Ako je nedeštruktívne skúšanie zváraných spojov potrubí

Konštrukcia dlhých potrubí si vyžaduje množstvo zváraných spojov jednotlivých potrubí. Kvalita zvárania môže mať významný vplyv na výkonnosť celej diaľnice. Metódy riadenia zváraných spojov umožňujú s dostatočnou spoľahlivosťou hovoriť o ich kvalite.

Schéma montáže rúrkových spojov zváraním

Schéma montáže rúrkových spojov zváraním.

Štátne normy prísne regulujú potrebu overenia spoľahlivosti potrubí. Toto overenie je potrebné na zabezpečenie bezpečnosti ich služieb. Nedeštruktívne skúšanie zváraných spojov potrubí je súčasťou systému objektívnej kontroly kvality diaľnic a je povinným a efektívnym spôsobom na posúdenie ich spoľahlivosti a bezpečnosti.

Tvorba porúch

Pri vykonávaní zvárania potrubí a zodpovedajúcich tepelných vplyvov vo zvare a priľahlých oblastiach sa môžu vytvoriť poruchy (zlomenie).

Závady zvaru

Závady zvaru

Tieto nedostatky počas prevádzky môžu viesť k zníženiu pevnostných vlastností kovu, zníženiu prevádzkovej spoľahlivosti a životnosti potrubia, zmenám dopravných charakteristík, nedostatočnej rozmerovej presnosti a zhoršeniu vzhľadu. Hlavné príčiny porúch sú: porušenie zváracej technológie, použitie nekvalitných materiálov alebo nedostatočná kvalifikácia pracovníka. Niektoré chyby zvarových spojov sú viditeľné vizuálnou kontrolou, ale väčšina z nich je skrytá a dá sa zistiť len špeciálnymi metódami. Inými slovami, môžu byť chyby vnútorné a povrchové (vonkajšie).

Späť na obsah

Typy poškodení a porúch

Je možné identifikovať hlavné formy defektov v zváraných zónach: hromadný prítok, podrezanie, nerovnomerné prenikanie, trhliny a póry (vonkajšie i vnútorné), cudzie inklúzie.

Poruchy môžu byť rozdelené a kvôli ich výskytu. Existujú dve hlavné skupiny: chyby spôsobené metalurgickými vlastnosťami a tepelnými účinkami a chyby spôsobené ľudskými faktormi, porušenie podmienok zvárania. Prvá sa dá pripísať v kryštálovej štruktúre - praskliny (studené a horúce) vo zvare a švovej časti, póry, troska, štrukturálne zmeny v kovu. Z druhej skupiny vystupujú také chyby ako normalizované zváracie rozmery, nerovnomerné prienik, podrezanie, spálenie, uzliny, krátery, nevyplnený kov a niektoré iné.

Schéma prípravy okrajov rúr pre zváranie

Schéma prípravy okrajov rúr pre zváranie.

Porušenia veľkostí švov môžu ovplyvniť spoľahlivosť potrubí, takže ak sú takéto odchýlky normy normalizované, považujú sa za chyby. Takéto chyby nepriamo naznačujú prítomnosť vnútorných porúch v zvare. Hlavné chyby tohto typu sú: ostrý nerovnosť šírky a výšky zvaru pozdĺž jeho dĺžky, prudký prechod z oblasti pred zváraním na zváranie, znateľnú drsnosť zvarového kovu, veľké sedlá a pásy.

Späť na obsah

Potrubia: analýza rôznych chýb

Porucha zvarového spoja vo forme prepadu sa objaví, keď tavenina silno uniká do studenej zóny blízkej sutúry. Ságy môžu byť vo forme jednotlivých kvapôčok a môžu sa rozprestierať v značnej vzdialenosti pozdĺž zváracieho švu. Príčiny uzlín:

  • nadmerný zvárací prúd;
  • nesprávny náklon;
  • pohyb elektród počas zvárania;
  • ignorovať uhol potrubia, keď sú pripojené.

Priepustnosť je často sprevádzaná výskytom nerovnomernej a nekvalitnej penetrácie zvarového kovu, ako aj vzhľadu vonkajších a vnútorných trhlín.

Vzory uzlov

Schémy tvorby uzlov.

Úkosy sú drážky z kovu, ktoré sa objavujú na okraji zvaru. Takáto chyba znižuje skutočný prierez švu a vedie k vzniku nadmerného namáhania, čo môže viesť k ich rastu do trhlín s následným zničením zvarového spoja.

Chyby vo forme popáleniny sa javia ako otvory, ktorými tavenina prúdi z zvarového bazénu. Dôvodom na vznik takejto chyby môže byť nízka rýchlosť zvárania, nadhodnotená medzera medzi koncami rúr pri ich zváraní a prebytok sily zváracieho prúdu. Nedostatočné alebo nerovnomerné prenikanie švíkov je spôsobené nedostatkom spoľahlivého spojenia okrajov v malých oblastiach. Takáto chyba znižuje skutočný prierez zvaru a vedie k zvyškovým namáhaniam, ktoré môžu spôsobiť následné praskanie a zničenie kovu.

Trhliny možno pripísať najnebezpečnejším typom defektov. Môžu sa objaviť v ľubovoľnom bode zvarovacej zóny (vrátane oblasti s blízkym tesneným kovom) a majú akýkoľvek smer (pozdĺžny a priečny). Podľa ich veľkosti sú rozdelené na mikrotrhlinky a trhliny. Takáto chyba je spôsobená nesprávnou kryštalizáciou taveniny a prekročením koncentrácie uhlíka, síry a fosforu vo zvarovom bazéne. Trhliny výrazne ovplyvňujú všetky hlavné parametre zváraných spojov potrubí.

Tabuľka prípustných hodnôt podrezania počas zvárania

Tabuľka prípustných hodnôt podrezania počas zvárania.

Cudzie inklúzie oslabujú pevnostné charakteristiky. Najnebezpečnejšou je prítomnosť vtrúsení trosky, ktorá vzniká vtedy, keď nie je dostatočné čistenie trosky z povrchu zvarov po zváraní. Tieto inklúzie výrazne urýchľujú koróziu kovu.

Páry plynu alebo vzduchu sa zvyčajne vytvárajú vo vnútri zvaru. Môžu mať jeden znak a môžu pochádzať zo skupín a dokonca vytvárať reťazce prázdnych priestorov. Póry sa môžu usadzovať na povrchu kovu a vytvárajú vpichy (fistula). Póry výrazne znižujú pevnosť švíkov a vytváranie reťazcov dutín môže spôsobiť zníženie tlaku potrubia.

Porušenia v štruktúre kovu ševu alebo bezšnúrovej zóny sa môžu prejaviť zvýšením koncentrácie oxidov, mikropórov a mikrotrhlín a veľkých zrnitostí. Tepelný režim pri tvorbe kovovej konštrukcie zohráva kľúčovú úlohu. Nadmerné zahrievanie vedie k tvorbe veľkých zŕn v konštrukcii. Pri spálení kovu sa môžu objaviť zrná s oxidovanými povrchmi. To všetko vedie k krehkosti kovu.

Späť na obsah

Všeobecná teória nedeštruktívneho testovania

Pri metóde nedeštruktívneho testovania je súbor metód, ktoré umožňujú určiť požadované parametre bez narušenia integrity zvarového spoja potrubia. Zvárané škáry musia byť monitorované vo všetkých fázach prípravy, výroby a prípravy na použitie a pravidelne počas prevádzky.

Faktory ovplyvňujúce kvalitu zvarov

Faktory ovplyvňujúce kvalitu zvarov.

Nedeštruktívne metódy kontroly kombinujú kontrolu externým vyšetrením s cieľom zistiť vonkajšie chyby, skúmať tesnosť zvarov zváraných spojov a metódy kontroly na zistenie skrytých chýb pomocou špeciálnych zariadení. Nedeštruktívne testovanie sa prideľuje ako samostatná fáza technologického procesu výroby celého potrubia.

Štátne normy prísne regulujú riadenie zváraných spojov potrubí. Takže GOST 3242-79 definuje šesť základných typov ovládania a GOST 30242-97 klasifikuje typy porúch v zváraných spojoch potrubí. Hlavným účelom použitia špeciálnych metód je určenie polohy a veľkosti skrytých chýb, takže všetky metódy patria do skupiny detekcie chýb. Systém nedeštruktívneho testovania zahŕňa nasledujúce metódy: kapilárne, žiarenie, akustické, magnetické, ultrazvukové.

Späť na obsah

Vonkajšia vizuálna kontrola

Prvou metódou nedeštruktívneho skúšania zvarových spojov potrubí je vonkajšia vizuálna kontrola a meranie, ktoré sa vykonáva nepretržite vo všetkých etapách výroby a prevádzky potrubí. Po prvé, pomocou vizuálnej kontroly zvarového spoja potrubí sa určuje prítomnosť vonkajších defektov, ako sú prepady, podrezania, krátery pórov, popáleniny, vonkajšie trhliny a iné. Pri tejto kontrole sa odporúča použiť lupu s desaťnásobným nárastom.

Všeobecná schéma odôvodňovania noriem prípustnosti vád

Všeobecná schéma o zdôvodnení noriem prípustnosti vád.

Ďalším krokom je meranie rozmerov zváraných prvkov a určenie polohy defektov. Pri meraní sa stanovujú nasledujúce rozmery zvaru: jeho šírka a výška, veľkosť konvexných častí a rohy na okraji s oblasťou blízkeho šitia. Na kontrolu veľkostí sa používajú špeciálne šablóny. Výsledky meraní zvaru sa porovnávajú s normalizovanými hodnotami stanovenými štátnymi normami pre tieto typy zvárania.

Späť na obsah

Skúška tesnosti

Zvárané potrubné spoje musia byť nepriepustné pre tie látky (kvapaliny alebo plyny), ktoré sa prepravujú týmto potrubím. Kontrola tesnosti (nepriepustnosti) sa vykonáva po zostavení potrubia. Zahŕňa nasledujúce základné metódy testovania: kapilárne, chemické, bublinové, ako aj vysávanie a používanie vyhľadávača netesností.

Kontrola zváraných kĺbov pomocou kapilárnej metódy je založená na vlastnosti petroleja, ktorá používa kapiláry na prenikanie cez vnútorné dutiny (póry, trhliny). Na kontrolu tesnosti zvaru sa aplikuje a vysuší vodný roztok kriedy. Zo strany ševu oproti kriedovo maľovanému povrchu je povrch hojne napojený petrolejom. Ak dôjde k netesnosti, na kriedovom povrchu sa objavia stopy petroleja. Pri použití petroleja bude možné určiť prítomnosť vnútorných defektov s veľkosťou menšou ako 0,1 mm.

Schéma výberu úrovne odmietnutia s ultrazvukovým testovaním zadných švov

Schéma výberu úrovne odmietnutia s ultrazvukovým testovaním zadných švov.

Kontrola tesnosti pomocou amoniaku je založená na farbení indikátora v kontakte s alkalickým materiálom. Indikátor je roztokom fenolftaleínu alebo ortuti kyseliny dusičnej, reakčným činidlom je amoniak v plynnom stave.

Metóda riadenia bublín zahŕňa kontrolu tlaku vzduchu. Stlačený vzduch sa privádza do rúrky a tesnosť zvaru sa kontroluje bublinami, keď je časť potrubia ponorená do vodného kúpeľa. Skúška môže byť založená na detekcii vodných bublín pri vytváraní hydraulického tlaku vo vnútri potrubia. Pred skúškou sa povrch rúrky vysuší a počas testovania je zabezpečený vnútorný tlak vody, ktorý presahuje 1,5-násobok pracovného tlaku v potrubí.

Pri vykonávaní kontroly zváraných spojov kritických potrubí sa používa regulátor s plynovo-elektrickým detektorom úniku. Na testovanie sa používa héliový plyn, ktorý má vysokú permeabilitu. Špeciálna sonda na vyhľadávanie netesností detekuje vzhľad plynu a elektronická jednotka analyzuje jej množstvo a stupeň tesnosti zvaru.

Späť na obsah

Metóda inštalácie magnetických defektov

Schéma magnetickej metódy kontroly kvality zvaru

Schéma magnetickej metódy kontroly kvality zvaru.

Metódy nedeštruktívneho skúšania zvarových spojov potrubí, berúc do úvahy magnetické vlastnosti materiálov, umožňujú určiť polohu defektov štúdiom magnetického rozptylu v nehomogénnych štruktúrach počas magnetizácie kovu zváranej zóny. Časť potrubia je magnetizovaná pomocou solenoidu umiestneného vo vnútornej dutine alebo navíjaním drôtu navíjania nad zváracím švom. Skúška sa vykonáva metódou práškovej, indukčnej alebo magnetickej metódy, ktorá sa líši v spôsobe merania disperzie magnetického toku.

Metóda práškovej kontroly zahŕňa použitie magnetického prášku (železných pilín) uložených na povrchu zváraného priestoru. Keď sa vytvára magnetické pole v prášku, častice sú orientované a obraz magnetického spektra je jasne vytvorený. Takže môžete zistiť praskliny a póry vo veľkých hĺbkach. Na kontrolu pomocou indukčnej metódy sa používajú vyhľadávatelia, v ktorých sa vytvára elektromotorická sila pod vplyvom rozptýleného magnetického toku. V tomto prípade sa ozve pípnutie alebo sa objaví svetelný signál. Metóda magnetografickej kontroly umožňuje zaznamenávať tok disperzie na magnetickú pásku umiestnenú na povrchu zvarového spoja. Pri použití magnetického detektora chýb sa prítomnosť defektov stanovuje porovnaním výsledkov získaných so štandardom.

Späť na obsah

Radiačná metóda

Nedeštruktívne radiačné metódy riadenia zváraných spojov potrubí sú založené na vlastnostiach röntgenového a gama žiarenia. Kov absorbuje žiarenie inak za prítomnosti defektov alebo štrukturálnych zmien, ktoré berú do úvahy túto metódu overovania. Zváranie preniká lúčmi pomocou špeciálnych zdrojov žiarenia. Lúče sú upevnené na špeciálnom filme, kde oblasti tmavnutia naznačujú prítomnosť defektov. Miesto a ich rozmery sú ľahko rozlíšiteľné. Zdroje žiarenia sú široko používané zariadenia RUP 150-1 a RUE 120-5-1.

Zdroje lúčov gama sú rádioaktívne látky a ich izotopy, napríklad kobalt-60 a indium-192.

Spôsob overenia je podobný ako röntgenová kontrola. Prenikajúca schopnosť gama lúčov je vyššia ako pri röntgenových lúčoch, čo zvyšuje možnosti radiačnej metódy riadenia zváraných spojov.

Späť na obsah

Ultrazvuková metóda

Ultrazvuková kontrola zvarov

Ultrazvuková kontrola zvarov.

Nedestruktívna ultrazvuková metóda riadenia zváraných spojov je široko používaná na upevňovanie defektov vo veľkom množstve kovov. Táto metóda využíva vlastnosti ultrazvukových vĺn na preniknutie materiálu do značnej hĺbky a rozptýlenie na hraniciach chýb. Zdroj vlny je piezokryštál umiestnený v špeciálnej doske (sondy).

Ultrazvuk sa aplikuje v inom uhle od 40 do 73 ° C, aby sa zabezpečil úplný obraz. Ďalšia doska prístroja zachytáva odrazené vlny. Ako ultrazvuková metóda je najpoužívanejšou metódou echo, v ktorej zariadenie zaznamenáva priamy odraz impulzu z defektu (echo). Pri kontrole zváraných spojov potrubí sa používajú ultrazvukové detektory chýb typu TUD-320 alebo TUD-310. Okrem toho sa používajú tieňové a zrkadlovo-tieňové metódy detekcie ultrazvukových chýb.

Prístroje a zariadenia odporúčané na nedeštruktívne skúšanie zvarov potrubia:

  • lupa;
  • nóniom;
  • mikrometer;
  • ukazovateľ hĺbky;
  • zváracie vzory;
  • Röntgenové, ožarovacie, ultrazvukové a magnetické detektory chýb;
  • indikátor netesnosti;
  • analyzátor plynu.

Nedeštruktívna analýza zvarových spojov potrubí je dôležitým prvkom na zaistenie spoľahlivosti a bezpečnosti. Jeho správanie sa riadi normami a nevyhnutne pri výrobe a prevádzke potrubí.

Pridať komentár