гаммаграфический контроль трубопровода что это
Гаммаграфический контроль сварных соединений
В производстве многие сварные изделия подвергаются контролю, перед тем как вступить в эксплуатацию. Это обосновано тем, что в них могут присутствовать различного рода дефекты. Далеко не все из них можно выявить невооруженным глазом, так как дело здесь не только в размере. Некоторые из них находятся внутри валика шва, поэтому, их не видно на поверхности. Дефекты делают шов слабее, поэтому, в ответственных сооружениях их нельзя использовать, так как это может привести к поломке конструкции. Гаммаграфический контроль сварных соединений является отличным способом получить наиболее точную информацию об имеющихся дефектах, которые находятся внутри шва. Это один из самых точных современных методов контроля, который требует наличия специального оборудования. Одной из особенностей его является то, что здесь можно не только определить наличие какого-либо вида брака и его параметров, но и зафиксировать положение.
Гаммаграфический контроль сварных швов и соединений
Существует несколько типов приборов, одни из которых фиксируют результат на специальной пленке, подобно проявлению фотографии, а другие выводят все на монитор компьютера и могут сохранять все в памяти. Гаммаграфический контроль сварных швов активно используется во многих сферах производства и, несмотря на стоимость оборудования, оказывается очень востребованным.
Гаммаграфический контроль трубопровода что это
Схема панорамного просвечивания сварных стыков трубопроводов с помощью гамма-источника показана на рис. 139.
Пьезокристалл ультразвукового дефектоскопа помещается в специальный призматический или плоский щуп. Поверхность, по которой перемещается щуп, должна быть зачищена до металлического блеска. Для обеспечения необходимого акустического контакта между щупом и контролируемым изделием наносится слой минерального масла.
Промышленностью выпускаются ультразвуковые дефектоскопы УДМ-3, УД-55ЭМ, ДУК-13ИМ и др. Чувствительность дефектоскопов обеспечивает выявление дефектов площадью 2 мм 2 и более. При ультразвуковом методе трудно определить характер дефекта. Наиболее эффективно контроль выполняется при толщине металла более 15 мм; при толщине металла 4-15 мм контроль этим методом возможен, но требует весьма высокой квалификации дефектоскописта (оператора).
Магнитный метод дефектоскопии. Сварной шов стального или чугунного изделия покрывают смесью из масла и магнитного железного порошка (размер частиц 5-10 мкм). Изделие намагничивают пропусканием тока через обмотку, состоящую из нескольких витков, намотанных вокруг изделия. Под действием магнитного поля, обтекающего дефект, частицы железного порошка гуще располагаются вокруг дефектов. Этим методом выявляются поверхностные дефекты глубиной до 5-6 мм. Разрешающая способность порошковой дефектоскопии весьма низкая по сравнению с другими методами контроля, поэтому она эффективна в основном для контроля гладких, чистых, блестящих поверхностей. Магнитным методом можно проверять качество деталей, изготовленных только из ферромагнитных металлов.
Магнитографический метод контроля. При этом методе, разработанном в нашей стране, результаты записываются на магнитную ленту. Сущность этого метода контроля состоит в намагничивании сварного соединения и фиксации магнитного потока на ферромагнитную ленту. Лента накладывается на контролируемое изделие, которое намагничивается импульсным полем. Магнитное поле при наличии дефектов распределяется по поверхности детали по-разному, и соответственно ферромагнитные частицы на ленте намагнитятся в различной степени. Затем ферромагнитная лента снимается с контролируемого изделия и ее «протягивают» через воспроизводящее устройство (рис. 141), состоящее из механизма протяжки и осциллографа с усилителем электрических импульсов.
Результаты магнитографического контроля рассматривают на экране 9 осциллографа 7, на котором при наличии дефектов в контролируемом изделии возникают всплески (вертикальные импульсы). По величине и форме отклонения луча на экране осциллографа судят о величине и характере дефекта сварного соединения.
Магнитографический метод применяется для контроля сварных соединений толщиной не более 12 мм. Этим методом можно выявить макротрещины, непровары глубиной 4-5% от толщины контролируемого металла, шлаковые включения и газовые поры.
Магнитографический метод требует высокой квалификации оператора.
Применение гаммаграфического метода контроля для замера толщины стенок не выведенных из эксплуатации трубопроводов под изоляцией
Автор: М.У. Рабаев (Филиал ПАО АНК «Башнефть» «Башнефть-Уфанефтехим»).
Опубликовано в журнале Химическая техника №8/2016
Оборудование нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий является чрезвычайно опасным, работающим в крайне тяжелых условиях. При этом главной проблемой отечественной нефтеперерабатывающей отрасли является морально устаревшее оборудование.
Несмотря на это, своевременная и качественная ревизия и ремонт оборудования позволяют продлить срок его безопасной службы. Однако известные сегодня методы ревизии не всегда позволяют обнаружить скрытые от глаз локальные дефекты (язвенная коррозия, раковины, неравномерное изнашивание поверхности и т.д.) технологических трубопроводов. Это связано с особенностями проведения ревизии оборудования такого вида: следуя действующей нормативно технической документации, необходимо проводить наружные осмотры, ультразвуковую толщинометрию и гидравлические испытания, но не один из этих методов ревизии не отражает картину состояния внутренней поверхности трубы.
С целью повышения оперативной готовности оборудования было решено использовать метод радиографической профильной толщинометрии.
Радиография – это метод получения на рентгеновской пленке или экране изображения предмета, просвечиваемого проникающим излучением. Он основан на способности проникающего излучения проходить через непрозрачные предметы, в том числе через металлы, и действовать на рентгеновскую пленку и некоторые вещества, благодаря чему последние флуоресцируют (светятся).
Гамма-лучи через стенку трубы между внешним и внутренним радиусом трубы должны пройти сквозь слой металла в
4 раза толще стенки трубы. Большинство лучей поглощаются металлом, оставляя на пленке неэкспонируемый участок. Этот участок (более светлый на затемненной пленке) отображает несколько увеличенную проецируемую площадь стенки трубы. При этом дефекты, встречающиеся в теле трубопровода и чаще всего имеющие характер пустот, на рентгеновской пленке имеют вид пятен (раковины, язвы) или полос.
Применяемая нами методика имеет название профилометрия (англ. profilometry) – процесс измерения («снятия») профиля сечения поверхности в плоскости, перпендикулярной к ней и ориентированной в заданном направлении, различными видами проникающей радиации.
К основным положительным сторонам данного метода неразрушающего контроля можно отнести следующие [1]:
Профилометрия также полезна для определения внешней коррозии небольших соединений под изоляцией, таких как дренажные трубопроводы, бобышки и соединения с манометрами, так как сложность обеспечения хорошего уплотнения в изоляции делает такие места особенно восприимчивыми к внешней коррозии под изоляцией.
Основными составляющими при проведении радиационного контроля являются объект контроля; источник излучения (рентгеновский аппарат или источник гаммаизлучения); детектор (пленка, запоминающая пластина, цифровая панель); время экспозиции (время воздействия источника на детектор). При этом каждая составляющая контроля напрямую влияет на результат проведения контроля. Схема контроля представлена на рис. 1.
Рис. 1. Схема проведения профильной радиографической толщинометрии:
D – диаметр трубопровода; S – фактическая толщина;
Lmax – радиографическая толщина; S1 – замеренная толщина;
Sиз – толщина изоляции
При использовании радиографического метода определение остаточной толщины трубопровода происходит путем простого математического расчета – пропорцией, исходя из размеров изображения, полученного на пленке. При этом нет необходимости останавливать технологический процесс. Однако существует ограничения использования данной методики как со стороны контролирующей техники, так и со стороны объектов контроля. Например, результаты проведенных испытаний показывают, что идеальными условиями для контроля толщины источником рентгеновского излучения является трубопровод диаметром условного прохода менее 110 мм и толщиной менее 6 мм. А в случае контроля источником гамма-излучения (иридий-192) – трубопровод диаметром условного прохода менее 220 мм и толщиной 10 мм. В обоих случаях среда должна быть однородной, состоящей из низкокипящих компонентов или газов, толщина изоляции при этом не должна превышать 100 мм.
Рис. 2. Результат профилометрии образца П33
Далее приведены результаты работ, включенных в состав технического задания по выполнению экспертизы промышленной безопасности. На образце П-33 (рис. 2) выявлено локальное утонение в околошовной зоне галтерной врезки трубопровода диаметром 57 мм в трубопровод диаметром 159 мм. При исполнительной толщине стенки 5 мм трубы диаметром 57 мм остаточная толщина равна 1,25 мм.
Рис. 3. Результат профилометрии образца П34
При анализе снимка П-34 (рис. 3) обнаружен аналогичный локальный дефект в виде утонения. Остаточная толщина стенки трубы равна 1,7 мм при исполнительной толщине 5 мм. Дополнительно выявлено нарушение норм стыковки трубопроводов диаметром 159 мм и 57 мм при выполнении галтерной врезки, а также дефекты шва приварки перехода 159/89 мм к трубе диаметром 159 мм.
Рис. 4. Результат профилометрии образца №4
На рис. 4 показан трубопровод диаметром 159 мм; стрелкой 1 указан участок локального коррозионного износа, при этом дефект является наружным, скрытым под изоляцией. Наименьшая расчетная толщина на дефектном участке – 4,3 мм при исполнительной толщине 8 мм.
Рис. 5. Результат профилометрии образца №10
Показанный на рис. 5 участок трубопровода имеет две зоны локального утонения 1 и 2. При исполнительной толщине трубопровода 8 мм наименьшая расчетная толщина равна 4 мм. Светлая точка в центре сварного шва – это саморез, применяющийся при установке изоляционного покрытия на трубопроводе.
(linearized grey value): Числовое значение пикселя, которое прямо пропорционально дозе экспозиции детектора, принимающее значение ноль, если детектор не экспонировался.
(basic spatial resolution of a digital detector): Соответствует половине измеренной на детекторе нерезкости цифрового изображения и эффективному размеру пикселя и характеризует наименьший размер объекта, который может быть разрешен (отображен) с помощью цифрового детектора при коэффициенте увеличения, равном единице.
(basic spatial resolution of a digital image): Соответствует половине измеренной нерезкости цифрового изображения и эффективному размеру пикселя и характеризует наименьший размер объекта, который может быть разрешен (отображен) на цифровом изображении.