Неразрушающий контроль качества сварных соединений трубопроводов

Трубопроводы

— ­ это артерии промышленности. Их классифицируют по разным признакам, например, в зависимости от предназначения выделяют:

• магистральные трубопроводы, которые, к примеру, транспортируют кровь Земли от места добычи до места переработки и/или потребления (нефтегазовая область);
• технологические трубопроводы, которые соединяют предприятия и используются для транспортировки различного сырья, газа, жидкостей и т.п.
• дюкеры — участки трубопроводов, прокладываемые по местности определённого характера, и тонели, которые служат вместилищем для тепло- и электросетей, а так же других видов трубопроводных путей.

Контроль качества сварных соединений и необходимость его проведения

Когда проводятся сварочные работы на трубопроводах, появления дефектов не избежать. В свою очередь, эти недостатки оказывают негативное влияние на внешний вид сварных соединений, их технические характеристики вместе с надёжностью. Всего выделяют две разновидности повреждений: формирования шва и дефекты металлургического типа.

Формирование структурного шва приводит к появлению металлургических изъянов. Они обычно появляются, пока материал охлаждается или нагревается. Вторая группа повреждений вызвана несоблюдением норм во время проведения работ.

Заранее требуется выявлять следующие разновидности недостатков. Они все негативно влияют на качество всего трубопровода в итоге.

1. Нарушения в металлической микроструктуре. Приводят к тому, что повышается содержание оксидов, появляется крупная зернистость, зёрна с окисленными краями.
2. Наличие газовых включений или пор. Бывают групповыми или единичными, иногда выглядят как мостики. Или выходят на поверхность. Тогда их называют свищами.
3. Примеси со шлаками внутри швов. Из-за них изделие теряет первоначальную прочность.
4. Возникновение трещин разных типов характерно для участков со швами, околошовного пространства. Отличия кроются в размерах.
5. Группа непроваров. Это название для локальных участков шва, в котором нет сцепления с основным материалом.
6. Прожоги или отверстия в сварных швах, которые появляются при вытекании расплава, когда проходит сварка.
7. Подрезы. Название для канавок в продольной плоскости на границах со швами, поверхности основного металла.
8. Нарушения в формах и размерах швов.

Только в случае выявления каждого из дефектов можно гарантировать надёжность трубопровода на максимальном уровне.

Необходимо провести тщательную оценку того, как подобные изъяны влияют на конструкцию. Иначе невозможно исправить положение до того, как начинается эксплуатация трубопровода.

Анализ аварий, происходящих на трубопроводах нефтегазоперерабатывающих предприятий, показывает, что их причиной довольно часто являются трещиноподобные дефекты, получившие развитие в процессе эксплуатации трубопроводов. Трещиноподобные дефекты представляют собой локальные разрывы металла с малой величиной раскрытия (трещины, непровары, несплавления, подрезы и т. п.), которые могут располагаться как на поверхности труб и фасонных деталей трубопроводов, так и в объёме их сварных соединений.

Наибольшую опасность для технического состояния трубопроводов имеют скрытые трещиноподобные дефекты сварных соединений. Их возникновение и развитие обусловлено структурно-механической и электрохимической неоднородностью самих сварных соединений, наличием в них микродефектов и остаточных сварочных напряжений. В связи с изложенным, при проведении экспертизы промышленной безопасности трубопроводов нефтегазоперерабатывающих предприятий особое значение имеет задача выявления скрытых трещиноподобных дефектов сварных соединений.

