Дефектоскопия трубопроводов: разновидности методов- Обзор Видео

Дефектоскопия трубопроводов: разновидности методов- Обзор +Видео

Дефектоскопия трубопроводов. Трубопроводы с течением времени подвергаются негативному воздействию снаружи и внутри. Покрытие труб образует коррозию, трещинки со сколами, другие дефекты. При укладке коммуникационных сетей применяют современные технологии и материалы, но это не исключает возможность возникновения неполадок, которые могут привести к большим проблемам.

Для выявления дефектов применяют разновидности контроля. Самым распространенным считается дефектоскопия трубопроводов.

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.

Методы капиллярного контроля

Существует несколько способов диагностики:

  • путем нанесения индикаторов с последующим визуальным осмотром области сварки (основные);
  • с использованием аппаратуры, определяющей внутренние пустоты.

Выбор метода капиллярной проверки зависит:

  • от нагрузки, которую будет испытывать сварной шов;
  • толщины свариваемых заготовок;
  • вида сплава (некоторые металлы склонны к образованию трещин, требуют пристального внимания).

Обе группы методов стоит рассмотреть подробно, у каждого имеются технологические особенности воздействия на исследуемую поверхность.

Основные

Различаются по типу используемого индикаторного состава:

  1. Проникающие растворы заполняют имеющиеся в шве или около него микротрещины. Применяются для плотных сплавов, имеющих мелкозернистую структуру.
  2. Фильтрующие суспензии созданы для капиллярного контроля пористых металлов и неметаллов. Помимо проникающей жидкости содержат цветные вещества размером до тысячных долей микрона. Когда проникающая жидкость впитывается в зоне дефектов, частицы остаются видимыми. По количеству красителя можно судить о размере несплошностей.

По химическому составу, спектральным особенностям красители бывают:

  • яркостные на основе керосина вызывают потемнение мела в несплошностях, дефектных местах соединений;
  • цветные красного цвета быстро вызывают зрительную реакцию дефектоскописта, хорошо различимы на фоне проявителя;
  • люминесцентные содержат раствор или суспензию люминофора, хорошо видимы в ультрафиолетовом спектре;
  • люминесцентно-цветные содержат два типа контраста, обладают высокой чувствительностью, помогают выявлять внутренние дефекты с использованием диагностического звукового, магнитного или лучевого оборудования.

Тип красителя, класс чувствительности проникающей жидкости или суспензии указывается на этикетке.

Комбинированные

Цветовую капиллярную диагностики для точности определения внутреннего состояния сварного шва нередко совмещают с другими методами неразрушающего контроля:

  • капиллярно-радиационный с использованием пенетрантов, поглощающих излучение или способных светиться;
  • капиллярно-электростатический основан на способности проникающих жидкостей концентрировать наэлектризованные частички металла;
  • капиллярно-электроразрядный выявляет несплошности по изменению поверхностного разряда в местах, заполненных пенетрантом;
  • капиллярно-электроиндуктивный основан на изменении электропроводности заполненных контрастом дефектов;
  • капиллярно-магнитный проводится с использованием пенетрантов с намагничивающимися наполнителями, они оставляют след на несплошностях;
  • капиллярно-акустический выявляет дефекты, заполненные проникающей жидкости, ультразвуком по акустической эмиссии.

Радиографический контроль

В основе радиографического контроля (РК) лежит зависимость интенсивности проходящего через исследуемый объект гамма-излучения от материала и толщины изделия. О наличии дефектов сигнализирует неравномерность поглощаемого излучения. Делать выводы о строении объекта контроля можно, регистрируя распределение излучения на выходе.

РК дает возможность выявить трещины, поры, превышение проплава, искажение корня шва, непровары, инородные включения в сварных соединениях.

Радиографический метод способен обнаружить дефекты минимальных размеров, но многое зависит от их формы и местонахождения. Проще всего выявить дефект, протяженность которого совпадает с пучком излучения. В таком случае удается получить четкое изображение на снимке границ (по сравнению с дефектами криволинейной формы).

Ультразвуковая толщинометрия (УЗТ)

Ультразвуковая толщинометрия – основной метод, применяемый с целью оценки фактического значения толщины стенок элементов конструкций способом однократных измерений в местах, недоступных для измерения толщины механическим измерительным инструментом.

