Утяжина сварного шва

Основные дефекты сварных швов и их причины

Дефектами сварных швов называются различные отклонения от требований чертежа и технических условий, ухудшающие качество сварного соединения: его механические свойства, сплошность, герметичность и пр. Причинами дефектов могут являться неудовлетворительная свариваемость металла, плохое качество электродов, покрытий и флюсов, неправильные технология и режим сварки, недостаточная квалификация сварщика и др. По месту расположения в шве дефекты могут быть внешними и внутренними.

Степень влияния дефектов на прочность изделия зависит от их формы, глубины и расположения по отношению к действующим усилиям. Наиболее опасны вытянутые дефекты с острыми очертаниями, менее опасны — дефекты округлой формы. Чем больше глубина дефекта, тем сильнее его влияние на прочность соединения. В ответственных конструкциях недопустимы дефекты, глубина которых превышает 5—10% толщины основного металла. Дефекты, расположенные перпендикулярно растягивающему усилию, более опасны, чем расположенные параллельно или под небольшим углом к главному действующему усилию. Поэтому самое отрицательное влияние на прочность сварных соединений оказывают, например, такие дефекты, как трещины, расположенные по оси шва, и узкие, глубокие непровары.

Внешние дефекты. Отклонения по ширине и высоте швов. Причинами дефекта являются:

1) неудовлетворительная подготовка и подгонка кромок, вследствие чего расстояния между ними получаются различными и уширения приходится заполнять наплавленным металлом;

2) неравномерное перемещение электрода, горелки и проволоки, вследствие чего высота и ширина шва изменяются по длине;

3) несоблюдение установленного режима сварки.

Швы с подобным дефектом имеют плохой внешний вид; неравномерное распределение и усадка наплавленного металла шва могут вызвать деформации и напряжения. Выявляется дефект наружным осмотром и проверкой шва шаблоном; отклонения могут устраняться зачисткой с подваркой шва и срубанием излишка металла.

Наружные трещины (рис. 196, а, б), продольные и поперечные, могут быть в наплавленном и основном металле; в последнем случае они обычно расположены около шва в зоне термического влияния. Причинами образования трещин являются: напряжения, возникшие вследствие неравномерного нагрева и охлаждения, изменения структуры металла при сварке, повышенное содержание серы, фосфора, влияние водорода и пр.

Появлению трещин способствуют такие дефекты, как поры, непровары, включения шлака и т. п. Трещины появляются также при кристаллизации металла в процессе сварки. Возможность образования трещин тем больше, чем хуже сваривается данный металл. Участки швов с трещинами полностью вырубают или удаляют поверхностной кислородной (или воздушно-дуговой) резкой и заваривают вновь. Стыки трубопроводов, имеющие трещины длиной более 100 мм, полностью вырезают, и трубы заново сваривают.

Подрезы — уменьшение толщины основного металла в месте перехода к наплавленному (рис. 196, в, г). Этот дефект возникает при сварке излишне большим током или горелкой большой мощности. В месте подреза прочность сварного соединения понижается, так как подрезы служат местом концентрации напряжений. Подрезы устраняют дополнительной зачисткой и заваркой.

Незаплавленные углубления (кратеры), остатки шлака и неровная поверхность шва являются следствием недостаточной квалификации сварщика или небрежного выполнения сварки. Швы с большим количеством таких дефектов обладают пониженной прочностью, поэтому дефектные участки следует вырубать или вырезать до основного металла и заваривать вновь.

Наплывы (рис. 196, и, к) образуются при слишком быстром плавлении электрода и натекании жидкого металла на недостаточно нагретую поверхность основного металла. Наплывы могут быть расположены в отдельных местах или иметь большую протяженность и сопровождаться непроваром основного металла. Наплывы необходимо срубать или вырезать и проверять, нет ли в этом месте непровара.