Для решения вышеупомянутой задачи чаще всего используются следующие виды неразрушающего контроля (НК): радиационный, магнитный, вихретоковый и акустический, основанные на различных физических явлениях. Каждый из указанных видов, в свою очередь, разделяется на методы, которые классифицируются в соответствии с ГОСТ 18353-79 по ряду признаков: характеру взаимодействия физических полей с контролируемым объектом, первичным информативным параметрам и способам получения первичной информации. Кроме того, иногда вводятся дополнительные признаки: по типу применяемых преобразователей (детекторов), схемам проведения контроля и пр. Такая классификация является достаточно сложной и разветвлённой. Более удобной для последующего анализа является система классификации, в основе которой лежит деление методов НК на активные и пассивные по факту их влияния на состояние и свойства материала трубопроводов. Первые предполагают возбуждение в тру-бопроводе и последующую регистрацию соответствующего физического поля, параметры которого изменяются при взаимодействии с трещиноподобными дефектами. Вторые основаны только на регистрации изменений состояния трубопровода, вызванных развитием трещиноподобных дефектов в процессе эксплуатации трубопровода. Следует особо отметить, что в этой системе классификации представлены только те методы, которые имеют возможность технической реализации при контроле трубопроводов. Внутри групп существует деление по наиболее значимым для каждой конкретной группы признакам. Почти все методы, за исключением метода АЭ, относятся к активным. Последние могут использовать различные варианты взаимодействия физического поля с объектом: прохождение и отражение от него, а также их комбинацию. Контроль вышеперечисленными видами может осуществляться контактным и бесконтактным способами, с внутренней и наружной поверхности трубопроводов, в ручном и автоматичес-ком режиме, с использованием аналогового и аналого-цифрового способов обработки информации и т. д. Данные признаки положены в основу классификации соответствующих средств НК. Дальнейший анализ методов и средств НК, используемых для выявления скрытых трещиноподобных дефектов сварных соединений трубопроводов, осуществляется в соответствии с приведёнными системами классификации.

Радиационные методы основаны на регистрации излучения, прошедшего через сварное соединение. При наличии трещиноподобного дефекта в сварном соединении плотность материала в его зоне отличается от плотности прилегающего бездефектного материала, что ведёт к изменению параметров проникающего излучения. Как правило, при радиационном контроле с одной стороны трубопровода размещают источник излучения, а с противоположной – детектор. Прони-кающее излучение, взаимодействуя с детектором, изменяет его физическое или химическое состояние. Следует отметить, что наиболее распространены рентгенографический и гаммаграфичес-кий методы контроля с фиксацией результатов на рентгеновскую плёнку. При попадании излучения на плёнку в ней происходят физико-химические превращения, которые отображают распределение интенсивностей потока излучения. С помощью радиационных методов можно обнаружить трещиноподобные дефекты минимальным размером 0,1-0,5 мм. Конкретное значение чувствительности определяется толщиной стенки трубопровода, интенсивностью излучения, временем экспозиции, расстоянием от источника до поверхности трубопровода. Относительная погрешность измерения длины и глубины трещиноподобных дефектов различается: для первого из указанных параметров она, как правило, не превышает 5%, тогда как для второго может составлять 13-30%.

Несомненным преимущест-вом радиационных методов и средств является то, что регист-рация на плёнку дает наглядное представление о размерах трещиноподобных дефектов. Результаты контроля в документальном виде можно хранить длительное время и возвращаться к ним при необходимости. Кроме того, результаты не зависят от внутренней структуры материала (размера зерна) и изотропности механических свойств.

Недостатком радиационных методов и средств является ограниченная возможность их применения в процессе эксплуатации трубопровода (на степень поглощения радиоактивного излучения сильно влияет плотность транспортируемых сред, а также существуют ограничения по температуре поверхности контролируемых трубопроводов). Поэтому радиационные методы и средства применяются для контроля сварных соединений, как правило, во время монтажа и ремонта трубопроводов. При этом в зависимости от диаметра трубопровода могут быть использованы как переносные рентгеновские и гамма-дефектоскопы, так и внутритрубные самоходные установки (кроулеры). Результаты контроля радиационными мето-дами зависят от субъективных факторов: свойств детектора, направления и схемы просвечивания, расположения и ориентации трещиноподобных дефектов в материале трубопровода. Радиационные методы, к сожалению, подходят только для локального контроля трубопроводов, не позволяют прогнозировать развитие трещиноподобных дефектов, а генерируемое излучение представляет опасность для персонала, обслуживающего эти приборы.

Магнитные методы основаны на взаимодействии магнитного поля, создаваемого в материале сварного соединения трубопровода с дефектами, вносящими искажение в картину генерируемого поля. Как правило, трубопроводы намагничивают с помощью статических или низкочастотных полей и затем исследуют изменение их параметров. Для намагничивания может использоваться постоянный магнит, электромагнит, соленоид, а для регистрации градиента поля, вызванного трещиноподобными дефектами – преобразователи Холла, магнитная лента, феррозонды и другие устройства (или вещества), реагирующие на изменение магнитного потока. Магнитные методы в производст-венных условиях позволяют выявлять трещиноподобные дефекты протяжённостью более 0,5 мм и глубиной более 0,02 мм. Конкретное значение чувствительности определяется параметрами создаваемых магнитных полей, магнитными характеристиками металла трубопровода и способом регистрации. Погрешность измерения размеров дефекта зависит от его расположения относительно направления магнитного потока, скорости сканирования, числа и типа преобразователей, алгоритма обработки сигналов и может составлять 10-20% по длине и 20-30% по глубине.

