Методы контроля сварки полиэтиленовых труб

Неразрушающий контроль качества сварных соединений трубопроводов

Как контролировать сварные соединения у трубопровода узнаем в данной статье. Чтобы получить представление о реальном состоянии металла в местах соединений, применяется так называемый неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов. Безопасность вместе с надёжностью конструкции часто определяется качественным уровнем швов.

Стандарты в законодательстве создают строгие нормативы для процесса. Его проводят только профессионалы, обладающие соответствующими навыками.

Контроль качества сварных соединений и необходимость его проведения

Когда проводятся сварочные работы на трубопроводах, появления дефектов не избежать. В свою очередь, эти недостатки оказывают негативное влияние на внешний вид сварных соединений, их технические характеристики вместе с надёжностью. Всего выделяют две разновидности повреждений: формирования шва и дефекты металлургического типа.

Формирование структурного шва приводит к появлению металлургических изъянов. Они обычно появляются, пока материал охлаждается или нагревается. Вторая группа повреждений вызвана несоблюдением норм во время проведения работ.

Заранее требуется выявлять следующие разновидности недостатков. Они все негативно влияют на качество всего трубопровода в итоге.

1. Нарушения в металлической микроструктуре. Приводят к тому, что повышается содержание оксидов, появляется крупная зернистость, зёрна с окисленными краями.
2. Наличие газовых включений или пор. Бывают групповыми или единичными, иногда выглядят как мостики. Или выходят на поверхность. Тогда их называют свищами.
3. Примеси со шлаками внутри швов. Из-за них изделие теряет первоначальную прочность.
4. Возникновение трещин разных типов характерно для участков со швами, околошовного пространства. Отличия кроются в размерах.
5. Группа непроваров. Это название для локальных участков шва, в котором нет сцепления с основным материалом.
6. Прожоги или отверстия в сварных швах, которые появляются при вытекании расплава, когда проходит сварка.
7. Подрезы. Название для канавок в продольной плоскости на границах со швами, поверхности основного металла.
8. Нарушения в формах и размерах швов.

Только в случае выявления каждого из дефектов можно гарантировать надёжность трубопровода на максимальном уровне.

Необходимо провести тщательную оценку того, как подобные изъяны влияют на конструкцию. Иначе невозможно исправить положение до того, как начинается эксплуатация трубопровода.

По каким принципам проводится неразрушающий контроль качества?

Всего существует два метода, на основании которых проводится контроль качества сварных соединений трубопроводов.

• Когда целостность соединения не нарушают.
• С нарушениями.

Чтобы оценить состояние всех сварных швов, применяют неразрушающий способ проверки качества. Такой контроль необходимо проводить как во время сварочных работ, так и после их завершения.

Это нужно для того, чтобы обезопасить конструкцию ещё до того, как начнётся непосредственная эксплуатация. В свою очередь, существуют свои методы для проведения неразрушающей оценки качества.

1. По проницаемости.
2. Магнитный, рентгенографический контроль.
3. Метод с применением ультразвука.
4. Капиллярная, радиационная дефектоскопия.
5. Измерения и проведения внешнего осмотра.

Что касается разрушающих методов, то их проводят на образцах изделия, которые уже вырезаны из своей первоначальной позиции.

Правила внешнего и технического осмотра

Любую проверку качества трубопровода начинают проведением внешнего осмотра. Он бывает не только чисто визуальным, но и предполагает использование измерительных и других видов технических инструментов. Это позволит выявить проблемы во внешних факторах, соответствие текущего состояния нормативам и требованиям законодательства.

Обнаружение даже небольших трещин в сварных соединениях не составит труда, если очистить небольшой участок на шве, а потом обработать его при помощи спирта, кислотного слабого раствора.

Геометрические размеры не определить без линейки и штангенциркуля. Хорошее освещение сделает проверки более эффективными. Как и использование лупы, поддерживающей увеличение в 8-10 раз.

Капиллярные методики контроля сварных соединений: о сути

Этот контроль качества сварных соединений трубопроводов предполагает использование контрастных жидкостей, которые просачиваются внутрь металла через мельчайшие повреждения, если они обнаружены на поверхности. Так называемые пенетранты используются чаще всего.

Когда такие вещества используются, дефекты просто окрашиваются в определённый цвет.

Пенетранты могут состоять из разных основ:

1. Трансформаторное масло.
2. Бензол.
3. Скипидар.
4. Керосин.

Кроме того, и сами составы делятся на несколько разновидностей.

• С красителями, которые наблюдаются при дневном цвете. Чаще всего используется ярко-красный оттенок.
• С люминесцирующими компонентами. Недостатки проявляются, если использовать ультрафиолетовые лучи.

