Неразрушающий контроль сварных швов трубопроводов

Контроль трубопроводов: сравнение радиографического, радиационного и автоматизированного ультразвукового методов контроля.

Экономический аспект проблемы.

В последние годы применение автоматизированного ультразвукового контроля (АУЗК) для контроля сварных соединений трубопровода намного возросло, но при этом он остается достаточно экзотическим видом контроля. Данная статья рассматривает экономическую целесообразность внедрения автоматизированного УЗК по сравнению с традиционной пленочной радиографией.

Еще недавно контроль сварных соединений трубопровода был целиком областью радиографии. И только с появлением автоматических систем УЗК (к примеру Р-скан 4) обоснованно стал эффективной альтернативой радиографии. Новый руководящий документ, действующий с 2007 г., СТО «Газпром» рекомендует применение АУЗК с автоматической фиксацией и расшифровкой результатов контроля. При этом, ультразвуковая аппаратура АУЗК сварных соединений должна предусматривать получение ультразвукограмм, адекватных по информативности рентгенограммам. Система АУЗК Р-скан 4, например, обладает возможностью точного определения размеров и положения дефектов в сварном шве, при этом сохраняя основные преимущества УЗК над РК, а именно:

• лучшее выявление плоскостных дефектов (непроваров, трещин);
• высокая скорость контроля;
• безопасность для персонала.

Применение систем АУЗК сварных соединений газопроводов и допустимость дефектов определяют по результатам автоматизированного контроля по соответствующим методикам.

Сравнительный анализ трудозатрат при проведении радиационного и ультразвукового контроля.

Ежедневная производительность труда сварочных бригад диктуется в большой степени временем, за которое сварное соединение может быть проконтролировано неразрушающим методом. Традиционно, сварные соединения трубопроводов контролируются через две стенки радиографическим методом. Обычно, чтобы проконтролировать кольцевое сварочное соединение трубы диаметром 720 мм, необходимо сделать 3 экспозиции. При этом, для просвечивания, проявления, сушки радиографической пленки и обработки результатов контроля требуется значительное время. Бригады сварщиков вынуждены ждать результатов контроля, что очень непроизводительно.

В тоже время, бригада из 3 человек, использующая автоматизированные системы контроля (например Р-скан 4), в состоянии не отставать от механизированной сварочной бригады на магистрали, осуществляя контроль более, чем 130 сварных соединений в день. Это в 4 раза производительной, чем при использовании радиографии.

В таблице 1 сравнивается время контроля при рентгенографии и УЗК.

Таблица 1
Время-затраты на контроль сварного соединения трубы диаметром 720 мм с различной толщиной стенок.

Как видно из таблицы 1, автоматизированный УЗК в 5-10 раз более продуктивен, чем рентген- или гамма-радиография. Если рассмотреть время-затраты на транспортировку и развертывание оборудования, то эффективность еще выше.

Небольшой размер и вес УЗ оборудования (система Р-скан + сканер весит 12 кг) дают возможность погрузить их на борт полно-приводного легкового автомобиля (типа «Нива»). При этом, одна УЗК бригада (как было оговорено) может обслуживать одну, три и даже четыре бригады сварщиков.

Для размещения же лаборатории радиационного контроля, необходима а/м типа УАЗ (лучше УРАЛ или ГАЗ),что связано с необходимостью размещения темной комнаты и рентгеновского аппарата (или гамма-дефектоскопа). В совокупности с большим временем необходимым для проведения контроля это приводит к тому, что одна радиографическая бригада назначается к каждой бригаде сварщиков.

Сравнение стоимости мобильной радиографической лаборатории и мобильной лаборатории с автоматизированной системой контроля.

При учете стоимости проведения радиографического контроля следует учитывать необходимость использования дорогостоящих расходных материалов (рентгеновской пленки и реактивов для фотообработки).

Таблица 2
Стоимость расходных материалов используемых в рентгенографии

Таблица 3
Сравнительная стоимость мобильных лабораторий

*Примечание:
в стоимость лаборатории РК входят расходные материалы на 1 сезон (4 месяца)

Следует учесть, что одна лаборатория АУЗК как было показано выше, по эффективности сравнима с 4мя лабораториями РК.

Основные преимущества и недостатки ультразвукового и радиографического контроля.

Таблица 4

Выводы:

1. УЗК с помощью автоматизированных систем проводится в среднем в 4 раза быстрее, чем радиография. Это приводит к уменьшению в 4 раза количества требуемых для эквивалентного объема контроля установок (лабораторий) по сравнению с радиографией.
2. В настоящие время внедрение АУЗК тормозиться только из-за неосведомленности специалистов и кажущейся дороговизны систем АУЗК.
3. Данный вид контроля, как было показано выше, технологически и экономически обоснован, имеет всю необходимую нормативную базу, абсолютно безопасен для персонала.