Контроль магнитными методами и средствами может проводиться без остановки трубопровода, на параметры магнитного поля не оказывают влияния температура, давление, влажность окружающей среды, а также физико-химические свойства транспортируемого продукта. Контроль может осуществляться с высокой скоростью (до 4-5 м/с для внутритрубных средств), контактным и бесконтактным способами, при одностороннем доступе к поверхности трубопровода. Магнитные методы обладают довольно высокой чувст-вительностью и безопасны для персонала. Для контроля трубопроводов больших диаметров и значительной протяжённости могут быть использованы внутритрубные магнитные дефектоскопы. Они удобны в настройке и надёжны в эксплуатации, имеют автономное питание, работают в автоматическом режиме.

Однако магнитные методы и средства имеют ряд существенных недостатков. Выявляемость ими трещиноподобных дефектов ухудшается при увеличении глубины их залегания в сварном соединении трубопровода. Для использования магнитных методов контролируемый участок необходимо сначала намагнитить, а затем размагнитить. При контакте некоторых детекторов (магнитной плёнки) с поверхностью к последней предъявляются особые требования: она должна быть тщательно очищена и обезжирена, не иметь острых выступов и капель металла, а уровень шероховатости не должен превышать 1 мм. При сканировании трубопровода изнутри надёжное обнаружение трещиноподобных дефектов возможно только при использовании большого числа преобразователей, что ведёт к усложнению алгоритмов обработки информации. Методы неустойчивы к электрическим и магнитным помехам, не позволяют прогнозировать развитие трещиноподобных дефектов.

Вихретоковые методы основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с полем вихревых токов, возбуждаемых в сварных соединениях трубопроводов. Для их возбуждения используется электромагнитное поле высокой частоты, образующееся при пропускании через индуктивные преобразователи синусоидального или импульсного токов. При наличии трещиноподобного дефекта поле вихревых токов в его зоне меняется, что приводит к изменению электричес-кого сопротивления или электродвижущей силы измерительной обмотки катушек преобразователей. Чувствительность вихретоковых методов позволяет выявить трещиноподобные дефекты с минимальной длиной 0,5-1,0 мм и минимальной глубиной 0,1-0,2 мм. Конкретное значение чувствительности определяется параметрами внешнего электромагнитного поля, магнитной проницаемостью материала трубопровода, его удельной электрической проводимостью, геометрическими параметрами (толщиной, диаметром) трубопровода, степенью шероховатости поверхности. Погрешность измерения размеров трещиноподобного дефекта зависит от его расположения относительно направления сканирования, его ориентации в сварном соединении, типа и размера используемых преобразователей, алгоритма обработки и может составлять от 10 до 30%. Вихретоковый контроль может проводиться без остановки трубопровода, на результаты контроля практически не влияют температура, давление и влажность окружающей среды, а также наличие неметаллического покрытия на поверхности трубопроводов. Вихретоковые методы безопасны для обслуживающего персонала. Для их применения достаточно одностороннего доступа к поверхности, а контроль возможен бесконтактным способом при больших (до 2 м/с) скоростях перемещения преобразователей. Послед-ние имеют простую и надёжную конструкцию, устойчивы к механическим воздействиям. Контроль трубопроводов вихретоковыми методами, как правило, проводится снаружи с использованием дефектоскопов, работающих как в ручном, так в автоматическом режимах.

К недостаткам вихретоковых методов относится зависимость их чувствительности от изменения магнитных свойств трубопровода и наличия в нём зон с различной электропроводностью. Указанные параметры, в свою очередь, зависят от химического состава металла трубопровода, поэтому даже незначительные изменения содер-жания углерода или легирующих элементов могут снизить выявляемость дефектов. Кроме того, вихретоковые методы плохо выявля-ют трещиноподобные дефекты, залегающие глубоко (более 4 мм) от контролируемой поверхности и с параллельной ей плоскостью раскрытия. Большим недостатком вихретоковых методов является трудность различения полезного сигнала на фоне помех, обусловленных зависимостью методов от многих параметров – формы контролируемого объекта, шероховатости его поверхности, взаимного расположения преобразователей и объекта. Например, изменение зазора между накладным преобразователем и поверхностью трубопровода на 0,1-0,3 мм приводит к значительной погрешности в измерениях и требует применения специальных приёмов для компенсации такого влияния. Вихретоковые методы и средства не обладают возможностью оценки динамики развития трещиноподобных дефектов в процессе эксплуатации трубопроводов.

