Kako je neporušno testiranje varjenih spojev cevovodov

Gradnja dolgih cevovodov zahteva številne varjene spoje posameznih cevi. Kakovost varjenja lahko pomembno vpliva na učinkovitost celotne avtoceste. Metode nadzora zvarjenih spojev omogočajo dovolj visoko zanesljivost, da govorijo o njihovi kakovosti.

Montažna shema cevnih spojev z varjenjem

Montažna shema cevnih spojev z varjenjem.

Vladni standardi strogo urejajo potrebo po preverjanju zanesljivosti cevovodov. Takšno preverjanje je potrebno za zagotovitev varnosti njihovih storitev. Neporušitveno testiranje varjenih spojev cevi je vključeno v sistem objektivnega nadzora kakovosti avtocest in je obvezen in učinkovit način za ocenjevanje njihove zanesljivosti in varnosti.

Nastajanje napak

Pri varjenju cevovodov in ustreznih toplotnih učinkov v zvari in z njim povezanih področjih lahko nastanejo okvare (zlom).

Napake zvara

Napake zvara

Te napake med delovanjem lahko privedejo do zmanjšanja karakteristik trdnosti kovine, zmanjšanja zanesljivosti obratovanja in trajnosti cevovoda, spremembe značilnosti prevoza, nezadostne dimenzijske natančnosti in poslabšanja videza. Glavni vzroki napak so: kršitev varilne tehnologije, uporaba slabe kakovosti materialov ali nezadostna usposobljenost delavca. Številne napake v zvarjenih sklepih so opazne z vizualnim pregledom, vendar je večina skritih in jih je mogoče odkriti samo s posebnimi metodami. Z drugimi besedami, napake so lahko notranje in površine (zunanje).

Nazaj na kazalo

Vrste poškodb in napak

V glavnih oblikah napak v varjenih območjih je mogoče prepoznati: masni priliv, spodrez, neenakomerno penetracijo, razpoke in pore (zunanji in notranji), tuji vključki.

Napake se lahko razdelijo in zaradi njihovega pojava. Obstajata dve glavni skupini: pomanjkljivosti, ki jih povzročajo metalurške lastnosti in toplotni učinki ter napake, ki jih povzročajo človeški dejavniki, kršitev varilnih pogojev. Prvi se lahko pripisujejo v kristalni strukturi - razpokih (hladno in vroče) v zvari in šivanju, pore, žlindru, strukturnih spremembah kovine. Iz druge skupine se izstopajo takšne pomanjkljivosti, kot so nenormalizirane dimenzije varjenja, neenakomerna penetracija, spodrezki, zgorevalci, noduli, kraterji, nepolnjena kovina in nekateri drugi.

Shema priprave roba cevi za varjenje

Shema priprave roba cevi za varjenje.

Kršitve velikosti zvarov lahko vplivajo na zanesljivost cevovodov, zato, če so takšna odstopanja večja od normalizacije s standardi, se štejejo za napake. Take napake posredno kažejo na prisotnost notranjih napak v zvari. Glavne pomanjkljivosti te vrste so: ostro neravnovesje širine in višine zvara vzdolž njegove dolžine, strm prehod iz pred-varilnega območja na zvara, opazna hrapavost kovin zvara, velikih sedežev in napetosti.

Nazaj na kazalo

Cevovodi: analiza različnih napak

Okvara zvarjenega sklepa v obliki preliva se pojavi, ko talina močno pušča na hladno bližnjo šivalno cono. Suse so lahko v obliki posameznih kapljic in se lahko raztezajo na precejšnji razdalji vzdolž varilnega šiva. Vzroki nodul:

  • presežni varilni tok;
  • napačen nagib;
  • gibanje elektrod med varjenjem;
  • ne upoštevajo kota cevi, ko so priključeni.

Ponavljajoči se pogosto spremlja videz neenakomernega in neprosojnega penetriranja kovin zvara, pa tudi videz zunanjih in notranjih razpok.