Внутренние дефекты. Поры образуются вследствие поглощения расплавленным металлом водорода, окиси углерода и др., которые не успевают выделиться при застывании металла и остаются в нем в виде газовых пузырьков. Основной причиной появления пор является влажность электродного покрытия или неправильная регулировка пламени горелки. Поры могут появляться также в результате несоответствия химического состава присадочного и основного металла, наличия окалины и ржавчины на свариваемых кромках, выкрашивания каплеобразных включений металла и шлаков. Поры делают шов проницаемым для газов и жидкостей. Пористые швы при газовой сварке уплотняют проковкой при соответствующей температуре нагрева.

Если поры выходят на поверхность шва, их можно обнаружить при помощи лупы. Для выявления внутренних пор изделие испытывают под давлением водой, сжатым воздухом, смачиванием керосином или просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами.

Если шов должен быть плотным, то пористые участки вырубают до основного металла и вновь заваривают.

Шлаковые включения и окислы ослабляют сечение шва. Они образуются при сварке длинной дугой и окислительным пламенем.

Одиночные шлаковые включения и поры обычно не снижают механических свойств соединения. Цепочки и особенно скопления пор и шлаковых включений приводят к концентрации напряжений в данном месте и резкому снижению пластичности, вязкости и прочности наплавленного металла. В сварных швах ответственных конструкций допускаются лишь отдельные поры и шлаковые включения, а также небольшие скопления пор в количестве 5— 6 шт. на 1 см 2 сечения шва, глубиной не более 10—15% толщины металла.

Непровар корня шва (рис. 196, д, е) выражается в несплавлении наплавленного и основного металла в корне шва. Непровар резко снижает прочность шва и соединение становится ненадежным. В местах непровара концентрируются напряжения, которые еще более понижают сопротивляемость шва внешним нагрузкам, особенно ударным.

Влияние непроваров в стыковых швах, подвергаемых действию статических нагрузок, начинает сказываться при глубине их, составляющей 15% и более от толщины основного металла, и одновременном воздействии отрицательных температур. При непроваре, составляющем 25—30% толщины металла, пластичность металла сварного соединения снижается в 2—4 раза. Поэтому в стыковых швах при действии статических нагрузок глубина непровара не должна превышать 10—15% толщины свариваемого металла. При динамических нагрузках, а также в изделиях ответственного назначения наличие непроваров недопустимо.

Причинами непровара являются: недостаточный ток или малая мощность горелки; слишком быстрое перемещение электрода и горелки; попадание в шов пленки окислов или слоя шлака; неудовлетворительная зачистка кромок. Непровар появляется, если прогрев металла в корне шва затруднен, вследствие того, что кромки скошены под слишком малым углом или велико притупление кромок и отсутствует зазор между ними. Если по техническим условиям данное изделие не должно иметь непровар, то места швов, где имеется непровар, вырубают или удаляют поверхностной резкой, после чего шов в этом месте заваривают вновь.

Непровар кромки (рис. 196, ж, з) образуется: при сварке током недостаточной величины или пламенем малой мощности; при слишком быстром перемещении электрода или пламени вдоль свариваемого металла. В этих случаях наплавленный металл попадает на нерасплавленную поверхность основного металла; в результате этого сила сцепления между основным и наплавленным металлом будет столь незначительна, что валик шва может отделиться от кромки.

В изломе непровар всегда заметен, так как проходит темной полосой на границе между наплавленным и основным металлом. Обнаружить непровар кромки можно просвечиванием шва рентгеновскими или гамма-лучами. Дефектный участок шва удаляют вырубкой или поверхностной резкой и повторной заваркой.

Внутренние трещины возникают по тем же причинам, что и наружные. Продольные внутренние трещины часто образуются также в корне шва. Обнаружить внутренние трещины можно просвечиванием шва рентгеновскими или гамма-лучами. Участки шва с трещинами удаляют и заваривают.