Акустические методы, в отличие от рассмотренных выше, подразделяются на активные и пассивные.

Активные акустические методы (их также называют ультразвуковыми) основаны на возбуждении в объекте контроля высокочас-тотных упругих волн и их анализе при последующей регистрации. Наличие трещиноподобных дефек-тов в сварном соединении трубопровода приводит к отражению и рассеиванию упругих волн. Возбуждение и приём осуществляются путём преобразований переменного электрического поля в акустическое и наоборот. На практике обычно используются волны с частотой до 10 МГц, что позволяет обнаруживать трещиноподобные дефекты минимальным размером 0,3-0,5 мм. Пог-решность измерения размеров ТПД зависит от схемы проведения контроля, скорости сканирования, числа преобразователей и их характеристик, алгоритма обработки сигналов и может составлять от 10% (в многочастотной голографии и дифракционно-временном методах) до 43% (в эхо-импульсном методе).

Ультразвуковой контроль может осуществляться без остановки трубопровода и в широком диапазоне условий окружающей среды. Для его применения достаточно обеспечить односторонний доступ к поверхности трубопровода. Ультразвуковые методы довольно безопасны для обслуживающего персонала, обладают устойчивостью к электрическим и магнитным помехам, имеют высокую чувствительность к трещиноподобным дефектам. На их основе разрабатываются надёжные средства как для контроля трубопроводов снаружи, так и изнутри, имеющие автономное питание, работающие в ручном и автоматическом режимах. Однако применение ультразвуковых средств требует обязательного контакта с поверхностью трубопровода и выполнения значительного объёма подготовительных работ (в случае контроля трубопровода снаружи – удаления изолирующего и антикоррозионного покрытий, шлифовки поверхности до Rz=40 мкм, а при контроле изнутри – очистки трубопровода от отложений и обеспечения проходимости снарядов-дефектоскопов). Кроме того, внутритрубные снаряды-дефектоскопы, использующие ультразвуковые методы, не могут использоваться на трубопроводах, перекачивающих газообразные среды, поскольку для передачи сигналов необходим акустический контакт через жидкость. Большим недос-татком ультразвуковых методов является также зависимость результатов контроля от структуры (размера зерна) и акустических свойств (затухания, скорости распространения волн) металла трубопровода. Ультразвуковые методы, как правило, используются для локального контроля трубопроводов, имеют небольшую дистанционность и не позволяют прогнозировать развитие трещиноподобных дефектов в процессе эксплуатации трубопроводов.

Метод акустической эмиссии (АЭ) является акустическим методом, единственным пассивным из всех представленных. Он имеет ряд отличительных особенностей, выделяющих его из общей группы акустических методов и заставляющих рассматривать отдельно. Метод АЭ основан на регистрации и анализе упругих волн, возникающих в трубопроводе вследствие локального динамического изменения структуры его материала (при образовании и развитии различных дефектов, фазовых превращениях и пр.). В случае развития трещиноподобных дефектов появление упругих волн обусловлено быстрым высвобождением потенциальной энергии, сконцентрированной в зонах дефектов, и последующей релаксацией напряжений в объёме прилегающего материала. Возникающие при этом колебания улавливаются и преобразуются в электрические сигналы соответствующими преобразователями, установленными на поверхности трубопровода. Параметры сигналов АЭ несут информацию об энергии, мощности и интенсивности процессов развития трещиноподобных дефектов, а также могут быть использованы для оценки величины и скорости их приращений, определения местоположения дефектов в трубопроводе. Чувст-вительность метода по теоретическим оценкам позволяет обнаружить развивающийся дефект размерами 0,001 х 0,001 мм2, а в производственных условиях он обеспечивает выявление приращений трещиноподобных дефектов от 0,1 мм. Конкретное значение чувствительности определяется свойствами материала трубопровода (прочностью, однородностью, изотропностью), его структурой (размером зерна), типом и характеристиками используемых преобразователей, стабильностью их контакта с объектом, условиями проведения контроля (температурой, скоростью деформации материала) и уровнем производственных помех. Погрешность измерения параметров сигналов АЭ (амплитуды, длительности, энергии и т. п.), характеризующих динамику развития трещиноподобных дефектов, зависит от возможностей вычислительных средств и применяемых способов обработки информации, а погреш-ность определения координат дефектов – от числа преобразователей, расстояний между ними, схемы их расположения, направления и скорости распространения упругих волн, применяемых алгоритмов локализации. В первом случае значение погрешности не превышает 3-5%, а во втором может достигать 15%.

