Комплекс испытаний сварных швов стальных трубопроводов

Оглавление

Введение 3

Общие требования выдвигаемые к соединению трубопроводов 4

Операционный  контроль 5

Механические  испытания образцов 5

Неразрушающий контроль 6

Гидравлические  или пневматические испытания 10

Заключение 13

Список литературы 14

 

Введение

В данной работе будет рассказано о контроле  качества сварных  швов трубопроводов на основе действующих  государственных стандартов и правил РФ. Основные требования по проведению мероприятий связанных с проверкой качества сварных швов трубопроводов изложены в СНиП 3-05-84 «Технологическое оборудование и технологические трубопроводы», технологический регламент по проведению того или иного метода контроля подробно описаны в соответствующих ГОСТах.

Контроль качества сварных  швов трубопроводов включает в себя несколько этапов:

• Операционный контроль
• Механические испытания образцов
• Выявление внутренних дефектов одним из неразрушающим методом
• Гидравлические или пневматические испытания

Каждый из этапов подробно будет рассмотрен ниже.

 

 

 

 

 

 

Общие требования выдвигаемые  к соединению трубопроводов

К сварке стыков стальных трубопроводов с давлением Р_y свыше 10 МПа (100 кгс/см²), I-IV категории (по СН 527-80) допускаются сварщики при наличии у них документов в соответствии с Правилами аттестации сварщиков, утвержденными Ростехнадзором. К сварке стыков стальных трубопроводов V категории могут быть допущены сварщики, не прошедшие указанной аттестации, но заварившие пробные стыки.

Сварщики (по любому виду сварки) . впервые приступающие к сварке трубопроводов на монтаже данного объекта или имевшие перерыв в своей работе более 2 мес, а также все сварщики в случаях применения новых сварочных материалов или оборудования, независимо от наличия у них документов об аттестации, должны заварить пробные стыки в условиях, тождественных с теми, в которых производится сварка трубопроводов на данном объекте.

Пробные стыки стальных трубопроводов  должны подвергаться внешнему осмотру, механическим испытаниям, а также проверке сплошности неразрушающими методами контроля.

В случаях неудовлетворительного  качества сварки пробных стыков, выявленного:

а) при внешнем осмотре, стык бракуют и другим методам  контроля не подвергают;

б) при проверке сплошности неразрушающими методами контроля, сварщик, допустивший брак, сваривает еще два пробных стыка и, если при этом хотя бы один из стыков при контроле неразрушающими методами будет забракован, сварку пробных стыков бракуют;

в) при механических испытаниях, производят повторное испытание удвоенного количества образцов, взятых из этого же стыка или из вновь сваренного данным сварщиком стыка, и, если хотя бы один из образцов при повторных механических испытаниях будет забракован, сварку пробных стыков бракуют.

Сварку стальных трубопроводов  разрешается производить при температурах. указанных в правилах, утвержденных Ростехнадзором, ведомственных нормативных документах и отраслевых стандартах.

Поверхность концов труб и  деталей трубопроводов, подлежащих соединению, перед сваркой должна быть обработана и очищена в соответствии с требованиями ведомственных нормативных документов и отраслевых стандартов.

Перед монтажом стальных трубопроводов сварные соединения труб и деталей должны выдерживаться до полного их остывания, а пластмассовых трубопроводов с клеевыми соединениями - не менее 2 ч.

Операционный контроль

Операционный контроль должен предусматривать проверку состояния сварочных материалов, качества подготовки концов труб и деталей трубопроводов, точности сборочных операций, выполнения заданного режима сварки и квалификации сварщика.

Механические испытания  образцов

Механические испытания  образцов проводятся в соответствии с ГОСТ 6996-66.