При перегреве металл имеет крупнозернистое строение. Чем крупнее зерна, тем меньше поверхность их сцепления и ниже прочность и пластичность металла. Перегретый металл плохо сопротивляется ударным нагрузкам. Этот дефект можно исправить соответствующей термической обработкой.

Пережог характеризуется наличием в структуре металла шва окисленных зерен, обладающих малым взаимным сцеплением.

Пережженный металл хрупок и не поддается исправлению. Пережог возникает при избытке кислорода в пламени.

Пережженные участки шва полностью удаляют поверхностной резкой и заваривают вновь.

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2012.05.17 Обновлено: 2020.03.04

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Добро пожаловать на МИСЭФ!

Московский Инженерно Строительный Экономический Форум.

• Главная
• Форум
• Основной перечень видов работ по строительству
• Устройство наружных сетей газоснабжения

Основные положения по исправлению дефектов в сварных соединениях

Автор темы VETERAN_PTO Дата начала 23.07.2018 Теги контроль ремонта по сваркеконтроль сварных соединенийремонт сварных соединенийсварные работысварные соединениясварочные дефектысварщикиустранение сварочных дефектов

VETERAN_PTO

President

1. При организации и выполнении работ по исправлению дефектов в сварных соединениях и последующему контролю качества исправленных сварных соединений должны соблюдаться правила техники безопасности и пожарной безопасности в соответствии с требованиями соответствующих нормативных документов.

2. Заварку дефектных участков сварных соединений производить с применением тех же сварочных процедур, оборудования и материалов, с помощью которых был заварен основной шов.

Перед началом работ сварщики должны сдать испытания на 2-ю квалификационную группу по электробезопасности, противопожарным мероприятиям и технике безопасности.

3. К руководству и техническому контролю, за выполнением сварочных работ, допускаются специалисты сварочного производства, прошедшие аттестацию на II, III и/или IV уровнь по ПБ 03-273-99 и ПБ 03-495-02, а именно:

— Мастер минимум на 2 уровень,

— Инженер по сварке как минимум 3 уровень,

— Инженер по сварке ответственный за все сварочные процедуры как минимум 4 уровень,

Аттестация должна походить на соответствующую группу технических устройств.

К руководству работами по сварке, контролю сварных соединений и операционному контролю допускаются ИТР изучившие настоящую процедуру, соответствующие стандарты, рабочие чертежи изделий, производственно-технологическую документацию по сварке и методические инструкции по контролю.

• К контролю сварных соединений допускаются специалисты по контролю качества сварных соединений прошедшие аттестацию на II или III уровень в соответствии с ПБ 03-440-02.
• Специалист сварочного производства может быть допущен только к тем методам контроля, которые указаны в его удостоверении.
• Все дефекты классифицируются на внутренние и наружные дефекты:

Внутренние дефекты:

• Включения вольфрамовые, не металлические и газовые (пористость)
• Не провары, не сплавления;
• Прожоги, утяжины корня

Наружные дефекты:

• Поверхностные трещины (продольные, поперечные), трещины кратера;
• Впадины/полости
• Свищи;
• Подрезы, наплывы;
• Смещение кромок;
• Не заваренные кратеры;
• Межваликовые западания.
• Устранения поверхностных дефектов, исключением трещин в ЗТВ и трещин основного металла могут быть проведены без уведомления подрядчика.по согласованной процедуре ремонта швов.
• Допускается дважды производить ремонт на участке сварного шва. Для швов из нержавеющей стали допускается только однократный ремонт в одной зоне.
• Ремонт сварных соединений на полную толщину стали не допускается.
• На все случаи исправления дефектов на основных элементах, должны составляться Технологические карты сварки. Допускается однократное исправление дефекта без составления Технологической карты сварки.
• При частичном ремонте вырезаемый участок должен иметь достаточную глубину и длину для удаления дефекта. По торцам и бокам выреза должен быть плавный скос от основания выреза к поверхности металла сварного шва. Ширина и профиль выреза должны обеспечивать достаточный доступ для повторной сварки. Как правило, с обоих торцов необходимо удалить не менее 50мм прочного металла в зависимости от объема ремонта сварного шва.
• Отремонтированные участки и 50мм с каждой стороны должны пройти повторный контроль с использованием такого же метода и процедуры, согласно которым был изначально обнаружен данный дефект.
• Вся информация по поведенным работам по исправлению дефектов заносится в Журнал сварочных работ.
• Подрядчик несёт полную ответственность за ремонт дефектов и за проведение дополнительного контроля качества после их удаления из сварных соединений, по тем же требованиям, которые предъявлялись к первоначальному шву.

