CC BY
36
--------------------------------------------- © 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
-А