Неразрушающий контроль сварных соединений

Мы, Производственное объединение «ВЗРК» из г. Волгоград оказываем крупным и малым предприятиям услуги по контролю за состоянием эксплуатируемых конструкций с помощью различных методов неразрушающего контроля сварных соединений.

Неразрушающий контроль сварных соединений сегодня предоставляет возможность точно и быстро определять степень работоспособности конструкции и предотвращать аварийно-опасные ситуации, связанные с ненадлежащей работай сварных изделий.

Контроль качества сварных соединений и необходимость его проведения

На данный момент повсеместно применяются разные физические методы и средства неразрушающего контроля металлических изделий и конструкций, которые дают возможность проверить качество и работоспособность изделия или конструкции без нарушения целостности физической или химической оболочки.

Любые дефекты меняют химические или физические свойства сплавов и металлов – упругие свойства, прочностные и деформационные характеристики, плотность, электропроводность и др. Для предупреждения таких изменений проводят обследование материала объекта и места соединения на наличие дефектов. Методы обследования основаны на звуковых и ультразвуковых колебаниях, на проникающем рентгеновском и гамма излучении, явлений капиллярности, магнитных и электромагнитных полях.

Выбор наилучшего неразрушающего способа контроля сварных швов проводится согласно следующим изначальным характеристикам:

• Толщина свариваемых поверхностей.
• Физические и химические свойства сплавляемых металлов.
• Состояние соединения.
• Тип и толщина сварного шва.
• Индивидуальные особенности свариваемой конструкции.
• Целесообразность применения метода неразрушающего контроля в конкретном случае и др.

Принципы проведения качественного неразрушающего контроля

Существует два принципиально разных способа контроля над сварными соединениями: с разрушением целостности изделия и с сохранением изначального состояния.

Если применять методы неразрушающего контроля, то можно определить даже невидимые глазу дефекты, оценить их и принять меры по их нераспространению или усилению.

К основным методам неразрушающего контроля относят:

1. Визуальный осмотр и измерение повреждений.
2. Радиографическая дефектоскопия.
3. Контроль с использованием звуковых колебаний.
4. Капиллярный метод выявления дефектов.
5. Магнитная дефектоскопия.

Основные дефекты сварных швов

Все повреждения можно отнести к трем группам: наружные, внутренние и сквозные.

Наружные дефекты сварных швов

1. Трещины представляют собой наибольшую опасность для эффективной работы конструкции, так как они могут приводить к практически мгновенному разрушению сварного соединения. Все трещины можно разделить на трещины, возникшие во время сварки или после.
2. Наплыв образуется, если один расплавленный металл натекает на другой, но вместе они не образуют шов, способный работать как единое целое.
3. Подрезы образуются в местах перехода от сварного шва к основному металлу. Данный дефект наблюдается в соединениях наиболее часто. Из-за подрезов рабочая площадь шва уменьшается, вследствие чего там начинают образовываться напряжения больше допустимых, что приводит к разрыву соединения.
4. Кратеры возникают из-за обрыва сварочной дуги и выглядят как углубления. Такое явление снижает прочность из-за уменьшения рабочей площади сечения, также в кратерах могут находиться рыхлости или просто попадать в углубления веществе, разрушающие соединение.

Внутренние дефекты сварных соединений

1. Наиболее часто встречающийся внутренний дефект – это непровар, который выглядит как одиночный участок (зачастую небольшой), где не произошло сплавление металлов, то есть шов в этом месте отсутствует. Как следствие уменьшение рабочей зоны шва, что приводит к концентрации напряжений в участках сплавленного шва и разрыв в этих участках в будущем.
2. Образование пористости – участки в шве, заполненные газом. Данный вид повреждения образуется из-за свойств самих металлов производить газ во время сплавления.
3. Посторонние включения в сварном шве появляются из-за некачественной очистки участка сплавления или некачественной работы сварщика, который это допустил. Вокруг вкраплений образуются в будущем полые участки, так как сплавленный металл изначально не был рассчитан на работу с неизвестными вкраплениями, что может привести к образованию дополнительных дефектов (трещин, пор, свищей и т.д.) или разрыву шва.

Сквозные повреждения сварных швов

1. Трещины также могут относиться к сквозным повреждениям. Если трещина стала сквозной, то необходимо срочно принимать меры для усиления участка соединения.
2. Прожоги возникают в виде сквозного проплавления и вытекания жидкого сплава через сквозное отверстие в соединении. При таком дефекте с обратной стороны образуется натек.

Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов

Визуально-измерительный контроль

Данный метод неразрушающего контроля является наиболее простым, но и менее точным, чем другие. При наружном осмотре невозможно заглянуть вглубь изделия, чтобы разглядеть изменений, которые уже начались, однако имеют слишком малые размеры.

Главное достоинство данного метода то, что он не требует специального дорогостоящего оборудования и тщательной подготовки осматриваемых поверхностей. Для его исполнения необходим только опытный специалист и минимальный набор измерительных приборов.