Все отремонтированные сварные швы должны быть зарегестрированы и отдельно промаркированы.

Контроль качества

• Контроль качества сварных швов производить в соответствии с требованиями чертежа.
• Контроль сварных швов выполнять в последовательности:
• Визуальный и измерительный контроль
• Капиллярный метод в объеме требований чертежа;
• Радиографический метод контроля в объёме требований чертежа;
• Заявки на контроль оформляются по формам указанным в соответствующих процедурах.
• После окончания контроля сварных соединений, результаты контроля занести в Журнал сварочных работ.
• Контроль за правильным применением сварочных материалов и квалификацией электрогазосварщиков, выполняющих сварку конструкций, осуществляют производственный мастер и мастер ОТК.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Утяжина

Утяжины в шве ( рис. 48) возникают при большой скорости сварки. Это своеобразные усадочные рыхлоты, распространяющиеся на 5 — 8 мм по длине шва и на 1 — 2 мм в глубину шва. Очевидно, появление утяжин связано с нарушением регулярного поступления волн жидкого металла в хвостовую часть сварочной ванны. [2]

Допускаются незначительные утяжины и выступы ( следы удаленного литника) высотой не более 0 5 мм. [3]

В зоне утяжин создаются благоприятные условия для возникновения трещин. [5]

Во избежание подсосов и утяжин в изгибе уха к телу буксы во время формовки па модель устанавливаются круглые холодильники диаметром 20 мм, которые заформопы-ваются вместе с моделью и остаются в форме при заливке. [6]

Сам факт наличия провисания или утяжины может быть установлен измерением толщины свариваемых элементов ( например, труб) на сварном соединении и основном металле. В случае провисания толщина увеличивается, в случае утяжины — уменьшается. Наружный валик шва удаляется или немного заглаживается и его высота учитывается при измерениях. [8]

Во избежание газовых раковин, утяжин и других пороков в отливках, при их конструировании, предусматривают утолщение стенок в направлении узла питания отливки, что обеспечивает направленное затвердевание металла. [9]

Верхний предел температуры металла ограничивается появлением утяжин . Наибольшая температура формы ограничивается привариванием металла отливки к форме. При любой температуре, указанной между кривыми на рис. 20, получаются отливки, удовлетворяющие техническим требованиям. Очевидно, что при других более жестких требованиях к отливке область допустимых температур сузится. [11]

В некоторых случаях для предупреждения коробления и утяжин изделия после извлечения из формы дополнительно охлаждают водой. [12]

Суммарная площадь дефектов ( раковин, сколов, утяжин и др.) на поверхностях, подвергнутых размерной обработке и не подлежащих на предприятии-потребителе доработке ( заливке металлическими сплавами и неметаллическими материалами, сварке, окрашиванию, защите бандажом), не должна превышать 30 % площади рассматриваемой поверхности. Дефекты площадью до 1 мм2 при определении суммарной площади, занимаемой поверхностными дефектами, не учитывают и не зачищают. [13]

В прессуемых заготовках нередко появляются трещины, разрывы, утяжины и другие дефекты вследствие высокой неравномерности течения металла и недостаточной его пластичности. Пластичность поверхностных слоев снижается из-за охлаждения их при прессовании с малой скоростью. При прессовании с высокой скоростью пластичность также может снизиться вследствие фазовых превращений при повышении температуры в очаге деформации. [14]

