Неразрушающий контроль трубопроводов это обязательная процедура перед запуском магистрали. Некачественный сварной шов в итоге приведет к прорыву и перебою в подаче ресурса, а значит к потерям вложенных в магистраль средств.
Значение контроля
Магистральный трубопровод соединяется сварными швами. Металл трубы ежедневно подвергается высокой нагрузке со всех сторон и как следствие швы соединений всегда находятся в напряжении. Сварка выполняется при высоких температурах, но при остывании внутри шва могут образоваться пустоты и иные дефекты, свидетельствующие о нарушении техники выполнения работ.
Часть погрешностей шва видно сразу, для этого проводить исследования не нужно. А вот внутренние дефекты, расположенные глубже 2 мм от поверхности бывают следующими:
- Трещина. Признаётся таковой пустота, длина которой больше ширины. Трещины чаще всего приводят к авариям из-за прорывов магистралей трубопроводов.
- Поры. Пустоты, образующиеся из-за запечатывания пузырьков газов при сварных работах внутри металла.
- Кратеры. При обрыве сварочной дуги на поверхности шва обязательно образуются шарообразные ямки. Сами по себе кратеры не критичны, однако под ними металл пусть и немного, но тоньше чем вся остальная конструкция и при длительной нагрузке этот перепад даст о себе знать.
- Подрезы. Место, где шов соприкасается с основной частью трубы. Внутреннее напряжение при нарушении сварочных работ в этом месте постоянно нарастает и в итоге приводит к разрыву.
- Наплывы и непровары. Дефекты, возникающие в шве из-за нарушения техники проведения работ, также могут быть связаны с прожогами шва насквозь.
- Посторонние частицы и элементарная грязь внутри шва. Все сварные работы, как и любые работы по металлу, требуют предварительной очистки поверхности. Если она была выполнена недобросовестно, то в шов попадают все не удалённые частички.
Так как все сварочные работы выполняют люди и делается это не в стерильных лабораторных условиях, а в реальности, на улице, то все недостатки сварочных работ необходимо находить сразу и устранять. Именно для этого проводится неразрушающий контроль сварных швов трубопроводов.
Все разрушающие методики контроля качества сварных швов применяются в лабораторных условиях, а в полевых методах целью является сохранение и укрепление конструкции, а не жесткий тест-драйв.
Методы неразрушающего контроля сварных швов трубопроводов
Все технологии и методы контроля качества сварного шва просты, но эффективны. Не требуя больших временных, человеческих и финансовых затрат, они позволяют сберечь множество ресурсов при предотвращении разрывов и более длительной эксплуатации магистрали.
Визуально-измерительный контроль
Метод обязательный и выявляющий очевидные внешние дефекты сварного шва. Опытный сварщик при визуальном осмотре чаще всего замечает наплывы и явные нарушения в проведении сварочных работ. Первичная отбраковка швов на самом деле экономит половину средств, затрачиваемых на остальные неразрушающие методы контроля.
Измерительная часть проводится с замерами штангенциркулем, линейкой и обработкой шва очищающим раствором или кислотами.
Радиографическая дефектоскопия
Суть метода заложена в названии. Контролёр с помощью портативного рентгеновского аппарата просвечивает шов и определяет точное расположение дефектов и их тип. Результат выводится на специальную пленку и получается очень четкая картина внутреннего состояния сварного шва.
Ультразвук
Звуковая волна очень подвержена колебаниям и изменениям про прохождении через препятствия и металлический сварной шов не исключение. Все пустотки и дефекты при исследовании ультразвуком выводятся на экран прибора как изменение скорости движения звуковой волны. По сути методика ничем не отличается от УЗИ в медицинской сфере. Сверхчастотный ультразвук выходит из прибора в передатчик и направляется в сварной шов трубопровода. Все трещины и уплотнения дают изменения в направлении звуковой волны, что отражается на экране монитора прибора.
Магнитный контроль
У металлов есть показатель магнитной проницаемости, основанный на свойствах магнитных волн, которые проходят сквозь металл. При однородном сплаве магнитная волна равномерно по времени преодолевает слой материала, а вот если есть наплывы или пустоты – скорость меняется.
Выполняется такой вид неразрушающего контроля трубопровода устройством с электромагнитными волнами. Поверхность шва посыпается порошком или обливается суспензией с железом в составе. Результат исследования выглядит как минеральный сгусток вокруг дефекта. Помимо порошка или суспензии некоторые приборы для магнитного контроля как индикатор используют магнитные плёнки. Это более затратный способ исследования, так как плёнка сразу не покажет изъяны шва, её сначала нужно проверить через дефескоп, который распознает результат исследования.
Капиллярный контроль
Неразрушающий контроль трубопровода может быть произведен при помощи нанесения пенетрантов. Это жидкости, способные проникать в металл даже если в нём есть капиллярные пустоты и изменения. Чаще всего в таких целях используют керосин, бензол, скипидар и трансформаторное масло. Если жидкость при нанесении будто бы впиталась в шов, очевидно, что в нём нарушена технология и есть точки будущего напряжения.
Процесс капиллярного контроля начинается с обработки шва мелом или жидким каолином. В случае с мелом, шов протирают сухой и чистой тряпкой, а при каолине – сначала дают ему высохнуть, потом очищают верхний слой. Далее наносится слой пенетранта и оставляется на полчаса. Если за это время раствор очевидно впитался или даже просочился сквозь шов – значит имеются серьёзные дефекты сварки.
В современные пенетранты добавляется люминесцирующее вещество или яркий пигмент для облегчения контроля протечек
Гамма-излучение
Если магистральный трубопровод имеет особенную толщины или в принципе проверяется сварной шов на толстых стенках, то очень эффективным способом становится испытания на радиоактивных изотопах. Проникающая способность у гамма-лучей намного выше, чем у рентгеновских, поэтому супер-толстый слой шва оно пробивает намного лучше. Второй немаловажный аспект – это достаточно дешевый метод.
Производить такой анализ могут только специалисты, поэтому в полевых условиях метод используется редко. Также всегда необходимо помнить, что за низкой себестоимостью скрывается очень важная деталь – радиоактивная токсичность. Нарушение техники проведения неразрушающего контроля гамма-излучением может навредить куда больше, чем прорыв в магистрали.
Контроль нагрузкой
Контроль качества шва разовой нагрузкой самый простой способ быстрой проверки серьёзных дефектов сварных работ. Под давлением в магистраль подаётся вода или воздух и по подтёкам или свищам определяется качество сварки.
Недостаток метода – контрольный напор может повредить шов до разрыва, но с другой стороны – такой шов нив коем случае не должен был поступить в эксплуатацию.
Современные приборы неразрушающего контроля трубопроводов позволяют быстро и при любых внешних условиях проверить качество сварных работ. Это очень важно как для новых магистралей, так и при ремонте, когда помимо самого стыка магистрали очень важно качественно состыковать место ремонта с основной трубой