Метод обладает чувствительностью в 0,1-0,5 мкм. Она может достигать 500 мкм, если поддерживается верхний предел.

Проверка сварного соединения трубопровода с помощью керосина считается одним из наиболее простых способов. Важно – наличие высоких свойств по проникновению у состава. У таких испытаний имеется свой отдельный порядок. Водную смесь с каолином или мелом наносят на соединительные участки. После чего всё подсушивают, пока не образуется плёнка белого цвета.

Керосин должен обильно смочить обратную сторону шва, на протяжении минимум получаса. Даже если есть только микроскопические трещины – керосин пройдёт сквозь поверхность. После чего он становится заметным с обратной стороны. Визуально дефекты выделить не составит труда.

Как проверяют проницаемость?

Когда сваривают ёмкости, трубопроводы и так далее, необходимостью становится именно оценка того, какой является герметичность. Такой контроль качества так же проводится с использованием различных методов и инструментов:

1. Испытания по гидравлике и пневматике.
2. Пузырьковым методом.
3. Течеиспускание.

И так далее. Пневматические испытания – это когда внутрь трубопровода запускают воду или газ в больших количествах. Пенообразующий состав наносят на поверхность снаружи. Если появляются пенистые пузырьки – значит, герметичность была нарушена.

Как правильно выбрать метод неразрушающего контроля соединений трубопровода?

Выбор оптимального способа проверки соединений трубопровода не составит труда. Нужно учесть всего лишь следующие факторы.

1. Показатели экономии и технических свойств.
2. Особенности изготовления сварной конструкции.
3. Состояние, в котором находится поверхность.
4. Сварное соединение по толщине и типу.
5. Сам металл с определением физических свойств.

Главное – помнить, что при использовании неразрушающих методов дефекты выявляются лишь косвенно.

Неразрушающий контроль сварных соединений с помощью ультразвука

В основе метода – акустические изменения, которые происходят, когда сквозь исследуемое соединение проводят звуковые колебания, со сверхвысокой частотой. Степень ослабления обратного сигнала и скорость распространения становятся самыми важными свойствами звука для данного исследования.

• Источник ультразвука генерирует звуковые волны. Они точно проходят через зону, которая и требует диагностики. Потом отражаются от тех мест, где вероятнее всего появление недостатков.
• Звуковая волна обязательно должна отражаться от чего-либо, иначе выявление изъянов будет невозможным. Угловая искательная головка – специальное приспособление, которое обеспечивает появление должного эффекта.
• Звуковая волна не только отражается от участка с изъяном, он способствует изменению в угле преломления. О величине внутренних дефектов судят по тому, насколько большими оказались подобные изменения.

Результат: устранение дефектов

Устранения требуют любые недочеты, не соответствующие начальным техническим условиям. Если это невозможно, то изделие просто считается бракованным.

Плазменно – дуговая резка в обычной ситуации помогает справиться с проблемами. Для этого же проводят проверку, с последующей обработкой с применением абразивных кругов.

После отпуска сварных изделий исправляют дефекты, которые допускают проведение тепловой обработке. Главное – соблюдать определённые правила.

• Участки с недочетами должны оставаться меньшими по сравнению с удаляемыми участками по длине, с каждой из сторон.
• Разделка так же требует особой выборки. Двойная ширина швов до процедуры должна оставаться примерно такой же, как и после.
• Обязательно сохранение надёжности проваров.
• Наличие плавных очертаний без разрывов обязательно для поверхности при каждой выборке. Наличие острых заусенцев вместе с углублениями так же недопустимо.

Участок необходимо полностью очистить после того, как ремонтные работы завершатся. Переходы к основному металлу от дефектных участков должны быть плавными.

Допустимо применение только механического метода, если речь идёт об алюминиевых, титановых сплавов. Применение шлифовки требует абразивов.

Устраняя недостатки, берут те же материалы с технологиями, что использовались для наложения основного шва. После чего становится обязательным проведение повторного контроля.

Как определить, в каких объёмах требуется контроль качества соединений?

Это индивидуальная черта в каждом методе. Обычно опираются на нормативные документы, действующие в той или иной сфере. Объёмы контроля устанавливаются в процентах от общей протяжённости самих сварных соединений.

Обязательно надо учитывать, к какой категории относится то или иное сварное соединение трубопровода. А так же назначение вместе с условиями эксплуатации. И последствиями, к которым может привести разрушение на тех или иных участках.

Требуется отдельно указать определённые участки, если объём контроля составляет меньше ста процентов. Рекомендуется составлять максимально подробные схемы.