Приборы для проведения ультразвуковой толщинометрии

Наиболее часто используемые приборы – ультразвуковые толщиномеры, которые измеряют время прохождения ультразвукового импульса от излучателя до противоположной поверхности объекта контроля и обратно к преобразователю. Для проведения таких измерений доступ к противоположной поверхности объекта контроля не требуется. Благодаря этому, если противоположная поверхность объекта контроля является труднодоступной или полностью недоступной, необходимость разрезать объект контроля (что требуется при использовании микрометра или штангенциркуля) отсутствует.

С помощью ультразвуковых толщиномеров может быть измерена толщина изделий из большинства конструкционных материалов, таких как металлы, пластики, керамика, композиты, эпоксидная смола и стекло, а также толщина слоя жидкости или биологических образцов.

Ультразвуковая толщинометрия имеет в настоящее время большое значение для получения информации о размерах объекта контроля – измерении толщины стенок труб, сосудов, резервуаров, корпусов морских и речных судов и других изделий, доступ к которым имеется только с одной стороны, а также принятии заключений об остаточном ресурсе эксплуатации изделий и управляющих решений по обеспечению качества продукции.

Основной способ измерения толщины – эхо-метод

Эхо-метод позволяет контролировать изделия при одностороннем доступе к ним. Это особенно ценно при проверке изделий, в которых отсутствует двусторонний доступ. Кроме того, чувствительность эхо-метода значительно выше теневого. В эхо-методе отражение даже 1 % энергии очень хорошо не только обнаруживается, но и измеряется.

Кроме того, эхо-метод позволяет определить, на какой глубине находится дефект. Если временное расстояние между зондирующим и отраженным от противоположной поверхности детали (донный импульс) принять за размер детали, то время между посылаемым импульсом и моментом прихода отраженного от дефекта импульса дает глубину залегания дефекта. Кроме того, по амплитуде отраженного сигнала можно судить о размерах дефекта, а изучая спектральный состав отраженного импульса, можно получить информацию о типе и форме дефекта. Главный недостаток эхо-метода – наличие мертвой зоны под датчиком, что не дает возможности применять его для тонких изделий.

Различают три вида задач при измерении толщины, которым соответствуют три группы приборов:

  • Ручной контроль изделий с гладкими параллельными поверхностями, например изделий после их изготовления.
  • Ручной контроль изделий с грубыми непараллельными поверхностями, например изделий, внутренняя поверхность которых поражена коррозией.
  • Автоматический контроль в потоке (обычно труб).

При решении задач 1 и 3 основное требование – высокая точность измерений. При решении задачи 2 важное требование – высокая чувствительность, чтобы фиксировать рассеянное отражение от неровной противоположной поверхности, определять места наибольшего локального утончения стенок. Требования к точности измерения снижены. При ручном контроле нужно обеспечить широкий диапазон измерений, причем главная трудность – в снижении минимально измеряемой толщины. Результаты измерений необходимо представить в наглядной форме, например на цифровом табло.

Читайте также  Расчет наливного пола

Преобразователь – излучатель и приемник для целей ультразвукового контроля, действие которых основано на пьезоэлектрическом и электромагнитно-акустическом эффекте.

Виды преобразователей

По назначению преобразователи делят на нормальные (прямые), служащие для генерации продольных волн и наклонные (призматические), используемые для возбуждения нормальных, поперечных и поверхностных волн. По функциональным признакам преобразователи подразделяют на раздельные, совмещенные и раздельно-совмещенные.

Раздельные преобразователи в процессе контроля выполняют функции либо излучателя, либо приемника и их включают по раздельной схеме (пьезоэлемент подключен либо к генератору, либо к усилителю).

Совмещенные преобразователи включают по совмещенной схеме (пьезоэлемент соединен одновременно с генератором и усилителем) и они выполняют поочередно функции то излучателя, то приемника.

Раздельно-совмещенные преобразователи содержат два пьезоэлемента, включенных раздельно, но конструктивно объединенных в одном корпусе. Раздельно-совмещенные преобразователи отличаются минимальным уровнем собственных шумов, очень малой мертвой зоной, высокой чувствительностью. С их помощью можно добиться выравнивания чувствительности к дефектам, расположенным на разной глубине. Именно эти ПЭП наиболее часто Мы используем в работе по УЗТ.

Что такое дефектоскоп и для чего он нужен?

В зависимости от цели дефектоскопии и области его применения, кардинально меняется методика выявления повреждений и брака, на которой основывается работа того или иного дефектоскопа.