Дефекты формирования сварного шва ( смещение кромок, подрезы, утяжины , неправильная форма валика усиления) проверяют визуально или с помощью шаблонов. Поверхностные несплошности обнаруживают методами поверхностной дефектоскопии, при этом иногда необходима частичная или полная зачистка валика усиления шва. Для выявления внутренних и некоторых поверхностных несплошностей применяют радиационные и ультразвуковые методы. [15]

УТЯЖИНА

Утяжина — это дефект отливки в виде углубления с закругленными краями на поверхности отливки, образовавшегося вследствие усадки металла при затвердевании.

Утяжина относится к группе дефектов «Несплошности в теле отливки».

Эквивалент стандартизованного термина на немецком языке: Aussenlunker, Einfallstelle
Эквивалент стандартизованного термина на английском языке: Shrinkage depression
Эквивалент стандартизованного термина на французском языке: Poquette retassure de surface

* Примечание: Недопустимые к применению термины-синонимы приводятся в ГОСТе в качестве справочных и обозначаются «Ндп».

Источник: ГОСТ 19200-80 «Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов» — «Iron and steel castings. Terms and definitions of defects»
УДК 001.4:621.74.04:669.13/.14:006.354

Металлургический словарь . 2003 .

• УСТОЙЧИВОСТЬ ПЕНЫ В ЖИДКИХ САМОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЯХ
• УХОД МЕТАЛЛА

Смотреть что такое «УТЯЖИНА» в других словарях:

утяжина — Ндп. утяжка подсадина Дефект в виде углубления с закругленными краями на поверхности отливки, образовавшегося вследствие усадки металла при затвердевании. [ГОСТ 19200 80] Недопустимые, нерекомендуемые подсадинаутяжка Тематики отливки из чугуна и… … Справочник технического переводчика

Утяжина — 43 . Утяжина Ндп. Утяжка Подсадина D. Aussenlunker, Einfallstelle E. Shrinkage depression F. Poquette retassure de surface Дефект в виде углубления с закругленными краями на поверхности отливки, образовавшегося вследствие усадки металла при… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Наружные дефекты (подрез, свищ, утяжина, дефекты геометрии и усиления швов). — 3.3.3 Наружные дефекты (подрез, свищ, утяжина, дефекты геометрии и усиления швов). 3.3.3.1 При визуальном контроле сварного шва убеждаются в отсутствии незаплавленных кратеров, свищей и выходящих на поверхность пор. 3.3.3.2 Измеряемые параметры… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

пресс-утяжина — 3.18 пресс утяжина: Несплошность прессованного изделия в виде расслоения металла или неплотности, возникающая на конце прессованного изделия, примыкающего к пресс остатку, в результате неравномерности течения металла при прессовании. Источник:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

пресс-утяжина — Зона неплотного металла, образующаяся в осевой зоне задней части прессовой заготовки или отпрессованного изделия. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики металлургия в целом EN extrusion defectfunnel … Справочник технического переводчика

Пресс-утяжина — [funnel, extrusion defect] зона неплотного металла, образованная в осевой зоне задней части прессуемой заготовки или отпрессованного изделия … Энциклопедический словарь по металлургии

ПРЕСС-УТЯЖИНА — [funnel, extrusion defect] зона неплотного металла, образующаяся в осевой зоне задней части прессовой заготовки или отпрессованного изделия … Металлургический словарь

РД 08.00-60.30.00-КТН-046-1-05: Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов — Терминология РД 08.00 60.30.00 КТН 046 1 05: Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов: 1.4.15 Бригада сварщиков группа аттестованных в установленном порядке сварщиков, назначенных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 52597-2006: Прутки латунные для обработки резанием на автоматах. Технические условия — Терминология ГОСТ Р 52597 2006: Прутки латунные для обработки резанием на автоматах. Технические условия оригинал документа: 3.5 вмятина: Местное углубление различной величины и формы с пологими краями. Определения термина из разных документов:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 2060-2006: Прутки латунные. Технические условия — Терминология ГОСТ 2060 2006: Прутки латунные. Технические условия оригинал документа: 3.2 бухта: Отрезок изделия, свернутый в серию непрерывных витков. Определения термина из разных документов: бухта 3.2.2 бухта послойной упорядоченной намотки:… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Типы дефектов и методы ремонта

Дефектынефтепроводов определяют по результатам диагностического контроля — ВТД и ДДК.

Классификация дефектов секции по типам и параметрамсодержится в
РД-23.040.00-КТН-011-11.

Дефекты геометрии трубы – это дефекты, связанные с изменением формы трубы. К ним относятся: вмятина, гофр, сужение.

Глубина гофра определяется как сумма высоты выпуклости и глубины вогнутости, измеренных от образующей трубы.

К дефектам стенки трубы относятся: потеря металла, уменьшение толщины стенки, механическое повреждение, расслоение, расслоение с выходом на поверхность, расслоение в околошовной зоне, трещина, трещиноподобный коррозионно-механический дефект.

Потери металла делятся на объединенные и одиночные.

Объединенная потеря металла – это группа из двух и более коррозионных дефектов, объединенных в единый дефект, если расстояние между соседними дефектами меньше или равно значения 4-х толщин стенки трубы в районе дефектов.

Одиночная потеря металла – это один дефект потери металла, расстояние от которого до ближайших потерь металла превышает значение 4-х толщин стенки трубы в районе дефекта.

Механические повреждения поверхности стенки трубы, классифицируемые по ГОСТ 21014 как «риска», «царапина», «задир», «продир», «поверхностная вмятина», идентифицируются по данным ВИП как «риска».

Дефекты сварного соединения (шва) – это дефекты в самом сварном шве или в околошовной зоне. Типы и параметры дефектов сварных соединений регламентируются соответствующими нормативными документами. К дефектам сварного шва относятся:

Трещина, непровар, несплавление – дефекты в виде несплошности металла по сварному шву, которые по данным ВИП идентифицируются как «несплошность плоскостного типа» поперечного, продольного, спирального сварного шва.

Поры, шлаковые включения, утяжина, подрез, превышение проплава, наплывы, чешуйчатость, отклонения размеров шва от требований нормативных документов, которые по данным ВИП идентифицируются как «аномалия»поперечного, продольного, спирального сварного шва.

Смещение кромок – несовпадение уровней расположения внутренних и наружных поверхностей стенок сваренных (свариваемых) труб (для поперечного сварного шва) или листов (для спиральных и продольных швов) в стыковых сварных соединениях, которое по данным ВИП идентифицируется как «смещение»поперечного, продольного, спирального сварного шва.

Косой стык – сварное стыковое соединение трубы с трубой (с катушкой, с соединительной деталью), в котором продольные оси труб расположены под углом друг к другу.

Разнотолщинность стыкуемых труб с отношением толщин стенок более 1,5 является дефектом (за исключением стыков, выполненных по специальным техническим условиям, с соответствующей записью в журнале сварки в составе исполнительной документации).

Кольцевой сварной шов, содержащий один и более дефектов, является «дефектным сварным стыком». В базах данных, содержащих сведения о дефектах, учету подлежат «дефектные сварные стыки»без указания в них количества дефектов.

Дата добавления: 2018-05-10 ; просмотров: 1088 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Анализ дефектов сварки трубопроводов Текст научной статьи по специальности « Медицинские технологии»

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Мигачева Галина Николаевна

В статье приведены данные по методам оценки качества сварки трубопроводов, сравнение возможностей различных методов контроля качества сварки, приведены выборки дефектов сварных швов .

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Мигачева Галина Николаевна

Текст научной работы на тему «Анализ дефектов сварки трубопроводов»

АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ СВАРКИ ТРУБОПРОВОДОВ Мигачева Г.Н.

Мигачева Галина Николаевна — кандидат технических наук, доцент, кафедра технологии машиностроения, сертификации

и методики профессионального образования, Институт инженерно—педагогического образования, Россйский профессионально-педагогический университет высшего образования,

Аннотация: в статье приведены данные по методам оценки качества сварки трубопроводов, сравнение возможностей различных методов контроля качества сварки, приведены выборки дефектов сварных швов.

Ключевые слова: сварка магистральных трубопроводов, методы неразрушающего контроля, дефекты сварных швов, контроль качества.

В настоящее время средний срок эксплуатации около 40% магистральных газопроводов превысил 30-летний рубеж. Старение магистральных трубопроводов влечет за собой большой объем работ по их ремонту и реконструкции [1]. Неразрушающий контроль (НК) качества сварных соединений — важнейшая технологическая операция, выполняющая функцию подтверждения соответствия качества сварочных работ требованиям нормативной документации, где ультразвуковой метод неразрушающего контроля (УЗК) является одним из основных. Современный уровень развития средств неразрушающего контроля и их многообразие также требуют рационального выбора способов, в зависимости от примененной технологии сварки и, в целом, от организации сварочно -монтажных работ на объекте.

Классификация видов НК установлена государственным стандартом ГОСТ Р 56542-2015. «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов» [2]. Методы каждого вида неразрушающего контроля классифицируются по следующим признакам:

— характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом;

— первичным информативным параметрам;

— способам получения первичной информации.

Вид НК Обнаруживаемые дефекты Сложность применения Достоинства Недостатки

ВИК Наружные, видимые Низкая Низкая стоимость и сложность Обнаружение только наружных дефектов

РК Внутренние и наружные Средняя Не высокая сложность, возможность обнаружения внутренних и наружных дефектов, простота идентификации Не возможность выявления трещиноподобных дефектов с малым раскрытием

УЗК Внутренние и наружные Высокая Не высокая стоимость, возможность обнаружения внутренних и наружных дефектов и уменьшения трудоёмкости за счёт механизации и автоматизации Сложность в идентификации дефектов, высокие требования к квалификации персонала.

В названии методов присутствуют классификационные признаки видов, свойственных данному методу неразрушающего контроля. Рассмотрим подробнее основные, применяемые при контроле сварных швов:

визуальный и измерительный контроль [3]., радиографический метод неразрушающего контроля [4]., ультразвуковой метод неразрушающего контроль [5].

Для сравнения методов НК и для наглядности результатов построим гистограмму (рис. 1).

Стоимость Затраты на Оперативность Выявляемость Сложность оборудования контроль контроля дефектов контроля

Рис. 1. Оценка методов НК 10

Как видно из представленной гистограммы по выявляемости дефектов на первом месте стоит УЗК, но в тоже время этот метод контроля является и самым сложным, и основной сложностью является идентификация вида и размера обнаруженного дефекта. Но затраты на контроль и оборудование УЗК гораздо меньше чем на РК позволяющего получить более точную информацию о видах и размерах дефектов. ВИК также менее затратен, но этот метод даёт информацию только о поверхностных дефектах, в следствие чего может применяться только совместно с другими методами позволяющими обнаруживать поверхностные и внутренние дефекты.

На основе результатов работы [7] с целью определения проблем при проведении НК сварных соединений, на основании заключений по НК, была проведена выборка наиболее часто встречавшихся дефектов сварных швов при проведении капитального ремонта участка магистрального газопровода «Пунга-Ухта-Грязовец» Нюксенского ЛПУ МГ ООО «Газпром трансгаз Ухта».

В процессе анализа заключений по НК была составлена таблица по видам наиболее часто встречающихся дефектов сварных швов, результаты представлены на рис. 2. Из представленной диаграммы видно, что почти половина (47%) дефектов обнаружено в корне сварного шва, из которых около 10% (22% от общего числа дефектов) превышение проплава (провис), и около 8% (18% от общего числа дефектов) утяжины, такие дефекты не являются особо опасными, и допускаются если они не превышают установленных размеров.