Механические испытания сварных образцов, изготовленных из пробных стыков, должны подтвердить соблюдение следующих требований:

а) временное сопротивление при статическом растяжении должно быть не менее нижнего предела временного сопротивления металла свариваемых труб;

б) углы загиба при испытании на статический изгиб должны быть не менее приведенных в таблице:

Стали	Угол загиба, град. не менее
	Дуговая сварка при стенке толщиной, мм		Газовая сварка
	менее 20	св. 20
1	2	3	4
Углеродистые с содержанием углерода менее 0,23 %	100	100	70
Низколегированные	80	60	50
Низколегированные теплоустойчивые	50	40	30
Мартенситно-ферритного класса	50	50	-
Аустенитного класса	100	100	-

 

в) в образце, сплющенном до просвета, равного трем толщинам стенки трубы, не должно быть трещин;

г) ударная вязкость металла шва при дуговой сварке трубопроводов Р_y свыше 10 МПа (100 кгс/см²) и I категории с толщиной стенки 12 мм и более, определенная на образцах VI типа по ГОСТ 6996-66, с надрезом, расположенным по металлу шва при температуре плюс 20 °С, должна быть для всех сталей, кроме аустенитных, не менее 50 Дж/см² (5 кгс·м/см²), для аустенитных - 70 Дж/см² (7кгс·м/см²).

Неразрушающий контроль

Контроль сварных соединений стальных трубопроводов радиографическим (ГОСТ 7512-82) или ультразвуковым методом (ГОСТ 14782-86) следует производить после устранения дефектов, выявленных внешним осмотром и измерениями, а трубопроводов Р_Y свыше 10 МПа (100 кгс/см²) - после выявления дефектов магнитопорошковым методом по  ГОСТ 21105-87 или цветным методом по ГОСТ 18442-80.

Сварные швы не должны иметь  трещин, прожогов, кратеров, грубой чешуйчатости, подрезов глубиной более 0,5 мм. В сварных швах трубопроводов Р_Y свыше 10 МПа (100 кгс/см²) подрезы не допускаются.

Объем контроля сварных соединений стальных трубопроводов неразрушающими методами в процентах к общему числу стыков, сваренных каждым сварщиком (но не менее одного стыка), должен составлять для трубопроводов:

Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2)	100
I категории	20
II      "	10
III     "	2
IV    "	1

 

В качестве неразрушающих  методов контроля следует с учетом конкретных условий применять преимущественно  ультразвуковой, электрорентгенографический и рентгенографический с использованием фотобумаги. Контролю должен подвергаться весь периметр стыка.

Для трубопроводов I-IV категории контролю подлежат стыки, наихудшие по результатам внешнего осмотра.

Контроль корня шва  сварных соединений трубопроводов  Р_y свыше 10 МПа (100 кгс/см²) из сталей всех групп при толщине стенки 16 мм и более следует производить радиографическим методом, а окончательный контроль готовых сварных соединений из сталей групп С, ХГ, ХМ - преимущественно ультразвуковой дефектоскопией.

Готовые сварные соединения трубопроводов Р_y свыше 10 МПа (100 кгс/см²) перед проведением радиографического или ультразвукового  контроля следует контролировать магнитопорошковым или цветным методом. При этом контролю подлежат поверхность шва и прилегающая к нему зона шириной 20 мм от краев шва.

Оценку качества сварных  соединений стальных трубопроводов по результатам радиографического контроля следует производить по балльной системе согласно приложению 4 СНиП 3-05-84. Сварные соединения должны быть забракованы, если их суммарный балл равен или больше для трубопроводов:

Рy свыше 10 МПа (100 кгс/см2)	2
I категории	3
II    „	3
III   „	5
IV   „	6

 

Сварные соединения, оцененные указанным или большим баллом, подлежат исправлению, после чего дополнительному контролю подвергают удвоенное от первоначального объема контроля количество стыков, выполненных сварщиком, допустившим брак.

Сварные соединения трубопроводов III и IV категории, оцененные соответственно суммарным баллом 4 и 5, исправлению  не подлежат, но дополнительному контролю подвергают удвоенное количество стыков, выполненных этим сварщиком.

Если при дополнительном контроле хотя бы один стык будет забракован (а для трубопроводов III и IV категории оценен соответственно суммарным баллом 4 и 5), контролю подвергают 100 % стыков, выполненных данным сварщиком. Если при этом будет забракован хотя бы один стык, сварщика отстраняют от сварочных работ на трубопроводах.