УД2-140 УДЗ-204 Пеленг-415 DIO 1000 LF

Трудности и задачи обслуживания трубопроводов

Сбой в работе трубопровода может негативно повлиять на производство, нанести вред окружающей среде и поставить под угрозу жизнь людей. Высокая стоимость устранения последствий сбоя означает, что компании-операторы трубопроводов более чем когда-либо полагаются на их инспекцию. Однако использование обычных методов внутритрубной инспекции часто затруднено, например, из-за сложной конфигурации различных участков трубопровода, расположенных в труднодоступных местах. Поскольку стандартные инспекции могут быть сопряжены с помехами для работы трубопроводов, они зачастую не проводятся в течение многих лет, увеличивая риск сбоев и неполадок.

Методика проведения неразрушающего ультразвукового контроля бурильных труб ЛБТ (1198-00.001 МУ)

Оглавление

  • Статус

Методика проведения неразрушающего ультразвукового контроля бурильных труб ЛБТ (1198-00.001 МУ)

Вид документа:
МУ (Методические указания)

Принявший орган: ООО «СПКТБ Нефтегазмаш»

Тип документа: Нормативно-технический документ
Дата начала действия: 28 августа 1998 г.
Опубликован:

  • ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ. Шум. Общие требования безопасности (с Изменением N 1) ГОСТ
  • ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны (с Изменением N 1) ГОСТ
  • Об утверждении Правил аттестации персонала в области неразрушающего контроля Постановление Госгортехнадзора России
  • Правила эксплуатации электроустановок потребителей (не действует на территории РФ) Письмо Главгосэнергонадзора России
  • Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (не действует на территории РФ) Информационный материал
  • ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00 Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (с Изменениями и дополнениями) Приказ Минэнерго России
  • ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые ГОСТ
  • ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования (с Изменением N 1) ГОСТ
  • ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности ГОСТ
  • ГОСТ 12.3.003-86 ССБТ. Работы электросварочные. Требования безопасности (с Изменением N 1) ГОСТ
  • СанПиН 2.2.4/2.1.8.582-96 Гигиенические требования при работах с источниками воздушного и контактного ультразвука промышленного, медицинского и бытового назначения Постановление Госкомсанэпиднадзора России
  • ГОСТ 166-89 (СТ СЭВ 704-77 — СТ СЭВ 707-77; СТ СЭВ 1309-78, ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия (с Изменениями N 1, 2) ГОСТ
  • ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3) ГОСТ
  • ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод (с Изменением N 1) ГОСТ
  • Об утверждении Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей Приказ Минэнерго России
  • ГОСТ 23667-85 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Методы измерения основных параметров ГОСТ
  • ГОСТ 23667-85 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Методы измерения основных параметров ГОСТ

СПЕЦИАЛЬНОЕ ПРОЕКТНОЕ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ БЮРО НЕФТЯНОГО И ГАЗОВОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

СПКТБ «НЕФТЕГАЗМАШ»

МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ HEРАЗРУШАЮЩЕГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ЛБТ

1198-00.001МУ

Госгортехнадзор России письмо N 10-13/46 от 19.07.99 г.

Директор Т.Х.Галимов 28.08.98

Зам. директора Ф.А. Гирфанов

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Характерным видом поломок бурильных труб являются поломки по высаженной части. Резьбозамковые легкосплавные бурильные трубы (далее ЛБТ) обычно ломаются по первому полному витку трубной резьбы, находящемуся в сопряжении с бурильным замком, в перпендикулярном направлении к оси трубы.

1.2 Разрушению данного элемента трубы способствуют максимальные нагрузки в сочетании с концентрацией напряжений во впадинах резьбы и в переходной части.

1.3 Настоящая «Методика проведения неразрушающего контроля бурильных труб ЛБТ» распространяется на контроль методом ультразвуковой дефектоскопии концов ЛБТ с внутренними концевыми утолщениями.

1.4 Методика предусматривает выявление поперечно ориентированных дефектов — преимущественно усталостных трещин и объемных несплошностей металла в высаженных концах труб, в том числе на участках трубной резьбы.

1.5 Дефектация концов ЛБТ, в том числе резьбовых участков, производится при очередном ремонте труб на трубной базе. В случае необходимости, например при авариях, связанных со сломом труб по высаженным концам, может быть проведена дефектоскопия концов ЛБТ на буровой при подъеме бурильной колонны.

1.6 Периодичность проведения дефектоскопии резьб и высаженных концов ЛБТ составляет:

при турбинном бурении через 6 месяцев;

при роторном бурении через 3 месяца.

2 АППАРАТУРА

2.1 Для визуального контроля применяются оптические приборы с увеличением до 10, например, ЛИП-3-10 , ЛТ-1-4 ГОСТ 25706-83.

2.2 Для контроля линейных размеров применяются:

2.3 Для НК акустическим (ультразвуковым) методом применяют в условиях лабораторий НК базы дефектоскопы УД2-12, УД-13П, УДИ-1-70; в условиях буровой контроль проводят с помощью передвижных дефектоскопических установок ПКДЛ или ПДУ-1М.

2.4 Сроки и объемы проверки аппаратуры, порядок работы с аппаратурой приводится в технических описаниях и инструкциях по эксплуатации приборов и комплектующих их устройств.

2.5 Для НК резьб и высаженной части концов ЛБТ ультразвуковым методом применяют прямой преобразователь на частоту 2,5 МГц, входящий в комплект дефектоскопов.

2.6 Настройку ультразвукового дефектоскопа производят с применением испытательных образцов. Испытательные образцы изготовляют из высаженных внутрь концов ЛБТ того типоразмера, который подлежит контролю. Каждый образец должен иметь два искусственных дефекта — риски прямоугольного профиля во впадинах резьбы глубиной 5±0,12 мм (рисунок 1). Риски наносят дисковой фрезой, диаметром 63 мм предварительно проконтролировав перпендикулярность оси испытательного образца плоскости фрезы.

Сечение А-А выполнено по четвертой от торца впадине резьбы;

сечение Б-Б выполнено по второй от конца сбега впадине резьбы

Рисунок 1 — Испытательный образец для ультразвукового контроля резьб высаженных концов ЛБТ

2.7 Каждый испытательный образец должен иметь маркировку. Маркировка наносится ударным способом и содержит:

порядковый номер образца;

3 ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

3.1 НК проводит специально обученный персонал, имеющий удостоверение установленного образца, имеющие лицензию Госгортехнадзора России.

3.2 Трубы, подвергаемые НК, должны быть очищены от грязи, масел, ржавчины, отслаивающейся окалины металлической щеткой, протерты ветошью.

3.3 Торцевые поверхности контролируемых ЛБТ должны быть гладкими, без заусенцев и задиров. Заусенцы и задиры необходимо удалить напильником. При зачистке упорного торца муфтового конца необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не повредить поверхность упорного торца и не нарушить тем самым герметичность замкового соединения.

Читайте также  Прокладка для смесителя

3.4 Подготовку аппаратуры для ультразвукового контроля, развертывание передвижной установки при контроле на буровой, предварительную настройку дефектоскопов производят в соответствии с инструкциями по их эксплуатации.

3.5 Ультразвуковой контроль можно проводить при температуре окружающего воздуха от +5 до +40 °С, температура труб должна быть такой же, при несоблюдении этих условий снижается чувствительность метода.

3.6 Для обеспечения акустического контакта между искателем и трубой подготовленную поверхность перед контролем тщательно протирают ветошью, а затем на нее наносят слой контактной жидкости.

3.7 Контактная жидкость для ультразвуковой дефектоскопии

3.7.1 Для получения надежного акустического контакта преобразователь-контролируемое изделие следует применять различные по вязкости масла.

3.7.2 Выбор масла по вязкости зависит от чистоты контролируемой поверхности и температуры окружающей среды. Чем грубее поверхность и выше температура, тем более вязкие масла следует применять в качестве контактной жидкости.

3.7.3 Наиболее подходящей контактной жидкостью в летний период для труб являются масла типа МС-20 ГОСТ 21743-76, АК-15 ГОСТ 10541-78, солидол ГОСТ 1033-79.

3.7.4 В качестве контактной жидкости рекомендуется также использовать жидкость следующего состава (А.С. 1298652):

Недостатки дефектоскопии

  • Присутствуют разрушающие способы;
  • Для некоторых разновидностей необходимо использовать специальные реактивы и прочие расходные материалы;
  • Опытные образцы порой не восстанавливаются после проведения данного процесса.

Общий принцип работы

Дефектоскопия это очень ответственный процесс, так как благодаря ему можно проверить работоспособность целой партии изделий. Ее проводят только после того, когда шов полностью завершен. Месту соединения дают остыть, а затем происходит обработка. С него оббивается шлак, зачищается поверхность, чтобы можно было сделать визуальный осмотр. На самом деле, если шлак не оббивать, то соединение будет более надежным, так как покрытая поверхность лучше защищена от коррозии, но в таком случае невозможно сделать визуальный осмотр.