Vzorec vozlišč

Sheme za oblikovanje nodul.

Podrezki so žlebovi iz kovine, ki se na meji pojavijo z zvari. Takšna napaka zmanjša dejanski prerez šiva in povzroči nastanek pretiranih obremenitev, kar lahko pripelje do njihove razpoke v razpoke z naknadnim uničenjem varjenega sklepa.

Napake v obliki opeklin se pojavljajo kot luknje, skozi katere je talilna tekla iz zvarnega bazena. Razlog za nastanek takšne napake je lahko nizka hitrost varjenja, precenjena razdalja med koncema cevi pri varjenju in presežek trdnosti varilnega toka. Nezadostna ali neenakomerna penetracija šivov je posledica pomanjkanja zanesljive povezave robov na majhnih območjih. Takšna napaka zmanjša pravi presek zvarov in vodi do preostalih napetosti, kar lahko povzroči nadaljnje razpoke in uničenje kovine.

Razpoke se lahko pripisujejo najbolj nevarnim vrstam napak. Lahko se pojavijo na kateri koli točki varilnega območja (vključno s kovinsko površino, ki je blizu površine) in ima katero koli smer (vzdolžna in prečna). Po svoji velikosti so razdeljeni v mikrostrukture in razpoke. Takšno napako povzroča nepravilna kristalizacija taline in prekoračitev koncentracije ogljika, žvepla in fosforja v zvarnem bazenu. Razpoke bistveno vplivajo na vse glavne parametre varjenih spojev cevovodov.

Tabela dovoljenih vrednosti spodrezanega pri varjenju

Tabela dovoljenih vrednosti spodrezov med varjenjem.

Tuje vključitve oslabijo močne lastnosti. Najnevarnejša je prisotnost vključkov iz žlinde, ki nastanejo, kadar po varjenju ni dovolj čiščenja žlindre s površine zvarov. Ti vključki močno pospešijo korozijo kovine.

Pline ali zračne pore se običajno oblikujejo znotraj zvara. Imajo lahko en sam karakter in lahko izvirajo iz skupin in celo oblikujejo verige praznin. Pore ​​se lahko poravna na površini kovine, ki tvori vdolbine (fistula). Pore ​​znatno zmanjša trdnost šivov in tvorba verig za praznine lahko povzroči zmanjšanje cevovoda.

Kršitve v strukturi kovin šiva ali neproblematične cone se lahko manifestirajo s povečanjem koncentracije oksidov, mikropor in mikrostruktur in velikih velikosti zrn. Toplotni režim pri oblikovanju kovinske konstrukcije ima ključno vlogo. Prekomerno segrevanje vodi v nastanek velikih zrn v strukturi. Ko se kovine spali, se lahko pojavijo zrna z oksidiranimi površinami. Vse to vodi k krhkosti kovine.

Nazaj na kazalo

Splošna teorija nedestruktivnega testiranja

V skladu z metodo nedestruktivnega testiranja je nabor metod, ki vam omogočajo, da določite potrebne parametre, ne da bi pri tem ogrozili integriteto varjenega spoja cevovoda. Varjene spoje je treba spremljati na vseh stopnjah priprave, izdelave in priprave za uporabo ter občasno med delovanjem.

Dejavniki, ki vplivajo na kakovost zvarov

Dejavniki, ki vplivajo na kakovost zvarov.

Neporušitvene metode nadzora združujejo kontrolo z zunanjim pregledom za zaznavanje zunanjih napak, preučevanje tesnosti zvarov zvarjenih spojev in nadzorne metode za ugotavljanje skritih napak z uporabo posebnih naprav. Neporušitveno testiranje je dodeljeno kot ločena stopnja tehnološkega procesa proizvodnje celotnega plinovoda.

