<<
>>

Анализ точности оценки параметров дефектов КРН традиционными и распро­странёнными методами неразрушающего контроля в лабораторныхусловиях

Важной практической задачей является сравнение двух самых массовых методов не­разрушающего контроля, применяемых для оценки глубины трещины: ультразвукового и вих­ретокового. Критерием сравнения стала точность определения глубины трещин в рабочих ре­жимах.

Объектом контроля был выбран образец, полученный в ходе капитального ремонта линейного участка магистрального газопровода. Был выбран характерный для этого участка образец, содержащий сварной шов и несколько колоний трещин (по конструкции и происхож­дению трубы, по грунту заложения, по общей глубине дефекта). На поле проведения неразру­шающего контроля было размечено: нанесена сетка, были идентифицированы трещины с наибольшим раскрытием, определено их место расположения на образце. Общий вид образца представлен на рисунке 2.28.

Рисунок 2.28 - Общий вид образца трубопровода, содержащего дефекты КРН: а - в трубе перед вырезкой; б - в лаборатории перед исследованиями; в - эскиз с зонами КРН

Проведен контроль вихретоковым методом при помощи магнитно-вихретокового де­фектоскопа ВИД-345 и секторное сканирование ультразвуковым дефектоскопом на фазиро­ванных решетках Isonic 2010.

Использование вихретокового метода. По результатам обследования вихретоковой дефектоскопией было установлено, что глубина трещин в темплете варьируется от 0,5 до 2,5 мм. Сведения, позволяющие судить о глубине трещины, у ВИД-345 отображаются в виде чис­ленного значения и графически на экране прибора (рисунок 2.29 а). При обследовании массива трещин необходимо одновременно непрерывно следить за показаниями прибора и за местом приложения датчика (данные никак не фиксируются в памяти прибора, не запоминаются мак­симальные значения, невозможно указать название объекта и координаты дефекта на трубе). В большинстве случаев в колонии та трещина имеет максимальную глубину, раскрытие кото­рой наибольшее.

Раскрытие одной трещины относительно других практически всегда видно невооруженным глазом, однако точно попасть на нее датчиком прибора и оценить ее глубину, не получая помех от находящихся рядом несплошностей - специфическая задача, которую может выполнить только опытный специалист.

Рисунок 2.29 - Работа с прибором ВИД-345:

а - визуализация глубины дефекта КРН, б - результаты оценки глубины трещин

Использование ультразвукового метода. Далее был проведен ультразвуковой кон­троль при помощи дефектоскопа на фазированных решетках Isonic 2010. Контроль проводился в режиме секторного сканирования с сектором 35° - 75° и шагом луча 0,2°, что позволило повысить чувствительность контроля и выявляемость дефектов поверхностного типа. Настройка дефектоскопа проводилась по стандартному образцу предприятия на толщину 17 мм. В результате обследования на колонии трещин с максимальным раскрытием были полу­

чены дефектограммы сечения темплета с ярко выраженными ультразвуковыми следами тре­щин на участке 0-20 мм. Данный результат совпадает с фактическим положением датчика де­фектоскопа при проведении контроля (рисунок 2.30).

Рисунок 2.30 - Работа с прибором Isonic 2010:

а - визуализация глубины дефекта КРН, б - результаты оценки глубины трещин

Двойной сигнал на левой части дефектограммы - отражение луча от торцов темплета, сигнал в районе «0» измерительной шкалы дефектограммы - паразитный сигнал, обусловлен­ный недостаточным качеством подготовки поверхности темплета. Для дальнейшего анализа результатов контроля была проведена дополнительная постобработка дефектограммы в виде фильтрации шумов. Обработанная средствами прибора дефектограмма с обследованной коло­нией трещин представлена на рисунке 2.31.

Рисунок 2.31 - Диаграмма дефектов Isonic 2010, обработанная средствами прибора

В таблице 2.5 представлены окончательные результаты замера глубины трещин при по­мощи УЗК прибора на фазированных решетках.

Таблица 2.5 - результаты замера глубины трещин при помощи УЗК прибора на фази­рованных решетках

Номер Относительная глу- Относительная Глубина дефекта по
дефекта бина дефекта, ширина раскры- результатам УЗК,
мм тия, мм мм
1 0,5 0,2 0,5
2 0,4 0,2 0,5
3 1,5 0,5 1,5
4 2,3 1 2,3

Геометрические характеристики обнаруженных дефектов определены по отображению полученных на дефектограмме сигналов. Наибольшее раскрытие выявлено у крайней левой трещины колонии (№4).

