Трубопроводные магистрали, как правило, состоят из большого числа труб, сваренных между собой. Ошибки и неточности, допущенные в процессе сварки, способны стать причиной разрывов швов. Предупредить риски призван контроль сварных соединений трубопроводов, осуществляемый как перед вводом оборудования в эксплуатации, так и в ходе его работы.
Значение контроля качества сварных соединений трубопроводов
Эксплуатация магистральных трубных конструкций связана с высокими внешними и внутренними нагрузками, что требует особой прочности от всех элементов конструкции. Поэтому контроль качества сварки трубопроводов является важнейшим этапом в анализе состояния оборудования. Целью контрольных мероприятий выступает поиск дефектов наиболее уязвимых участков – мест соединений составных частей трубопровода.
К вероятным дефектам сварных швов относятся:
- Трещины – наружные, внутренние и сквозные зазоры в местах стыка способны привести к разрыву шва;
- Поры – шарообразные раковины могут возникать из-за выделяемых во время сварки газов;
- Кратеры – небольшие углубления на поверхности сварных соединений появляются при обрыве сварочной дуги и уменьшают толщину шва;
- Наплывы – лишний слой металла в месте сварки нарушает требуемую величину сечения соединения;
- Непровары – возникают на внутренней поверхности шва в процессе сварки под недостаточной температурой и вызывают быстрый рост напряжения металла.
Также к изъянам сварки относятся подрезы, посторонние включения на стыках, прожоги. Выявить подобные опасные дефекты позволяет проверка сварных соединений трубопроводов, проведенная по всем правилам. Выполняется она различными методами, к каждому из которых предъявляются свои требования.
Неразрушающий контроль и его методы
Наиболее применимым способом анализа качества швов является неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов. Он предусматривает проведение всех проверочных мероприятий на месте выполнения сварочных работ, не требует вырезания исследуемого элемента и его изучения в лаборатории. В процессе неразрушающего контроля используется компактное и небольшое по весу оборудование.
Основные методы исследований:
- Визуально-измерительный;
- Радиографический;
- Магнитный;
- Капиллярный;
- Ультразвуковой.
Каждый из методов осуществляется в соответствии со строгими требованиями и нормативами. Проводить диагностику может исключительно подготовленный специалист. В процессе изучения сварного шва он использует специальные приборы и материалы.
Визуально-измерительный анализ
Предполагает осмотр сварных участков и позволяет выявить внешние дефекты. Специалист рассматривает поверхность швов и осуществляет измерения их параметров с помощью соответствующих инструментов – линейки, штангенциркуля, лупы и т.д. Данный метод является обязательным, характеризуется простотой в исполнении, однако не предоставляет точной информации. Его цель – обнаружить дефект и определить его размеры.
Радиографический метод
Радиографическая дефектоскопия относится к числу наиболее точных неразрушающих методов контроля. Представляет собой исследование швов при помощи рентгеновской установки. Просвечивание металла в участках сварки с последующим отображением на рентгеновской пленке показывает любые изъяны вплоть до самых незначительных. А полученные снимки точно указывают на месторасположение дефектов.
Магнитный метод
Магнитный контроль сварных швов трубопроводов основан на принципе магнитной проницаемости металлов. Согласно ему, прохождение электромагнитных волн сквозь металлическую структуру занимает определенное время. Более длительное прохождение волн указывает на наличие препятствий – столкнувшись с ним, волны изменили траекторию движения, и их скорость снизилась.
Выполняется магнитная дефектоскопия при помощи специального оборудования и может осуществляться двумя способами. Первый предполагает использование электромагнитных волн – при этом исследуемый стык предварительно посыпается минеральным порошком, либо внутрь трубы заливается железосодержащая суспензия. Вещество скапливается в месте дефекта и отображает его величину. Вторым способом является магнитография – на исследуемый участок накладывают магнитную пленку, которую в дальнейшем изучают при помощи дефектоскопа.
Капиллярный контроль
Метод, предусматривающий использование пенетрантов – специальных жидкостей, обладающих способностью проникать внутрь металла при наличии в нем изъянов. В качестве данных жидкостей могут выступать керосин, бензоловое и трансформаторное масла, скипидар и другие составы.
Процесс капиллярного контроля предполагает следующий порядок действий:
- Стык трубопровода обрабатывается мелом либо жидким каолином и оставляется до высыхания;
- Высохший слой снимается;
- На оставшееся вещество наносят керосин и выжидают около получаса;
- Изучают обратную поверхность шва.
Прохождение пенетранта через шов указывает на присутствие дефекта. В случае, если подтеки керосина на обратной стороне отсутствуют, шов считается надежным. Для облегчения выявления изъянов в пенетрант могут добавлять красный пигмент или люминесцирующее вещество. Первый из них применим при проверке в условиях естественного освещения. Второй актуален в случае использования ультрафиолетовых ламп.
Ультразвуковой метод
Ультразвуковой контроль качества сварки труб основан на принципе акустических изменений, присущих металлам. Однородная структура пропускает звук без каких-либо изменений. При наличии внутри металла дефектов характеристики скорости звука меняются, что можно отследить на специальном приемнике.
Метод предполагает следующие действия:
- Устанавливается приемник и на металл направляют ультразвуковые волны сверхвысоких частот колебания;
- Волны проходят сквозь сварной шов;
- При столкновении с трещиной или другим изъяном ультразвук отражается от его внутренней поверхности, меняет направление движения и возвращается в прибор.
Величину дефекта можно определить по углу преломления ультразвуковой волны. Чем он больше, тем масштабней в размерах поры, трещины или другие недостатки.
Другие способы неразрушающего контроля
Проверку магистрали трубопровода, не подвергающегося высоким нагрузкам, могут выполнять более простыми методами. К ним относятся гидравлический и пневматический виды. Первый из них предполагает заливку в трубы воды под давлением – если на обратной стороне выступают подтеки, шов признается дефектным. Пневматический контроль выполняется с использованием сжатого воздуха и пены. Появление пузырей на стыке указывает на присутствие изъяна в сварке.
Порядок проведения контроля сварных соединений
Бесперебойная работа трубопровода напрямую зависит от целостности всех его составных частей. Для поддержания необходимого технического состояния магистраль требует постоянного обслуживания и проверки конструкции на соответствие существующим требованиям. Ввиду важности обеспечения безопасной эксплуатации трубопроводов контрольные мероприятия подразумевают целый комплекс операций.
Порядок проведения контроля:
- Анализ качества металла, используемого в изготовлении труб и прочих деталей магистрали;
- Проверка квалификации и уровня подготовки сварщиков;
- Проведение визуально-измерительного контроля;
- Исследование качественных характеристик изоляционных материалов трубопровода на предмет их герметичности и наличия коррозии;
- Осуществление неразрушающего контроля сварных соединений.
Объект, при сварке которого применялся способ вращающейся дуги или контактный метод с запаиванием соединений, может подвергаться механическим испытаниям. При этом каждый из этапов контроля сопровождается целым комплексом действий. Специалист, выполняющий проверку, изучает сопроводительную документацию и маркировку изделий, анализирует состояние поверхности металла, его структуру и состав. В процессе применения неразрушающих методов контроля используется различное оборудование – толщинометр, адгезиметр, электроискровой дефектоскоп и другие приборы.
Применение неразрушающих методов контроля
Использование неразрушающих методов существенно упрощают процесс оценки целостности сварных швов. Такие способы контроля, как магнитная, радиографическая и ультразвуковая дефектоскопия, позволяют обнаружить мельчайшие недочеты с точностью практически в 100%. При этом они показывают, где находится изъян, каков его объем, форма и другие характеристики.
Специалист, осуществляющий контроль сварных швов, должен обладать соответствующей квалификацией и опытом. Все полученные результаты проверки он вносит в специальный отчет. В документе отражаются все подробности проведенных операций, указывается действующий стандарт на каждый из анализируемых элементов и содержатся пояснения по итогам исследования. При обнаружении дефектов в отчет вносится требование по незамедлительному устранению недостатка.
Заказать контроль сварных соединений технологических трубопроводов вы можете, обратившись в компанию «Инжиниринг Групп». Наши специалисты выполнят комплексную проверку швов любой магистрали и подготовят отчетные документы с детальными выводами и рекомендациями по поддержанию надлежащего технического состояния труб.
