Научная статья на тему 'Методические особенности контроля качества трубопроводов большого диаметра подземного заложения'

Методические особенности контроля качества трубопроводов большого диаметра подземного заложения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
91
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ромащенко В. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Методические особенности контроля качества трубопроводов большого диаметра подземного заложения»

--------------------------------------------- © В. А. Ромащенко, 2006

УДК 620.534.179.16.621 В.А. Ромащенко

МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТРУБОПРОВОДОВ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ПОДЗЕМНОГО ЗАЛОЖЕНИЯ

Семинар № 3

~П настоящее время все более важ-

X# ную роль в экономике России занимает разработка нефтегазовых месторождений. В связи с увеличением объемов добычи нефти и газа, расширением географии нефтегазовых месторождений требуется развитие сети магистральных нефтегазопроводов.

Перед специалистами встает задача обеспечения неразрушающего контроля нефтегазопроводов, целью которого является выявление дефектов сварных соединений, как при строительстве, так и при эксплуатации объекта.

Особое внимание контролю качества сварных соединений при строительстве трубопроводов уделяется потому, что сварочная технология является наиболее сложной и ответственной. При ее выполнении в сварных швах, как правило, возникают самые различные дефекты. Обнаружить их и установить пригодность или непригодность трубопровода к эксплуатации является основной задачей технического контроля при производстве сварных соединений.

Наиболее важными критериями при выборе метода контроля являются его оперативность, обеспечивающая возможность увеличить частоту контроля, наглядность представляемых результатов и надежность, позволяющая с высокой степенью точности гарантировать безопасность эксплуатации контролируемого объекта.

Всем этим требованиям в полной мере удовлетворяет рентгенографический метод, который благодаря своей наглядности, надежности и оперативности является наиболее часто применяемым при неразрушающем контроле нефтегазопроводов.

Радиационный контроль основан на взаимодействии с контролируемым объектом ионизирующих (проникающих) электромагнитных и корпускулярных излучений и регистрации результатов этого взаимодействия.

В радиационном контроле используют самые разнообразные излучения, причем двойственная природа электромагнитных волн и элементарных частиц (нейтронов п°), образующих излучение, воздействующее на контролируемый объект, позволяет описать их кванты разными физическими величинами: частотой и, длиной волны X или энергией Е. Последняя является обобщенным показателем и применяется наиболее часто. Излучения, применяемые о радиационном контроле, имеют значение частоты кванта до 3-10 Гц, длину волны в вакууме менее 10 нм и энергию кванта более 125 эВ (около 2-10-17 Дж).

Радиационный контроль - наиболее достоверный метод неразрушающего контроля материалов, изделий, деталей, в том числе и сварных соединений.

Обобщенная схема радиационного контроля представлена на рис. 1. При прохождении ионизирующего излучения через КО происходит изменение его интенсивности 10 в зависимости от толщины объекта 5, плотности материала р и наличия в нем

дефекта с размером х в направлении прохождения излучения. Любой из известных методов радиационного контроля (дефектоскопии) предполагает обязательное использование трех основных элементов: источника ионизирующего излучения, контролируемого объекта и детектора, регистрирующего информацию.

В качестве источника излучения используется рентгеновское тормозное излучение, генерируемое рентгеновскими аппаратами, бетатронами, линейными и циклическими ускорителями, а также микротронами.

Метод рентгенографии получил широкое распространение в связи с его простотой и документальностью. При пленочной радиографии детектором скрытого и регистратором статического видимого изображения служит фоточувствительная пленка (рис. 2).

Рис. 1. Обобщенная схема радиационного контроля: ИИИ — источник ионизирующего излучения; КО — контролируемый объект; Д — дефект; Р— фокусное расстояние; 1

— детектор; 2 — эпюра интенсивности излучения после прохождения его через КО

Широкое применение в практике радиационной дефектоскопии нашли рентгеновские аппараты двух типов: с постоянной нагрузкой и импульсные.

Рентгеновские аппараты с постоянной нагрузкой. У этих аппаратов трансформатор высокого напряжения и рентгеновская трубка находятся в одном блоке. Они передвижные, легкие и компактные. Предназначены для фронтального и панорамного просвечивания в условиях цеха и на монтаже,

Импульсные рентгеновские аппараты. Эти аппараты в основном используют для работы в условиях монтажа в связи с их малой массой и небольшими габаритными размерами.

