Jak je nedestruktivní zkoušení svařovaných spojů potrubí

Konstrukce dlouhých potrubí vyžaduje řadu svařovaných spojů jednotlivých potrubí. Kvalita svařování může mít významný vliv na výkonnost celé dálnice. Metody řízení svařovaných spojů umožňují s dostatečnou spolehlivostí mluvit o jejich kvalitě.

Schéma montáže potrubních spojů svařováním

Schéma montáže potrubních spojů svařováním.

Vládní normy striktně upravují potřebu ověřit spolehlivost potrubí. Toto ověření je nezbytné k zajištění bezpečnosti jejich služeb. Nedestruktivní zkoušení svařovaných spojů potrubí je součástí systému objektivní kontroly kvality dálnic a je povinným a efektivním způsobem posuzování jejich spolehlivosti a bezpečnosti.

Tvorba defektů

Při svařování potrubí a odpovídajících teplotních účinků ve svaru a v sousedních oblastech se mohou vytvářet závady (zlomeniny).

Defekty svaru

Defekty svaru

Tyto poruchy během provozu mohou vést ke snížení pevnostních vlastností kovu, snížení provozní spolehlivosti a trvanlivosti potrubí, změnám v přepravních charakteristikách, nedostatečné přesnosti rozměrů a zhoršení vzhledu. Hlavními příčinami vad jsou: porušení svářecí technologie, používání nekvalitních materiálů nebo nedostatečná kvalifikace pracovníka. Řada závad ve svařovaných spojích je viditelná vizuální kontrolou, ale většina z nich je skrytá a lze ji určit pouze speciálními metodami. Jinými slovy, vady mohou být vnitřní a povrchové (vnější).

Zpět do obsahu

Typy poškození a vady

Je možné identifikovat hlavní formy defektů ve svařovaných zónách: masový přítok, podříznutí, nerovnoměrná penetrace, trhliny a póry (vnější i vnitřní), cizí vměstky.

Vady mohou být rozděleny a kvůli jejich výskytu. Existují dvě hlavní skupiny: vady způsobené metalurgickými charakteristikami a tepelnými účinky a vady způsobené lidskými faktory, porušení podmínek svařování. První může být přiřazena v krystalové struktuře - praskliny (studené a horké) v oblasti svaru a švu, póry, struska, strukturální změny v kovu. Z druhé skupiny se vyskytují takové nedostatky jako rozměry svarů, nerovnoměrná penetrace, podříznutí, spáleniny, uzlíky, krátery, nevyplněný kov a někteří jiní.

Schéma přípravy okrajů trubky pro svařování

Schéma přípravy okrajů trubky pro svařování.

Porušení velikostí švů může ovlivnit spolehlivost potrubí, takže pokud jsou tyto odchylky standardy více než normalizovány, považují se za vady. Takové defekty nepřímo indikují přítomnost vnitřních závad ve svaru. Hlavními vadami tohoto typu jsou: ostré nerovnosti šířky a výšky svaru po celé délce, prudký přechod z předvařovací zóny ke svaru, znatelná drsnost svarového kovu, velké sedla a pásy.

Zpět do obsahu

Potrubí: analýza různých vad

Porucha svařovaného spoje v podobě přetečení se objeví, když tavenina silně pronikne do studené zóny blízké stehy. Sáčky mohou být ve formě jednotlivých kapiček a mohou se rozprostírat na značné vzdálenosti podél svařovacího švu. Příčiny uzlů:

  • nadměrný svařovací proud;
  • špatný náklon;
  • pohyb elektrod během svařování;
  • ignorovat úhel potrubí, když jsou připojeny.

Protahování je často doprovázeno výskytem nerovnoměrné a špatně kvalitní penetrace svarového kovu, stejně jako vzhledu vnějších a vnitřních trhlin.

Vzory uzlů

Schémata pro tvorbu uzlů.

Podříznutí jsou drážky v kovu, které se objevují na okraji svaru. Taková vada snižuje skutečný průřez švu a vede k nadměrnému namáhání, což může vést k jejich růstu do trhlin s následným zničením svařovaného spoje.

Poruchy ve formě popálenin se objevují jako otvory, kterými tavenina proudila ze svařovacího bazénu. Důvodem vzniku takové vady může být nízká rychlost svařování, nadhodnocená mezera mezi konci trubek při svařování a přebytek pevnosti svařovacího proudu. Nedostatečná nebo nerovnoměrná penetrace švů je způsobena nedostatečným spolehlivým spojením okrajů v malých oblastech. Taková vada snižuje skutečný průřez svaru a vede k zbytkovému namáhání, které může způsobit následné praskání a zničení kovu.

Trhliny mohou být přičítány nejnebezpečnějším typům vad. Mohou se objevit v jakémkoli bodě svařovací zóny (včetně oblasti s blížící se kovovou plochou) a mají jakýkoli směr (podélný a příčný). Podle jejich velikosti jsou rozděleny na mikrotrhlinky a trhliny. Taková vada je způsobena jak nesprávnou krystalizací taveniny, tak překonáním koncentrace uhlíku, síry a fosforu ve svařeném bazénu. Trhliny významně ovlivňují všechny hlavní parametry svařovaných spojů potrubí.

Tabulka přípustných hodnot podříznutí při svařování

Tabulka přípustných hodnot podřezání při svařování.

Zahraniční inkluze oslabují pevnostní charakteristiky. Nejnebezpečnější je přítomnost struskových inkluzí vzniklých při nedostatečném čištění strusky z povrchu svarů po svařování. Tyto vměstky výrazně zrychlují korozi kovu.

Páry plynu nebo vzduchu se obvykle tvoří uvnitř svaru. Mohou mít jeden znak a mohou pocházet ze skupin a dokonce vytvářet řetězce dutin. Póry se mohou usazovat na povrchu kovu a vytvářejí prohlubně (píštěl). Póry významně snižují pevnost švů a tvorba řetězů dutin může způsobit odtlakování potrubí.

Porušení ve struktuře kovu ševu nebo neoplachové zóny se mohou projevovat zvýšením koncentrace oxidů, mikropórů a mikrotrhlin a velkými zrnitostmi. Tepelný režim při tvorbě kovové konstrukce hraje zásadní roli. Nadměrné zahřívání vede k tvorbě velkých zrn v konstrukci. Při spálení kovu se mohou objevit zrnky s oxidovanými povrchy. To všechno vede k křehkosti kovu.

Zpět do obsahu

Obecná teorie nedestruktivního testování

Metodou nedestruktivního testování spočívá soubor metod, které umožňují určit požadované parametry bez narušení integrity svařovaného spoje potrubí. Svařované spoje musí být monitorovány ve všech fázích přípravy, výroby a přípravy k použití a pravidelně během provozu.

Faktory ovlivňující kvalitu svarů

Faktory ovlivňující kvalitu svarů.

Nedestruktivní metody kontroly kombinují kontrolu externím vyšetřením k detekci vnějších defektů, zkoumají těsnost svarů svařovaných spojů a řídící metody pro zjišťování skrytých vad pomocí zvláštních zařízení. Nedestruktivní zkoušení je přiděleno jako samostatná fáze technologického procesu výroby celého potrubí.

Státní normy striktně regulují řízení svařovaných spojů potrubí. Takže GOST 3242-79 definuje šest základních typů řízení a GOST 30242-97 klasifikuje typy defektů ve svařovaných spojích potrubí. Hlavním účelem použití speciálních metod je určit umístění a velikost skrytých defektů, takže všechny metody patří do skupiny detekce chyb. Systém nedestruktivního testování zahrnuje následující metody: kapilární, záření, akustické, magnetické, ultrazvukové.

Zpět do obsahu

Vnější vizuální prohlídka

První metodou nedestruktivního zkoušení svařovaných spojů potrubí je vnější vizuální kontrola a měření, které se provádí průběžně ve všech fázích výroby a provozu potrubí. Za prvé, vizuální kontrolou svařovaného spoje potrubí je určena přítomnost vnějších defektů, jako jsou přetečení, podříznutí, krátery pórů, popáleniny, vnější trhlinky a další. Při této kontrole se doporučuje použít lupu s desetinásobným nárůstem.

Obecná schéma pro odůvodnění normativy přípustnosti vad

Obecná schéma zdůvodnění normativních přípustností vad.

Dalším krokem je měření rozměrů svařovaných prvků a určení polohy závad. Při měření jsou stanoveny následující rozměry svaru: jeho šířka a výška, velikost konvexních částí a rohy na okraji s blízké stehy. Pro kontrolu velikostí se používají speciální šablony. Výsledky měření svařování se porovnávají s normalizovanými hodnotami stanovenými státními normami pro tyto typy svařování.

Zpět do obsahu

Zkouška těsnosti

Svařované trubkové spoje musí být nepropustné pro ty látky (kapaliny nebo plyny), které jsou přepravovány tímto potrubím. Řízení těsnosti (nepropustnosti) se provádí po sestavení potrubí. Zahrnuje následující základní metody zkoušení: kapilární, chemické, bublinové, stejně jako vysávání a používání hledače úniku.

Kontrola svařovaných spojů metodou kapiláry je založena na vlastnostech petroleje, které používají kapiláry k pronikání vnitřními dutinami (póry, praskliny). Pro kontrolu těsnosti svaru se aplikuje a usuší vodní roztok křídy. Ze strany švů oproti povrchu křídového laku je povrch hojně napojen petrochemickým kerosenem. Pokud dojde k úniku, na křídovém povrchu se objeví stopy petroleje. Při použití kerosenu bude možné určit přítomnost vnitřních vad o velikosti menší než 0,1 mm.

Schéma výběru úrovně odmítnutí s ultrazvukovým testováním zadních spojů

Schéma výběru úrovně odmítnutí s ultrazvukovým testováním zadních spojů.

Kontrola těsnosti pomocí amoniaku je založena na barvení indikátoru v kontaktu s alkalickým materiálem. Indikátor je roztok fenolftaleinu nebo rtuti kyseliny dusičné, činidlem je amoniak v plynném stavu.