Чувствительность радиографического контроля должна соответствовать по ГОСТ 7512-82 для трубопроводов P_y свыше 10 МПа (100 кгс/см²), I и II категории - классу 2, для трубопроводов III и IV категории - классу 3.

По результатам ультразвукового  контроля сварные соединения трубопроводов Р_y свыше 10 МПа (100 кгс/см²) считаются качественными, если отсутствуют:

а) протяженные плоскостные  и объемные дефекты;

б) объемные непротяженные  дефекты с амплитудой отраженного  сигнала, соответствующей эквивалентной  площади 2 мм² и более - при толщине стенки трубы до 20 мм включительно и 3 мм² и более - при толщине стенки свыше 20 мм;

в) объемные непротяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади до 2 мм² - при толщине стенки трубы до 20 мм включительно и до 3 мм² - при толщине стенки свыше 20 мм, в количестве более трех на каждые 100 мм шва.

Сварные соединения стальных трубопроводов I-IV категории должны удовлетворять требованиям, установленным отраслевыми стандартами. При получении неудовлетворительных результатов контроля ультразвуковым методом хотя бы одного стыка производят контроль удвоенного количества стыков, выполненных данным сварщиком. При неудовлетворительных результатах повторного контроля производят контроль 100 % стыков.

Магнитопорошковый метод  неразрушающего контроля основан на явлении притяжения частиц магнитного порошка магнитными потоками рассеяния, возникающими над дефектами в  намагниченных объектах контроля. Наличие и протяженность индикаторных рисунков, вызнанных полями рассеяния дефектов, можно регистрировать визуально или автоматическими устройствами обработки изображения.

Магнитопорошковый метод  предназначен для выявления поверхностных  и подповерхностных нарушений сплошности: волосовин, трещин различного происхождения, непроваров сварных соединений, флокенов, закатов, надрывов и т.п.

Чувствительность магнитопорошкового метода определяется магнитными характеристиками материала объекта контроля, его  формой, размерами и шероховатостью поверхности, напряженностью намагничивающего поля, местоположением и ориентацией  дефектов, взаимным направлением намагничивающего поля и дефекта, свойствами дефектоскопического  материала, способом его нанесения  на объект контроля, а также способом и условиями регистрации индикаторного  рисунка выявляемых дефектов.

В зависимости от размеров выявляемых дефектов устанавливаются  три условных уровня чувствительности, приведенные в таблице:

Условный уровень чувствительности	Минимальная ширина раскрытия  условного дефекта, мкм	Минимальная протяженность  условного дефекта, мм
А	2,0	0,5
Б	10,0
В	25,0

 

 

Цветной метод относится  к капиллярным методам. Капиллярные методы основаны на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости поверхностных и сквозных несплошностей материала объектов контроля и регистрации образующихся индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователя.

Капиллярные методы предназначены  для обнаружения поверхностных  и сквозных дефектов в объектах контроля, определения их расположения, протяженности (для протяженных дефектов типа трещин) и ориентации по поверхности. Капиллярные методы позволяют контролировать объекты-любых размеров и форм, изготовленные из черных и цветных металлов и сплавов, пластмасс, стекла, керамики, а также других твердых неферромагнитных материалов.

Капиллярные методы применяют  для контроля объектов, изготовленных  из ферромагнитных материалов, если их магнитные свойства, форма, вид и  месторасположение дефектов не позволяют  достигать требуемой по ГОСТ 21105-87 чувствительности магнитопорошковым методом и магнитопорошковый метод контроля не допускается применять по условиям эксплуатации объекта.

Необходимым условием выявления  дефектов типа нарушения сплошности материала капиллярными методами является наличие полостей, свободных от загрязнений  и других веществ, имеющих выход  на поверхность объектов и глубину  распространения, значительно превышающую  ширину их раскрытия.

Исправлению путем местной  выборки и последующей подварки (без повторной сварки всего соединения) подлежат участки сварного шва стальных трубопроводов, если размеры выборки после удаления дефектного участка шва не превышают значений, указанных в таблице: