Неразрушающий контроль трубопроводов: Контроль трубопроводов. Что это, виды и этапы контроля

Методы неразрушающего контроля сварных соединений труб и трубопроводов ГОСТ

Содержание

• Визуальный и измерительный контроль
• Ультразвуковой контроль
• Радиографический контроль
• Капиллярный контроль
• Магнитный контроль
• Тепловой контроль
• Вихретоковый контроль

Неразрушающим контролем (сокращенно – НК) называется проверка надежности как целого объекта, так и его составляющих. При НК используются особые методы, позволяющие провести работы без разборки или выведения из эксплуатации. Базой для методов и средств контроля, сохраняющих целостность объектов и их эксплуатационные характеристики, служит исследование физических принципов. Как классифицируются виды и методы НК? Эта информация содержится в ГОСТ 18353-79.

Визуальный и измерительный контроль

Базовый метод дефектоскопии, отличающийся информативностью, экономичностью и быстротой.

Визуальный и измерительный контроль (ВИК) предшествует остальным методам.

При внешнем осмотре специалисты проверяют, насколько качественно подготовлены заготовки для сварки и как выполнены сварочные швы, а также определяют качество металла. Визуальный контроль должен выявить, нет ли видимых дефектов – ржавчины, наплывов, вмятин и т.д.

Провести ВИК можно невооруженным глазом или при помощи оптических приборов (таких как зеркало, лупа или эндоскоп). Метод примечателен тем, что для него достаточно простых измерительных средств.

В настоящее время для ВИК применяются более мощные приборы, способные обнаружить даже незначительные дефекты. Визуальный и измерительный контроль нужен, чтобы оценить состояние материала и сварных соединений. Требования по выполнению процедуры перечислены в руководящих документах по оценке сооружений и технических устройств.

Ультразвуковой контроль

Один из главных методов неразрушающего контроля был предложен советским ученым С. Я. Соколовым в далеком 1928 году. Ультразвуковая дефектоскопия охватывает многие сферы, проверяя сварные соединения, трубопроводы, аппараты высокого давления и другую разнообразную продукцию. Существует множество изделий, от состояния которых зависит безопасность тысяч людей: рельсы для железнодорожного сообщения, элементы авиационных двигателей, трубопроводы атомных реакторов и др. При производстве и эксплуатации такой сложной продукции обязателен ультразвуковой контроль.

Необходимо сказать о преимуществах ультразвукового метода по сравнению с другими методами НК:

1. Повышенная чувствительность, которая позволяет обнаружить опасные дефекты – трещины, непровары и пр.
2. Экономичность.
3. Безопасность для здоровья (в сравнении с рентгеновским методом).
4. Возможность проводить процедуру без прерывания рабочего процесса.
5. Сохранение целостности исследуемого объекта.
6. Возможность исследовать материалы разного происхождения.

При всех преимуществах ультразвуковой метод обладает и своими недостатками. Во-первых, он не дает представления ни о реальном размере дефекта, ни о его характере. Во-вторых, при контроле металлов с крупнозернистой структурой возникают затруднения из-за рассеяния и затухания ультразвука и высоких требований к поверхности контроля.

Про проведении НК возникает множество задач, и необходимость их решения дала толчок к развитию ряда акустических методов контроля. Если обратиться к ГОСТ 23829-85, то такие методы делятся на активные и пассивные. Активные методы основаны на излучении и приеме акустических волн и колебаний, а пассивные – только на приеме.

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).

Капиллярный контроль

Считается наиболее чувствительным методом неразрушающего контроля. Капиллярные методы основаны на том, что специальные жидкости проникают в поверхностные и сквозные дефекты. В процессе индикаторные жидкости оставляют следы – их регистрируют визуально или при помощи преобразователя. Капиллярные методы помогают определить, где расположен дефект, какова его протяженность и ориентация на поверхности. Для проведения капиллярного контроля создан ГОСТ 18442-80.

Если дефект настолько мал, что его невозможно обнаружить при ВИК, то применяется капиллярная дефектоскопия. К такому методу прибегают при работе с объектами всех размеров и форм. Что касается материалов, использованных для изготовления объектов, то к ним относятся металлы и сплавы (цветные и черные), а также неферромагнитные материалы (стекло, пластмасса и пр.). О контроле выполненных из ферромагнитных материалов объектов надо сказать отдельно. Капиллярная дефектоскопия помогает справиться с задачей, если по какой-либо причине использовать магнитопорошковый метод нельзя.

Список областей, где бывает задействован капиллярный контроль, очень широк: это авиа-, ракето-, автомобиле- и судостроение, металлургия, энергетика, химическая промышленность. Капиллярная дефектоскопия применяется для мониторинга важных объектов перед их вводом в эксплуатацию и в процессе работы.

Магнитный контроль

Это совокупность методов НК, нужных для выявления дефектов в ферромагнитных металлах и сплавах. Магнитная дефектоскопия позволяет обнаружить включения неметаллического происхождения, трещины, волосовины, флокены. Найти дефекты можно при условии их нахождения на поверхности изделия или при залегании на небольшой глубине (2-3 мм).

Суть магнитных методов заключается в исследовании магнитных полей рассеяния возле прошедших намагничивание ферромагнитных материалов. На местоположение дефекта указывают перераспределенные магнитные потоки и сформированные магнитные поля рассеяния.

Тепловой контроль

В основе метода – фиксация и преобразование ИК-излучения в видимый спектр. Тепловой метод неразрушающего контроля используют во всех промышленных областях, в которых о состоянии объектов можно судить по неоднородности теплового поля.

Сегодня тепловой метод очень востребован в строительство, производстве и теплоэнергетике.

После того, как был принят новый закон о регламентировании энергоаудита объектов, направленный на экономию ресурсов, интерес к тепловому контролю усилился. В настоящее время этот метод является базовым методом для оценки состояния объектов.

У теплового контроля масса плюсов – универсальность применения, оперативность, большая производительность. Кроме того, тепловой контроль можно осуществлять дистанционно. Есть несколько видов метода – контроль плотности тепловых потоков, контроль температуры, контроль теплопроводности и тепловизионный контроль.

Вихретоковый контроль

Основой для вихретокового метода НК служит взаимодействие электромагнитных полей – внешнего и поля вихревых токов, создаваемых в объекте контроля. Вихревые потоки заметил физик из Франции Араго в 1824 году. Ученый отметил, что находящийся под магнитной стрелкой медный диск вращается за счет вихревых токов.

Обычно источников электромагнитного поля становится вихретоковый преобразователь (ВТП) – индуктивная катушка. В катушках действует ток, который создает электромагнитное поле, возбуждающее вихревые токи. Их поле действует на ВТП, создавая в них ЭДС или преобразуя их сопротивление. Появившееся на катушках напряжение или сопротивление – ключ к информации о свойствах объекта.

С помощью вихретокового метода можно не только выявить дефекты и оценить свойства объектов контроля. Вихретоковый контроль широко применяется и при производстве деталей, и при их ремонте. Высокоточное современное оборудование – это возможность для обработки и хранения большого объема данных о результатах контроля. Системы сканирования автоматизированы, что увеличивает точность визуализации объекта контроля во много раз.

В каких областях используют вихретоковый контроль? Список широк:

1. Вихретоковым методом исследуют сварные и резьбовые соединения, детали разнообразных форм и размеров для оборудования. Кроме того, это метод контроля корпусного оборудования, гибов трубопроводов, лопаток паровых турбин. С помощью вихретокового метода также проверяют поверхность осевого канала роторов турбин.
2. Вихретоковый контроль нужен, чтобы измерять толщину защитных покрытий, тонких труб и тонкого листового проката. Помимо этого, с помощью вихретокового метода ищут коррозионные повреждения.
3. Вихретоковый метод позволяет оценить состояние металла тепломеханического оборудования (как исходное, так и текущее). Метод применим и для оценки качества термообработки; с его помощью проводят сортировку объектов и определяют состав контролируемого вещества.
4. Посредством вихревых токов измеряют глубину поверхностных трещин, обнаруженных на электропроводящих материалах.

Все методы и приборы неразрушающего контроля служат одной цели – выявить даже незначительные повреждения, в том числе грибок, коррозию, расслоение. Востребованность НК объясняется просто: его методы сочетают в себе множество достоинств и соответствуют строгим требованиям промышленной безопасности.

Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов

1. Главная
2. Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов

Безопасность магистральных, технологических, машинных, коммунальных и судовых трубопроводов определяется наличием и степенью опасности дефектов в основном металле изделия и его сварных соединениях.

Трубопроводы также классифицируют по схеме изготовления, по назначению, по способности выдерживать температурные нагрузки, по габаритам, по характеру и типу движения передаваемых материалов, по прочности и по классу опасности. Требования к устройству и эксплуатации стальных трубопроводов задает ГОСТ 32569-2013.

Дефекты сварных соединений возникают в процессе изготовления, монтажа и эксплуатации объекта. На каждом из этих этапов проведение неразрушающего контроля регламентировано рядом нормативных документов. ГОСТ Р 56542-2019 определяет все существующие виды и методы неразрушающего контроля.

Сварные соединения трубопроводов контролируют либо внутритрубным, либо наружным способом в зависимости от типа и параметров дефектов, характерных для стадии эксплуатации. Нормативно-технические документы ОАО «АК «Транснефть» (РД 19.100.00-КТН-001-10, ОСТ 23.040.00-КТН-574-06, ОР-19.100.00-КТН-010-10) и ОАО «Газпром» (СТО Газпром 2-2.4-083-2006) регламентируют применение методов контроля в обоих случаях.

Наружный способ:

• не требует остановки эксплуатации
• ультразвуковой, магнитный, радиационный, капиллярный вихретоковый и другие виды контроля
• подготовительные работы по зачистке
• оценивает площадь или объем дефекта без учета динамики дальнейшего развития

Внутритрубный способ:

• требует остановки эксплуатации
• ультразвуковой, магнитный контроль
• подготовительные работы по очистке внутренней полости, устранению сужений
• возможность полного обследования трубопровода на всей протяженности 

Оценка сварных швов ремонтных конструкций

Также нормативные документы задают классификацию дефектов сварных швов трубопроводов и подробные рекомендации по процессу оценки качества для объектов как в эксплуатации, так и после ремонта. Для эксплуатируемых объектов это несплошности плоскостного типа, выходящие на поверхность, наружные и внутренние дефекты сварного шва, смещение кромок, разнотолщинность. Для сварных соединений ремонтных конструкций это контроль при заварке или вырезке дефекта и контроль при установке ремонтных муфт.

3 Эффективные ультразвуковые методы неразрушающего контроля трубопроводов и трубопроводов

• Главная
• 3 Эффективные ультразвуковые методы неразрушающего контроля трубопроводов и трубопроводов

3 Эффективные ультразвуковые методы неразрушающего контроля трубопроводов и трубопроводов

Когда речь идет об осмотрах трубопроводов, ультразвуковой контроль (УЗК) является лучшим инструментом, доступным персоналу, проводящему неразрушающий контроль (НК). В зависимости от варианта УЗК может обнаруживать активную или пассивную коррозию, а также многие другие проблематичные коррозионные аномалии. Однако инспекторам необходимы дополнительные инструменты и оборудование, например, вихретоковый контроль или ультразвуковые сканеры, для исследования определенных сегментов трубопровода после дальнего ультразвукового контроля.

Хорошей новостью является то, что технические специалисты могут тестировать любой тип трубопровода с помощью неразрушающего контроля, независимо от его размера. Независимо от инфраструктуры, важно выбирать продукты NDT UT, которые соответствуют форме и типу сварки трубопроводов. Когда дело доходит до неразрушающего контроля трубопровода, следует помнить о трех наиболее важных методах: ультразвуковом контроле на большом расстоянии (LRUT), ультразвуковом контроле с фазированной решеткой (PAUT) и сканировании.

Использование LRUT для дальнего обнаружения

Стоит отметить, что УЗД дальнего действия следует использовать только как общий направляющий механизм, выявляющий основные и мелкие недостатки. LRUT — это инновационная стратегия осмотра, которая оценивает трубы на больших расстояниях, но у нее есть несколько недостатков. Ограниченные возможности обнаружения не позволяют ему точно определить место коррозии или трещины в трубопроводе, и он не может оценить обнаруженные повреждения типа (например, активная или пассивная коррозия).

Однако LRUT является наиболее эффективным способом анализа длинных участков трубопровода на расстоянии и проверки труднодоступных мест. Это также достаточно жизнеспособно, чтобы добраться до подземных трубопроводов, включая подводную инфраструктуру. После длительного испытания специалисты по неразрушающему контролю должны приобрести специализированные подходы, такие как PAUT, чтобы получить истинное представление о состоянии обслуживания трубопровода. Индивидуальные схемы неразрушающего контроля обнаружат конкретные дефекты в сварных швах трубопроводов и оценят точную природу самого дефекта.

PAUT для аустенитных сплавов и нержавеющей стали

Контроль аустенитных сварных швов в нефтегазовой промышленности является одним из наиболее важных активов для профессионалов в этой области. Но процесс проверки может быть пугающим без подходящего оборудования. Аустенитные сплавы и нержавеющая сталь более устойчивы к коррозии, чем другие материалы, но не невосприимчивы к коррозионному разрушению. Поэтому инспекторы по неразрушающему контролю должны применять такие же строгие стандарты неразрушающего контроля для аустенитных сплавов и нержавеющей стали, как и для любого другого изделия.

Лучший способ проверки нержавеющей стали и аустенитных сплавов — это PAUT с использованием двухмерных матричных датчиков. Материалы из нержавеющей стали содержат анизотропные крупные зерна, каждое из которых вызывает отражения и высокий уровень шума. Высокий уровень шума приводит к большим проблемам с обратной связью во время обычных процессов тестирования по сравнению с PAUT. Кроме того, специалисты по неразрушающему контролю должны иметь дело с непреднамеренными изменениями в структуре трубопровода, что затрудняет тестирование.

Например, при контроле аустенитного сварного шва операторы неразрушающего контроля могут использовать двухмерные матричные датчики следующими способами:

• Снижение частоты от 1,5 МГц до 3,5 МГц для более толстых компонентов
• Многоканальная конфигурация законов фокусировки для получения более широкого охвата сварного шва
• Используйте управление в пассивной плоскости для захвата дополнительных дефектов.

2D-возможности массива позволяют пользователям наклонять волновые лучи на протяжении всей стадии тестирования, обеспечивая полное покрытие луча, которое охватывает дополнительные области. Устройство 2D-матрицы также может обнаруживать осевые и периферийные дефекты, особенно дефекты с неудобным расположением, которые могут остаться незамеченными. 2D-датчик обеспечивает дополнительное удобство и гибкость, но пользователи могут получить ту же надежность с помощью сканирующего оборудования для неразрушающего контроля, которое может исследовать различные типы сварки. 9

Чувствительность к поверхностным и подповерхностным дефектам 03 Измерение и идентификация дефектов

Существует множество методов неразрушающего контроля, но одним из самых впечатляющих продуктов на рынке является сканер сварных швов. Он также обеспечивает широкое сканирование различных сварных швов, включая данные в реальном времени в форме УЗК. Сканер сварных швов — это универсальная машина, которая работает в ограниченном и открытом пространстве, поскольку магнитные колеса сканера подходят для круговой и осевой сварки. Это также приемлемый вариант для техников, которым необходимо проанализировать определенные участки трубопровода после длительных испытаний.

Сканеры сварных швов являются одним из лучших продуктов в отрасли неразрушающего ультразвукового контроля. Кроме того, специалисты по неразрушающему контролю должны искать элементы UT NDT, которые могут исследовать уровни поверхности и подповерхностные уровни.

Существуют также портативные устройства для сканирования коррозии, которые адаптируются к плоским и искривленным поверхностям. Эти устройства являются лучшими в отрасли для обнаружения эрозии, точечной коррозии и коррозии. Они также будут приспосабливаться к малым и большим трубопроводам независимо от искривления или кривизны.

Например, инспекторы могут использовать ручную сканирующую щетку для диагностики конкретных дефектов после LRUT. Эти инструменты достаточно портативны, чтобы ими можно было пользоваться одной рукой, и они охватывают более широкий радиус сканирования, чем стандартный УЗК. Некоторые сканеры имеют специальные закодированные колеса, которые отслеживают положение сканирования, предоставляя полные данные о профиле испытуемого.

Инновационные методы ультразвукового контроля трубопроводов

В зависимости от сценария для ультразвукового контроля трубопроводов требуется несколько инструментов и инструментов для получения подробных данных. Но инвестиции в безупречное оборудование стоят денег, так как компании максимально продлевают срок службы активов компании и предотвращают операционные сбои, которые могут нанести ущерб нефтегазовым кампаниям.