Применение методов неразрушающего контроля стало привычным для многих отраслей промышленности. Причина того, что неразрушающий контроль сварных соединений трубопроводов стал таким популярным – в полном соответствии требованиям, которые предъявляются к самим методам контроля.

А таких требований тоже существует немало. Хорошо, если удаётся полностью автоматизировать контроль соединений. И использовать приборы, обладающие максимальной надёжностью.

Главное – чтобы они были доступными в условиях производства. Упрощёнными должны быть сами методики. А средства контроля нужно создавать так, чтобы они выдерживали продолжительную эксплуатацию.

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на сварные соединения напорных труб из полиэтилена для газопроводов, транспортирующих горючие газы по ГОСТ 5542, предназначенные для промышленного и коммунально-бытового использования.

Свод правил устанавливает технические требования к контролю качества, правилам приемки и методам испытания соединений полиэтиленовых труб между собой и с соединительными деталями, выполненных сваркой нагретым инструментом встык и сваркой при помощи деталей с закладными нагревателями.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы ссылки на следующие стандарты:

СНиП 2.04.08-87* “Газоснабжение”.

СНиП 3.05.02-88* “Газоснабжение”.

ГОСТ 166-89 “Штангенциркули. Технические условия”.

ГОСТ 4045-75 “Тиски слесарные с ручным приводом. Технические условия”.

ГОСТ 5542-87 “Газы природные топливные для коммунально-бытового назначения”.

ГОСТ 8433-81 “Вещества вспомогательные ОП-7 и ОП-10”.

ГОСТ 11262-80 “Пластмассы. Метод испытания на растяжение”.

ГОСТ 12423-66 “Пластмассы. Условия кондиционирования образцов (проб)”.

ГОСТ 14782-86 “Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые”.

ГОСТ 24157-80 “Метод определения стойкости при постоянном внутреннем давлении”.

ГОСТ Р 50838-95 “Трубы из полиэтилена для газопроводов. Технические условия”.

СП 42-101-96 “Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм”.

3 Общие положения

3.1 Свод правил разработан в развитие строительных норм и правил СНиП 3.05.02 “Газоснабжение” в части строительства газопроводов из полиэтиленовых труб давлением до 0,6 МПа.

3.2 Свод правил .может применяться в процессе строительства новых и реконструкции действующих подземных газопроводов с использованием полиэтиленовых труб (ПЭ63, ПЭ80 и ПЭ100) отечественного и зарубежного производства, отвечающих требованиям ГОСТ Р 50838.

3.3 Технологический процесс сварки и порядок проведения пооперационного контроля должен соответствовать СП 42-101 и другой нормативно-технической документации по строительству газопроводов из полиэтиленовых труб утвержденной или согласованной с Минземстроем (Минстроем) России.

3.4 Нормы контроля сварных соединений полиэтиленовых труб (разрушающими и неразрушающими методами) должны приниматься в соответствии с требованиями СНиП 2.04.08, СНиП 3.05.02 и СП 42-101.

При этом в случае сварки труб деталями с закладными нагревателями разрушающим методам контроля подвергают только допускные соединения, а вырезка и испытание контрольных соединений из числа выполненных при помощи этих деталей не требуется.

Нормы контроля качества стыковых соединений ультразвуковым и разрушающим методами принимают в зависимости от степени автоматизации сварочных машин.

4 Технические требования к контролю качества сварных соединений

4.1 Контролю качества подвергаются сварные соединения, изготовленные из труб, соответствующих требованиям ГОСТ Р 50838, муфт с закладными электронагревателями ТУ 2248-030-00203536-96, отводов седловых ТУ 2248-031-00203536-96 и ТУ 2248-037-00203536-96, деталей соединительных ТУ 2248-032-00203536-96 и ТУ 6-19-359-97 и других соединительных деталей (в т.ч. зарубежного изготовления), соответствующих нормативной документации, утвержденной в установленном порядке.

4.2 Методы контроля качества сварных соединений подразделяются на обязательные (экспресс) методы, проводимые лабораториями строительно-монтажных организаций и специальные, которые рекомендуются к использованию отраслевыми испытательными центрами в случае необходимости подтверждения результатов экспресс методов, проведения углубленных исследований и других целей.

4.3 Вырезку контрольных соединений из газопровода осуществляют, как правило, в период производства сварочных работ с целью исключения вварки “катушек”.

4.4 Проверке подвергаются допускные и контрольные соединения, выполненные каждым сварщиком в соответствии с нормами СНиП 3.05.02 и СП 42-101.

4.5 Сварные соединения, забракованные при внешнем осмотре и измерениях, исправлению не подлежат и должны быть из газопровода удалены.

4.6 При неудовлетворительных результатах испытаний сварных соединений экспресс методами необходимо произвести проверку удвоенного числа соединений тем же методом контроля, по которому получены неудовлетворительные результаты. Если при повторной проверке хотя бы одно из проверяемых соединений окажется неудовлетворительного качества, то сварщик должен быть отстранен от работы и направлен для прохождения дополнительной практики. Порядок проведения дальнейших работ на газопроводе должен определяться требованиями СНиП 3.05.02.

4.7 Перечень методов испытаний, обязательных при проведении контроля качества сварных соединений приведен в таблице 1.

Обязательным методам оценки должны подвергаться сварные соединения, выполняемые перед началом строительства газопроводов (допускные стыки) и отбираемые из числа стыков, сваренных каждым сварщиком на объекте строительства (контрольные стыки).

Таблица 1 – Перечень обязательных методов испытаний

Сварка стальных газопроводов: контроль качества сварных соединений

Операционный контроль – это проверка качества во время реализации технологической операции и по её окончанию. В процессе подготовки к работе и сварке стальных газопроводов на соответствие стандартам ревизуют подготовку труб, правку концов, очистку, форму и размеры швов, число и расположение прихваток, порядок нанесения слоёв.

После дуговой или газовой сварки труб стыки подвергаются внешнему осмотру. Проверяется выполнение следующих условий:

• Сварной шов и участки труб (≥ 20 мм) по обе стороны от шва требует отсутствия металлических брызг, окалины, шлака и прочих загрязнений.
• Отсутствие прожогов, трещин, поверхностных пор, кратеров и глубоких подрезов.
• Лёгкая выпуклость наплавленного металла по всей длине шва, плавный переход к металлу труб;
• Соблюдение СНиП-овских норм на смешение кромок, ширину швов и размеры зазоров.

Сваренные стыки выборочно проверяются механическими испытаниями и физическими методами.
Для механических испытаний допустима сварка стыков из трубных отрезков. Механическими испытаниями контролируют допускные стыки, стыки внутренних и наземных газопроводов, стыки подземных газопроводов (соединённые газовой сваркой).

Для стыков, соединённых дуговой или газовой сваркой, устраивают испытания на статическое сплющивание, изгиб или растяжение. Неудовлетворительными следует считать следующие результаты:

• Величина предела прочности (среднее арифметическое значение из испытаний одного вида стыков) на растяжение меньше нижнего предела прочности главного трубного металла.
• Угол изгиба (среднее арифметическое значение): для дуговой сварки – меньше 120º; для газовой сварки – меньше 100º
• Предел прочности или угол изгиба как минимум одного из трёх отобранных образцов на 10% меньше требуемого показателя.

Трубы с диаметром ≤ 50 мм проходят механические испытания на сплющивание (50% контрольной выборки) и растяжение (оставшиеся 50 %).

Сварной стык не проходит проверку на растяжение, если величина предела прочности на растяжение меньше нижнего предела прочности основного трубного металла. При испытании на сплющивание труба сжимается до возникновения первой трещины на шве. После измеряется величина просвета между рабочими поверхностями пресса. Она не должна превышать величину стенки трубы, умноженную на пять (5S).

К физическим методам относятся: радиографический и ультразвуковой. Первым методом проверяются допускные стыки. Обоими – стыки внутренних и наружных газопроводов.

Ультразвуковой метод обязательно дублируется радиографическим методом: ≥ 10% отобранных для проверки стыков проходят страхующий контроль. Если хоть один стык, проверенный радиографическим методом, дал неудовлетворительный результат – объём радиографического контроля повышают до 50%. При обнаружении дефектов, проверке радиографическим методом подлежат абсолютно все стыки, выполненные газосварщиком за календарный месяц и подвергнутые ультразвуковому контролю.

Выборку стыков на проверку формируют из сварных стоков наиболее худшего внешнего вида.
Отбраковке по результатам радиографической проверки подлежат стыки с:

• Трещинами, кратерами, прожогами
• Шлаковыми включениями и газовыми порами
• Непроваром по разделке шва
• Непроваром между валиками и в корне шва

Ультразвуковой метод призван не допустить к эксплуатации сварные соединения труб со стыками, имеющими дефекты длиной > 25 мм на 300 мм протяжённости шва (если длина соединения

Источники:

http://trubanet.ru/stalnye-truby/nerazrushayushhijj-kontrol-kachestva-svarnykh-soedinenijj-truboprovodov.html
http://files.stroyinf.ru/Data1/7/7056/
http://antonio-merloni.ru/svarka-stalnyh-gazoprovodov-kontrol-kachestva-svarnyh-soedinenij