Ferrum-exclusive.ru

Металлические печи для бани
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов

Неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов

Неразрушающий контроль сварных соединений (далее НКСС) — это способ выявить дефекты металла (дефектоскопия) благодаря, например, проникающему излучению, без физического вмешательства и нарушения целостности изделия, а также получить данные о структуре материала и его физико-химических свойствах. В этой статье пойдёт речь о промышленной дефектоскопии. НКСС — это обязательный этап строительства промышленных конструкций, так же он производится во время их дальнейшей эксплуатации.

Неразрушающий контроль сварных соединений осуществляется для магистральных газопроводов, трубопроводов отопления, изделий в машиностроении, резервуаров и разнообразных строительных конструкций.

Его нормы и методы описаны в ряде ГОСТов. Разработаны государственные стандарты, регламентирующие шесть видов неразрушающего контроля, описывающие каждый метод в отдельности, классифицирующие дефекты сварных швов и смежные тематики. Полный архив ГОСТов вы можете скачать здесь.

Методы разрушающего контроля

Разрушающий контроль служит для количественного определения максимальной нагрузки на предмет, после которой наступает разрушение. Испытания могут носить разный характер: статические нагрузки позволяют точно измерить силу воздействия на образец и подробно описать процесс деформации. Динамические испытания служат для определения вязкости или хрупкости материала: это разного рода удары, при которых возникают инерционные силы в частях образца и испытательной машины. Испытания на усталость – это многократные нагрузки небольшой силы, вплоть до разрушения. Испытания на твердость служат для измерения силы, с которой более твердое тело (например, алмазный наконечник ударника) внедряется в поверхность образца. Испытания на изнашивание и истирание позволяют определить изменения свойств поверхности материала при длительном воздействии трения. Комплексные испытания позволяют описывать основные конструкционные и технологические свойства материала, регламентировать максимально допустимые нагрузки для изделия.

Разрывная машина web 600

Для определения характеристик механической прочности используют разрывные машины. Например, WEB 600, производства TIME Group Inc.: она способна развивать усилие 600 кН. Машины для технологических испытаний, такие как ИА 5073-100, ИХ 5133, ИХ 5092 отечественного производства, поставляемые компанией ООО «Северо-Западные Технологии», служат для испытаний на скручивание проволоки, выдавливание листового металла, перегибов проволоки и так далее.

Есть несколько методов определения твердости металла: по Виккерсу, когда в поверхность вдавливается четырехгранная алмазная пирамидка под действием нагрузки в 5, 10, 20, 30, 50 и 100 кгс. Затем отпечаток измеряют по диагоналям квадрата, и по таблице определяют число твердости. Машины для определения твердоститвердомеры. Например ИТ 5010 – машина для определения твердости по Виккерсу.

Читайте так же:
Вес кирпича красного полнотелого 250х120х65 с раствором

При исследовании твердости по методу Роквелла, образец плавно нагружают до 98 Н (10 кгс). Затем дается дополнительная нагрузка до максимального значения 490 Н (50 кгс) – 1373 Н (140 кгс). После его достижения на шкале индикатора прибора отображается количество единиц твердости образца. Один из распространенных твердомеров по Роквеллу – ТР 5006 М. Среди машин, предназначенных для испытания на усталость можно назвать МУИ-6000 (поставщик – «Северо-Западные Технологии»).

В каких случаях и для чего применяется

Такой вид контроля применяется в различных сферах производственной деятельности, постоянно развиваясь и захватывая новые отрасли.

В первую очередь неразрушающий контроль важен в строительстве и сварочном производстве, где отказ используемых компонентов может привести к серьёзным аварийным ситуациям, экономическим потерям и человеческим жертвам. К примеру, сварные швы очень часто применяются для соединения между собой нескольких деталей из металла. В процессе эксплуатации на швы приходятся серьёзные нагрузки, что со временем приводит к снижению усталостной прочности металла. Именно поэтому исследуемые детали испытывают при помощи метода неразрушающего контроля. Благодаря ему можно, к примеру, избежать прорывов газовых или нефтяных трубопроводов, которые приводят к техногенным авариям, финансовым потерям и человеческим жертвам.