Несмотря на то, что сканирование на большом расстоянии обеспечивает преимущества обнаружения, компаниям нужны специальные стратегии проверки, которые выявляют все типы коррозии или растрескивания. Ультразвуковое оборудование — это не только отличная инвестиция, которая сохраняет безопасную атмосферу для рабочих, но и защищает население от разливов и утечек нефти из трубопроводов, которые представляют опасность для близлежащих населенных пунктов.

Zetec предлагает одни из лучших инструментов и инструментов, которые необходимы энергетическим компаниям для оптимизации операций. Для получения дополнительной информации об изделиях и аксессуарах UT см. стр. 9.0081 Свяжитесь с Zetec сегодня, чтобы дополнительно настроить процедуры контроля неразрушающего контроля.

Отдел продуктов неразрушающего контроля

Разработчики Zetec являются ведущими экспертами в области ультразвуковых и вихретоковых технологий, и мы можем помочь вам сориентироваться в любом из наших решений или устройств для неразрушающего контроля.

 

Контроль трубопроводов с использованием методов неразрушающего контроля

15/
07

Трубопроводы подвержены множеству различных видов повреждений, возникающих в результате производственных дефектов, трещин, внутренней и внешней коррозии и т. д. Существуют миллионы миль трубопроводов, которые бегать по стране, перевозя воду, промышленные химикаты, сырую нефть, газ и многое другое. Естественно, любая протечка или другое структурное повреждение этих трубопроводов может иметь катастрофические последствия. Здесь на помощь приходит неразрушающий контроль трубопроводов.

Неразрушающий контроль (НК) относится к серии методов тестирования и анализа с целью испытания, осмотра или оценки материалов, сборок или компонентов на наличие различий в характеристиках или дефектов. Самое главное, эти методы не наносят вреда исправности системы или детали. В инструментах, используемых для неразрушающего контроля труб, часто используются ультразвуковые волны, магнитные частицы, рентгеновские лучи и т. д. По сравнению с разрушающими испытаниями неразрушающий контроль более предпочтителен просто потому, что он не повреждает испытуемое оборудование.

Ниже обсуждаются некоторые из наиболее часто используемых неразрушающих испытаний для проверки трубопроводов.

• Контроль проникновения красителя или DPI: Также известный как контроль пенетранта (PT) или контроль проникающей жидкости (LPI), это самый простой и самый старый из всех методов неразрушающего контроля. Этот метод неразрушающего контроля используется для обнаружения несплошностей, связанных с поверхностью, таких как изломы, трещины, пористость, дефекты соединения и неполное сплавление. Этот метод основан на принципах капиллярного действия и включает проникновение жидкости с низким поверхностным натяжением в разрывы поверхности.
• Магнитопорошковая дефектоскопия: Магнитопорошковая дефектоскопия или MPI или MT используются для обнаружения линейных дефектов вблизи поверхностей ферромагнитных материалов. Этот метод особенно эффективен для обнаружения поверхностных дефектов, таких как поры, трещины, несплавление боковой стенки в сварных швах, холодный нахлест и т. д. в магнитных материалах. Наиболее универсальный метод MPI включает использование белой удаляемой краски в качестве фона, ручного электромагнитного магнита и магнитных чернил. MPI обеспечивает превосходное разрешение дефектов и широко используется для локализации усталостных трещин в материалах, подверженных циклическим нагрузкам.
• Ультразвуковой контроль: Ультразвуковой неразрушающий контроль использует высокочастотные звуковые волны для определения толщины или внутренней структуры тестируемого материала. Высота тона или частоты, используемые для ультразвукового контроля, выходят далеко за пределы человеческого слуха. Эта методология испытаний имеет множество промышленных применений для пластмасс, керамики, композитов и металлов. В результате направленного характера высокочастотных звуковых волн они стремятся непрерывно проходить через среду, пока не наткнутся на границу другой среды. Когда это происходит, волны отражаются обратно к своему источнику. Анализ этих отражений помогает нам найти признаки трещин и других внутренних дефектов или измерить толщину образца.
• Радиографические испытания : Рентгеновские и гамма-лучи используются при рентгенографических испытаниях для получения рентгенограмм, отображающих любые дефекты, сборочные детали и изменения толщины образца.