Трубопроводы – это магистрали, состоящие из большого количества труб, соединенные между собой сваркой. Последняя может быть проведена некачественно, что повлечет за собой непоправимые последствия – разрыв сварного шва. Поэтому до передачи трубной магистрали в эксплуатацию проводят неразрушающий контроль трубопроводов.
Содержание статьи:
- Насколько важен контроль качества
- Какие методы используются при неразрушающем контроле
- Визуальное измерение
- Рентгенологическое обнаружение дефектов
- Ультразвуковой неразрушающий контроль
- Магнитный неразрушающий контроль
- Капиллярный неразрушающий контроль
Насколько важно проводить контроль качества
Магистральные трубные конструкции подвергаются серьезным нагрузкам как изнутри, так и снаружи. Поэтому особое внимание уделяется контролю качества сварных швов.
Процесс сварки связан с высокой температурой, которая расплавляет металл в трубах. Именно в этот момент меняется их структура. При несоблюдении техники сварочного процесса внутри шва после остывания образуются дефекты. Свариваемый металл становится неоднородным.
Виды дефектов:
- Внешний. Хорошо виден на поверхности шов. К этой же категории относятся и те дефекты, которые расположены внутри металла на глубине не более 2 мм.
- Внутри они глубокие. Залегает глубже 2 мм.
Дефекты в стыках трубопроводов имеют различную форму и расположение. Среди них есть ошибки со стандартными именами и специфические:
- Трещины. Дефект, длина которого в несколько раз превышает ширину. Это самый опасный момент в сварном шве, который часто приводит к его обрыву. Трещины делятся на две категории. Их можно размещать как внутри шва, так и снаружи. Часто бывают трещины на всем протяжении. Они самые опасные.
- Поры, это чешуйки. Сферические дефекты (форма может быть разной, но всегда полая), образующиеся за счет газов, выделяющихся при сварке металла, относятся к внутренней группе.
- Кратеры. Это практически поры, образовавшиеся на поверхности сварного шва трубопровода (небольшие углубления). Причина их появления – обрыв сварочной дуги. Опасность кратеров в том, что толщина сварного шва уменьшается в месте возникновения. А это влияет на прочность сустава.
- Подрезы. Формируется на кромке концов труб и сварном шве. Это уменьшает площадь контакта между двумя металлами. На таких участках возрастают внутренние напряжения, особенно при увеличении нагрузки на трубопровод.
- Притоки. Это слой металла, который укладывается на поверхность шва. Получается, что верхний и нижний слои практически не связаны. Сечение соединения не соответствует требованиям ГОСТ.
- Отсутствие проникновения. Дефекты внутреннего типа. Характеризуется тем, что внутри соединения трубопровода находится металл, не обладающий необходимыми свойствами. Он был создан под воздействием более низкой температуры, чем того требует ГОСТ. Поэтому из-за нагрузок в таком сечении быстро возрастают напряжения металла, что приводит к деформации с последующим разрушением.
- Металл шва пористый. Это все те же поры или оболочки, только небольшого размера и распределенные равномерно по всему объему сварного соединения (в целом или по участкам).
- Посторонние частицы внутри шовного металла. Причина – плохая работа сварщика. Перед началом сварки все соединяемые поверхности тщательно очищаются. Обычно для этого используют металлические щетки и обезжириватели. Если подготовка не проведена, в сварной шов попадает мусор, снижающий его прочность.
- Выгореть. Это когда нарушается технология сварки и электродная дуга проходит сквозь металл в месте соединения. По той же причине образуется недочет с другой стороны.
Дефекты сварки трубопроводов
Чтобы все эти проблемы не влияли на работу трубопровода, проводятся проверки. Сегодня используются разные методы, но все они относятся к категории неразрушающих. Есть и деструктивные методы, но они используются для лабораторных исследований. Неразрушающий во всех остальных случаях.
Они практичны, потому что:
- нет необходимости вырезать исследуемый объект и нести его в лабораторию;
- все процессы выполняются на месте сварки;
- управление требует компактного оборудования, легкого веса.
К неразрушающему контролю трубопровода предъявляются строгие требования. Диагностику проводит обученный специалист. При этом строго соблюдаются правила и нормы проведения проверок.
Какими методами пользуются во время проведения неразрушающего контроля
Существует несколько видов неразрушающего контроля трубопроводов, где используются разные материалы, устройства и технологии.
Главный:
- Визуальный и измерительный контроль.
- Рентгенологическое выявление дефектов.
- Использование ультразвука.
- Магнитное обнаружение неисправности.
- Капиллярный метод.
Визуально-измерительный
Этот вид контроля трубопроводов основан на контроле стыков труб как визуально, так и с помощью измерительных приборов. Поэтому этот метод обнаруживает только внешние дефекты.
Этот неразрушающий метод является неточным, хотя и простым в реализации. Этот вид контроля является обязательным. Выполняется перед переходом к другому неразрушающему методу. Ведь обнаружив дефект на поверхности, нельзя переходить к другому этапу, более затратному в исполнении. Такой абзац можно сразу отклонить.
Для удобства работы обычно для этого используют простой измерительный прибор, например штангенциркуль или линейку. Перед измерениями участок с дефектом очищают спиртом, кислотой или другим растворителем.
Если, например, трещина небольшая, в помощь прибегают к увеличительному стеклу. Обязательным условием проведения данного вида неразрушающего контроля является определение формы дефекта и его размера.
Визуально-измерительный неразрушающий контроль трубопровода
Радиографическая дефектоскопия
Один из самых точных методов неразрушающего контроля трубопровода, позволяющий выявить даже незначительные дефекты сварного шва. При этом определяется и их точное местонахождение.
Методика основана на обычном рентгеновском излучении. Используется небольшая установка, которая просвечивает металл соединения элементов трубопровода и показывает их на рентгеновской пленке.
Ультразвуковой неразрушающий контроль
Технология основана на акустических изменениях внутри металла. Если он однородный, то звук будет проходить без изменения своих характеристик и направления. При возникновении дефекта в пути появятся изменения и они отразятся на ресивере. Основным параметром изменения является скорость движения звука.
Суть неразрушающей инженерии:
- из усилителя излучается ультразвук со сверхвысокой частотой вибрации;
- проходит через сварной шов;
- при столкновении, например, с трещиной или оболочкой, отражается от их внутренней поверхности (полости), меняет направление и возвращается к приемнику.
Чем больше угол преломления, тем больше трещина или другой дефект.
Ультразвуковой неразрушающий контроль трубопровода
Магнитный неразрушающий контроль
Есть такое понятие, как магнитная проницаемость. Это когда магнитные волны проходят через металл в течение определенного периода времени. Если этот показатель снижается, значит, внутри материала на пути волны столкнулись с препятствием, вокруг которого стали обходить. Поэтому их скорость уменьшилась, а время прохождения увеличилось.
Для проведения данного неразрушающего контроля сварных соединений трубопроводов используется специальное оборудование. С его помощью через металл проходят электромагнитные волны. На поверхность предварительно насыпают порошок или заливают суспензию с железом внутри. Минерал собирается вокруг дефектного участка.
Есть еще один вариант, называемый магнитографией. Здесь вместо порошка или суспензии используется магнитная пленка. Он показывает все дефекты металла. После выполнения контрольных процедур пленка помещается в детектор ошибок, с которого считывается информация. Оно может быть звуковым или в виде изображения.
Капиллярный неразрушающий контроль
Эта технология позволяет выявлять дефекты сварки в трубопроводной системе с помощью специальных жидкостей, называемых пенетрантами. Основное их свойство – проникать в материалы, даже если в них есть капиллярные изменения.
К таким жидкостям относятся:
- керосин;
- скипидар;
- бензол;
- трансформаторное масло и др.
Если пенетрант прошел через металл соединения труб, значит, в нем есть неисправность. Если не работает, то все в порядке.
Процесс проведения неразрушающего контроля:
- мел или каолин в жидком виде наносят на сварные стыки трубопровода;
- после высыхания нанесенного слоя сухая часть удаляется;
- поверх оставшегося слоя наносится парафин;
- через полчаса нужно проверить обратную сторону сустава;
- если там есть пятна керосина — шов бракованный, если нет — соединение надежное.
Сегодня в пенетранты добавляют вещества, помогающие более четко выявить дефекты металлов. В основном два:
- красный пигмент;
- люминесцентное вещество.
Первый используется, когда осмотр проводится днем при естественном освещении участка. Вторая ночь, для которой используют лампы с ультрафиолетовым светом.
Проникающее приложение
Неразрушающий контроль трубопровода, не подвергающегося сильным нагрузкам, можно проводить более простыми способами: гидравлическим или пневматическим. Для этого внутрь магистрали загоняют соответственно воду под давлением или воздух.
В первом случае неразрушающий контроль производится путем обнаружения течи с противоположной стороны соединения, то есть с внешней стороны труб. Во втором также используется пена, которая наносится на сварной шов. Если он начинает пузыриться, есть дефект.
Неразрушающие методы контроля трубопроводов упростили проверку целостности и качества соединений труб. Применение дефектоскопии, особенно рентгеновской и ультразвуковой, практически довело вероятность обнаружения дефектов сварки до 100 %. В то же время такой контроль позволяет узнать, где находится дефект, сколько их, каких размеров и форм.
Как вы считаете, нужно ли использовать более совершенные методы неразрушающего контроля трубопроводов или может быть достаточно подачи воды/воздуха в систему? Напишите в поле для комментариев. Поделитесь статьей в социальных сетях и добавьте ее в закладки.
Подробнее о том, как осуществляется контроль сварных швов, вы узнаете из видео.
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