Контроль методом АЭ может проводиться без остановки трубопроводов, в процессе их эксплуатации. Особенностью применения этого метода является необходимость кратковременного изменения напряжённого состояния трубопровода, что служит стимулом для проявления дефектов. Такое изменение, как правило, достигается путём приложения нагрузки, незначительно превышающей эксплуатационное значение (на 5-10%). Однако анализ условий работы многих трубопроводов показывает, что для применения метода можно и не прибегать к подобным мерам, поскольку трубопроводы в процессе эксплуатации испытывают различные нагрузки (из-за штатных изменений режимов перекачки, температурных деформаций и т. д.), достаточные в большинстве случаев для инициации развития трещиноподобных дефектов.

Достоинствами метода АЭ являются его высокая чувствительность к развивающимся трещиноподобным дефектам и возможность одновременного контроля протяжённых (до нескольких сотен метров) участков трубопроводов. Для использования метода необходимо обеспечить односторонний доступ к поверхности трубопровода в нескольких местах (контроль осуществляется с использованием неподвижно установленных преобразователей без их перемещения по поверхности трубопровода). Объём подготовительных работ минимален – в местах установки преобразователей производится вскрытие изоляции на участке 10х10 см2 и зачистка поверхности до Rz=40 мкм. Метод безопасен для обслуживающего персонала и не требует его присутствия в непосредст-венной близости от трубопровода в процессе проведения контроля. Он имеет гораздо меньше ограничений, связанных со свойствами и структурой металлов, чем рассмотренные ранее методы, а положение и ориентация трещиноподобных дефектов совершенно не влияют на достоверность их выявления. Примене-ние данного метода позволяет проводить адекватную оценку состояния протяжённых участков трубопроводов в режиме реального времени, обнаруживая развивающиеся трещиноподобные дефекты задолго до достижения ими критических размеров.

Основными недостатками метода АЭ, ограничивающими его применение, являются зависимость результатов контроля от влияния помех (механических, акустических, электромагнитных, гидро- и аэродинамических) и трудность различения сигналов от действия разных по своей природе источников. Первый из указанных недостатков объясняется тем, что сигналы АЭ являются шумоподобными, т. к. генерация упругих волн при разрушении материалов представляет собой стохастичес-кий импульсный процесс. Второй недостаток обусловлен высокой чувствительностью метода к любым изменениям состояния трубопровода, которые происходят в ограниченном объёме его материала и за короткий срок. В связи с последним, к появлению сигналов АЭ, кроме образования и развития трещиноподобных дефектов, приводят также процессы пластической деформации металла, утечки и пропуски рабочей среды, интенсивная коррозия, трение и т. п. Сигналы АЭ регистрируются в широком диапазоне частот (от 1-5 кГц до 2-3 МГц) и амплитуд (от 5-10 мкВ до 10-20 мВ). Значения указанных параметров определяются затуханием упругих волн в конструкции трубопровода, что требует их уточнения в каждом конкретном случае. Учитывая сказанное, идентификация результатов контроля методом АЭ часто проводится с применением других методов, что снижает его производительность.

Анализ вышеперечисленных методов и средств выявления скрытых трещиноподобных дефектов в сварных соединениях трубопроводов показывает, что все они, за исключением метода АЭ, имеют ряд общих существенных недостатков. В частности, радиационные, магнитные, вихретоковые и ультразвуковые методы требуют выполнения значительного объёма подготовительных мероприятий. Эти методы испо-льзуются для осуществления локального контроля трубопроводов (как правило, одновременно может контролироваться только 1 сварное соединение). При использовании магнитных, вихретоковых и ультразвуковых методов контроль выполняется путём сканирования трубопровода, при этом погрешность измерения параметров трещиноподобных дефектов сильно зависит от направления и скорости перемещения преобразователей. Кроме того, на результаты магнитного, вихретокового и ультразвукового контроля оказывают большое влияние свойства и структура материала сварного соединения, а также положение и ориентация трещиноподобного дефекта в стенке трубопровода. Указанные недостатки приводят к увеличению времени контроля и заметному снижению производительности этих методов.

Необходимо также отметить, что ни один из рассмотренных методов, кроме метода АЭ, не обладает интегральностью и не позволяет оценивать динамику развития трещиноподобных дефектов в режиме реального времени. Однако для повышения эффективности этого метода контроля трубопроводов и более полной реализации его возможнос-тей следует решить задачи разработки помехоустойчивых алгоритмов регистрации сигналов АЭ и идентификации источников АЭ различной природы в сварных соединениях трубопроводов.

А.Н. Мисейко, П.В. Кудрявцев, А.А. Акимов, А.М. Козлов, А.И. Кавардак, В.А. Васильев

ООО «ИНТЕРЮНИС» 101000, г. Москва, ул. Мясницкая, д. 24/7, стр. 3-4 тел.: +7 (495) 363 1568 e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. www.interunis.ru

По каким принципам проводится неразрушающий контроль качества?

Всего существует два метода, на основании которых проводится контроль качества сварных соединений трубопроводов.

• Когда целостность соединения не нарушают.
• С нарушениями.

Чтобы оценить состояние всех сварных швов, применяют неразрушающий способ проверки качества. Такой контроль необходимо проводить как во время сварочных работ, так и после их завершения.

Это нужно для того, чтобы обезопасить конструкцию ещё до того, как начнётся непосредственная эксплуатация. В свою очередь, существуют свои методы для проведения неразрушающей оценки качества.

1. По проницаемости.
2. Магнитный, рентгенографический контроль.
3. Метод с применением ультразвука.
4. Капиллярная, радиационная дефектоскопия.
5. Измерения и проведения внешнего осмотра.

Что касается разрушающих методов, то их проводят на образцах изделия, которые уже вырезаны из своей первоначальной позиции.

Тепловой контроль

В основе метода — фиксация и преобразование ИК-излучения в видимый спектр. Тепловой метод неразрушающего контроля используют во всех промышленных областях, в которых о состоянии объектов можно судить по неоднородности теплового поля.

Сегодня тепловой метод очень востребован в строительство, производстве и теплоэнергетике. После того, как был принят новый закон о регламентировании энергоаудита объектов, направленный на экономию ресурсов, интерес к тепловому контролю усилился. В настоящее время этот метод является базовым методом для оценки состояния объектов.

У теплового контроля масса плюсов — универсальность применения, оперативность, большая производительность. Кроме того, тепловой контроль можно осуществлять дистанционно. Есть несколько видов метода — контроль плотности тепловых потоков, контроль температуры, контроль теплопроводности и тепловизионный контроль.

Правила внешнего и технического осмотра

Любую проверку качества трубопровода начинают проведением внешнего осмотра. Он бывает не только чисто визуальным, но и предполагает использование измерительных и других видов технических инструментов. Это позволит выявить проблемы во внешних факторах, соответствие текущего состояния нормативам и требованиям законодательства.

Раздел II Урок №5. Проведение контроля.

Обнаружение даже небольших трещин в сварных соединениях не составит труда, если очистить небольшой участок на шве, а потом обработать его при помощи спирта, кислотного слабого раствора.

Геометрические размеры не определить без линейки и штангенциркуля. Хорошее освещение сделает проверки более эффективными. Как и использование лупы, поддерживающей увеличение в 8-10 раз.

Внешний осмотр

Любая проверка качества сварных швов начинается с визуального контроля. Осматривают все 100% сварных соединений. Сначала проверяют геометрию и форму шва.

Визуальный контроль помогает выявить, наряду с наружными, часть внутренних изъянов. Так, переменные по габаритам валики швов и неравномерные складки говорят о непроварах, возникающих из-за частых обрывов электрической дуги.

Перед началом работ со сварных соединений удаляют шлак, окалины прочие загрязнения. Чтобы лучше можно было разглядеть дефекты, швы обрабатывают азотной кислотой (10%). Это придает матовость шву, что облегчает поиск изъянов.

После обработки кислотой необходимо провести тщательную протирку спиртом, чтобы предупредить ее вредное влияние на сплав.

Для повышения качества проверки можно использовать фонарь и оптическую лупу. Для контроля геометрических размеров применяют штангенциркуль и шаблоны.

Капиллярные методики контроля сварных соединений: о сути

Этот контроль качества сварных соединений трубопроводов предполагает использование контрастных жидкостей, которые просачиваются внутрь металла через мельчайшие повреждения, если они обнаружены на поверхности. Так называемые пенетранты используются чаще всего.

Когда такие вещества используются, дефекты просто окрашиваются в определённый цвет.

Пенетранты могут состоять из разных основ:

1. Трансформаторное масло.
2. Бензол.
3. Скипидар.
4. Керосин.

Кроме того, и сами составы делятся на несколько разновидностей.

• С красителями, которые наблюдаются при дневном цвете. Чаще всего используется ярко-красный оттенок.
• С люминесцирующими компонентами. Недостатки проявляются, если использовать ультрафиолетовые лучи.

Метод обладает чувствительностью в 0,1-0,5 мкм. Она может достигать 500 мкм, если поддерживается верхний предел.

Установка АУЗК кольцевых сварных соединений (модель «УМКа»)

Проверка сварного соединения трубопровода с помощью керосина считается одним из наиболее простых способов. Важно – наличие высоких свойств по проникновению у состава. У таких испытаний имеется свой отдельный порядок. Водную смесь с каолином или мелом наносят на соединительные участки. После чего всё подсушивают, пока не образуется плёнка белого цвета.

Керосин должен обильно смочить обратную сторону шва, на протяжении минимум получаса. Даже если есть только микроскопические трещины – керосин пройдёт сквозь поверхность. После чего он становится заметным с обратной стороны. Визуально дефекты выделить не составит труда.

Виды и методы

Действующие стандарты лаконично определяют НК, как контроль, который не разрушает. В соответствии с ГОСТ 56542-2015 и в зависимости от лежащих в его основе физических процессов, он подразделяется на несколько видов:

1. Магнитный, применяющийся в дефектоскопии ферромагнитных материалов для фиксации магнитных полей и свойств контролируемого объекта
2. Визуально-измерительный (оптический) – наиболее востребован для контроля и обнаружения мельчайших повреждений в прозрачных изделиях и материалах
3. Электрический – фиксирует электрополя и характеристики, образующиеся в контролируемом объекте под влиянием внешнего воздействия
4. Вихретоковый (электромагнитный) – применяется в дефектоскопии электропроводящих материалов, посредством исследования неоднородностей поверхностного вихревого поля объекта
5. Тепловой – подразумевает мониторинг тепловых полей, контрастов и потоков любых материалов для выявления неисправностей и дефектов
6. Радиоволновой – применяется в контроле диэлектриков (керамика, стекловолокно), полупроводниковых и тонкостенных материалов
7. Ультразвуковой (акустический) – применим ко всем материалам, беспрепятственно проводящим звуковые волны в целях решения проблем контроля и диагностики
8. Радиационный (радиографический) – построен на взаимодействии ионизирующего излучения с контролируемым объектом из любых материалов и любых габаритов
9. Капиллярный (проникающими веществами) – применяется для обнаружения течей и микроповреждений посредством наполнения индикаторным веществом внутренних полостей, контролируемого объекта
10. Вибрационный — необходим для поиска дефектов в машинах и механизмах. Диагностирует неисправности путем оценки колебаний в основных узлах

Каждый вид НК реализуется с помощью методов неразрушающего контроля (МНК), которые классифицируются:

• По способу взаимодействия различных веществ и полей с объектом контроля (магнитный, капиллярный)
• По показателям первичной информации (намагниченность, газовый)
• По форме получения первичной информации (индукционный, люминесцентный)

Как проверяют проницаемость?

Когда сваривают ёмкости, трубопроводы и так далее, необходимостью становится именно оценка того, какой является герметичность. Такой контроль качества так же проводится с использованием различных методов и инструментов:

1. Испытания по гидравлике и пневматике.
2. Пузырьковым методом.
3. Течеиспускание.

И так далее. Пневматические испытания – это когда внутрь трубопровода запускают воду или газ в больших количествах. Пенообразующий состав наносят на поверхность снаружи. Если появляются пенистые пузырьки – значит, герметичность была нарушена.

ERW-pipe welding machine for field application — Оборудование для сварки и неразрушающего контроля.

Как правильно выбрать метод неразрушающего контроля соединений трубопровода?

Выбор оптимального способа проверки соединений трубопровода не составит труда. Нужно учесть всего лишь следующие факторы.

1. Показатели экономии и технических свойств.
2. Особенности изготовления сварной конструкции.
3. Состояние, в котором находится поверхность.
4. Сварное соединение по толщине и типу.
5. Сам металл с определением физических свойств.

Сюжет про применение Неразрушающих Методов Контроля

Главное – помнить, что при использовании неразрушающих методов дефекты выявляются лишь косвенно.

Неразрушающий контроль сварных соединений с помощью ультразвука

В основе метода – акустические изменения, которые происходят, когда сквозь исследуемое соединение проводят звуковые колебания, со сверхвысокой частотой. Степень ослабления обратного сигнала и скорость распространения становятся самыми важными свойствами звука для данного исследования.

Ультразвуковая дефектоскопия проводится на основе следующих принципов.

• Источник ультразвука генерирует звуковые волны. Они точно проходят через зону, которая и требует диагностики. Потом отражаются от тех мест, где вероятнее всего появление недостатков.
• Звуковая волна обязательно должна отражаться от чего-либо, иначе выявление изъянов будет невозможным. Угловая искательная головка – специальное приспособление, которое обеспечивает появление должного эффекта.
• Звуковая волна не только отражается от участка с изъяном, он способствует изменению в угле преломления. О величине внутренних дефектов судят по тому, насколько большими оказались подобные изменения.

Результат: устранение дефектов

Устранения требуют любые недочеты, не соответствующие начальным техническим условиям. Если это невозможно, то изделие просто считается бракованным.

Технологии сварки и контроль сварных соединений

Плазменно – дуговая резка в обычной ситуации помогает справиться с проблемами. Для этого же проводят проверку, с последующей обработкой с применением абразивных кругов.

После отпуска сварных изделий исправляют дефекты, которые допускают проведение тепловой обработке. Главное – соблюдать определённые правила.

• Участки с недочетами должны оставаться меньшими по сравнению с удаляемыми участками по длине, с каждой из сторон.
• Разделка так же требует особой выборки. Двойная ширина швов до процедуры должна оставаться примерно такой же, как и после.
• Обязательно сохранение надёжности проваров.
• Наличие плавных очертаний без разрывов обязательно для поверхности при каждой выборке. Наличие острых заусенцев вместе с углублениями так же недопустимо.

Участок необходимо полностью очистить после того, как ремонтные работы завершатся. Переходы к основному металлу от дефектных участков должны быть плавными.

лаборатория неразрушающего контроля сварных соединений Симферополь

Допустимо применение только механического метода, если речь идёт об алюминиевых, титановых сплавов. Применение шлифовки требует абразивов.

Устраняя недостатки, берут те же материалы с технологиями, что использовались для наложения основного шва. После чего становится обязательным проведение повторного контроля.

Капиллярный контроль

Считается наиболее чувствительным методом неразрушающего контроля. Капиллярные методы основаны на том, что специальные жидкости проникают в поверхностные и сквозные дефекты. В процессе индикаторные жидкости оставляют следы — их регистрируют визуально или при помощи преобразователя. Капиллярные методы помогают определить, где расположен дефект, какова его протяженность и ориентация на поверхности. Для проведения капиллярного контроля создан ГОСТ 18442-80.

Если дефект настолько мал, что его невозможно обнаружить при ВИК, то применяется капиллярная дефектоскопия. К такому методу прибегают при работе с объектами всех размеров и форм. Что касается материалов, использованных для изготовления объектов, то к ним относятся металлы и сплавы (цветные и черные), а также неферромагнитные материалы (стекло, пластмасса и пр.). О контроле выполненных из ферромагнитных материалов объектов надо сказать отдельно. Капиллярная дефектоскопия помогает справиться с задачей, если по какой-либо причине использовать магнитопорошковый метод нельзя.

Список областей, где бывает задействован капиллярный контроль, очень широк: это авиа-, ракето-, автомобиле- и судостроение, металлургия, энергетика, химическая промышленность. Капиллярная дефектоскопия применяется для мониторинга важных объектов перед их вводом в эксплуатацию и в процессе работы.