Отдел по работе с клиентами:

+7 (495) 789-76-55

Адреса в других городах: 
Томск 
Самара
Нижний Новгород

В соответствии с СТО ГАЗПРОМ 2–2.4–083–2006 «Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов» все трещины любой длины и направления относительно сварного шва не допускаются независимо от категории газопровода и требуемого уровня качества. В связи с этим возникает проблема выбора оптимальных методов неразрушающего контроля.

Для исследований были взяты образцы, вырезанные на трассе газопровода из труб, в которых при обследовании были выявлены трещины, развивающиеся с наружной и внутренней поверхности сварного соединения, а также сквозные трещины. Диаметр трубы составлял 219 мм., толщина стенки 8 мм., материал Ст 3 сп.

Применялся и сравнивался неразрушающий контроль сварных и паяных соединений следующих видов:

Визуальноизмерительный контроль (ВИК)

При осмотре через лупу с 10 кратным увеличением (ВИК) было подтверждено наличие трещин с шириной раскрытия от 0,1 мм до 1 мм. К недостаткам данного метода следует отнести большие затраты времени и высокую степень влияния на выявляемость дефектов человеческого фактора.

Магнитная дефектоскопия (МПД) и цветная (капиллярная) дефектоскопия

Неразрушающий контроль сварных и паяных соединений методами магнитной дефектоскопии (МПД) и ЦД проводился последовательно на одних и тех же участках образцов. Были выявлены индикаторные следы, характерные для трещин в средней части сварного соединения, ориентированные вдоль сварного шва как с наружной, так и с внутренней поверхности. Установлено, что для выявления трещин в сварных соединениях, выполненных ТВЧ, предпочтительнее метод: Магнитная дефектоскопия (МПД), так как он менее требователен к качеству зачистки поверхности, более чувствителен к дефектам и требует меньших затрат на подготовку сварного соединениял(рис. 1).

Рис.1

Вихретоковый контроль (ВК)

Вихретоковый контроль проводился вихретоковым датчиком, встроенным в дефектоскоп УД3-103. Были зарегистрированы сигналы от всех трещин, выявленных методом МПД. Амплитуды и форма сигналов от трещин соответствовали искусственным дефектам глубиной 0,2 мм, 0,5 мм и 1,0 мм. В тоже время аналогичные по форме и амплитуде сигналы были зарегистрированы и от допустимых рисок, присущих этим объектам. Положительной стороной ВК является возможность косвенно по амплитуде сигнала определять глубину дефектов.

Ультразвуковой контроль (УК) в автоматическом и ручном режимах

Метод ультразвуковой дефектоскопии (УК) в автоматическом режиме проводился с применением установки «Скаруч». При этом были выявлены все дефекты образцов, однако трещины были классифицированы не только как плоскостные дефекты, но и как объемные и объемно-плоскостные. Недостатком метода является также невозможность определения глубины залегания дефектов.

Ультразвуковая дефектоскопия (УК) в ручном режиме проводилась совместно с эхо- и дельта- методами. Дельта метод основан на использовании дифракции на дефекте 3 (рис.2) поперечной волны от наклонного преобразователя 1 с трансформацией в продольную и приемом ее прямым преобразователем 2.

Рис.2

При проведении работ дельта- методом признаком дефекта в сечении шва является многократно отраженный от краев дефекта сигнал, принимаемый прямым преобразователем 2 (рис. 2, в). Этот метод обеспечивает кроме непосредственного нахождения дефекта, еще и высокую достоверность оценки его типа по различиям в форме и амплитуде сигналов от плоского и от объемного дефектов.

При контроле образцов в ручном режиме с применением совместно эхо- и дельта-методов были выявлены все дефекты на образцах (трещины на внешней и внутренней поверхности сварного соединения и сквозные трещины), причем применение дельта-метода позволило идентифицировать выявленные дефекты, как плоскостные.

радиографический контроль (РК)

Радиографический контроль сварных соединений проводился с использованием портативного импульсного рентгеновского аппарата «Арина-3» по схеме просвечивания через две стенки на рентгеновскую пленку РТ-1 со свинцовыми экранами. По результатам РК кольцевых сварных соединений, выполненных ТВЧ, можно сделать вывод о низкой выявляемости трещин- не было выявлено ни одной трещины глубиной менее 2 мм. Высоких значений выявляемости дефектов и производительности можно достичь при использовании мелкозернистых рентгеновских пленок и рентгеновских аппаратов непрерывного действия. К сожалению, они сильно уступают импульсным рентгеновским аппаратам по маневренности.


Таким образом, по результатам ультразвукового и радиографического контроля  кольцевых сварных соединений, выполненных ТВЧ, можно сделать вывод о большей эффективности применения ультразвукового контроля и возможности диагностирования этим методом как дефектов, выходящих на поверхность объекта, так и внутренних дефектов, не выявляемых ни одним из ранее рассмотренных методов.

Для металлографического анализа сварных соединений готовились шлифы их поперечного сечения.

Рис.3

По внешнему виду сечения (рис. 3) и структуре можно определить, что сварной шов выполнен стыковой сваркой. Видно, что в структуре сварного соединения отсутствует литой металл, в плоскости соединения находится обезуглероженная полоска с примыкающими к ней участками с обычной структурой перегретого металла.
В сечении шва обнаружены трещины (рис. 3 и 4): идущая от внутренней поверхности трубы на глубину 1,7 мм и идущая от наружной поверхности трубы на глубину 0,35 мм.

Рис.4

В металле трубы обнаружены неметаллические включения (сульфиды- 4 балла по ГОСТ 1778-70, метод Ш6), расположенные вдоль направления проката (рис. 5).

Рис.5

В зоне шва наблюдается деформация металла, линии деформации металла совпадают с полосами неметаллических включений (рис. 6).

Рис.6

На основании большого количества полевых диагностических работ и проведенных лабораторных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Надежное выявление дефектов в рассматриваемых сварных соединениях достигается комплексным применением нескольких методов неразрушающего контроля.
2. Рекомендуется следующий оптимальный порядок контроля кольцевых сварных соединений труб, выполненных сваркой ТВЧ на газопроводах-отводах: внешний осмотр, контроль герметичности, зачистка сварного соединения для проведения последующего дефектоскопического, визуального, измерительного, магнитопорошкового и ультразвукового контроля.

Автор(ы):Важенин Д.В., Коваль Д.М., Ярусов Е.Ю., Жуков Д.В.

Правообладатель: АО НПЦ «Молния»