Основными параметрами методики являются: чувствительность просвечивания, нерезкость изображения, фокусное расстояние, определение времени просвечивания, выбор режима просвечивания и определение координат дефектов.

При промышленной радиографии основной показатель качества выполненного снимка — относительная чувствительность. Она определяется по изображению на снимке деталей эталонов чувствительности.

Рис. 2. Схема фотометода: 1 — контролируемый объект; 2 — светонепроницаемая кассета; 3

— рентгеновские пленки (2 шт); 4 — металлические или флуоресцирующие экраны; 5 — защитный экран; 6 — маркировочный знак; 7 — эталон чувствительности; 8 — дефект

Рис. 3. Области применения радиографических пленок при просвечивании стали (а) и алюминия (б)

Рис 4. Методика проведения рентгенографического контроля

р Ж з

тельности контроля при просвечивании, т. е. проверки правильности выбора всех условий для получения снимков высокого качества, используются эталоны-

дефектометры: проволочные и канавоч-ные.

При промышленной радиографии время просвечивания выбирают либо по номограммам экспозиций, либо с помощью автоматических экспонометров, измеряющих и задающих необходимую дозу облучения. Номограммы экспози-ций составляют с учетом толщины и свойств материала контролируемого объекта, мощности экспозиционной дозы и энергии излучения, фокусного расстояния и комбинаций пленок и экранов.

Источник излучения, радиографическая пленка и усиливающие экраны определяют чувствительность просвечивания и производительность контроля. Ре-

Рис. 5. Схемы контроля кольцевых (стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых) сварных соединений: 1 - источник излучения; 2 - контролируемый участок; 3 - кассета с пленкой

комендации по выбору рентгеновской пленки в зависимости от просвечиваемой толщины и энергии рентгеновского излучения приведены на рис. 3. При необходимости получения высокой чувствительности следует использовать низко-энергетические легочники излучения и высококонтрастные мелкозернистые без-экранные пленки с металлическими усиливающими экранами. Для получения высокой производительности следует применять источники высокой энергии, высокочувствительные безэкранные пленки с усиливающими экранами и экранные пленки с флуоресцентными усиливающими экранами.

На радиограммах выявляются следующие дефекты: трещины продольные и поперечные в наплавленном и основном металле, направление которых совпадает с направлением просвечивания в диапазоне углов 0-12°; непровары сплошные и прерывистые по кромкам шва и наплавленного металла; вольфрамовые и шлаковые включения; поры и газовые включения; подрезы, проплавы, прожоги.

При радиографии обнаруживаются дефекты, имеющие раскрытие от 0,05 мм и выше. Поры, обнаруживаемые на снимке, могут быть одиночными, групповыми, распределенными по всему сечению шва, вытянутыми в цепочку или расположенными отдельными скоплениями. По изображению дефекта можно определить его размеры (ширину, длину), а также координаты.

Методика проведения рентгенографического контроля представлена на рис. 4.

Схему контроля сварного соединения выбирают в зависимости от его конструкции, размеров и доступности для контроля.

При промышленной радиографии сварных соединений в основном используют схемы просвечивания, обеспечивающие контроль качества шва по участкам плоских протяженных изделий и изделий типа полых тел вращения (рис. 5).

Данная вид контроля является актуальным и заслуживающим внимания, так как ежегодно в мире случается более 1500 аварий на нефтегазопроводах, шестьдесят из которых приводят к человеческим жертвам. Общая протяженность магистральных трубопроводов в России составляет 207 тысяч километров, - причем проходят они по густонаселенным территориям. Значительная часть магистральных

трубопроводов (30 процентов газопроводов и 46 - нефтепроводов) устарела - срок их эксплуатации превышает 20 лет. Отсюда и рост числа ежегодных аварий. Так, за десятилетие (с 1991 по 2000 гг.) по данным Госгортехнадзора из-за дефектов труб и производства сварочных работ на магистральных трубопроводах имело место 12,1 % аварий от общего количества. В 2002 г. по этой причине аварии на газопроводах составили 18,9 %.

Рентгенографический контроль является весьма надежным, при его проведении практически исключается возможность возникновения аварий вследствие пропуска дефекта.

— Коротко об авторах

Ромащенко В.А. - студент, Московский государственный горный университет.

ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДа ІРСТВЕННЬІЙ УНИВЕРСИТЕТ

САФРОНОВ

Вадим

Викторович

Обоснование закономерностей взаимодействия гидромеханических резцов с угольным массивом, обеспечивающих расширение области применения струговых установок

к.т.н

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.