Дефектоскопия трубопроводов. Дефектоскопический контроль трубопроводов эксплуатационных скважин. Оформление технической документации по результатам дефектоскопии

Основные методы неразрушающего контроля:

Магнитный метод применяется для инспекции изделий из ферромагнитных материалов, которые под воздействием внешнего магнитного поля существенно меняют свои магнитные характеристики.

Вихретоковый — основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля.

Ультразвуковой метод представляет собой излучение импульсов ультразвуковых колебаний преобразователями. Они принимают и регистрируют сигналы, отраженные от внутренней и внешней поверхностей трубопровода и от образовавшихся дефектов.

Оборудование для дефектоскопического контроля трубопроводов

Основными методами контроля качества сварки, применяемыми при строительстве газонефтепроводов, являются визуально-измерительный, радиографический (работает по принципу рентгенографии и гаммаграфии), ультразвуковой (ручной или автоматизированный). Обследование проводится рентгеновским кроулером. Он представляет собой небольшую тележку с электрическим приводом, несущим панорамную рентгеновскую трубку и аккумуляторную батарею.

Оператор управляет передвижением батареи при помощи ручного пульта. Для диагностики магистральных трубопроводов обычно применяют дефектоскопические аппараты, состоящие из одного или нескольких соединенных между собой модулей, каждый из которых выполняет определенные функции, например, транспортировку аккумуляторных батарей, аппаратуры используемого физического метода, регистрирующей аппаратуры и т.п.

Для перемещения дефектоскопического аппарата внутри трубопровода обычно используется энергия текучей по нему среды (нефти, газа, конденсата и т.д.). При этом на модулях аппарата устанавливаются резиновые (или из другого упругого материала) кольца, перекрывающие поперечные сечения трубопровода между корпусами модулей и внутренней поверхностью трубопровода.

Тем самым они воспринимают давление текучей среды и способствуют непрерывному движению аппарата по трубопроводу. Существует аппарат для магнитной инспекции трубопроводов из ферромагнитных материалов. Корпуса модулей аппарата представляют собой жесткие цилиндрические оболочки из немагнитного материала, соосные с трубопроводом и имеющие диаметр приблизительно в два раза меньший.

На этих оболочках установлены по окружности их поперечных сечений постоянные магниты, которые образуют со стенкой трубопровода в каждом сечении единые магнитные контуры, путем соединения магнитов со стенкой трубопровода множеством проволочных или фольговых упругих металлических элементов. Известен также аппарат, предназначенный для обнаружения дефектов типа коррозионных язв.

Он оборудован одним или несколькими ультразвуковыми генераторами излучения с плоским волновым фронтом, направленным к внутренней стенке трубопровода. Анализ времени задержки отраженного от стенки сигнала выявляет наличие коррозионных повреждений на внутренней поверхности трубопровода. В настоящее время ведущие фирмы мира работают над созданием дефектоскопических аппаратов для определения продольных трещин и трещиноподобных дефектов в трубопроводах.

Например, новый дефектоскоп «Ультраскан CD» предназначен в основном для поиска продольных трещин. Он основан на принципе ультразвуковой технологии: используются волны сдвига, генерируемые при излучении ультразвукового импульса в связующей среде (нефть, вода и т.п.) под углом к поверхности трубопровода. Однако классификация дефектов по степени опасности может быть выполнена только после их дополнительного обследования в шурфах.

Например, данные результатов дефектоскопии «Ультрасканом» позволяют оценить опасность обнаруженных стресс-коррозионных дефектов и определить дефекты, которые должны быть вскрыты и обследованы локальными неразрушающими методами. До настоящего времени регистрация информации, полученной с дефектоскопических аппаратов, ведется как бы в режиме рентгеновской записи, т.е. получаются статические картины дефектов — измеряются только их геометрические характеристики без выявления поведения последних при нагружении трубопровода.

Один из способов неразрушающего контроля трубопроводов заключается в том, что посредством установленных на поршневом элементе преобразователей (сам поршневый элемент расположен в трубопроводе в текучей среде) излучается сигнал. Отраженные от внутренней и внешней поверхностей сигналы регистрируются, эта процедура проводится дважды при различных давлениях текучей среды в контролируемом участке трубопровода, а о наличии дефектов судят по разности зарегистрированных сигналов. Еще один известный способ нагружения трубопроводов при их неразрушающем контроле — создание перепада давления посредством перемещения по трубопроводу устройства поршневого типа посредством текучей среды.

Определение напряжения перед трещинами в элементах конструкций

Один из самых распространенных способов выглядит следующим образом: поверхность освещают когерентным излучением до полной величины нагрузки. Одновременно поэтапно нагружая элемент, записывают на каждом из этапов двухэкспозиционные голограммы во встречных пучках для поверхности элемента в зоне вершины трещины и регистрируют интерференционные картины, по параметрам которых рассчитывают напряжение перед трещиной.

Оценка опасности обнаруженных при внутритрубной инспекции дефектов

Каждый дефект характеризуется двумя определенными параметрами: относительной глубиной (d/t, где d — максимальная глубина дефекта, t — толщина стенки трубопровода) и длиной L в продольном направлении трубопровода. В результате расчета для каждого дефекта определяется степень опасности, в соответствии с которой дефект классифицируется по трем категориям: «опасные», «неопасные» и «недопустимые».

Для «неопасных» дефектов, учитывая, что они составляют абсолютное большинство, дополнительно вводится подкатегория «потенциально опасные». Для обследованного участка строится кривая, характеризующая границу опасности коррозионных дефектов типа коррозионных язв и пятен. В качестве критерия опасности дефекта принято условие разрушения трубопровода по этому дефекту при величине разрушающего давления на уровне минимального испытательного давления по СНиП III-42.80.

Таким образом, все дефекты, лежащие на кривой, имеют одинаковую степень опасности, для них коэффициент опасности дефекта К = 1. Более высокую точность оценки опасности дефектов, обнаруженных с помощью внутритрубных дефектоскопических снарядов, может обеспечить изменение режимов движения и съема информации с целью получения динамических характеристик обнаруженных дефектов, т.е. их поведения при нагружении трубопровода.

Для этого по трубопроводу пропускают дефектоскопический снаряд с пошаговыми остановками или замедлением, при этом в каждой исследуемой зоне многократно регистрируют различные величины параметров текучей среды, например, давление, скорость, температуру. По этим данным определяют величины изменений номинальных параметров состояния трубопровода (ПСТ), а также многократно регистрируют информацию и находят максимальные величины ПСТ как сумму номинальных ПСТ и величин изменений максимальных локальных ПСТ, экстраполированных по величинам соответствующих им, например, рабочих параметров текучей среды, и сравнивают полученные максимальные величины ПСТ с допустимыми значениями.

Так, в качестве величин изменений номинальных ПСТ определяют величины изменений номинальных напряжений (деформаций), а в качестве бортовых используют методы, например, голографической интерферометрии, позволяющие регистрировать двухэкспозиционные голограммы исследуемых зон трубопровода. По восстановленным с этих голограмм интерферограммам изменений нормальных компонент векторов перемещений внутренней поверхности трубопровода определяют величины изменений изгибных составляющих напряжений (деформаций) у вершин трещин и далее находят максимальные величины напряжений (деформаций) вблизи дефектов как сумму номинальных величин и величин изменений максимальных локальных изгибных составляющих напряжений (деформаций), экстраполированных по величинам соответствующих им, например, рабочих параметров текучей среды, и сравнивают полученные максимальные величины ПСТ с допустимыми значениями. Предлагаемая методика оценивает не только наличие дефектов, допустимых и недопустимых требованиями контроля, но и их опасность с учетом действующих эксплуатационных нагрузок.

Для обоснования безопасности трубопроводов это имеет чрезвычайно важное значение.

Дефектоскопия должна производиться одним из методов неразрушающего контроля (радиографический, ультразвуковой, акустико-эмиссионный, магнитнопорошковый, капиллярный) в случаях, когда у специалистов, выполняющих обследование, возникает сомнение в качестве металла или сварного соединения того или иного элемента трубопровода.

Кроме этого, необходимо выборочно провести контроль не менее двух стыков на двух-трех трубопроводах одной установки каждой марки стали, работающих при температуре выше 450 0 С для углеродистых и выше 500 0 С для легированных сталей.

Выбор метода дефектоскопии, назначение объема и мест контроля осуществляют специалисты, выполняющие обследование. При этом выбранный метод неразрушающего контроля должен наиболее полно выявить дефекты и их границы.

Объем контроля сварных соединений должен соответствовать значениям, приведенным в таблице 19.

Таблица 19 - Объем контроля сварных соединений ультразвуковым или радиографическим методом в % от общего числа сваренных каждым сварщиком (но не менее одного) соединений

* Примечание.

Пооперационный контроль предусматривает:

а) проверку качества и соответствия труб и сварочных материалов требованиям стандартов и технических условий на изготовление и поставку;

б) проверку качества подготовки концов труб и деталей трубопроводов под сварку и качества сборки стыков (угол скоса кромок, совпадение кромок, зазор в стыке перед сваркой, правильность центровки труб, расположение и число прихваток, отсутствие трещин в прихватках);

в) проверку температуры предварительного подогрева;

г) проверку качества и технологии сварки (режима сварки, порядка наложения швов, качества послойной зачистки шлака);

д) проверку режимов термообработки сварных соединений.

Также контролю подвергаются:

Отремонтированные участки трубопровода (при отсутствии ремонтной документации) - в объеме 100 %;

Сварные соединения из разнородных сталей – в объеме 100 %.

В случае обнаружения при осмотре участков поверхности трубопровода с трещинами, трещин в сварных соединениях дефектные участки следует удалить, а аналогичные участки выборочно подвергнуть дефектоскопии. При неудовлетворительных результатах дефектоскопии специалистами, выполняющими обследование, должно быть принято решение о дополнительном объеме контроля дефектоскопией.

