Как е безразрушителен тестването на заварени съединения на

Изграждането на дълги тръбопроводи изисква множество заварени съединения на отделните тръби. Качеството на заваряване може да окаже значително влияние върху ефективността на цялата магистрала. Методите за управление на заварените стави позволяват с достатъчна степен на надеждност да се говори за тяхното качество.

Схема на сглобяване на тръбни връзки чрез заваряване

Схема на сглобяване на тръбни връзки чрез заваряване.

Правителствените стандарти строго регулират необходимостта от проверка на надеждността на тръбопроводите. Тази проверка е необходима, за да се гарантира безопасността на техните услуги. Неразрушаващото изпитване на заварени съединения на тръби е включено в системата за обективен контрол на качеството на магистралите и е задължителен и ефективен начин за оценка на тяхната надеждност и безопасност.

Образуване на дефекти

При провеждане на заваряването на тръбопроводите и съответните топлинни ефекти в заваръчните и прилежащите към тях зони може да се образуват дефекти (фрактура).

Дефекти на заваряването

Дефекти на заваряването

Тези дефекти по време на работа могат да доведат до намаляване на якостните характеристики на метала, намаляване на експлоатационната надеждност и дълготрайност на тръбопровода, промени в транспортните характеристики, недостатъчна точност на размерите и влошаване на външния вид. Основните причини за дефектите са: нарушаване на заваръчната техника, използване на материали с лошо качество или недостатъчна квалификация на работника. Редица дефекти в заварените стави се забелязват чрез визуална проверка, но повечето от тях са скрити и могат да бъдат открити само със специални методи. С други думи, дефектите могат да бъдат вътрешни и повърхностни (външни).

Връщане към съдържанието

Видове повреди и дефекти

Възможно е да се идентифицират основните форми на дефекти в заварените зони: масов приток, подрязване, неравномерно проникване, пукнатини и пори (външни и вътрешни), външни примеси.

Дефектите могат да бъдат разделени и поради тяхното възникване. Има две основни групи: дефекти, причинени от металургични характеристики и топлинни ефекти, дефекти, причинени от човешки фактори, нарушаване на условията на заваряване. Първият може да бъде приписван в кристалната структура - пукнатини (студени и горещи) в заваръчната и шевната секция, порите, шлаката, структурните промени в метала. От втората група се открояват недостатъци като ненормализирани размери на заваръчните шевове, неравномерно проникване, подрязване, изгаряния, нодули, кратери, незапълнен метал и други.

Схема за подготовка на ръбовете на тръбите за заваряване

Схема за подготовка на ръбовете на тръбите за заваряване.

Нарушаването на размерите на шева може да повлияе на надеждността на тръбопроводите, така че ако тези отклонения са повече от нормализирани по стандартите, те се считат за дефекти. Такива дефекти индиректно показват наличието на вътрешни дефекти в заварката. Основните дефекти от този тип са: остра неравномерност на ширината и височината на заваръчните шевове по дължината им, стръмен преход от зоната на предварително заваряване към заваръчния шев, забележима грапавост на заваръчния метал, големи седалки и обшивки.

Връщане към съдържанието

Тръбопроводи: анализ на различни дефекти

Дефектът на заварената става при преливане се появява, когато стопилката изтича силно в студената зона за зашиване. Стъклата могат да бъдат във формата на отделни капчици и могат да се простират на значително разстояние по дължината на заваръчния шев. Причини за възли:

  • излишен ток на заваряване;
  • неправилен наклон;
  • движението на електродите по време на заваряване;
  • игнорирайки ъгъла на тръбите, когато са свързани.

Провисването често се съпровожда от появата на неравномерно и лошо качество на проникване на заваръчния метал, както и от появата на външни и вътрешни пукнатини.

Модели на възли

Схеми за формиране на нодули.

Вдлъбнатините са канали в метал, които се появяват на границата със заварка. Такъв дефект намалява действителното напречно сечение на шева и води до появата на прекомерно напрежение, което може да доведе до израстването им в пукнатини с последващо разрушаване на заварената става.

Дефектите под формата на изгаряния се появяват като дупки, през които стопилката е изтекла от заваръчния басейн. Причината за образуването на такъв дефект може да бъде ниска скорост на заваряване, надценка между краищата на тръбите при заваряването им и превишаване на якостта на заваръчния ток. Неподходящото или неравномерното проникване на шевовете е причинено от липсата на надеждно свързване на ръбовете в малки участъци. Такъв дефект намалява реалното напречно сечение на заварката и води до остатъчни натоварвания, които могат да доведат до последващо напукване и разрушаване на метала.

Пукнатини могат да бъдат приписани на най-опасните видове дефекти. Те могат да се появяват във всяка точка на зоната на заваряване (включително зоната на близкия метал) и да имат всяка посока (надлъжна и напречна). По техния размер те са разделени на микрокрикове и пукнатини. Такъв дефект се причинява както от неправилна кристализация на стопилката, така и от превишаване на концентрацията на въглерод, сяра и фосфор в заваръчния басейн. Пукнатините засягат значително всички основни параметри на заварените съединения на тръбопроводите.

