Приборы для контроля качества изоляции

Размещено на http://www.allbest.ru

1.Фото метод контроля просвечиванием. Материалы, применяемые при просвечивании. Оценка качества просвечивания. Техника безопасности при работах по просвечиванию

Радиографический метод контроля сварных соединений предусматривает использование рентгеновского гамма-излучения и радиографической пленки для выявления различных дефектов (ГОСТ 3242-79). Данный метод, обладая определенными достоинствами и недостаткам, нашел широкое применение в промышленности.

Рентгеновские лучи и гамма-лучи обладают ценными свойствами: способны проходить через непрозрачные предметы (металлы); действуют на фотопленку (рентгеновскую пленку); способны вызвать свечение (флюоресценцию) некоторых химических элементов, что используется при применении усиливающих экранов во время просвечивания сварных швов. 

Источником рентгеновских лучей служит рентгеновская трубка. Пучок лучей направляется на сварное соединение перпендикулярно оси шва. С другой стороны шва устанавливают светонепроницаемую кассету, в которой находятся рентгеновская пленка и два экрана, усиливающие изображение. Дефектные места шва - газовые поры, шлаковые включения, трещины и другие - в меньшей степени снижают интенсивность проникающих лучей, чем сплошной металл. Степень засвечивания пленки будет больше в местах расположения дефектов. 

Схема просвечивания рентгеновскими лучами

1 - рентгеновская трубка; 2 - кассета; 3 - фотопленка; 4 - экраны. 

Время просвечивания (экспозиция) зависит от толщины проверяемого металла, фокусного расстояния, интенсивности излучения и чувствительности пленки. После просвечивания пленку проявляют, как это обычно делается в фотографии. На полученном негативе будут видны отдельные, более темные участки, по которым можно судить о наличии и размерах дефектов в сварном шве или околошовной зоне. 

При просвечивании рядом со швом (параллельно ему), со стороны источника излучения, устанавливают дефектометр, который служит для определения глубины залегания и величины обнаруженного дефекта. Дефектометр - это пластинка, изготовленная из того же материала, что и просвечиваемый металл. Толщина пластинки должна быть равна усилению шва. 

Дефектометры бывают канавочные, проволочные, пластинчатые. 

Чувствительность контроля (наименьший диаметр выявляемой на снимке проволоки проволочного эталона, наименьшая глубина выявляемой на снимке канавки канавочного эталона, наименьшая толщина пластинчатого эталона, при которой на снимке выявляется отверстие с диаметром равным удвоенной толщине эталона) не должна превышать значе ний установленных технической документацией.

В промышленности для просвечивания изделий применяют серийные аппараты: 

- стационарные (РАП 150/300-01 и др.); 

- передвижные (РАП 150/300-10; РУП 150/300- 10 и др.); 

- переносные (Арина 02; Арина 02М; Арина 05- 2М и др.). 

Перед просвечиванием шов должен быть очищен от шлака, брызг металла, окалины и других загрязнений. Наружные дефекты (подрезы, наружные поры, незаплавленные кратеры и др.) должны быть исправлены. Просвечивание швов с видимыми дефектами категорически запрещается, поскольку на рентгеновской пленке должны фиксироваться только скрытые дефекты. 

a) Схемы просвечивания сварных соединений трубопроводов

1 - источник излучения; 2 - контролируемый участок; 3 - кассета с пленкой; а, б, в, г, д, - контроль через одну стенку; е, ж, з, и, к - контроль через две стенки. 

b) Схемы контроля стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых содинений. 

1 - источник излучения; 2 - контролируемый участок; 3 - кассета с пленкой. 

Просвечивание гамма-лучами (гамма-дефектоскопия) аналогично просвечиванию рентгеновскими лучами. Гамма-лучи возникают в результате самопроизвольного распада естественных радиоактивных элементов (урана, радия, тория) или искусственных радиоактивных веществ, полученных под воздействием ядерных частиц (нейтронов). В промышленности широко используются искусственные радиоактивные изотопы (кобальт-60, цезий-137, тулий-170, иридий-192). Радиоактивный изотоп кобальт-60 может безотказно использоваться пять с лишним лет, а цезий-137--более 30 лет. В этом заключается одно из преимуществ гаммаграфирования по сравнению с рентгенографированнем. Гамма-лучи действуют во всех направлениях с одинаковой силой, а потому позволяют просвечивать кольцевые швы или одновременно несколько деталей, расположенных по кругу, за одну экспозицию. 

