Дефектоскопия сварных швов трубопроводов – обзор методов

Много трубопроводов, находящихся сегодня в эксплуатации, устарело в плане их длительной службы. Поэтому коррозия швов и уменьшение толщины стенки труб – дело обычное. Чтобы обнаружить недостатки конструкции, используют специальные методы, которые входят в единую систему под названием дефектоскопия трубопроводов.

Общие сведения

Диагностика трубопроводов – это несколько технологий, которые делятся на две основные группы: разрушающие и неразрушающие. При использовании первой производится разрушение стыка двух труб, после которого обследуются кромки соединенных участков на предмет качества и обнаружения дефектов. Такой вариант возможен, если проводится ремонт трубопровода (полная его остановка).

Вторая технология не требует разрушения, что дает возможность проводить контроль на действующих участках. Ее используют сегодня повсеместно, особенно в сфере нефте- и газотранспортировки, плюс ЖКХ. Такая дефектоскопия, именно так называют неразрушающий контроль, проводится для определения дефектов насосных станций, резервуаров разного назначения, на заводах сжиженного газа и прочих предприятиях.

Подробности

Существует несколько технологий дефектоскопии трубопроводов. Самая простая из них – визуальный осмотр.

Можно по внешнему виду сварного шва определить – качественный он или нет. Если дефекты стыка не видны, то для их нахождения используют лупу. Раковины, неровности, трещины – все это является изъянами сварного шва, что говорит о низком качестве проведенных сварочных работ.

Этот метод контроля в действующих трубопроводах используют редко. Чаще в качестве дополнения к другим видам. Именно последние являются основой качественно проведенного контроля.

Основные методы, которые применяются сегодня:

• ультразвуковая дефектоскопия трубопроводов;
• магнитная;
• радиационная;
• капиллярная;
• исследование на проницаемость.

Визуальная

С помощью этого вида контроля можно обнаружить не только внешние дефекты, но и внутренние. К примеру, если шов по высоте и ширине имеет серьезное отклонение, то вероятнее всего в процессе сварки произошло прерывание дуги. А это говорит о том, что внутри шва могут появиться непровары, снижающие качество соединения.

Обнаружить такие изъяны можно так:

• шов очистить от окалины, капель, шлака;
• он дополнительно очищается при помощи спирта;
• на шовный участок наносится азотная кислота – процесс называется травлением;
• с помощью лупы исследуется шов.

Травление делает поверхность металла чистой и матовой. На ней хорошо видны даже мелкие недостатки. Обычно внимание обращают на трещины. Н хорошо видны и пережоги, подрезы, прочие дефекты.

Ультразвуковая дефектоскопия

Это один из точных вариантов дефектоскопии трубопроводов, накопительных сосудов и других конструкций. В основе технологии лежит свойство ультразвука отражаться от поверхностей, а также материалов, которые имеют разную плотность. Если сварочный шов был сделан качественно, то плотность залитого между кромками труб металла будет одинакова по всему объему. И когда проводится ультразвуковая дефектоскопия, то звук пройдет сквозь шов беспрепятственно.

Если внутри металла есть пора или раковина, то внутри них всегда присутствует какой-то газ. Плотность внутри изъяна явно меньше, чем металла. И при прохождении ультразвука сквозь металл на его пути встречается пустота. Звук проходит через газ, ударяется о стенку раковины и возвращается обратно. Именно обратная волна говорит, что внутри шва есть дефект.

Разные пустоты отражают ультразвук по-разному. Это позволяет их классифицировать. То есть это раковина, трещина или что-то другое.

Чисто технически этот метод дефектоскопии трубопроводов представляет собой специальное устройство в виде колец, которые часто называют решетками. Их надевают на трубу, после чего подключают к источнику ультразвука. Кольца передают направленные внутрь волны и принимают отраженные.

Чем больше дефектов внутри металла, тем больше отраженных волн возвращается на приемник устройства дефектоскопии трубопроводов. При этом отличительная особенность каждого дефекта – это длина возвращенной волны.

Есть много задач, которые ставятся перед ультразвуковой дефектоскопией.

Поэтому разработаны несколько эффективных методов, которые сегодня используются для решения каждой:

• теневой;
• зеркальный;
• зеркально-теневой;
• эхолокация;
• дельта-метод.

Сегодня приборы, которыми проводят ультразвуковое исследование трубопроводов, оснащаются разными устройствами в соответствии с требуемыми методами контроля. В одном может быть несколько технологий проверки сварного шва. Поэтому перед тем как начать работу, оператор выбирает и устанавливает метод дефектовки. Или использует сразу несколько вариантов одновременно.

Магнитная дефектоскопия трубопроводов

Этот метод основан на электромагнитной индукции (создания магнитного поля в металле сварного шва). Для этого применяется оборудование, которое это поле создает.

Есть две технологии проведения дефектоскопии этого типа:

1. При помощи ферромагнитного порошка. Обычно для этого используют железо.
2. При помощи ферромагнитной ленты.

В первом случае порошок просто насыпают на участке проведения контроля. Он может быть сухим или смешанным с маслом или керосином. С обратной стороны трубы устанавливается магнит. Если в каком-то месте порошок стал собираться кучками, значит, здесь есть дефект металла.

Во втором случае вместо порошка укладывают специальную ленту. С обратной стороны шва устанавливается прибор, образующий магнитное поле. На участках, где внутри есть изъяны, на ленте будут появляться пятна.

Этот способ дефектоскопии трубопроводов может быть использован, если трубы изготовлены из ферромагнитных сплавов (которые притягивают магнит). Цветные металлы, нержавейка аустенитного класса, стали с покрытием из никеля или хрома такому способу контроля не подвергаются.

Радиационная дефектоскопия трубопроводов

Этот метод – обычная рентгеноскопия, где используется компактный рентгеновский аппарат и пленка. Метод дорогой, но самый точный из всех предложенных. При этом рентгеновские лучи опасны для человека.

Капиллярная дефектоскопия

Этот метод основан на свойстве некоторых жидкостей, которые называют пенетрантами, проникать по капиллярам в любом материале. Это не обязательно металл. Так можно проверить стекло, пластик, керамику и прочее.

Суть метода дефектоскопии заключается в том, что проникающую жидкость наносят на контролируемый участок трубопровода. Через некоторое время, обычно это 20 минут, ее удаляют, и на этот же участок наносится индикатор, который начинает из дефектов шва вытягивать пенетрант. Если после операции никаких следов от пенетрантов не обнаружено, значит, изъяном в стыке труб нет.

Из проникающих жидкостей самый простой – керосин. Для его применения необходимо четко знать технологию нанесения. Это надо делать так:

• с внешней стороны наносится жидкий меловой раствор;
• он должен просохнуть;
• с обратной стороны наносится керосин;
• если со стороны мелового раствора появились мокрые линии или пятна, значит, дефекты в металле присутствуют.

Дефектоскопия соединений на проницаемость

Этот метод используется для контроля качества сварных швов резервуаров и емкостей. Для этого их заполняют жидкостью или газом, а затем создают внутри избыточное давление. Среда начинает искать выход, и если в швах присутствуют трещины или другие изъяны, то она быстро начинает через них просачиваться наружу.

Эффективность способа увеличивается, если по стыкам с внешней стороны распределить мыльный раствор. Особенно, если резервуар заполнить газом. Пузырьки на стыках покажут, что швы проварены некачественно.

Оборудование для дефектоскопии трубопроводов

Современные технологии дефектоскопии – это, в основном, внутритрубная диагностика. Для этого используется специальное оборудование, которое называется внутритрубные дефектоскопы. Они помещаются внутрь трубопровода и доводятся до требуемых участков, где самостоятельно проводят контроль. Многие из них снабжены камерами: фото и видео.

С их помощью определяют:

• форму поперечного сечения трубы;
• наличие коррозии;
• вмятины;
• произошло ли утончение металла и прочие изъяны.

Некоторые аппараты двигаются по трубопроводу за счет перемещаемого потока. Некоторые за счет установленного электродвигателя. Внутри есть датчики, функция которых – накапливать и сохранять полученную информацию.

Внутритрубная дефектоскопия магистральных трубопроводов – это технология, которая позволяет не использовать аппаратуру, ведущую систематические исследования. При этом скорость контроля выше всех известных методов дефектоскопии. Но используется этот вариант только в трубопроводах большого диаметра.

Исследования трубопроводов этим методом проводится в несколько этапов:

• подготовка, она же диагностика;
• очистительные мероприятия внутреннего пространства трубопровода;
• калибровка – это обеспечение внутренней проходимости труб;
• использование профилемера – так обследуются изгибы, повороты и прочие неровности;
• применение ультразвуковой дефектоскопии и магнитной;
• определение безопасности работы трубопровода.

Итоги

Деградация металла – серьезная проблема, особенно в конструкциях, внутри которых перемещаются различные среды под большим давлением. Со временем прочность соединительных участков падает, что может привести к серьезным последствиям. Решается проблема сегодня просто – контролем, для чего используются различные методы дефектоскопии трубопроводов.

У каждого выше обозначенного способа есть свои плюсы и минусы. Но они гарантируют высокую точность дефектовки, что требуется во время контрольных обследований. Поэтому вновь вводимые трубопроводы обследуются в обязательном порядке. Эксплуатируемые проверяются по строго утвержденному графику планово-предупредительного ремонта. Нарушать сроки проведения дефектоскопии нельзя ни под каким предлогом.

Ультразвуковая дефектоскопия сварного шва: видео.

А как считаете вы, какой способ из предложенных самый информативный? Напишите в комментариях. Сохраните статью в закладках, поделитесь ею в социальных сетях.