Таблицата на допустимите стойности на подрязването при заваряване

Таблица на допустимите стойности на подрязване по време на заваряване.

Чуждите включвания отслабват характеристиките на здравината. Най-опасно е наличието на шлаковите примеси, образувани, когато няма достатъчно почистване на шлаката от повърхността на заваръчните шевове след заваряване. Тези включвания значително ускоряват корозията на метала.

Появата на газ или въздух обикновено се образуват вътре в заваръчния шев. Те могат да имат един и същ характер, и те могат да произхождат от групи и дори да образуват вериги от кухини. Порите могат да се утаят на повърхността на метала, образувайки вдлъбнатини (фистула). Порите значително намаляват силата на шевовете и образуването на вериги от кухини може да доведе до снижаване на налягането на тръбопровода.

Нарушенията в структурата на заваръчния метал или в почти безшевната зона могат да се проявяват чрез увеличаване на концентрацията на оксиди, микропори и микрокредити, груби зърна. Термичният режим при образуването на металната структура играе решаваща роля. Прекомерното нагряване води до образуването на големи зърна в структурата. Когато се изгори метал, могат да се появят зърна с окислени повърхности. Всичко това води до чупливостта на метала.

Връщане към съдържанието

Обща теория на безразрушителните тестове

При метода на неразрушаващо изпитване се крие набор от методи, които ви позволяват да определите необходимите параметри, без да се компрометира целостта на заварената връзка на тръбопровода. Заварените стави трябва да се наблюдават на всички етапи на подготовка, производство и подготовка за употреба и периодично по време на работа.

Фактори, влияещи върху качеството на заваръчните шевове

Фактори, влияещи върху качеството на заваръчните шевове.

Методите за неразрушаващ контрол съчетават контрола чрез външно изследване за откриване на външни дефекти, изследват затягането на заваръчните шевове на заварени съединения и контролните методи за установяване на скрити дефекти, като се използват специални устройства. Неразрушаващото изпитване се определя като отделен етап от технологичния процес на производство на целия тръбопровод.

Държавните стандарти строго регулират управлението на заварени съединения на тръбопроводите. Така, GOST 3242-79 дефинира шест основни вида контрол, а GOST 30242-97 класифицира видовете дефекти в заварените съединения на тръбопроводите. Основната цел на използването на специални методи е да се определи местоположението и размерът на скритите дефекти, така че всички методи принадлежат към групата за откриване на пропуски. Системата за неразрушаващо изпитване включва следните методи: капилярна, радиационна, акустична, магнитна, ултразвукова.

Връщане към съдържанието

Външна визуална проверка

Първият метод за неразрушаващо изпитване на заварени съединения на тръбопроводите е външна визуална инспекция и измерване, което се извършва постоянно на всички етапи от производството и експлоатацията на тръбопроводите. На първо място, чрез визуална проверка на заварената връзка на тръбите се определя наличието на външни дефекти, като преливания, подбивания, краища на порите, изгаряния, външни пукнатини и други. С тази проверка се препоръчва да използвате лупа с десетократно увеличение.

Обобщена схема за оправдаване на нормите за допустимост на дефектите

Обобщена схема за обосноваване на нормите за допустимост на дефектите.

Следващата стъпка е да се измери размерите на заварените елементи и да се определи местоположението на дефектите. При измерване се установяват следните размери на заваръчния шев: неговата ширина и височина, размерът на изпъкналите части и ъглите на границата със зоната на близкия шев. За контрол на размерите се използват специални шаблони. Резултатите от измерванията на заварките се сравняват с нормализираните стойности, установени от държавните стандарти за тези видове заваряване.

Връщане към съдържанието

Тест за изтичане

Заварените тръбни съединения трябва да са непропускливи за тези вещества (течности или газове), които се транспортират през този тръбопровод. Управлението на тежестта (непропускливостта) се извършва след сглобяването на тръбопровода. Той включва следните основни методи за изпитване: капилярна, химическа, балонна, както и чрез вакуумиране и използване на уред за откриване на течове.

Проверката на заварените съединения чрез капилярния метод се основава на свойството на керосина да използва капилярите да проникват през вътрешни кухини (пори, пукнатини). За да се провери плътността на заваръчния шев, се нанася и изсушава воден разтвор от креда. Отстрани на шев, противоположно на боядисаната с креда повърхност, повърхността се напоява изобилно с керосин. Ако настъпи изтичане, върху повърхността на варовика ще се появи следи от керосин. Когато се използва керосин, ще бъде възможно да се определи наличието на вътрешни дефекти с размер по-малък от 0,1 мм.

Схемата за избор на ниво на отхвърляне с ултразвуково изпитване на задните шевове

Диаграма на избор на ниво на отхвърляне с ултразвуково изпитване на задните шевове.

Контролът на плътността, използващ амоняк, се базира на багренето на индикатора в контакт с алкали. Индикаторът е разтвор на фенолфталеин или живак азотна киселина, реагентът е амоняк в газообразно състояние.

Методът за управление на балончетата включва проверка на налягането на въздуха. Сгъстен въздух се подава в тръбата, а плътността на заваръчния шев се проверява чрез мехурчета, когато тръбопроводната част се потапя във водна баня. Изпитването може да се основава на откриването на водни мехурчета при създаване на хидравлично налягане вътре в тръбата. Преди тестване повърхността на тръбата се изсушава и по време на изпитването се осигурява вътрешно налягане на водата, което надвишава 1,5 пъти работното налягане в тръбопровода.

Когато се извършва контрол на заварени съединения на критични тръбопроводи, се използва контролът с газ-електрически утечки. За тестване се използва хелиевият газ, който има висока пропускливост. Специална сонда за откриване на течове открива вида на газа, а електронният елемент анализира количеството и степента на затягане на заваръчния шев.

Връщане към съдържанието

Метод за инсталиране на магнитен дефект

Диаграма на магнитния метод за контрол на качеството на заваръчния шев

Диаграма на магнитния метод за контрол на качеството на заваръчния шев.

Методите за неразрушаващо изпитване на заварени съединения на тръбопроводи, като се вземат предвид магнитните свойства на материалите, позволяват да се определи местоположението на дефектите чрез изучаване на магнитно разсейване в нехомогенни структури по време на магнетизирането на метала в заварената зона. Част от тръбата се магнетизира, като се използва соленоид, поставен във вътрешната кухина, или чрез навиване на навиващ проводник върху заваръчния шев. Изпитването се извършва по метода на прахообразния, индукционния или магнитографския метод, които се различават по метода за измерване на дисперсията на магнитния поток.

Методът за контрол на праха включва използването на магнитен прах (железни стружки), нанесени върху повърхността на заварената зона. Когато се създава магнитно поле в прах, частиците се ориентират и картината на магнитния спектър се оформя ясно. Така че можете да откриете пукнатини и пори на значителни дълбочини. За да се контролира използването на индукционния метод, се използват търсещи, в които се създава електродвижеща сила под въздействието на разсейващ се магнитен поток. В този случай се излъчва звуков сигнал или се появява светлинен сигнал. Методът за магнитографско управление позволява отчитането на потока на дисперсията върху магнитна лента, поставена на повърхността на заварена фуга. Използвайки магнитен дефектен детектор, наличието на дефекти се определя чрез сравняване на получените резултати със стандарта.

Връщане към съдържанието

Радиационен метод

Неразрушаващите лъчеви методи за контрол на заварените съединения на тръбопроводите се основават на свойствата на рентгеновите и гама-лъчите. Металът абсорбира радиацията по различен начин при наличие на дефекти или структурни промени, което отчита този метод на проверка. Заварите са проникнати от лъчи, използващи специални източници на лъчение. Лъчите са фиксирани върху специален филм, където зоните на потъмняване показват наличието на дефекти. Местоположението и размерите им лесно се различават. Източниците на радиация са широко използваните устройства RUP 150-1 и RUE 120-5-1.

Източници на гама лъчи са радиоактивни вещества и техните изотопи, например кобалт-60 и индий-192.

Методът на проверка е подобен на рентгеновата инспекция. Проникващата способност на гама-лъчите е по-висока от тази на рентгеновите лъчи, което увеличава възможностите на радиационния метод за контрол на заварените стави.

Връщане към съдържанието

Ултразвуков метод

Ултразвукова проверка на заваръчни шевове

Ултразвукова проверка на заваръчни шевове.

Неразрушаващият ултразвуков метод за управление на заварени съединения е широко използван за фиксиране на дефекти в металите. Този метод използва свойството на ултразвукови вълни да проникнат в материала до значителна дълбочина и да се разпръснат на границите на дефектите. Източникът на вълните е пиезокристал, поставен в специална плоча (сонда).

Ултразвукът се прилага под различен ъгъл от 40 до 73 ° C, за да се осигури пълна картина. Друга пластина на устройството улавя отразените вълни. Като ултразвуков метод, най-широко използваният метод е ехо метод, при който устройството записва директно отражение на импулс от дефект (ехо). По време на инспекцията на заварени съединения на тръбопроводи се използват ултразвукови дефектоскопи от тип TUD-320 или TUD-310. В допълнение, се използват сянка и огледално-сянка методи за откриване на ултразвукови провали.

Прибори и устройства, препоръчани за безразрушително изпитване на тръбопроводни заваръчни шевове:

  • лупа;
  • нониус дебеломер;
  • микрометър;
  • индикатор за дълбочина;
  • заваръчни модели;
  • Рентгенови, радиационни, ултразвукови и магнитни дефектоскопи;
  • индикатор за изтичане;
  • газ анализатор.

Недеструктивният анализ на заварените съединения на тръбопроводите е важен елемент за осигуряване на надеждност и безопасност. Неговото поведение се ръководи от стандарти и непременно от производството и експлоатацията на тръбопроводите.

Добавете коментар