Затем происходит дефектоскопия сварных швов трубопроводов и прочих изделий.

Процесс дефектоскопии сварных соединений

Для каждого вида отбираются несколько экземпляров. Далеко не всегда одна деталь проходит через все виды испытаний. Это обосновано как скоростью проведения испытательных работ, так и чистотой эксперимента, чтобы изделие подвергалось только одному виду воздействия. Это помогает определить максимальные пределы его стойкости.

Методы дефектоскопии

Визуальный осмотр является первоочередной и самой простой процедурой. С его помощью можно определить наличие как наружных, так и внутренних дефектов. Если высота шва постоянно разная, то значит, что дуга во время сваривания часто обрывалась. Во время осмотра можно обработать соединения 10% раствором азотной кислоты. При наличии грубых геометрических отклонений все будет сразу видно и без последующих анализов. Это метод не разрушаемого контроля сварных швов и соединений, не требующий финансовых затрат.

Цветная дефектоскопия сварных швов, которая еще носит название капиллярного контроля, основана на капиллярной активности жидкостей благодаря чему и получила свое название.

Набор для капиллярной дефектоскопии

Трещины и поры образуют сеть в соединении. При контакте с жидкостью они могут попросту пропускать ее через себя. Чем выше смачиваемость в выбранной жидкости, тем выше скорость ее прохождения. Данный метод подходит для любых форм и марок металла. Капиллярная дефектоскопия сварных швов позволяет выявить скрытые дефекты поверхности. Зачастую здесь применяется керосин. Сама процедура проводится по ГОСТ 18442-80.

Магнитная дефектоскопия

Во время контроля таким способом используется явление электромагнетизма. Устройство образует магнитное поле возле исследуемой области. Линии поля проходят через металл, но если в изделии есть дефекты, то линии искривляются. Для фиксации данного искажения применяется два основных метода. Одним из них является магнитографическая, а также магнитопорошковая дефектоскопия. При использовании порошка, его наносят в сухом виде или во влажной смеси, где дополнительно используется масло. Порошок скапливается в тех местах, где имеются дефекты.

Процесс магнитной дефектоскопии

Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений основана на принципе отражения звуковых волн от границ, которые разделяют различные среды. Волна посылается прибором на участок металла. Когда она достигает границы, то звуковые волны разделяются от акустических свойств каждой поверхности. Дойдя до нижнего предела заготовки, часть волны снова возвращается и фиксируется датчиками. Если внутри шва имеются дефекты, то волна искажается и датчик фиксирует это. Данный способ очень удобен в применении, поэтому стал очень широко распространенным. Недостатком способа является сложность расшифровки получаемых сигналов. Для крупнозерновых металлов такой способ также не подходит.

Дефектоскопия сварных швов радиационным методом основывается на свойствах проникновения гамма излучения и рентгеновских лучей сквозь металлическую поверхность. Дефекты фиксируются на фотопленке. Но это достаточно дорогостоящий способ. Также это самый вредный для здоровья человека способ.

Выбор метода

Далеко не всегда требуется проводить все процедуры, чтобы сказать с уверенностью, что в изделии нет дефектов. Для каждого случая будет уместен тот или иной способ. Чтобы подобрать какой именно будет наиболее подходящим, стоит определиться с тем, где именно будет использоваться заготовка и насколько высока ответственность шва. Для самых сложных случаев целесообразно использовать радиационный способ, несмотря на его сложность и опасность, так как он дает подробные данные о состоянии шва.

Если необходимо просто проверить, есть ли дефекты в соединении и насколько они сильные, то здесь подойдет магнитный или ультразвуковой. Второй способ более простой и универсальный. Он предпочтительнее благодаря наличию компактных устройств для проведения дефектоскопии.

Ультразвуковые волны нужно уметь правильно расшифровывать, так что неспециалистам данный метод не подойдет.»

При домашнем производстве будет достаточно визуального осмотра. Дефектоскопия сварных соединений с низким уровнем ответственности производится бюджетными способами.

Меры по технике безопасности

Инструкция охраны труда предполагает ношение свинцовой защиты при использовании радиационного метода. Помещение для проведения процедуры должно быть обустроено металлическими пластинами из свинца. В остальном же следует дождаться полного остывания материала, прежде чем приступать к анализу.