Радиографическая дефектоскопия

Данный метод неразрушающего контроля сварных соединений заключается в способности рентгеновского излучения глубоко проникать в различные вещества и материалы.

Метод с использованием рентгеновских лучей признан самым точным и достоверным. Для его проведения требуется небольшая рентген-установка (источник излучения) и рентгеновская пленка, куда и выводится результат обследования.

Ультразвуковая дефектоскопия

Каждое вещество и материал обладает своей определенной способностью сопротивляться звуковым колебаниям. Так, на основе данного знания, суть методики заключена в прохождении различных волн звуковых колебаний через материал и соединение. Данный сигнал считывается и выводится на экран специального прибора. Эти данные обрабатывает специалист. На основе полученных сигналов, он выявляет, в каком участке, какое сопротивление оказывал материал прохождению колебаний.

Данный способ может находить невидимые с внешней поверхности повреждения, не со 100% точность, однако вполне реально, определяет местоположение дефекта и его величину.

Магнитная дефектоскопия

Руководствуясь знанием, что магнитная проницаемость скачкообразно изменяется в неоднородных структурах, был основан метод магнитной дефектоскопии. Сущность заключается в том, что при прохождении магнитного потока через металл, в местах дефектов, магнитное поле огибает участки дефектов из-за того, что в этом месте изменяется магнитная проницаемость металла или сплава.

Данный метод неразрушающего контроля труб не требует применения сложного оборудования, лишь источник магнитного потока и специальный магнитный порошок, который помогает магнитному полю закрепиться вокруг обнаруженного дефекта.

Выбор метода неразрушающего контроля трубопроводов

В настоящее время, перечень методов проведения неразрушающего контроля, позволяет проверить эксплуатационные свойства любых магистральных трубопроводов. Для каждого объекта метод выбирается исходя из:

• Вид и характеристики основного металла труб;
• Общее состояние поверхности в данный момент;
• Характеристики сварного соединения (тип сварки и толщина шва);
• Экономическая целесообразность;
• Особенности изделия в целом.

Цены на услуги неразрушающего контроля

Наше объединение ставит своей задачей, оказание качественной услуги. Наши цены являются конкурентоспособными на рынке оказания аналогичных услуг.

Для получения заказчиком точной стоимости, нам необходимо ориентироваться на начальные данные заказа: объем работы, установленные сроки, степень сложности обследования, степень целесообразности проведения того или иного метода неразрушающего контроля в конкретном случае и др. Поэтому каждый заказ на неразрушающий контроль трубопроводов, газопроводов, резервуаров, металлических конструкций и т.п. рассматривается индивидуально. Связавшись с нами любым удобным для Вас способом, специалисты предприятия зададут необходимые вопросы, чтобы назвать Вам примерную стоимость услуги.

Связь с производственным объединением «ВЗРК» для заказа услуги

Заказав услугу у нас, мы подберем для Вас необходимый вид неразрушающего контроля сварных соединений, предоставим наших опытных сотрудников, и Вы получите достоверные результаты обследования.

Связаться с нами можно по телефонам, указанным в шапке сайта, а также с помощью онлайн формы, заполнив которую, наши специалисты свяжутся с Вами сами в короткий период времени.

Неразрушающий контроль сварных швов трубопроводов

Согласно пункту 12.3.6 ГОСТ 32569-2013, «Контроль сварных соединений методом РД (ГОСТ 7512) или УЗД (ГОСТ 14782) следует проводить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями, а для трубопроводов I категории, а также для трубопроводов с группой сред А(а) или работающих при температуре ниже минус 70 °C — после контроля на выявление выходящих на поверхность дефектов методами магнитопорошковым (ГОСТ 21105) или капиллярным (ГОСТ 18442)».

Для трубопроводов I категории, а также для трубопроводов с группой сред А(а) контроль на выявление выходящих на поверхность дефектов (цветная дефектоскопия) проводится на всех сварных соединениях трубопровода в объеме 100% (до проведения РД (УЗД)) или же только на сварных соединениях, отремонтированных после выявления дефектов по результатам ВИК?

I. Объём капиллярного (или магнитопорошкового) контроля, применяемого дополнительно к основным методам контроля качества сварных стыков в целях определения поверхностных или подповерхностных дефектов, должен определяться разработчиком в проектной документации на устройство конкретного технологического трубопровода, о чём свидетельствуют, например, положения следующих нормативных документов:

1. Пункт 28 Технического регламента Таможенного союза 032/2013 «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением», распространяющегося и на технологические трубопроводы (см. пункты «е»-«и» раздела 1), гласит: «Входной контроль сварных соединений выполняется изготовителем оборудования. Методы проведения неразрушающего контроля и его объем определяются разработчиком проекта оборудования исходя из необходимости более точного и полного выявления недопустимых дефектов с учетом особенности свойств материалов и указываются впроектной документации оборудования».
2. Пункт 160 Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используется оборудование, работающее под избыточным давлением» гласит: «Капиллярный и магнитопорошковый контроль сварных соединений является дополнительным методом контроля, устанавливаемым технологической документацией в целях определения поверхностных или подповерхностных дефектов. Класс и уровень чувствительности капиллярного и магнитопорошкового контроля должны быть установлены технологической документацией«.
3. Пункт 1.17 РД 13-06-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах» гласит: «Необходимость, объемы и чувствительность капиллярного контроля при изготовлении, строительстве, монтаже, ремонте, реконструкции, эксплуатации и техническом диагностировании (освидетельствовании) технических устройств и сооружений определяются соответствующей технической документацией на их изготовление, строительство, монтаж, ремонт и реконструкцию, эксплуатацию и техническое диагностирование (освидетельствование)».
4. Пункт 338 Руководства по безопасности «Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов» гласит: «Неразрушающему контролю рекомендуется подвергать наихудшие по результатам внешнего осмотра сварные швы по всему периметру трубы. Число контролируемых сварных швов определяется проектной документацией на объект, но во всех случаях рекомендуется принимать объем контроля сварных соединений ультразвуковым или радиографическим методом в процентах от общего числа сваренных каждым сварщиком соединений не ниже приведенного в приложении № 15 к настоящему Руководству».
5. Пункт 7.8.3 ГОСТ 34347-2017 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия» гласит: «Объем капиллярного контроля и класс чувствительности определяют в соответствии с требованиями ОСТ 26-5-99 «Контроль неразрушающий. Цветной метод контроля сварных соединений, наплавленного и основного металла» и требованиями проектной документации«.

II. При определении количества сварных стыков, подлежащих контролю капиллярным или магнитопорошковым методом, представляется необходимым руководствоваться положениями следующих нормативных документов:

1. Общие положения:

• а) Пункт 7.8.1 ГОСТ 34347-2017 Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия гласит: «Капиллярному или магнитопорошковому контролю необходимо подвергать сварные швы, недоступные для осуществления контроля радиографическим или ультразвуковым методом, а также сварные швы сталей, склонных к образованию трещин при сварке (см. приложение Р)«;
• б) Пункт 9.5.2 РД 34-10.030-89 «Правила контроля качества сварных соединений трубопроводов атомных станций» гласит: «Контролю капиллярной или магнитопорошковой дефектоскопией подлежат:
  • все сварные соединения из сталей различных структурных классов независимо от толщины сваренных деталей;
  • все сварные соединения из хромомолибденовых сталей перлитного класса при номинальной толщине свариваемых деталей более 45 мм и из хромомолибденованадиевых сталей перлитного класса при номинальной толщине свариваемых деталей более 35 мм;
  • угловые сварные соединения элементов опор, подвесок упоров и др. с трубопроводами I и II категорий по «Правилам устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», а также I и II категорий по СН 527-80 в объеме не менее 20 % от общего числа однотипных сварных соединений, выполненных каждым сварщиком, и не менее 10 % для сварных соединений, опор, подвесок, упоров и др. с трубопроводами III и IV категорий по тем же правилам и нормам;
  • стыковые соединения и угловые соединения вварки штуцеров трубопроводов из малоуглеродистых перлитных и аустенитных сталей в местах, вызывающих сомнение по результатам визуального контроля (подозрения на трещины, несплавления, свищи, незаплавленные кратера).
• Примечания:
  1. Обязательному контролю цветной или капиллярной дефектоскопии подлежат сварные соединения, подвергавшиеся на одном участке ремонту в количестве двух и более раз.
  2. Контролю магнитопорошковой дефектоскопией подвергаются только сварные соединения из сталей перлитного класса.
  3. Выбор способа контроля при отсутствии указаний в конструкторской документации и ПТД производится организацией, выполняющей работы по контролю качества сварных соединений.»

2. Конкретный объём неразрушающего контроля сварных стыковых кольцевых швов, швов для штуцеров, угловых и плотных швов технологических трубопроводов (в том числе и капиллярным методом), назначаемый в зависимости от класса трубопровода и группы материалов, установлен таблицей 8.2-1 СТБ ЕН 13480-5-2005 «Трубопроводы промышленные металлические. Часть 5. Испытания и контроль» и аналогичной таблицей 8.2-1 СТ РК EN 13480-5-2016 «Трубопроводы металлические промышленные. Часть 5. Контроль и испытания» (оба стандарта включены в Перечень международных и региональных (межгосударственных) стандартов, а в случае их отсутствия — национальных (государственных) стандартов, в результате применения которых на добровольной основе обеспечивается соблюдение требований технического регламента Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013). Редакция 2).

III. Одновременно обратите внимание, что в пунктах 12.3.6 и последнем абзаце пункта 12.3.11 ГОСТ 32569-2013 допущены опечатки, а именно правильный текст в этих пунктах должен быть таким:

• «12.3.6 Контроль сварных соединений методом РД (ГОСТ 7512) или УЗД (ГОСТ 14782) следует проводить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями, а для трубопроводов I категории, работающих при температуре ниже минус 70°С, а также для трубопроводов с группой сред А(а) — после контроля на выявление выходящих на поверхность дефектов методами магнитопорошковым (ГОСТ 21105) или капиллярным (ГОСТ 18442)»(см. правильную формулировку в пункте 339 Руководства по безопасности «Рекомендации по устройству и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов»).
• 12.3.11 Оценка качества сварных соединений трубопроводов I-IV категорий (за исключением трубопроводов I категории, работающих при температуре ниже минус 70°С), по результатам ультразвукового контроля должна соответствовать требованиям таблицы 12.5″.

Контроль трубопроводов

Трубопроводы — ­ это артерии промышленности. Их классифицируют по разным признакам, например, в зависимости от предназначения выделяют:

• магистральные трубопроводы, которые, к примеру, транспортируют кровь Земли от места добычи до места переработки и/или потребления (нефтегазовая область);
• технологические трубопроводы, которые соединяют предприятия и используются для транспортировки различного сырья, газа, жидкостей и т.п.
• дюкеры — участки трубопроводов, прокладываемые по местности определённого характера, и тонели, которые служат вместилищем для тепло- и электросетей, а так же других видов трубопроводных путей.

Этапы контроля трубопроводов

Термин “контроль трубопроводов” употребляется в разных значениях, он может означать и совокупность всех вышеописанных действий, и каждый пункт в отдельности. Каждый раз его следует трактовать в зависимости от контекста.

Каждый этап контроля качества трубопроводных путей является многоступенчатым процессом. Например, контроль качества металла включает проверку сопроводительных документов, маркировки, тары и упаковки, размеров, состояния поверхности, структуры и состава. Для каждого этапа используются специальная аппаратура, к примеру, при контроле изоляции трубопроводов, который осуществляется во время сборки под сварку, а так же уже в процессе работы трубопроводного транспорта и представляет собой проверку качества нанесения изоляционного слоя, его целостность, толщину и сплошность, применяют толщинометры покрытий, электроискровые дефектоскопы, адгезиметры и др.

Неразрушающий контроль сварных швов трубопроводов

Необходима так же постоянная проверка на предмет целостности и отсутствия дефектов сварных швов трубопроводов, которые приводят к ухудшению эксплуатационных показателей, герметичности, сплошности и т.д. Выделяют следующие типы дефектов.

Наружные (поверхностные и подповерхностные, которые залегают на глубине 2-3 мм) — наплывы, поры, выходящие на поверхность, прожоги и т.д.

Внутренние (глубинные) — поры и трещины, которые не выходят на поверхность металла, различные включения, непровары, несплавления и т.д.

Для выявления определённого типа дефектов подходят различные методы, именного поэтому неразрушающий контроль сварных соединений (далее НК) — это всегда комплексный подход, который сочетает в себе несколько видов НК.

Согласно ГОСТ 18353-79 в зависимости от специфики используемого индикатора (магнитное поле, рентгеновское излучение, проникающие вещества), выделяют следующие методы неразрушающего контроля:

Методы, позволяющие выявлять наружные дефекты.

• Магнитный (магнитопорошковый метод). Реализуется благодаря эффектам магнетизма. На намагниченный объект исследования наносится специальная суспензия, которая обазует определённые структуры в местах дефектов. Этот метод работает только для выявления наружных дефектов металла: трещин, кратеров, наплывов, прожогов и т.п.
• Вихретоковый. В объекте возбуждаются вихревые токи, благодаря, к примеру, индукционной катушке. На основе взаимодействия электромагнитного поля катушки и индуцированного тока объекта делаются выводы о состоянии металла. Метод позволяет выявлять поверхностные дефекты, а так же дефекты, залегающие на глубине 2-3 мм. Помимо этого, при помощи вихревого контроль можно получить информацию о структуре металла, его размерах и составе.
• Оптический. Используется оптическое излучение (волны, длиной от 10-5 до 10-3 мкм). Есть одно но — для обнаружения не только поверхностных, но и внутренних дефектов метод используется только применительно к прозрачным объектам, т.е. в случае контроля качества сварных стыков трубопроводов он работает только для выявления наружных дефектов.
• Проникающими веществами. Подходит исключительно для выявления внешних поверхностных или же сквозных дефектов. На подготовленную поверхность наносится индикаторная жидкость (пенетрат), которая проникает в трещины и задерживается там; локализация дефектов происходит после нанесения проявителя визуальным осмотром либо при помощи специальных преобразователей.

Так же выделяют визуально-измерительный контроль, при котором проверяются размер и форма швов при помощи специальных шаблонов, а так же наличие каких-либо внешних дефектов, например, наплывов.

За сим краткий обзор о том, что же такое есть контроль трубопроводов, мы завершаем, в следующих статьях рассмотрим более подробно методы неразрушающего контроля сварных соединений, отдельно — радиоаграфию и оборудование, которое для этого используется.

Термины

Неразрушающий контроль (НК) — методы контроля качества изделий, при котором не происходит нарушения их целостности.

Входной контроль — проверка документации, качества труб, и сопутствующего оборудования до того как начался процесс строительства трубопроводных путей.

Макрошлиф — вырезанный и отшлифованный образец сварного шва.

Двухсторонняя сварка — сварка, при которой шов выполняется с двух сторон соединеиния труб. Она чревата своими специфичными дефектами, которые могут возникнуть в металле, например, газовыми раковинами. Поэтому сварные стыки, выполненные этим видом сварки проверяются дополнительно по макрошлифам.

Сплошность — непрерывность металла трубы/сварного шва без пустот.

Неразрушающий контроль качества сварных соединений — дефектоскопия сварных швов

Проведение неразрушающего контроля качества (дефектоскопия) сварных соединений и швов трубопроводов, газопроводных труб и других металлоконструкций. Услуга предоставляется в Москве, а также на всей территории России.

• Свидетельство об аттестации ЛНК №82А020846.
• Выезд специалистов НК на объект возможен на следующий день после получения заявки.
• Испытания и измерения проводят сотрудники, аттестованные на II и III уровень квалификации.
• По итогам нашей работы вы получите экспертное заключение о соответствии объекта требованиям технической документации для проверки контролирующих ведомств.

Лаборатория аттестована на проведение неразрушающего контроля сварных швов и металла, следующих объектов:

• строительных конструкций;
• трубопроводов;
• оборудования опасных производств;
• объектов котлонадзора;
• систем газоснабжения;
• оборудования нефтегазовой промышленности;
• подъемных сооружений.

Основные дефекты сварных соединений, выявляемые методами неразрушающего контроля, и их краткая характеристика

Трещины

Образовываются как на самом шве (продольные либо поперечные), так и в околошовной зоне. Могут возникать при кристаллизации под действием растягивающих напряжений (горячие трещины сварного соединения) либо появляться при температуре 200-300°C (холодные). Данный дефект особенно опасен в конструкциях, находящихся под знакопеременными нагрузками.

Раковины и поры

Бывают продолговатой либо округлой формы. Располагаются единично или цепочкой. Причина образования – завышенная скорость сварки, слишком длинная дуга, плохое качество зачистки свариваемых кромок, повышенный уровень содержания влаги в защитных газах или флюсах. Ослабляют прочность и сечение сварного шва.

Шлаковые включения

Микроскопические включения – легкоплавкие эвтектики, нитриды, окись железа, фосфиды. Снижают пластические характеристики сварного соединения. Макроскопические включения, возникающие в результате некачественной подготовки места сварки – уменьшают сечение сварного шва и снижают его прочность.

Кратеры

Появляются при обрыве дуги и имеют вид резких углублений. Служат концентраторами напряжения. Дефект устраним местной подваркой.

Непровары

Опасный дефект, снижающий прочность сварного шва. Несплавление чаще всего связано с наличием шлаков между металлом объекта и металлом шва.

Прожоги

Возникают при сварке тонкостенных изделий вследствие неравномерной скорости сварки, задержки дуги в одном месте либо завышении её энергии. Дефект устраняется подваркой при соблюдении ТУ.

Выявленные дефекты классифицируются на допустимые, недопустимые и возможно допустимые.

Методы дефектоскопии сварных соединений

В зависимости от вида сварки (дуговая, газовая, точечная, газо-прессовая, стыковая контактная) и выявляемых дефектов (наружных – прожогов, наплывов, трещин, пор, подрезов, кратеров, перекосов, выплесков, смещений ядра/ внутренних – шлаковых включений, газовых раковин, внутришовных трещин, включений вольфрама) выбирается один из следующих видов неразрушающего контроля сварного шва металлоконструкции:

• визуальный и измерительный;
• магнитопорошковый;
• ультразвуковой;
• рентгенографический;
• электрический (электроиндуктивный либо метод падения потенциалов);
• проникающими веществами (люминисцентный, течеискание).

Виды неразрушающего контроля

Под поверхностью внешне красивого и аккуратного сварного шва могут скрываться. Недопустимо, чтобы из-за подобных дефектов ответственная деталь развалилась в самый неподходящий момент. Эта проблема остро стоит перед разработчиками самой разной продукции.

В машиностроении, для которого особенно важна способность конструкций противостоять динамическим нагрузкам. Не вышедшие на орбиту спутники, разбившиеся самолеты, попавшие в аварию автомобили или затонувшие корабли – вполне возможно, что все это результат некачественно выполненной сварки.

В строительстве, где преобладают статические нагрузки. Многоэтажные небоскребы, пролеты мостов или большие по площади перекрытия простоят много лет лишь в том случае, если надежно соединить их металлические конструкции и арматуру. Причиной обрушения может стать даже незначительная трещина.

В массовом производстве, когда идет речь о десятках и сотнях тысяч сварных соединений. Падение спроса на продукцию из-за ее низкого качества приводит к большим финансовым потерям. Ради того, чтобы подобного не произошло, стоит пойти на дополнительные траты и организовать пост контроля качества сварных швов.

При изготовлении штучной продукции и опытных образцов. Результаты научного эксперимента могут оказаться не точны, а время, потраченное на проведение замеров, будет потрачено впустую, если не соблюсти точных параметров сварного соединения при изготовлении ответственного оборудования. Уникальное изделие, созданное для того, чтобы прослужить десятки лет, не проработает и малой части расчетного срока. А все из-за того, что вовремя не была проведена дефектоскопия.

Повсюду соединительные швы должны быть надежны. Важно, чтобы они были равномерны, герметичны, прочны и по всей площади полностью соответствовали предъявляемым требованиям.

Применяемые методы проверки

Чтобы повысить качество продукции и своевременно выявить опасный брак, ученые разработали методы неразрушающего контроля сварных соединений. Для этого они использовали процессы, в основе которых лежат различные физические явления. На сегодняшний день наибольшее распространение получили следующие способы обнаружения дефектов:

Визуально-оптический. Используя оптические приборы, можно во всех подробностях разглядеть поверхность детали и обнаружить пропуски и трещины, невидимые невооруженным глазом. В большинстве случаев для этого используют устройства с увеличением до десяти крат. Но если у контролера возникнут сомнения, допускается двадцатикратное увеличение. Заглянуть при этом под поверхность шва все равно не получится, а потому этот метод контроля – первичный. Он не дает полной и объективной картины

Радиографический, при котором используют гамма-лучи, проходящие сквозь контролируемую деталь. Полученное таким способом изображение фиксируется на пленке. Эта методика довольно эффективна, но позволяет получить представление лишь об ограниченном участке шва. Скорость подобного обследования невелика и технология плохо подходит для массового производства.

Радиоскопический. В этом случае также применяется источник гамма-излучение, но изображение не фиксируется на пленке, а выводится на экран специального устройства. Появляется возможность контроля в реальном времени, что важно при постоянном обследовании больших партий продукции. С учетом этого можно закрыть глаза даже на относительно высокую стоимость оборудования.

Радиометрический. Изображения на экране или пленке невозможно перевести в цифры, а визуальная оценка не всегда бывает объективна. Измеряя интенсивность гамма-излучения при его прохождении через сварное соединение, и сравнивая полученные результаты с результатами, полученными при обследовании эталонных образцов, удается значительно повысить стандарты контроля качества.

Ультразвуковой. Это самый эффективный из методов акустической дефектоскопии. Его целесообразно использовать в тех случаях, когда толщина сварного шва превышает 4 мм. Известно, что ультразвуковые волны отражаются от границы между разными средами. Анализируя характер прохождения этих волн через структуру материала, можно составить точное представление о ее однородности.

Магнитографический. Намагничивая контролируемые детали и регистрируя изменение магнитных полей, полученные результаты фиксируют на прижимаемом к шву специальном носителе. Полученные данные точны, и по ним можно судить не только о внешних, но и о внутренних дефектах. Основной недостаток очевиден – как и радиография, такой способ контроля требует определенного времени.

Магнитопорошковый. С помощью суспензии на основе смешанного с керосином флюоресцирующего порошка, частицы которого намагничены, удается обнаружить малые, шириной в один и более микрон, трещины. Под воздействием созданного переменного магнитного поля частицы скапливаются в местах дефектов и повторяют их форму. Это можно хорошо рассмотреть, подсветив их кварцевой лампой. При всей своей относительной простоте магнитопорошковый метод показывает достаточную эффективность в основном при контроле уже зачищенных швов.

Индукционный. С помощью искателя, конструкция которого может быть различна, можно проверить однородность магнитного поля, создаваемого на ограниченном, до 300 мм длиной, участке шва. Таким образом, регистрируются потоки рассеивания, возникающие в местах дефектов. Обследование не занимает много времени. Но это лишь предварительный метод диагностики, требующий обследования места обнаруженного повреждения более точными способами.

Вихретоковый. Основанный на взаимодействии специального преобразователя с создаваемыми внутри контролируемого участка вихревыми токами, этот метод неразрушающего контроля сварных соединений не получил широкого распространения. Дело в том, что на результаты измерений оказывает сильное влияние однородность материала, создавая трудности для точного выявления места дефекта. Его просто не видно на фоне возникающих помех.

Капиллярный. Этот метод дефектоскопии был известен еще в Средние века. Однако, и сегодня он не потерял своей актуальности. Его суть в том, что на обследуемую деталь наносят проникающую жидкость – ее называют пенетрант – и по следам ее проникновения выявляют трещины и другие повреждения. Чтобы облегчить процесс, пенетрант часто окрашивают во флюоресцирующие цвета. Понятно, что таким образом удается выявить лишь внешние повреждения. Зато он подходит для обследования ферромагнитных материалов.

Пузырьковый, с использованием вакуумных камер. Нанеся на поверхность детали мыльный раствор, и создав разряжение с помощью вакуумной камеры, удается с достаточно высокой точностью обнаружить место, где сварной шов негерметичен. Этот специфический способ можно использовать при проверке таких конструкций, как цистерны, гидроизоляционные ящики или газгольдеры. Однако установка вакуумной камеры – непростая задача. Высокая стоимость оборудования и трудности при его использовании ограничивают применение эффективной методики.

Контроль сварных швов с помощью газоэлектрических течеискателей. Наибольшее распространение получили устройства, в которых в качестве рабочего тела используется гелий. С одной стороны проверяемой поверхности устанавливают вакуумную камеру, оборудованную масс-спектрометром. С другой – обдувают сварное соединение гелем, находящимся под небольшим давлением. Если шов негерметичен, то вещество проникает внутрь камеры. По регистрируемым показаниям можно судить о размерах повреждения. Из-за сложности оборудования этот метод оправдывает себя лишь при проверке особо ответственных деталей.

Существуют и другие технологии, по разным причинам применяемые лишь ограниченно, или считающиеся неэффективными.

Выбор технологии

Желая наладить контроль сварных швов, нужно осознавать, что выбор конкретной методики зависит от множества факторов.

Объемов выпуска продукции. Сколь бы ни были точны полученные данные, использовать при крупносерийном производстве способы проверки, отнимающие много времени, попросту нерентабельно. С его помощью возможен лишь выборочный контроль, а он не всегда дает объективную картину. В то же время, при опытном, штучном или мелкосерийном производстве, скорость контроля не имеет решающего значения. Когда стоимость конечного продукта высока, а его качество имеет решающее значение, имеет смысл потратить время на самое тщательное обследование.

Необходимой точности замеров. Для изделий, где герметичность сварного соединения не имеет значения, и не испытывающих высоких нагрузок, достаточно получить информацию общего характера. Это касается бытовой техники, простых строительных конструкций или изделий легкой промышленности. В случае, когда важна герметичность шва, следует отдать предпочтение способам, выявляющим даже малейшие неплотности в соединениях. Для обследования деталей, испытывающих высокие нагрузки, придется использовать технологии, способные дать максимально полное представление о внутренней структуре сварного шва. Ведь скрытые дефекты, проявившиеся спустя какое-то время, часто становятся причиной серьезных техногенных катастроф. В связи с этим отдельную проблему представляет неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов. Тысячи километров магистралей, по которым течет вода, движется жидкое или газообразное топливо могут быть выведены из эксплуатации из-за невидимой глазу трещины. Разрыв труб, по которым в производственных цехах перекачиваются химически агрессивные вещества, недопустим, так как вполне способен привести к человеческим жертвам.

Особенностей производства. При анализе сварных соединений электронных компонентов, нагрев которых недопустим, а размер деталей которых мал, приходится отказываться от многих эффективных методов дефектоскопии в пользу пусть и не столь надежных, но лучше подходящих для решения задачи. Иные проблемы приходится решать там, где длина швов составляет многие сотни метров. При прокладке газопроводов или строительстве судов не получится использовать оборудование, с успехом работающее в научной лаборатории.

Применяемые материалы. В современном производстве используются различные детали и сплавы. Все они имеют свои особенности, отличаясь по внутренней структуре, магнитным свойствам, реакции на температурный нагрев или воздействие давлением. Все это следует учитывать при выборе способа контроля. Ведь методика, хорошо зарекомендовавшая себя при проверке качества сварных швов изделий, выполнены из стали, может оказаться неэффективна для дефектоскопии деталей, изготовленных из алюминия.

Вникая в суть процесса

Важно не только правильно определиться с технологией проведения замеров. Многое зависит от того, насколько хорошо используемое оборудование будет освоено персоналом. Применяемые в современном производстве способы автоматизации не отменяют человеческого фактора. Ведь обслуживают автоматику все равно люди. А потому необходимо, чтобы персонал не просто бездумно нажимал кнопки и реагировал на сигналы, подаваемые чувствительной аппаратурой. Подобный подход ошибочен, хотя и выглядит для многих организаторов производств привлекательно. Лишь понимая суть происходящих процессов, можно дать объективную оценку данным, полученным при неразрушающем контроле сварных соединений.