К существенным недостаткам гаммаграфирования следует отнести длительное время экспозиции и меньшую чувствительность к выявлению дефектов в сварных швах толщиной до 50 мм. Кроме того, контейнер с ампулой радиоактивного вещества требует особого помещения для хранения, при работе с ним необходимы тщательные меры предосторожности во избежание облучения, что часто бывает трудно выполнить. Поскольку большие дозы облучения приводят к лучевой болезни, доза облучения фиксируется специальным прибором - дозиметром, который на время работы дефектоскописта прикрепляется к его куртке радиационная безопасность обеспечивается строгим соблюдением «Основных санитарных правил работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений ОСП-72/80», «Норм радиационной безопасности НРБУ-97», «Правил безопасности при транспортировании радиоактивных веществ», «Санитарных правил при проведении рентгеновской дефектоскопии» №2191-80. 

Радиографическим контролем выявляются согласно ГОСТ 7512-92 следующие внутренние дефекты сварных соединений: трещины, непровары, поры, металлические и неметаллические включения и некоторые наружные дефекты, которые недоступны для внешнего осмотра (увеличение или уменьшение размеров шва и др.). Радиографический контроль не обеспечивает выявления некоторых дефектов: непроваров и трещин с раскрытием менее 0,1 мм при толщине контролируемого соединения до 40 мм, а при толщине более 40 мм с раскрытием менее 0,25% и др. Поэтому при наличии течей в сосудах и емкостях для их выявления необходимо применять и другие методы проверки на плотность. 

Радиоскопический метод радиационного вида неразрушающего контроля (ГОСТ 18353-79) основан на регистрации ионизирующих излучений на флуоресцирующем экране или с помощью электронно-оптического преобразователя. 

Требования к контролю регламентированы ГОСТ 7512-75. 

Преимущество данного метода - возможность механизации процесса контроля. Метод предназначен для дистанционного визуального обнаружения, фоторегистрации и фиксации расположения внутренних дефектов в сварных соединениях, отливках и других изделиях. В процессе контроля изделие перемещают с определенной скоростью относительно экрана, преобразующего прошедшее через контролируемое изделие рентгеновское излучение в оптическое изображение. Это изображение передается телевизионной системой для воспроизведения его на экране. 

2.Приборы для контроля качества изоляции, принцип их действия

В настоящее время разработан и выпускается целый ряд приборов и систем, позволяющих контролировать изоляционное покрытие до и после укладки трубопроводов в траншею: толщиномеры, адгезиметры, дефектоскопы, искатели повреждений изоляции на подземных трубопроводах. Качество исходных материалов проверяют, сопоставляя данные, приведенные в паспорте и сертификатах, с результатами лабораторных анализов, а также контролем соответствия их свойств требованиям ТУ и ГОСТ на эти материалы.

Качество нанесенного на трубы изоляционного покрытия определяют внешним осмотром, измерением толщины и сплошности покрытия, адгезии (прилипаемости) к металлу, прочности при ударе, переходного сопротивления. Внешний осмотр изоляции следует проводить в процессе наложения каждого слоя покрытия по всей длине трубы и после окончания изоляции. При этом не допускаются пропуски, поры, трещины, сгустки, вздутия, пузыри, расслоения, складки и другие дефекты изоляции.

При нанесении защитных оберток контролируют натяжение полотнища, обеспечивающее плотное прилегание обертки к поверхности изоляционного покрытия трубопровода, а также ширину нахлеста витков, которая должна быть не менее 2 см (на концах обертки - 10-15 см). Защитные обертки, не имеющие прочного сцепления в конце полотнища, а при необходимости и через каждые 10-12 м, закрепляются бандажом, клеем или другим подходящим способом.

Толщину изоляции проверяют при заводском или базовом нанесении на 10 % труб и в местах, вызывающих сомнение, не менее чем в трех сечениях по длине трубы и в четырех точках каждого сечения. При трассовом нанесении - не менее одного замера на каждые 100 м трубопровода.

Сплошность защитных покрытий контролируют искровыми дефектоскопами. В трассовых условиях нанесения изоляции сплошность покрытия проверяют, например, искровым дефектоскопом ДЭП-1, ДЭП-2, ДИ-74 или аналогичными приборами. Напряжение на щупе устанавливают из расчета не менее 4 кВ на каждый миллиметр толщины покрытия. В случае пробоя защитного покрытия дефектные места ремонтируют и повторно проверяют.

Адгезию покрытия к поверхности металла определяют с помощью адгезиометров СМ-1, АД-1, А-1. Прибор СМ-1 предназначен для оценки адгезионной прочности битумных изоляционных материалов и покрытия. Принцип действия прибора основан на измерении усилия, необходимого для сдвига образца изоляции контурной площадью 1 см. Этот прибор обеспечивает возможность оценки адгезионной прочности в пределах от 0 до 1,5 МПа при погрешности не более 5-6 %. Прибор АД-1 предназначен для оценки адгезионной прочности битумных покрытий путем измерения усилия, необходимого для отрыва покрытия от поверхности трубы. Пределы измерения прибора от 0 до 1,6 МПа. Прибор А-1 предназначен для контроля адгезии изоляционных покрытий из полимерных лент. Принцип действия прибора основан на измерении усилия, необходимого для отрыва надрезанной полоски изоляции определенной ширины (например, 5 см) .

3.Металлографические исследования. Химический анализ металла

изоляция сварной дефект металл

Металлография изучает закономерности образования структуры, исследуя макроструктуру и микроструктуру металла (путём наблюдения невооруженным глазом либо с помощью светового и электронного микроскопов), а также изменения механических, электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств металла в зависимости от изменения его структуры.

Задачей металлографического исследования является установление взаимосвязи между качественными и количественными характеристиками структуры, и физическими, механическими, химическими, технологическими и эксплуатационными свойствами металлических материалов.

Макроанализ заключается в определении строения металла путем просмотра его излома или специально подготовленной поверхности невооруженным глазом или через лупу при небольших увеличениях -- до 30 раз. Это позволяет наблюдать одновременно большую поверхность и получить представление об общем строении металла и о наличии в нем определенных дефектов.

Макроанализ дает возможность выявлять раковины, шлаковые включения, нарушение сплошности металла, трещины и другие дефекты строения сплава, химическую и структурную неоднородность.

Макроанализ позволяет выбрать участки требующие дальнейшего микроскопического исследования.

Микроскопический анализ металлов заключается в исследовании их структуры с помощью оптического или электронного микроскопов. на специально подготовленных образцах. Методами микроанализа определяют форму и размеры кристаллических зерен, обнаруживают изменения внутреннего строения сплава под влиянием термической обработки или механического воздействия на сплав, микротрещины и многое другое.

При использовании оптического микроскопа структуру металла можно изучать при общем увеличении от нескольких десятков до 2 000-3 000 раз. Микроанализ позволяет характеризовать размеры и расположение различных фаз, присутствующих в сплавах, если размеры частиц этих фаз не менее 0,2 мкм. Многие фазы в металлических сплавах имеют размеры 10-4-10-2 см и поэтому могут быть различимы в микроскопе.

Этапы металлографического исследования:

Приготовление микрошлифов. Вырезка образца, получение плоской поверхности, шлифование плоскости, полирование, промывка.

Изучение микроструктуры шлифа в нетравленом виде, т. е. после полирования и промывки. В этом случае в поле зрения микроскопа можно заметить отдельные, обычно небольшие, темные участки, которые могут представлять неметаллические включения, мелкие поры, структурные составляющие.

Макро- и микроанализ применяемый в техническом диагностировании позволяет своевременно выявить дефекты металла, которые могут понизить эксплуатационные свойства и надёжность изделий в работе.

4.Измерение толщины листов металла элементов резервуара

Измерение толщины металла отдельных элементов резервуара должно проводиться соответствующими приборами согласно требованиям, приведенным в разделе 1.3 настоящих Правил.

Контроль за качеством сварных соединений и основного металла должен осуществляться как неразрушающими, так и разрушающими методами.

При неразрушающем контроле в зависимости от конфигурации и местоположения швов используются следующие методы:

гамма- или рентгенографирование;

ультразвуковой контроль;

измерение геометрических размеров;

травление различными растворами;

магнитопорошковый или цветной (в отдельных случаях).

Просвечивание сварных соединений и ультразвуковая дефектоскопия должны проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 7512-82 и ГОСТ 14782-76 в объеме СНиП III-18-75 (Прил. 1, п. п. 24, 28, 33).

При контроле, связанном с разрушением, выполняются механические испытания, металлографические исследования и химические анализы металла.

Для проведения механических испытаний, химического анализа и металлографического исследования вырезаются контрольные образцы из резервуара.

При измерениях геометрической формы резервуара определяются отклонения образующей стенки от вертикали и размеры местных деформаций. Горизонтальность днища проверяется нивелированием. При этом измеряются местные деформации днища (хлопуны, вмятины) и осадка резервуара.

При обследовании отмостки определяется плотность прилегания днища к основанию, просадка основания, состояние отмостки, наличие и отвод атмосферных осадков.

Результаты контроля заносятся в журнал обследования с отметкой дефектов на эскизах.

По результатам контроля составляется техническое заключение о состоянии резервуара и даются рекомендации по его ремонту.

5.Техническая диагностика резервуаров с применением акустико-эмиссионного метода контроля

Метод акустической эмиссии относится к акустическим методам неразрушающего контроля и технической диагностики. В основе метода лежит физическое явление излучения волн напряжений при быстрой локальной перестройке структуры материала. Явление акустической эмиссии наблюдается в широком диапазоне материалов, структур и процессов. Спектр сигналов акустической эмиссии лежит в звуковом и ультразвуковом диапазонах. Рабочий частотный диапазон аппаратуры может меняться в пределах от 10 кГц до 1 МГц в зависимости от типа, размеров, акустических свойств объекта, а также параметров шумов на объекте.

Источником акустико-эмиссионной энергии служит переменное поле упругих напряжений от развивающихся дефектов. Для стимуляции дефектом излучения акустических волн объект, как правило, нагружают механическим или тепловым способом. В тех случаях, когда источниками излучения являются процессы активной коррозии, дополнительное нагружение не только не обязательно, но, напротив, должно быть ограничено для снижения возможных помех.

Как структурно чувствительный метод акустическая эмиссия обеспечивает обнаружение процессов пластической деформации, собственно разрушения и фазовых переходов. Кроме того, метод позволяет выявлять истечение рабочей среды (жидкости или газа) через сквозные отверстия в объекте, а также трение поверхностей. Указанные свойства акустико-эмиссионного метода дают возможность формировать адекватную систему классификации дефектов и критерии оценки технического состояния объекта, основанные на реальном влиянии дефекта на прочность и работоспособность объекта.

Настоящий стандарт служит методической основой применения акустико-эмиссионного метода при решении широкого класса инженерных задач, требующих оперативной оценки характеристик развивающегося поля дефектов в материале ответственных технических объектов.

Литература

1) Шумайлов А.С., Гумеров А.Г.,Молдаванов О.И. Диагностика магистральных трубопроводов.- М., Недра,1992.

2)Руководство по обследованию и дефектоскопии стальных вертикальный резервуаров.-Астрахань,1989.

3) Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов.-М.,Недра,1979.

4)Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкций по их ремонту.-М.,Недра,1988.

5)Сафарян М.К. Металлические резервуары и газгольдеры.-М.,Недра,1987.

6)Папов Г.Е.,Петрялин Л.Ф.,Лысяный Г.Н. Охрана окружающий среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности .-М.,Недра,1986.

Размещено на Allbest.ru