Metoda řízení bublin zahrnuje kontrolu tlaku vzduchu. Stlačený vzduch je přiváděn do trubky a těsnost svaru je kontrolována bublinkami, když je část potrubí ponořena do vodní lázně. Zkouška může být založena na detekci vodních bublin při vytváření hydraulického tlaku uvnitř trubky. Před zkouškou je povrch trubky vysušen a během testování je zajištěn vnitřní tlak vody, který překračuje pracovní tlak v potrubí o 1,5násobek.

Při provádění kontroly svařovaných spojů kritických potrubí je použito řízení s plynově-elektrickým hledačem. Pro testování se používá heliový plyn, který má vysokou permeabilitu. Zvláštní sonda detektoru vzorků detekuje vzhled plynu a elektronická jednotka analyzuje jeho množství a stupeň těsnosti svaru.

Zpět do obsahu

Metoda instalace magnetických defektů

Schéma magnetické metody kontroly kvality svaru

Schéma magnetické metody kontroly kvality svaru.

Metody nedestruktivního zkoušení svařovaných spojů potrubí s přihlédnutím k magnetickým vlastnostem materiálů umožňují stanovit polohu defektů studiem magnetického rozptylu v nehomogenních strukturách během magnetizace kovu svařované zóny. Část potrubí je magnetizována pomocí solenoidu umístěného ve vnitřní dutině nebo navíjením navíjecího drátu přes svařovací švy. Testování se provádí metodou práškové, indukční nebo magnetografické metody, která se liší metodou měření disperze magnetického toku.

Metoda kontroly prášku zahrnuje použití magnetického prášku (železných pilin) ​​uloženého na povrchu svařované oblasti. Když se v prášku vytvoří magnetické pole, částice jsou orientovány a obraz magnetického spektra je jasně vytvořen. Takže můžete rozpoznat trhliny a póry ve značné hloubce. K řízení pomocí indukční metody se používají vyhledávači, v nichž je vytvořena elektromotorická síla pod vlivem rozptylu magnetického toku. V tomto případě se vysílá zvukový signál nebo se objeví světelný signál. Metoda magnetografické kontroly umožňuje zaznamenávat tok disperze na magnetickou pásku umístěnou na povrchu svařovaného spoje. Pomocí magnetického detektoru vad je zjištěna přítomnost defektů porovnáním výsledků získaných se standardem.

Zpět do obsahu

Radiační metoda

Nedestruktivní radiační metody řízení svařovaných spojů potrubí jsou založeny na vlastnostech rentgenového a gama záření. Kov absorbuje záření různě za přítomnosti vad nebo strukturálních změn, které berou v úvahu tuto metodu ověření. Sváry jsou pronikány paprsky využívajícími speciální zdroje záření. Pásy jsou upevněny na speciální fólii, kde oblasti ztmavnutí indikují přítomnost defektů. Umístění a jejich rozměry jsou snadno rozlišitelné. Zdrojem záření jsou široce používané přístroje RUP 150-1 a RUE 120-5-1.

Zdroje gama záření jsou radioaktivní látky a jejich izotopy, například kobalt-60 a indium-192.

Metoda ověření je podobná rentgenové prohlídce. Penetrační schopnost paprsků je vyšší než průsvitnost rentgenových paprsků, což zvyšuje možnosti radiační metody ovládání svařovaných kloubů.

Zpět do obsahu

Ultrazvuková metoda

Ultrazvuková kontrola svarů

Ultrazvuková kontrola svarů.

Nedestruktivní ultrazvukový způsob řízení svařovaných spojů je široce používán k upevňování defektů v objemu kovů. Tato metoda využívá vlastnost ultrazvukových vln k pronikání materiálu do značné hloubky a rozptýlení na hranicích poruch. Zdrojem vln je piezokrystal, umístěný ve speciální desce (sonda).

Ultrazvuk je aplikován v jiném úhlu od 40 do 73 ° C, aby byl zajištěn kompletní obraz. Další deska zařízení zachycuje odražené vlny. Jako ultrazvuková metoda je nejpoužívanější metodou echa metoda, při které přístroj zaznamenává přímý odraz pulzu od vady (echo). Při kontrole svařovaných spojů potrubí se používají ultrazvukové defektoskopy typů TUD-320 nebo TUD-310. Kromě toho se používají metody stínové a zrcadlové stínové detekce ultrazvukových defektů.

Přístroje a zařízení doporučené pro nedestruktivní zkoušení potrubních svarů:

  • lupa;
  • kalibr;
  • mikrometr;
  • hloubkový indikátor;
  • vzory svarů;
  • Rentgenové, záření, ultrazvukové a magnetické detektory vad;
  • indikátor úniku;
  • analyzátor plynu.

Nedestruktivní analýza svařovaných spojů potrubí je důležitým prvkem pro zajištění spolehlivosti a bezpečnosti. Jeho chování se řídí normami a nutně i při výrobě a provozu potrubí.

Přidat komentář