Ультразвуковой контроль сварных соединений должен выполняться по ГОСТ 14782-76 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые» в соответствии с отраслевыми стандартами или инструкциями, разработанными специализированными организациями.

Акустико-эмиссионный контроль проводится в соответствии с ПБ 03-593-03 «Правила организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов».

Радиографический контроль сварных соединений должен производиться в соответствии с ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод», инструкциями по радиографии или отраслевыми стандартами.

В течение длительного периода использования, трубопроводы попадают под негативное внешнее и внутреннее воздействие окружающей среды. В итоге – металл деградирует, на нем образуются коррозийные образования, появляются трещины и сколы, и другие типы дефектов. Казалось бы, при создании проекта трубопровода используя современные технологии, должна быть обеспеченна полная защита магистральных коммуникаций.

Но, к сожалению, исключить в полной мере возникновение повреждений невозможно. Чтобы небольшие дефекты не превратились в серьезную проблему, используют различные виды контроля.

Одним из них, который не предусматривает вывода в ремонт магистральной системы – является дефектоскопия трубопроводов.

Этот метод диагностики получил широкое распространение. Его применение позволяет выявить следующие виды дефектов:

потеря уровня герметичности;
потеря контроля состояния напряженности;
нарушение сварных стыков;
разгерметизация сварных швов другие параметры, которые ответственны за надежное функционирование магистралей.

Проверять таким образом можно:

теплосеть;
газоподающую сеть;
нефтепроводы;
водоподающие трубопроводы и др.

Дефектоскопия на 100% способна выявить недостатки и предупредить серьезные аварии. , и испытываются новые модели дефектоскопов. Плюс ко всему этому проводятся различные анализы для того, что бы в последствие улучшить работу средств.

Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковая дефектоскопия трубопровода впервые была предоставлена Соколовым С.Я. в 1928 году. Она создана на основе изучения передвижения ультразвуковых колебаний,
которые находились под контролем дефектоскопа.

Описывая принцип работы этих устройств, необходимо отметить, что волна звука не меняет направление своего передвижения в среде, имеющем одинаковую структуру. Когда среда разделяется удельным акустическим препятствием, то получается отражение волны.

Видео:

Чем выше количество таких препятствий, тем больше волн будет отражена от границы, которая разделяет среду. Возможность обнаружить небольшие дефекты отдельно один от другого определяет длина звуковой волны. А она при этом зависима от того, насколько часты звуковые колебания.

Многообразные задачи, стоящие при проведении ультразвуковой дефектоскопии, привели к тому, что появились большие возможности этого способа поиска неисправностей. Из них выделяют пять основных вариантов:

Эхо – локация.
Теневой метод.
Зеркально-теневой.
Зеркальный.
Дельта – способ.

Приборы современного производства для ультразвуковой проверки оснащают несколькими возможностями измерения одновременно. И делают это в разных сочетаниях.

Эти механизмы отличаются очень высокой точностью, в результате остаточное пространственное разрешение и достоверность итогового вывода о дефективности трубопровода или его деталей получается максимально правдивым.

Ультразвуковой анализ не приносит повреждений исследуемой конструкции, и дает возможность провести все работы с максимально быстро и без вреда человеческому здоровью.

Ультразвуковая дефектоскопия – это доступная во всех отношениях система контроля мест соединения и швов. То, что в основе этого метода положена высокая возможность проникновения ультразвуковых волн сквозь металл.

Анализ сварных швов

Дефектоскопия сварных швов трубопроводов является обязательной процедурой перед запуском в эксплуатацию магистральных коммуникаций, особенно проходящих под землей.

В любой конструкции сварной шов являлся слабым местом, по этим причинам их качество всегда должно быть под контролем. На сварных швах лежит важная ответственность – они определяют герметичность и качество готового сооружения в целом.

Суть различных подходов для анализа таких стыков состоит в оценке тех или других физических свойств, характеризующих надежность и прочность трубопровода. Дефектоскопия определяет не только размер дефектов, но и оценивает качественное состояние швов. В эту оценку входит:

показатель прочности;
возможность противостоять коррозийным образованиям;
степень пластичности;
структура металла шовного соединения и области возле него;
количество о габариты дефекта.

Способ ультразвукового исследования – это один из основных методов выявления дефектов на сварных швах.

Видео: Обзор дефектоскопа магнитопорошкового

Дефектоскопия сварных соединений трубопроводов имеет следующие преимущества.

Быстрое проведение ревизии.
Высокая точность исследования.
Небольшая стоимость.
Абсолютная безвредность для человека.
Мобильность используемых для проверки устройств.
Возможность выполнять проверку качества функционирующего трубопровода.

Самая простая процедура дефектоскопии – это визуальный осмотр. Визуально – измерительный способ позволяет на основе первых полученных результатов при внешнем осмотре определить наличие многих дефектов.

С помощью данного осмотра проверяют уровень качества готовых сварных стыков. Этот вид исследования применяют независимо от других типов контроля. Чаще всего он является очень информативным, и кроме этого, он самый дешевый.

Этим методом выявляют отклонения от номинальных размеров. При этом поверхность трубопровода тщательно очищают от грязи, металлических брызг, ржавых образований, окалины, масла и прочих загрязнений.

В зону внимания попадают сварные швы и прилегающая к ним зона. Все найденные на этом этапе недостатки устраняют до выполнения иных способов дефектоскопии.

Например, заметно выраженные различия в высоте сварного шва свидетельствуют о том, что дуга во время сварочных работ прерывалась.

На период проверочных мероприятий такие стыки рекомендуют обработать 10% раствором азотной кислоты. Если будут заметны грубые геометрические нарушения, то это свидетельствует о нарушении качества сварного шва.

Видео: В видео представлен краткий обзор ультразвуковых приборовTG 110-DL, Avenger EZ

Преимущества данного метода исследования следующие:

Чаще всего на такую операцию нужно немного времени.
Небольшая стоимость проверки.
Безопасность данной процедуры для человеческого здоровья.
Можно проверить действующий трубопровод.

Ну и куда же без недостатков:

Возможность разрушающего действия.
Потребность в спецреактивах и иных расходных материалах.
Опытные образцы после этого процесса не всегда подлежали восстановлению.

Дефектоскопия стыков трубопроводов

Дефектоскопия соединений трубопроводов – это довольно ответственный процесс, который начинают только после того, как сварной шов готовый. Место состыковки должно остыть и его необходимо очистить от загрязнений.

Еще одним методом проверки является цветная дефектоскопия трубопроводов, ее по-другому называют капиллярный контроль. В основе данной проверке лежит капиллярная активность жидкости. Поры и потрескавшиеся образования создают сетку в стыке.

Когда они контактируют с жидкостью, то они просто пропускают ее сквозь себя. Такой способ дает возможность обнаружить скрытие проблемные образования. Проводят такую процедуру в соответствии к ГОСТу 1844-80.

Часто для этого вида поверки применяют магнитную дефектоскопию . В ее основу положили такое явление, как электромагнетизм. Возле проверяемой зоны механизм создает магнитное поле. Его линии свободно проходят сквозь металл, но когда присутствует повреждение, то линии теряют ровность.

Видео: Проведение внутритрубной диагностики магистральных трубопроводов

Чтобы зафиксировать полученное изображение, используют магнитографическую или магнитопорошковую дефектоскопию. Если применяют порошок, то его накладывают сухим или в виде влажной массы (в нее добавляют масло). Порошок станет скапливаться только в проблемных местах.

Внутритрубная проверка

Внутритрубная дефектоскопия магистральных трубопроводов – это самый эффективный вариант обнаружения проблем, основанный на прогоне по системе труб спецустройств.

Ими стали внутритрубные дефектоскопы, с установленными специальными приборами. Эти механизмы определяют конфигурационные особенности поперечного сечения, выявляют вмятины, утончения и коррозийные образования.

Также есть внутритрубные механизмы, которые созданы для решения конкретных заданий. Например, оборудование, имеющее видео и фотокамеры, инспектирует внутреннюю часть магистрали и определяет степень кривизны и профиль конструкции. Также оно обнаруживает трещины.

Эти агрегаты передвигаются по системе потоком и оснащаются разнообразными датчиками, они накапливают и хранят информацию.

Внутритрубная дефектоскопия магистральных трубопроводов имеет весомые преимущества. Она не выставляет требований ставить устройства, которые ведут систематический контроль.

К сказанному необходимо добавить, что, используя это вид диагностики, можно производить регулярный контроль деформационных изменений по всему участку действующей конструкции с высоким уровнем производительности.

Таким путем можно вовремя установить участок, который несет аварийную угрозу всей системе, и своевременно провести ремонтные работы по устранению неполадок.

Говоря об этом методе, важно заметить, что есть ряд технических трудностей по его внедрению. Основное – он является дорогим. А второй фактор – это наличие устройств только для магистральных трубопроводов с большими объемами.

Видео

По этим причинам этот метод чаще всего применяют для относительно новых газопроводных систем. Внедрить этот способ для других магистралей можно посредством выполнения реконструкции.

Помимо оговоренных технических трудностей, этот метод отличается максимально точными показателями с обработкой проверочных данных.

Для исследования магистральных трубопроводов не обязательно выполнять все процедуры, чтобы убедиться в отсутствии проблем. Каждый участок магистрали можно проверить тем или другим наиболее подходящим способом.

Чтобы выбрать оптимальный вариант проверки нужно оценить, насколько важна ответственность стыка. И уже, исходя из этого, подбирать метод исследования. Например, для домашнего производства часто хватает визуального осмотра или других бюджетных видах проверок.

Записи

Дефект - это любое несоответствие регламентированным нормам. Главной причиной появления дефектов является отклонение рабочего параметра от нормативного значения, обоснованного допуском.

Внутритрубный дефектоскоп обеспечивает:

· обнаружение дефектов с размерами, равными или превосходящими заданные минимальные параметры разрешения внутритрубного дефектоскопа;

· перемещение по горизонтальным, наклонным и вертикальным участкам трубопроводов технологического газа КС и ДКС в диапазоне условных диаметров (Dy) от 500 до 1400 мм;

· перемещение по замасленным участкам, в том числе по вертикально расположенным участкам;

· прохождение через отводы, тройники, полуотводы, краны;

· фиксацию в вертикальных и наклонных участках трубопроводов технологического газа КС и ДКС для выполнения контроля сварных швов;

· загрузку в трубопровод технологического газа КС и ДКС через вскрытый обратный клапан диаметром 720 мм (1020 мм) или люк-лаз с диаметром отверстия 400 мм и более;

· работу в температурном диапазоне от минус 10 °С до +50 °С;

· дальность перемещения от места загрузки не менее 250 м;

· применение во взрывоопасной зоне класса В-1.

Дефекты трубопроводных конструкций подразделяются на:

· дефекты труб;

· дефекты сварных соединений;

· дефекты изоляции.

Различают следующие дефекты труб:

· металлургические - дефекты листов и лент, из которых изготавливаются трубы, т.е. различного рода расслоения, прокатная плена, вкатанная окалина, поперечная разнотолщинность, неметаллические включения и др.

· технологические - связаны с несовершенством технологии изготовления труб, которые условно можно разделить на дефекты сварки и поверхностные дефекты (наклеп при экспандировании, смещение или угловатость кромок, овальность труб)

· строительные - обусловлены несовершенством технологии строительно-монтажных работ, нарушениями технологических и проектных решений по транспортировке, монтажу, сварке, изоляционно-укладочным работам (царапины, задиры, вмятины на поверхности труб).

Причины возникновения дефектов труб

· существующая технология прокатки металла, технология непрерывной разливки стали на отдельных металлургических заводах является одной из причин изготовления некачественных труб. Нередки случаи разрушения по причине расслоения металла.

· на трубных заводах входной контроль сырья несовершенен или полностью отсутствует. Это приводит к тому, что дефекты сырья становятся дефектами труб.

· при изготовлении труб приходится подвергать металл нагрузкам, при которых он работает за пределом текучести. Это приводит к появлению наклепа, микрорасслоений, надрывов и других скрытых дефектов. Из-за кратковременности последующих заводских испытаний труб (20…30 с) многие скрытые дефекты не выявляются и «срабатывают» уже в процессе эксплуатации МТ.

· в недостаточной степени контролируется заводами и геометрическая форма труб. Так, на трубах диаметром 500…800мм смещение кромок достигает 3мм (при норме для спирально-шовных труб 0,75…1,2мм), овальность - 2%

· механические воздействия при погрузочно-разгрузочных, транспортных и монтажных операциях приводят к появлению на трубах вмятин, рисок, царапин, задиров

· при очистке трубопроводов скребками-резцами возникают дефекты пластической деформации локальных участков поверхности трубы - риски, подрезы и т.д. Эти концентраторы напряжений являются потенциальными очагами развития коррозионно-усталостных трещин. Очистка трубопроводов с помощью проволочных щеток исключает повреждения труб в виде подрезов, но при определенных режимах обработки приводит к деформациям поверхности металла, снижающим его коррозионную стойкость.

· коррозионные повреждения труб (внешние - в местах нарушения сплошности изоляции, а внутренние - в местах скоплений воды)

Для проведения ВТД трубопровода Похвистнево-Самара и других средств могут быть применены следующие методы:

· телевизионный визуальный и измерительный метод контроля для выявления на внутренней поверхности труб поверхностных дефектов типа нарушения сплошности металла трубы и стыков труб (трещин, расслоений, волосовин, плен, рванин, непроваров и пр.) с измерением их геометрических размеров];

· метод магнитного контроля для выявления дефектов типа нарушения сплошности металла и стыков труб на внутренней и наружной поверхностях труб, а также внутри стенок труб.

· Магнитные дефектоскопы

Метод магнитной дефектоскопии является многообещающим для обследования подземных магистральных газопроводов. Магнитные дефектоскопы позволяют при малых эксплуатационных расходах выявлять коррозионные повреждения стенок трубы на больших расстояниях, но нужно иметь ввиду, что они малочувствительны к трещинам, хотя и могут обнаруживать достаточно большие трещины, всё же для их выявления следует использовать устройство, использующее ультразвук, либо вихревые токи.

Метод магнитной дефектоскопии металлов основан ни обнаружении и регистрации полей рассеяния, возникающих в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий. При этом магнитные силовые линии распространяются в металле стенки трубы без изменения направления, если в ней отсутствуют дефекты. При наличии дефектов в стенках труб магнитные силовые линии отклоняются, и возникает поле рассеяния, величине этого поля зависит от размеров и конфигурации дефекта при определенном значении намагниченности стенки трубы.

