Определение скрытых дефектов в материале труб и сварных соединениях.

Скрытые дефекты металла и сварных соединений выявляются с помощью проникающими излучениями, акустического контроля, магнитного, проникающими веществами, вибрационным, тепловым, электрометрией.

Контроль сварных соединений методом радиографическим производится в соответствии с требованиями ГОСТ 7512-75.РК основан на взаимодействии проникающего ионизирующего излучения с контролируемым объектом.

При просвечивании используется рентгеновская пленка. Существует 3 метода контроля: 1 – просвечивание стыка за одну установку с размещением источника излучения внутри трубы в центре (просвечивание через одну стенку). 2 – просвечивание через две стенки. 3 - просвечивание через две стенки с одной установки – это при контроле стыков труб D_у до 78мм.

При контроле используют рентгеновские аппараты. Рентгеновский или гамма-снимок позволяет наглядно определить характер дефектов и их количество, размеры как в сомом сечении сварного соединения так и в околошовной зоне.

Гамма-дефектоскопы: Гаммарид 60/40, Гаммат, Гаммавольт. Применяются для толщин (по стали) 5-100 мм.

Рентгеновские аппараты: Арина, Мира, ПИОН-2М, Шмель-250 с различной толщиной просвечиваниястали.

Магнитный контроль основан на закономерности распространения силовых линий магнитного потока в неоднородном ферромагнитном металле. Контроль магнитный способом заключается в создании магнитного поля над дефектом и последующем его выявлении, в соответствии с ГОСТ 21105 Способы намагничивания: постоянный магнит или электромагнит, питаемый постоянным, переменным или импульсным током; пропусканием постоянного тока через контролируемую деталь или стержень, проходящий через ее полость; электромагнитом с пропусканием тока через деталь. Технология контроля:

- подготовка поверхности к контролю;

- намагничивание детали (объекта);

- нанесение индикатора;

- осмотр, оценка качества по трех уровневой чувствительности: а) А – дефект раскрытия 2 мк, h-25 мк;

б) Б - дефект раскрытия 10 мк, h-100 мк;

в) В - дефект раскрытия 25 мк, h-250 мк;

- размагничивание, при использовании электромагнитов.

Намагничивание: циркулярное, продольное, комбинированное.

Магнитопорошковый метод контроля основан на использовании для регистрации магнитных полей рассеяний, создаваемых дефектами, магнитного порошка. Контроль осуществляют двумя способами: сухим порошком и суспензией. Нижний уровень выявляемости внутренних дефектов (глубина их залегания), который находится приблизительно на 8-10 мм от поверхности.

Индукционный метод основан на обнаружении местных потоков рассеяния в подмагниченном сварном соединении при помощи индукционной катушки, в которой наводится электродвижущая сила при перемещении ее в магнитном поле рассеяния над дефектом, которая фиксируется с помощью гальванометра, осциллографа и т.п. Контроль сварных соединений только малой толщины, он не позволяет выявлять тип дефекта и менее чувствителен к мелким поверхностным дефектам по сравнению с методом магнитопорошковой дефектоскопии.

Магнитографический метод контроля основан на обнаружении и регистрации полей рассеяния, образующихся в местах дефектов в контролируемых изделиях при их намагничивании. Магнитные поля рассеяния при контроле данным методом фиксируется на магнитной ленте, плотно прижатой к поверхности шва. Область контроля - изделия с толщиной до 18 мм. Он выявляет дефекты, ориентированные преимущественно поперек направления магнитного потока: трещины, непровары, шлаковые включения, газовые поры, подрезы и др. Применяют: дефектоскоп на постоянных магнитах типа МД-4К, МД-6 НПК «Луч», электромагниты Ярмо фирмы Magnaflux, электромагнитная катушка фирмы Magnaflux.

Ультразвуковая дефектоскопия основана на использовании упругих колебаний, главным образом ультразвукового диапазона частот. Контроль проводят в соответствии с ГОСТ 14782. Нарушения сплошности или однородности среды влияют на распространение упругих волн в изделии или на режим колебаний изделия. Основные методы: эхо-метод, теневой, резонансный и метод свободных колебаний (акустические методы).

Наиболее универсальный эхо-метод основан на посылке в изделие коротких импульсов ультразвуковых колебаний и регистрации интенсивности и времени прихода эхосигналов, отраженных от дефектов. Для контроля изделия датчик эходефектоскопа сканирует его поверхность. Метод позволяет обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты с различной ориентировкой. Созданы промышленные установки для контроля различных изделий. Эхо-сигналы можно наблюдать на экране осциллоскопа или регистрировать самозаписывающим прибором. В последнем случае повышаются надёжность, объективность оценки, производительность и воспроизводимость контроля. Чувствительность эхо-метода весьма высока: в оптимальных условиях контроля на частоте 2-4 МГц можно обнаруживать дефекты, отражающая поверхность которых имеет площадь около 1 мм².

При теневом методе ультразвуковые колебания, встретив на своём пути дефект, отражаются в обратном направлении. О наличии дефекта судят по уменьшению энергии ультразвуковых колебаний или по изменению фазы ультразвуковых колебаний, огибающих дефект. Метод широко применяют для контроля сварных швов, рельсов и др.

Резонансный метод основан на определении собственных резонансных частот упругих колебаний (частотой 1-10 МГц) при возбуждении их в изделии. Этим методом измеряют толщину стенок металлических и некоторых неметаллических изделий. При возможности измерения с одной стороны точность измерения около 1%. Кроме того, этим методом можно выявлять зоны коррозионного поражения. Резонансными дефектоскопами осуществляют контроль ручным способом и автоматизированным с записью показаний прибора. Например, ультразвуковой неразрушающий контроль сварных соединений и основного металла, проводят с помощью малогабаритной восьмиканальной установки измерительной ультразвуковой – УИУ серии «СКАНЕР» (сканер ручной – «СКАРУЧ») в режиме автоматического контроля.

УИУ серии «СКАНЕР» предназначена для обнаружения и определения характеристик дефектов (несплошностей) и их координат в сварных соединениях и основном металле трубопроводов, сосудов, металлоконструкций.

Капиллярные методы неразрушающего контроля применяются для выявления сквозных и поверхностных дефектов с открытой полостью. Контроль проводят в соответствии с ГОСТ 18442. Они позволяют определить протяженность, направление и характер распространения дефекта в объектах. Объекты могут быть любых размеров и форм, изготовлены из металлов, пластмасс и других твердых конструкционных материалов, которые не растворяются и не набухают под воздействием применяемых химических реактивов.

Технология контроля методом ЦД включает в себя следующие этапы:

а) подготовка контролируемой поверхности. Шероховатость поверхности под контроль методом ЦД зависит от класса чувствительности и для II класса должна быть не выше Rz 20 мкм по ГОСТ 2789. Зачищенная контролируемая поверхность должна быть освобождена от грязи и обезжирена;

б) пропитка деталей индикаторным пенетрантом с целью заполнения полостей дефектов, выходящих на контролируемую поверхность. На предварительно подготовленную контролируемую поверхность необходимо обильно нанести индикаторный пенетрант и выдержать 10-15 минут.

За указанное время пенетрант наносят не менее З-4 раз. При этом нельзя допускать высыхания предыдущего слоя.

в) удаление пенетранта с поверхности рекомендуется производить протиркой бязью, смоченной в очистителе. После удаления на контролируемой поверхности должен отсутствовать окрашенный фон. Места, имеющие фон, очищаются повторно. Поверхность сушится бязью или сжатым воздухом до удаления капель очистителя;

г) нанесение проявителя с целью извлечения пенетранта из полостей дефектов. Проявитель наносится мягкой кистью, распылителем или с помощью аэрозольного баллона. Слой проявителя на контролируемой поверхности должен быть ровным, тонким, без подтеков;

д) сушка проявителя на контролируемой поверхности. Выполняется потоком теплого воздуха малого давления;

е) выявление дефектов и оценка качества. После нанесения проявителя осмотр контролируемой поверхности на наличие дефектов производится дважды: через 5 минут и через 20 минут.

При первом осмотре выявляются дефекты небольшой глубины и достаточно большого раскрытия. При втором осмотре выявляются дефекты глубокие, с малым раскрытием.

углеродом

а в

а – полость трещины заполнена проникающей жидкостью; б – жидкость удалена с поверхности детали; в – нанесен проявитель, трещина выявлена; 1 - деталь; 2 – полость трещины; 3 – проникающая жидкость; 4 – проявитель; 5 - индикаторный рисунок трещины

Рисунок 1 – Схема контроля детали капиллярным методом

 

Чувствительность метода зависит от шероховатости поверхности и применяемых дефектоскопических материалов. Могут быть выявлены дефекты с минимальным раскрытием 0,0001-0,001 мм и глубиной 0,02 мм.

Например, набор средств капиллярного контроля в аэрозольной упаковке, широко применяемый в промышленности, состоит из:

- цветного пенетранта (цвет красны) БИКОТЕСТ RP20, аэрозоль, 400 мл;

- высокочувствительного проявителя БИКОТЕСТ D30A, аэрозоль 400 мл;

- быстро испаряющий очиститель БИКОТЕСТ С10, аэрозоль, 400 мл.

Эксплуатационные качества материалов необходимо проверить по контрольным образцам.

Электромагнитный метод (метод вихревых токов) основан на регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля. Вихревые токи – это замкнутые токи, индуктированные в проводящей среде изменяющимся магнитным полем. Вихревые токи создают своё поле, противоположное по знаку возбуждающему. В результате взаимодействия этих полей изменяется полное сопротивление катушки датчика, что и отмечает индикатор. Показания индикатора зависят от электропроводности и магнитной проницаемости металла, размеров изделия, а также изменений электропроводности из-за структурных неоднородностей или нарушений сплошности металла.

Датчики токовихревых дефектоскопов выполняют в виде катушек индуктивности, внутри которых помещают изделие (проходные датчики), или которые накладывают на изделие (накладные датчики). Применение токовихревой дефектоскопии позволяет автоматизировать контроль качества проволоки, прутков, труб, профилей, движущихся в процессе их изготовления со значительными скоростями, вести непрерывное измерение размеров. Токовихревыми дефектоскопами можно контролировать качество термической обработки, оценивать загрязнённость высокоэлектропроводных металлов (меди, алюминия), определять глубину слоёв химико-термической обработки с точностью до 3%, рассортировывать некоторые материалы по маркам, измерять электропроводность неферромагнитных материалов с точностью до 1%, обнаруживать поверхностные трещины глубиной в несколько мкм при протяжённости их в несколько десятых долей мм.

1. Цели и задачи технической диагностики.

2. Понятие о техническом состоянии объекта. Показатели технического состояния.

3. Понятие отказа. Причины и характеристики отказов

4. Понятие дефекта, характеристика дефектов.

5. Разрушающие методы контроля. Общая характеристика, виды.

6. Неразрушающие методы контроля. Виды, область применения.

7. Понятие контролепригодности объекта диагностирования.

8. Классификация повреждений стенки трубопровода.

9. Дефекты сварных соединений. Виды контроля

10. Дефекты изоляционных покрытий. Виды контроля.

11. Нарушения в работе систем электрохимической защиты

12. Классификация дефектов линейной части магистральных трубопроводов.

13. Неисправности осевого компрессора. Диагностические признаки.

14. Неисправности турбины. Виды диагностирования.

15. Неисправности камеры сгорания. Виды и способы диагностирования.

16. Диагностика подшипников качения и скольжения.

17. Диагностика масляной системы.

18. Причины вибрации турбоагрегатов. Методы контроля вибрации. Принципы вибрационной диагностики.

19. Средства контроля, используемые на ГПА

20. Способы контроля линейной части магистральных трубопроводов.

21. Магнитные методы контроля. Классификация и области применения.

22. Ультразвуковая дефектоскопия. Область применения.

23. Акустико-эмиссионный контроль объектов. Область применения.

24. Капиллярный метод диагностирования. Область применения.

25. Рентгеновские методы контроля. Область применения

26. Контроль герметичности. Методы и средства контроля герметичности.

27. Виды неразрушающего контроля, используемые при внутритрубной диагностике. Виды выявляемых дефектов.

28. Порядок проведения внутритрубной диагностики.

29. Принципы и область применения тепловизионного контроля.

30. Контроль качества сварных швов.

31. Трибодиагностика. Область применения. Аппаратурное оформление.

32. Влияние сероводорода на надежность оборудования.

33. Основные факторы, приводящие к стресс-коррозионным повреждениям материала труб.

34. Виды коррозионных разрушений на нефтепроводах. Оценка размеров коррозионных дефектов.

35. Типы коррозионных повреждений металла труб. Оценка размеров.

36. Система выбора приоритетных участков для диагностирования.

37. Понятие потенциально-опасных участков (нефтепроводы, газопроводы)

38. Визуально-оптические способы контроля.

39. ТУ на трубы. Характеристика входных параметров.

40. Методы обнаружения утечек нефти и нефтепродуктов на магистральных нефтепроводах.

41. Определение скрытых дефектов в материале труб и сварных соединениях.

42. Виды и расположение дефектов в резервуарах. Способы диагностирования

43. Определение механических свойств металла и сварных соединений.

44. Дефекты геометрии трубы, виды диагностирования и способы оценки опасности.

45. Токовихревые методы контроля. Области применения.