Državni standardi strogo urejajo nadzor varjenih spojev cevovodov. Torej, GOST 3242-79 določa šest osnovnih vrst nadzora, GOST 30242-97 pa razvršča vrste napak v varjenih spojih cevovodov. Glavni namen uporabe posebnih metod je določiti lokacijo in velikost skritih napak, zato so vse metode v skupini za odkrivanje napak. Sistem neporušitvenih testov vključuje naslednje metode: kapilarno, sevanje, akustično, magnetno, ultrazvočno.

Nazaj na kazalo

Zunanji vizualni pregled

Prva metoda nedestruktivnega testiranja varjenih spojev cevovodov je zunanji vizualni pregled in merjenje, ki se izvaja v vseh fazah izdelave in delovanja cevovodov. Prvič, z vizualnim pregledom zvarjenega spoja cevi določimo prisotnost zunanjih napak, kot so nodule, podrezvovalci, porteri, opekline, zunanje razpoke in drugi. Pri tem pregledu je priporočljivo uporabiti povečevalno steklo z desetkratnim povečanjem.

Splošna shema za utemeljitev norm za dopustnost napak

Splošna shema utemeljitve norm za dopustnost napak.

Naslednji korak je merjenje dimenzij varjenih elementov in določitev lokacije napak. Pri merjenju se določijo naslednje dimenzije zvara: njegova širina in višina, velikost konveksnih delov in vogali na meji z bližnjim šivalnim pasom. Za nadzor velikosti se uporabljajo posebne predloge. Rezultate meritev zvarov primerjamo z normaliziranimi vrednostmi, ki jih določajo državni standardi za te vrste varjenja.

Nazaj na kazalo

Preskus puščanja

Varjeni cevni spojevi morajo biti odporni proti tistim snovem (tekočinam ali plinom), ki se prevažajo skozi ta cevovod. Kontrola tesnosti (neprepustnosti) se izvede po montaži cevovoda. Vključuje naslednje osnovne metode testiranja: kapilarne, kemične, mehurčke, kot tudi s sesanjem in uporabo sesalca.

Preverjanje varjenih spojev z uporabo kapilarne metode temelji na lastnostih kerozina za uporabo kapilare za prodiranje skozi notranje praznine (pore, razpoke). Za preverjanje tesnosti zvarov se uporablja vodna raztopina krede in posuši. S strani čevlja nasproti krede pobarvane površine, je površina obilno zaliti z kerozin. Če se pojavi uhajanje, se sledi kerozina pojavijo na kredo. Pri uporabi kerozina bo mogoče ugotoviti prisotnost notranjih napak z velikostjo manj kot 0,1 mm.

Shema izbire stopnje zavrnitve z ultrazvočnim testiranjem ščetinastih šivov

Diagram izbire izbora zavrnitve z ultrazvočnim testiranjem ščetk.

Kontrola tesnosti z uporabo amoniaka temelji na barvanju indikatorja v stiku z alkalijami. Indikator je raztopina živega srebra fenolftaleina ali dušikove kisline, reagent je amoniak v plinastem stanju.

Metoda kontrole mehurčkov vključuje preverjanje zračnega tlaka. Stisnjen zrak se napaja v cev in tesnost zvarov se preverja z mehurčki, ko je cevovodni del potopljen v vodno kopel. Preskus lahko temelji na odkrivanju vodnih mehurčkov pri ustvarjanju hidravličnega tlaka v cevi. Pred testiranjem se površina cevi posuši in med preskušanjem je predviden notranji tlak vode, ki presega delovni tlak v cevovodu za 1,5-krat.

Pri nadzoru zvarjenih spojev kritičnih cevovodov se uporablja krmiljenje s plinskim električnim tesnilnim sistemom. Za testiranje se uporablja helij plin, ki ima visoko prepustnost. Posebna sonda za odkrivanje uhajanja zaznava videz plina, elektronska enota pa analizira njeno količino in stopnjo tesnosti zvara.

Nazaj na kazalo

Metoda namestitve magnetnih napak

Diagram magnetne metode kontrole kakovosti zvara

Diagram magnetne metode kontrole kakovosti zvara.

Metode nedestruktivnega testiranja varjenih spojev cevovodov ob upoštevanju magnetnih lastnosti materialov omogočajo določitev lokacije napak z raziskavo magnetnega razprševanja v nehomogenih strukturah med magnetizacijo kovine varjene cone. Del cevi se magnetizira z uporabo elektromagneta, nameščenega v notranjo votlino, ali z navijanjem navijalne žice preko varilnega šiva. Preskušanje se izvaja z metodo praškastih, indukcijskih ali magnetografskih metod, ki se razlikujejo po metodi merjenja disperzije magnetnega pretoka.

Metoda kontrole prahu vključuje uporabo magnetnega prahu (železova vložka), ki se nanese na površino varjenega območja. Ko se v prahu ustvari magnetno polje, so delci usmerjeni in slika magnetnega spektra je jasno oblikovana. Torej lahko zaznate razpoke in pore na precej globinah. Za nadzor s pomočjo indukcijske metode se uporabljajo iskalci, pri katerih nastane elektromotorna sila pod vplivom magnetnega toka razprševanja. V tem primeru se sproži zvočni signal ali prikaže svetlobni signal. Metoda magnetografskega nadzora omogoča snemanje disperzijskega toka na magnetnem traku, nameščenem na površini varjenega sklepa. Z magnetnim detektorjem napak se prisotnost napak določi s primerjavo rezultatov, dobljenih s standardom.

Nazaj na kazalo

Metoda sevanja

Nedestruktivne metode sevanja za nadzor varjenih spojev cevovodov temeljijo na lastnostih žarkov in gama žarkov. Kovina absorbira sevanje drugače v prisotnosti napak ali strukturnih sprememb, ki upošteva ta način preverjanja. Zvarite z žarki z uporabo posebnih virov sevanja. Žarki so pritrjeni na poseben film, kjer področja zatemnitve kažejo na prisotnost napak. Lokacija in njihova velikost se lahko zlahka razlikujejo. Viri sevanja se pogosto uporabljajo naprave RUP 150-1 in RUE 120-5-1.

Viri gama žarkov so radioaktivne snovi in ​​njihovi izotopi, na primer kobalt-60 in indij-192.

Metoda preverjanja je podobna rentgenskemu pregledu. Prehodna sposobnost gama žarkov je višja od rentgenskih žarkov, kar povečuje možnosti sevalne metode nadzora zvarjenih sklepov.

Nazaj na kazalo

Ultrazvočna metoda

Ultrazvočni pregled zvarov

Ultrazvočni pregled zvarov.

Neporušitveni ultrazvočni način nadzora zvarjenih spojev se pogosto uporablja za določanje napak v večini kovin. Ta metoda uporablja lastnost ultrazvočnih valov, da prodrejo material na precejšnjo globino in razpršijo na mejah napak. Vir valov je piezokristal, nameščen v posebni plošči (sonda).

Ultrazvok se uporablja pod drugim kotom od 40 do 73 ° C, da se zagotovi popolna slika. Druga plošča naprave zajema odbite valove. Kot ultrazvočna metoda je najbolj razširjena metoda echo metoda, v kateri naprava zapisuje neposredni odraz impulza iz napake (echo). Med pregledom varjenih spojev cevovodov se uporabljajo ultrazvočni detektorji napak tipa TUD-320 ali TUD-310. Poleg tega se uporabljajo senčne in zrcalne metode ultrazvočnega odkrivanja napak.

Instrumenti in naprave, ki so priporočeni za neporušno testiranje varjenih cevovodov:

  • povečevalnik;
  • kljuka;
  • mikrometer;
  • globinski kazalnik;
  • vzorci zvarja;
  • Rentgenski, sevalni, ultrazvočni in magnetni detektorji napak;
  • kazalnik puščanja;
  • analizator plina.

Neporušitvena analiza varjenih spojev cevovodov je pomemben element za zagotavljanje zanesljivosti in varnosti. Njegovo ravnanje urejajo standardi in nujno pri izdelavi in ​​delovanju cevovodov.

Dodaj komentar