Рис. 2. Диаграмма распределения дефектов сварных соединений МГ «Пунга-Ухта-Грязовец»

При монтаже магистральных трубопроводов применяются трубы Ду 700 — 1400, с толщиной стенки 8 — 21 мм. Сортамент труб применяемых при монтаже магистральных и технологических трубопроводов регламентирован ГОСТ 31447-2012 «Трубы стальные сварные для магистральных газопроводов, нефтепроводов и нефтепродуктопроводов. Технические условия» [6].

Рис. 3. Диаграмма распределения общего количества дефектов сварных соединений

Из представленных диаграммы видно, что по виду дефектов наибольшее влияние на качество сварочного процесса имеют дефекты типа: шлаковое включение; превышение проплава; утяжина. Но в тоже время при анализе процесса по критичности дефектов дефекты типа: превышение проплава и утяжина исключаются из списка дефектов оказывающих особое влияние на процесс сварки. Такие дефекты легко обнаруживаются при УЗК, но идентификация их затруднена в виду схожести показаний ультразвукового дефектоскопа при регистрации дефектов типа: трещина в корне; непровар; несплавление в корне; провис; утяжина. Помощь в идентификации таких дефектов может оказать визуальный контроль, но проведение такого контроля затруднено ограничением доступа к корню сварного шва, или радиографический контроль но он самый трудоёмкий и дорогостоящий из всех методов контроля.

При монтаже магистральных газопроводов самыми распространёнными видами дефектов являются дефекты сварных швов. Происхождение таких дефектов различно, и обусловлено разнообразными причинами. Но в данной работе мы рассматриваем не сами дефекты сварных швов, а процесс контроля, идентификации и определения допустимости дефектов.

При проведении контроля конечный продукт — заключение в котором указываются все обнаруженные дефекты, их размеры, местоположение, и допустимость по НТД.

При неверной идентификации дефекта происходит не верная оценка его допустимости, следовательно применимо к данному случаю возможно говорить о браке, как о недостоверно проведённом контроле.

Недостоверность контроля так же имеет различные причины. В первую очередь можно назвать — «человеческий фактор», и это зачастую — недостаточная квалификация специалистов, для минимизации данного фактора в предложенной работе приведены планы занятий по повышению квалификации дефектоскопистов ультразвукового контроля. Но существует ещё и такой фактор имеющий большое значение для результатов контроля как — «погрешность измерения» возникающий из-за изменений условий измерения, это составляющая систематической погрешности измерения, являющаяся следствием неучтенного влияния отклонения в одну или другую сторону какого-либо из параметров.

Для точного определения вида и координат дефектов обнаруженных при УЗК необходимо проводить дополнительные измерения, что возможно только при наличии достаточного времени и не возможно в трассовых условиях.

В следствии этого зачастую чтоб не допустить аварийной ситуации, дефекты классифицируются по более жёсткому признаку, и сварной шов вырезается, что приводит к увеличению продолжительности и удорожанию работ.

В связи с тем, что при больших объёмах сварочных работ в основном стали применяться механизированные и автоматизированные способы сварки, возникла потребность в оперативном выполнении значительных объёмов работ по НК сварных соединений. На основании анализа проведения работ по НК, приходим к выводу что самым оптимальным методом контроля, позволяющим выявить большинство дефектов сварных швов, можно признать УЗК. Для сокращения времени контроля целесообразно применение механизированного и автоматизированного ультразвукового контроля. При проведении механизированного и автоматизированного ультразвукового контроля возникают затруднения в идентификации вида дефектов в корне сварного соединения, к примеру дефекты типа «утяжина» и «непровар» регистрируются дефектоскопом одинаково, в то время как допустимые размеры первого: h