Магнитные дефектоскопы используются для выявления дефектов кольцевых сварных швов (непроваров, несплавлений, подрезов),питтинговой коррозии;

Дефектоскопы продольного и поперечного намагничивания имеют высокую разрешающую способность, достигающую эффективности ультразвуковой технологии и даже превышающую ее по надежности обнаружения дефектов.

На рассматриваемом МГ используют два вида магнитных дефектоскопов, запуская их один за другим.

1. Магнитный дефектоскоп для обнаружения продольных трещин в магистральных газопроводах.

Попереченое намагничивание осуществляют с помощью электромагнитов, постоянных магнитов или соленоидов. При продольном намагничивании поле направлено вдоль продольной оси сварного шва или детали. Поперечное намагничивание применяют для обнаружения продольных дефектов сварки.

2. Магнитный дефектоскоп для обнаружения поперечных трещин в магистральных газопроводах.

Продольное намагничивание осуществляют с помощью электромагнитов,постоянных магнитов или соленоидов. При продольном намагничивании поле направлено вдоль продольной оси сварного шва или детали. Продольное намагничивание применяют для обнаружения поперечных дефектов сварки.

Выбор внутритрубных дефектоскопов и их приборное оснащение определяется задачами технического диагностирования, технологическими, конструктивными и геометрическими параметрами трубопроводной системы, возможностями Эксплуатирующих и Специализированных организаций, требованиями, предъявляемыми к техническим характеристикам используемых средств по обеспечению надежности выявления необходимых параметров дефектов.

Подготовка газопровода к пропуску внутритрубного устройства

Конструкция линейной части МГ Похвистнево-Самара обеспечивает возможность проведения внутритрубной диагностики, в том числе имеет:

* камеры запуска и приема внутритрубных устройств;

* постоянный внутренний диаметр и равнопроходную линейную арматуру без выступающих внутрь газопровода узлов и деталей, а также сварочного грата, подкладных колец;

* решетки на перемычке газопровода, исключающие попадание внутритрубных устройств в ответвления;

* сигнальные приборы, маркерные устройства, регистрирующие прохождение внутритрубных устройств, установленные в узлах пуска, приема и промежуточных пунктах на газопроводе.

Трубопровод и узлы пуска и приема очистных устройств оборудованы сигнальными приборами, устанавлеными на линейных кранах и регистрирующими прохождение очистных устройств.

В общем случае в состав основных работ по внутритрубной диагностике входят (в порядке последовательности их выполнения):

* подготовка газопровода к пропуску внутритрубного устройства;

* запасовка внутритрубного устройства в камеру запуска;

* пропуск внутритрубного устройства под давлением транспортируемого газа с записью информации о техническом состоянии газопровода в памяти устройства;

* приемка внутритрубного устройства в камере приема;

* расшифровка полученной информации.

Для запуска внутритрубного устройства устанавливают камеру запуска и приема согласно плану. Камера запуска была установлена на 115,6 км МГ Похвистнево-Самара. Были проведены огневые работы, согласно плану организации и безопасного проведения ремонтных(огневых) работ, а также следующим схемам:

· Схема расстановки постов

· Схема стравливания газа

· Схема проведения огневых работ

· Схема вытеснения газовоздушной смеси

· Схема заполнения участка газопровода.

Данный участок оборудован запорной арматурой в виде 2 кранов на главной нитке с обвязкой и свечами, обеспечивающими своевременное стравливание газа и перекрытие доступа газа в участок МГ, на котором производятся огневые работы. Перемычка, соединяющая нитки МГ закрыта на все время проведения огневых работ в целях безопасности. Установка камеры запуска была проведена в несколько этапов. На первом этапе был ограничен доступ газа на место работ путем стравливания. Затем были сделаны технические отверстия, с последующей ликвидацией части трубы. В процессе установки камеры в нитке трубопровода остался воздух, который вытеснили с помощью продувки через одну свечу.

Камера приема дефектоскопов была установлена на газопроводе-отводе к ГРС-16 в соответсвии с планом организации и безопасного проведения ремонтных(огневых) работ,а также схемам.

Сборку, настройку и калибровку дефектоскопов для пропуска по обследуемому участку трубопровода произвели в стационарных условиях.

Дефектоскопы доставили к месту запуска с соблюдением мер предосторожности. Предпусковую функциональную проверку дефектоскопов выполнили непосредственно перед запасовкой в камеру пуска скребка.

Во время пропуска снаряда были строго запрещены:

· переезд транспорта через трубопровод;

· присутствие на площадках запуска, приема, линейных кранов и местах установки маркеров лиц, не участвующих в работах по обеспечению пропусков снарядов;

· пользоватние открытым огнем, курение, выезд в охранную зону трубопровода на транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания;

· выполнение в охранной зоне работ, не связанных с пропуском.

Окончание сварных работ – это начало контроля качества сварных соединений. Ведь понятно, что от качества проведенных работ зависит долгосрочная эксплуатация сборной конструкции. Дефектоскопия сварных швов – это методы контроля сварных соединений. Их несколько, поэтому стоит разобраться в теме досконально.

Существует видимые дефекты сварочного шва и невидимые (скрытые). Первые легко можно увидеть глазами, некоторые из них не очень большие, но при помощи лупы обнаружить их не проблема. Вторая группа более обширная, и располагаются такие дефекты внутри тела сварного шва.

Обнаружить скрытые дефекты можно двумя способами. Способ первый – неразрушающий. Второй – разрушающий. Первый вариант, по понятным причинам, используется чаще всего.

Неразрушающий способ контроля качества сварных швов В этой категории несколько способов, использующихся для проверки качества сварных швов.

Визуальный осмотр (внешний).
Магнитный контроль.
Дефектоскопия радиационная.
Ультразвуковая.
Капиллярная.
Контроль сварных соединений на проницаемость.

Есть и другие способы, но используются они нечасто.

Визуальный осмотр

С помощью внешнего осмотра можно выявить не только видимые дефекты швов, но и невидимые. К примеру, неравномерность шва по высоте и ширине говорит о том, что в процессе сварки были прерывания дуги. А это гарантия, что шов внутри имеет непровары.

Как правильно проводится осмотр.

Шов очищается от окалин, шлака и капель металла.
Затем его обрабатывают техническим спиртом.
После еще одна обработка десятипроцентным раствором азотной кислоты. Она называется травление.
Поверхность шва получается чистой и матовой. На ней хорошо видны самые мелкие трещинки и поры.

Внимание! Азотная кислота – материал, разъедающий металл. Поэтому после осмотра металлический сварной шов надо обработать спиртом.

О лупе уже упоминалось. С помощью этого инструмента можно обнаружить мизерные изъяны в виде тонких трещин толщиною меньше волоса, пережоги, мелкие подрезы и прочие. К тому же при помощи лупы можно проконтролировать – растет ли трещина или нет.

При осмотре можно также пользоваться штангенциркулем, шаблонами, линейкой. Ими замеряют высоту и ширину шва, его ровное продольное месторасположение.

Магнитный контроль сварных швов

Магнитные методы дефектоскопии основаны на создании магнитного поля, которое пронизывает тело сварного шва. Для этого используется специальный аппарат, в принцип работы которого вложено явления электромагнетизма.

Есть два способа, как определить дефект внутри соединения.

С использованием ферромагнитного порошка, обычно это железо. Его можно использовать как в сухом виде, так и во влажном. Во втором случае железный порошок смешивают с маслом или керосином. Его посыпают на шов, а с другой стороны устанавливают магнит. В местах, где есть дефекты, порошок будет собираться.
С помощью ферромагнитной ленты. Ее укладывают на шов, а с другой стороны устанавливают прибор. Все дефекты, которые оказываются в стыке двух металлических заготовок, будут отображаться на этой пленке.

Этот вариант дефектоскопии сварных соединений можно использовать для контроля только ферромагнитных стыков. Цветные металлы, стали с хромникелевым покрытием и другие таким способом не контролируются.

Радиационный контроль

Это, по сути, рентгеноскопия. Здесь используются дорогие приборы, да и гамма-излучение вредно для человека. Хотя это самый верный вариант обнаружения дефектов в сварочном шве. Они четко видны на пленке.

Ультразвуковая дефектоскопия

Это еще один точный вариант обнаружения изъянов в сварочном шве. В его основе лежит свойство ультразвуковых волн отражаться от поверхности материалов или сред с разными плотностями. Если сварной шов не имеет внутри себя дефектов, то есть, его плотность однородна, то звуковые волны пройдут сквозь него без помех. Если внутри дефекты есть, а это полости, наполненные газом, то внутри получаются две разные среды: металл и газ.

Поэтому ультразвук будет отражаться от металлической плоскости поры или трещины, и вернется обратно, отображаясь на датчике. Необходимо отметить, что разные изъяны отражают волны по-разному. Поэтому можно итог дефектоскопии классифицировать.

Это самый удобный и быстрый способ контроля сварных соединений трубопроводов, сосудов и других конструкций. Единственный у него минус – сложность расшифровки полученных сигналов, поэтому с такими приборами работают только высококвалифицированные специалисты.

Капиллярный контроль

Методы контроля сварных швов капиллярным способом основаны на свойствах некоторых жидкостей проникать в тело материалов по самым мельчайшим трещинкам и порам, структурным каналам (капиллярам). Самое главное, что этим способом можно контролировать любые материалы, разной плотности, размеров и формы. Неважно, это металл (черный или цветной), пластик, стекло, керамика и так далее.

Проникающие жидкости просачиваются в любые изъяны поверхности, а некоторые из них, к примеру, керосин, могут проходить сквозь достаточно толстые изделия насквозь. И самое главное, чем меньше размер дефекта и выше впитываемость жидкости, тем быстрее протекает процесс обнаружения изъяна, тем глубже жидкость проникает.

Сегодня специалисты пользуются несколькими видами проникающих жидкостей.

Пенетранты

С английского это слово переводится, как впитывающий. В настоящее время существует более десятка составов пенетрантов (водные или на основе органических жидкостей: керосин, масла и так далее). Все они обладают малым поверхностным натяжением и сильной цветовой контрастностью, что позволяет их легко увидеть. То есть, суть метода такова: наносится пенетрант на поверхность сварочного шва, он проникает внутрь, если есть дефект, окрашивается с этой же стороны после очистки нанесенного слоя.

Сегодня производители предлагают разные проникающие жидкости с разным эффектом обнаружения изъяном.

Люминесцентные. Из названия понятно, что в их состав входят люминесцентные добавки. После нанесения такой жидкости на шов нужно посветить на стык ультрафиолетовой лампой. Если дефект есть, то люминесцентные вещества будут отсвечивать, и это будет видно.
Цветные. В состав жидкостей входят специальные светящиеся красители. Чаще всего это красители ярко-красные. Они хорошо видны даже при дневном свете. Наносите такую жидкость на шов, и если с другой стороны появились красные пятнышки, то дефект обнаружен.

Есть разделение пенетрантов по чувствительности. Первый класс – это жидкости, с помощью которых можно определить дефекты с поперечным размером от 0,1 до 1,0 микрона. Второй класс – до 0,5 микрон. При этом учитывается, что глубина изъяна должна превосходить его ширину в десять раз.

Наносить пенетранты можно любым способом, сегодня предлагаются баллончики с этой жидкостью. В комплект к ним прилагаются очистители для зачистки дефектуемой поверхности и проявитель, с помощью которого выявляется проникновение пенетранта и показывается рисунок.

Как это надо делать правильно.

Шов и околошовные участки необходимо хорошо очистить. Нельзя использовать механические методы, они могут стать причиной занесения грязи в сами трещины и поры. Используют теплую воду или мыльный раствор, последний этап – очистка очистителем.
Иногда появляется необходимость протравить поверхность шва. Главное после этого кислоту убрать.
Вся поверхность высушивается.
Если контроль качества сварных соединений металлоконструкций или трубопроводов проводится при минусовой температуре, то сам шов перед нанесением пенетрантов надо обработать этиловым спиртом.
Наносится впитывающая жидкость, которую через 5-20 минут надо удалить.
После чего наносится проявитель (индикатор), который из дефектов сварного шва вытягивает пенетрант. Если дефект небольшой, то придется вооружиться лупой. Если никаких изменений на поверхности шва нет, то и дефектов нет.

Керосин

Этот способ можно обозначить, как самый простой и дешевый, но от этого эффективность его не снижается. Его проводят по этой технологии.

Очищают стык двух металлических заготовок от грязи и ржавчины с двух сторон шва.
С одной стороны на шов наносится меловой раствор (400 г на 1 л воды). Необходимо дождаться, чтобы нанесенный слой просох.
С обратной стороны наносится керосин. Смачивать надо обильно в несколько подходов в течение 15 минут.
Теперь нужно наблюдать за стороной, где был нанесен меловой раствор. Если появились темные рисунки (пятна, линии), то значит, в сварочном шве присутствует дефект. Эти рисунки со временем будут только расширяться. Здесь важно точно определить места выхода керосина, поэтому после первого нанесения его на шов, нужно сразу проводить наблюдение. Кстати, точки и мелкие пятнышки будут говорить о наличие свищей, линии – о наличии трещин. Очень эффективен этот метод при стыковочных вариантах соединение, к примеру, труба к трубе. При сварке металлов, уложенных внахлест, он менее эффективен.

Методы контроля качества сварных соединений на проницаемость

В основном этот способ контроля используется для емкостей и резервуаров, которые изготовлены методом сварки. Для этого можно использовать газы или жидкости, которыми заполняется сосуд. После чего внутри создается избыточное давление, выталкивающее материалы наружу.

И если в местах сварки емкостей есть дефекты, то жидкость или газ тут же начнут через них проходить. В зависимости от того, какой контрольный компонент используется в проверочном процессе, различаются четыре варианта: гидравлический, пневматический, пневмогидравлический и вакуумный. В первом случае используется жидкость, во втором газ (даже воздух), третий – комбинированный. И четвертый – это создание внутри емкости вакуума, который через дефектные швы будет втягивать внутрь резервуара окрашивающие вещества, наносимые на внешнюю сторону шва.

При пневматическом способе внутрь сосуда закачивается газ, давление которого превышает номинальный в 1,5 раза. С внешней стороны на шов наносится мыльный раствор. Пузырьки покажут наличие дефектов. При гидравлической дефектоскопии в сосуд заливается жидкость под давлением в 1,5 раза превышающее рабочее, производится обстукивание околошовного участка. Появление жидкости говорит о наличии изъяна.

Вот такие варианты дефектоскопии трубопроводов, резервуаров и металлоконструкций сегодня используют для определения качества сварного шва. Некоторые из них достаточно сложные и дорогие. Но основные просты, поэтому и часто используемые.