Применение прибора Isonic 2010 позволяет проводить сканирование, записывать ре­зультаты в память прибора, проводить постобработку и анализировать результаты контроля с помощью специального программного обеспечения. Это, безусловно, делает использование прибора более практичным, более точным. Однако, при проведении УЗ контроля была отме­чена низкая выявляемость трещиноподобных дефектов с малым раскрытием. Необходимость принудительного повышения точности контроля, замедляющего дальнейшую работу с пока­заниями, и необходимость дополнительной постобработки для устранения высокого уровня шумов, возникающих из-за многочисленного переотражения луча от стенок трещины, явля­ются недостатками метода. Согласно данным производителей некоторых приборов, высокий уровень шумов устраняется при применении комбинированного метода сканирования с одно­временным применением секторного и дифракционно-временного метода прозвучивания.

Дополнительно на образцах применялись методы приборной физической диагностики: классический ультразвуковой контроль (УЗК). При исследовании фрагментов использовался дефектоскоп УД3-103 «Пеленг». Прозвучивание проходило в ручном режиме, ЭХО - методом, с применением пьезоэлектрических датчиков, соответствующих толщине трубы (7 мм), с уг­лом ввода волны 700(рисунок 2.32).

При контроле методом ультразвуковой дефектоскопии были выявлены все плоскостные дефекты образцов (трещины на внешней поверхности трубы). Причем при сканировании в руч­ном режиме, по форме отображения сигналов стало возможно идентифицировать выявленные

дефекты как плоскостные, и также, при помощи координат X Y, были определены их размеры и месторасположение в теле трубы, но определить глубину дефектов не удалось (рисунок 2.32 а).

Контроль капиллярным и магнитопорошковым методами проводился последовательно на тех же участках образцов. Были выявлены индикаторные следы всех поверхностных характер­ных для стресскоррозийных дефектов (рисунок 2.32 б) Однако, данные следы дефектов трудно

поддаются оценке без применения специальных средств фиксации и измерения размера следа.

Рисунок 2.32 - Индикаторные следы плоскостных дефектов а - Сигнал от плоскостного дефекта на экране дефектоскопа;

б - Индикаторные следы МПК на образце.

Следующим шагом работы стала оценка технологии ремонта дефектов - контролируемой шлифовки. Поле дефектов было разделено на две части: шлифуемую и контрольную. Выполнена шлифовка трещин. При этом проводился неразрушающий контроль отсутствия дефектов вихре­токовым, капиллярным и магнитопрошковым методами, до полного исчезновения их индикатор­

ных следов. Таким образом, имитировался ремонт в трассовых условиях (рисунок 2.33).

Рисунок 2.33 - Вышлифовывание трещин из темплета:

а - вышлифовывание трещин; б - толщинометрия (контроль).

Глубина зашлифовки составила 1,5 мм. Стандартными методами НК трещины уже не вы­являлись. После образец был разрезан поперек трещин по шлифованной и контрольной зоне. В него попали трещины с предполагаемой по данным НК глубиной 1,5 и 2,5 мм. Торцы образца были подготовлены для металлографического и фрактографического анализа. Далее трещины исследовались и замерялись при помощи микроскопа. Оказалось, что глубина трещин, оценен­ная методами НК в 1,5 мм., составила 2 мм, а тех, что оценивались в 2,5 мм составила 3,2 мм (рисунок 2.34 а). Кроме того, были обнаружены невыбранные вершины трещин в шлифованной зоне. Даже высокочувствительный индикаторный магнитопорошковый метод при контролируе­мой шлифовке не дает 100 %-й гарантии отсутствия дефектов в отремонтированной зоне (рису­нок 2.35 б).

Рисунок 2.34 - Микроисследования шлифов трещин:

а - Оценка глубины трещины при фактографическом анализе; б - невыбранная трещина после шлифовки

2.4

<< | >>
Источник: Афанасьев Алексей Викторович. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ОЦЕНКИ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. САМАРА - 2019. 2019

Еще по теме Анализ точности оценки параметров дефектов КРН традиционными и распро­странёнными методами неразрушающего контроля в лабораторныхусловиях:

  1. Создание метода визуальной оценки дефектов КРН
  2. 2.3 Эффективность методов НК при поиске и оценке дефектов КРН
  3. Оценка влияния мелких дефектов КРН на механические характеристики трубы
  4. Подходы к оценке опасности дефектов КРН, реализуемые в нормативной доку­ментации
  5. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ПРИ ПО­МОЩИ ОЦЕНКИ И МОНИТОРИНГА ДЕФЕКТОВ КРН
  6. Эффективность ВТД при поиске дефектов КРН
  7. Электронная микроскопия спектрометрия дефектов КРН
  8. Усталостные испытания дефектов КРН
  9. Пример развития дефекта КРН, приведшего к аварии
  10. Глава 2 Сравнительный анализ действующих моделей оценки ставки восстановления
  11. КОМПЛЕКСНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФЕКТОВ КРН, ВЫРЕЗАННЫХ ПРИ КАПИ­ТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАОПРОВОДОВ
  12. Анализ методов расчета и экспериментальных исследований конструкций наружных стен