Надёжность неразрушающего контроля обеспечивается благодаря наличию:

  • организованного процесса контроля;
  • технических средств;
  • человеческого фактора.

Эффективность такой системы контроля обеспечивается на этапе изготовления, эксплуатации и ремонта изделия.

Методы неразрушающего контроля бетона

Рассмотрим различные методы проверки на прочность, применяемые в строительстве:

Способ ударного импульса либо упругого отскока

Предлагаемый способ основывается в выявлении параметров обратной отдачи ударника при отражении от поверхности изделия. Оценивается прочность, твердость и неоднородность структуры материала. В качестве используемого аппарата для исследования этим способом является склерометр Шмидта.

Одним из таких устройств является электронный аппарат ИПС-МГ4, который состоит из двух блоков:

  • электронного;
  • склерометра (преобразователя).

Неразрушающий контроль бетона данным прибором выполняется на контрольных образцах с габаритами не меньше 100х100х100 мм или в сооружениях и конструкциях.

Читайте так же:
Как раскрасить красками кирпич

Порядок проведения контроля:

— подсоединяется склерометр к электронному блоку и включается электропитание;

— склерометр располагается таким образом, чтобы импульс направлялся перпендикулярно к проверяемой поверхности, с опорой в трех точках;

— прижатие склерометра должно быть плотным, чтобы при нажатии на спусковой крючок и ударе бойка о бетонную поверхность инструмент не отрывался от опор под воздействием реактивных сил;

— склерометр приводится в действие путем нажатия на крючок запуска. Полученное измерение заносится в память для последующего анализа. Для полной картины необходимо выполнить 10-15 импульсов;

— после каждого замера на дисплее отображается результат прочности испытываемого материала (Мпа);

— при сильном разбросе информации, контроль бетона требуется выполнить повторно;

— средняя прочность изделия вычисляется, как среднеарифметический показатель проведения замеров.

Ультразвуковой метод

НК бетона с применением ультразвука регламентируется ГОСТ(ом) 17624-2012. Данный метод разработан НИИЖБ им. А. А. Гвоздева и структурным отделом ОАО «НИЦ «Строительство». Принят Межгосударственной комиссией по стандартизации, тех-нормированию и оценке качества в строительстве (МНТКС) 18.12.2012 г., протокол N 41.

  • Ультразвуковой метод используют при проверке прочности бетона: на стадии отпуска, передачи, в процессе затвердения, а также при контрольном анализе.
  • Осуществляется с использованием связи между скоростью излучения волн ультразвука и твердостью испытываемого материала.
  • Ультразвуковые измерения выполняются сквозным или поверхностным просвечиванием.
  • Прочность проверяется на участках сооружений, без видимых дефектов (отслоения слоя, трещин и др.).

К недостатку такого способа можно отнести то, что испытания можно осуществлять только при плюсовой температуре материала. При минусовой температуре выполнение ультразвуковых испытаний возможно, если температура среды менее минус 10°С и относительная воздушная влажность не превышает 70 %.

Отрыва со скалыванием

Основывается в вычислении силы, необходимой для скалывания кусочка бетонного камня на ребре сооружения, либо местного разлома материала при изъятии из бетона анкерных изделий. Является наиболее точным способом проверки прочности, так как для него используется универсальная градуированная зависимость с двумя параметрами:

1. крупность структуры, которая обозначена «1» при зернистости до 50-ти мм и «1,1» — при зернистости свыше 50-ти мм;

2. вид материала – облегченный или тяжелый.

  • независимость от электропитания;
  • возможность произведения коррозионных испытаний при низких температурах;
  • быстрая и удобная установка приспособления для проверки.
Читайте так же:
Как убрать налет с красного кирпича

К недостаткам такого метода относится:

  • высокая трудоемкость;
  • невозможность использования на участках с густым армированием;
  • частичное повреждение поверхности сооружения.

Метод пластической деформации

Предлагаемый вариант исследований разработан на принципе отражения параметров отпечатка, который отображается на поверхности испытываемого материала после удара стальным шариком. Данный способ является устаревшим, однако иногда используется благодаря дешевизне оборудования. Для испытаний данным методом используется молоток Кашкарова.

Можно определять качество бетона упрощенным методом, оценивая результаты удара зубилом или молотком по поверхности изделия. При этом используют молоток массой от 0,3-х до 0,4-х кН, делают 10 ударов среднего усилия по изделию или по зубилу. Для вычисления твердости применяется специальная таблица.

Вырывание стальных дисков

Способ основывается в выявлении напряжения, требуемого для местного разлома бетона при вырывании из него металлического диска. Сегодня такой способ применяется очень редко.

Различают множество технологий неразрушающего контроля, основные из которых представлены ниже.

Расслоение или развитие трещин, нарушения сплошности

Регистрация упругих колебаний, которые возбуждаются в объекте. Могут быть пассивными и активными в зависимости от характера взаимодействия. В первом случае регистрируют волны, возникающие в самом объекте, а во втором – измерение интенсивности отражаемого сигнала от объекта

Поверхностные и подповерхностные дефекты, внутренние несплошности

Регистрация магнитных полей над дефектами. Для работы необходимо намагнитить поверхность объекта и обработать ее специальной пропиткой. Металлические частицы, попадая в поле, возникшее над повреждением, притягиваются друг к другу и образуют цепочку

Толщина включений, трещины, нарушения сплошности

Заключается во взаимодействии электромагнитного поля от преобразователя с полем, наводимым вихревыми токами. Подходит для электропроводящих материалов

Анализ и контроль проводящих и диэлектрических материалов. Метод заключается в прикладывании электрического напряжения и создании поля. Дефекты отображаются в тех местах, где падает напряжение, измеряемое электродами

Поверхностные дефекты, коррозионные трещины, пустоты, расслоения, инородные включения

Взаимодействие светового излучения с объектом с помощью наружных и внутренних методов. Наружный подходит для объектов из любых материалов, а внутренний – только для прозрачных

Внутренние и поверхностные, дефекты формы соединений

Подходит для изделий из сталей и сплавов на основе алюминия, титана или никеля, а также неметаллических и металлических материалов композиционного типа

Читайте так же:
Кирпич с клеймом fireclay

Невидимые невооруженным глазом дефекты, коррозии

Индикаторные жидкости загружаются в полость поверхностных дефектов, что позволяет зарегистрировать рисунок. Из достоинств метода выделяются: высокая чувствительность и разрешающая способность, достоверность и наглядность, контроль деталей разной сложности, широкий спектр материалов для контроля

Внутренние и наружные дефекты

Основной параметр, изучаемый при определении дефектов тепловым методом – изучение разности температур в бездефектных и дефектных областях

Магнитный метод неразрушающего контроля Акустический метод неразрушающего контроля Вихретоковый метод неразрушающего контроля Электрический метод неразрушающего контроляОптический метод неразрушающего контроля Капиллярный метод неразрушающего контроля Рентгеновский метод неразрушающего контроля Тепловой метод неразрушающего контроля

Физика процесса: как работает рентгеновская дефектоскопия?

Процесс контроля мало чем отличается от использования рентгеновского излучения в медицинских целях, и базируется на тех же физических свойствах коротковолнового электромагнитного ионизирующего излучения. Получение информации происходит следующим образом:

  • В рентгеновской трубке быстрые электроны взаимодействуют с анодом, в результате чего возникает рентгеновское излучение, направляемое к исследуемому объекту с помощью оборудования специальной формы.
  • Лучи, проходя через материал, ослабляются. При этом при прохождении через пустоты, включения других материалов и прочие неоднородности, они ослабляются по-разному.
  • С помощью детектора (пластины, пленки или электронного сенсора) лучи воспринимаются и регистрируются, после чего визуализируются. В зависимости от степени ослабления энергии излучения, при прохождении исследуемых объектов формируется картинка, которая позволяет делать выводы о внутренней структуре объекта.
  • Для получения более детального трехмерного изображения, предмет подвергается лучевому воздействию с разных сторон, в результате чего с помощью современного компьютерного оборудования, возникает возможность наложить результаты исследований и построить модель на основе нескольких проекций.

Дефекты и неоднородные элементы на снимках хорошо визуализируются, так как лучи сохраняют больше энергии, проходя через дефективные зоны, по сравнению с прохождением толщи материала (чаще всего стали).

Методы контроля проникающими веществами

Капиллярная дефектоскопия

Капиллярные методы НК предназначены для обнаружения открытых дефектов, выходящих на поверхность: трещин, пор, раковин, непроваров и других несплошностей поверхности изделий без их разрушения. Различают два основные метода капиллярной дефектоскопии: цветной и люминесцентный. Этими методами контролируют детали различной формы из аустенитных, титановых, алюминиевых, медных и других немагнитных материалов. Эти методы позволяют выявлять:

— трещины сварочные, термические, усталостные;
— пористость, непровары и другие дефекты типа открытых несплошностей различной локализации и протяженности, невидимые невооруженным глазом и лежащие в пределах чувствительности и надежности дефектоскопических средств.

Течеискание

Пузырьковый метод с использованием вакуумных камер

Вакуумный контроль сварных швов применяют в тех случаях, когда применение других способов почему-либо исключено. В частности, этот метод широко применяется при контроле сварных днищ резервуаров, газгольдеров, цистерн, гидроизоляционных ящиков. Он позволяет обнаружить отдельные поры диаметром до 0,004 0,005 мм, а производительность при его использовании достигает 40 – 60 м сварных швов в час. Вакуум создают при помощи переносной вакуум-камеры, которую устанавливают на наиболее доступной стороне проверяемого участка шва, предварительно обильно смоченной мыльным раствором. В результате разности давлений по обеим сторонам шва воздух будет проникать в камеру при наличии неплотностей в сварном соединении. В местах трещин, непроваров, газовых пор образуются стойкие мыльные пузырьки, хорошо видимые через прозрачный верх камеры. Отметив расположение дефектов мелом, цветным карандашом или краской, впускают атмосферный воздух, камеру снимают и сделанные отметки переносят на сварной шов.

Читайте так же:
Как узнать uid если у меня кирпич

Контроль швов газоэлектрическими течеискателями

В настоящее время применяют два вида газоэлектрических течеискателей: гелиевые и галоидные. Чувствительность газоэлектрических течеискателей к выявлению неплотностей в швах очень высока, но ввиду сложности конструкции и значительной стоимости изготовления их применяют только для контроля особо ответственных сварных конструкций.

Принцип работы гелиевого течеискателя основан на высокой способности гелия при определенном вакууме проходить сквозь неплотности сварных швов. При контроле сварные швы снаружи испытуемой емкости обдувают из резинового шланга тонкой струёй гелия, находящегося под небольшим давлением в специальном сосуде — газометре. При наличии неплотностей в швах гелий или его смесь с воздухом попадает из емкости в масс-спектрометрическую камеру, в которой поддерживается высокий вакуум. При попадании гелия в масс-спектрометрическую камеру в ней возникает ионный ток, который подается на индикаторы — миллиамперметр и сирену. Величина отклонения стрелки миллиамперметра позволяет судить о размерах дефекта.

Испытания плотности сварных швов

Испытаниям на плотность подвергают емкости для горючего, масла, воды, трубопроводы, газгольдеры, паровые котлы и др. Существуют несколько методов контроля плотности сварных швов: гидравлическое испытание, испытание водой без давления или наливом, испытание струей воды или поливом, пневматическое испытание, испытание аммиаком, испытание керосином.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector