рентгена и ультразвука, почти гарантирует обнаружение недостатков сварки. Такой контроль определяет местоположение дефектов, их количество, размеры и форму.
Какова Ваша позиция по применению более сложных методик неразрушающего контроля трубопроводов? Возможно ли обойтись подачей воды/воздуха в систему? Выразите свое мнение в комментариях, поделитесь статьей в соцсетях и сохраните ее в закладках.
В видео показано, как осуществляется контроль 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