Дефекты и повреждения трубопроводов: виды и методы обнаружения

Классификация дефектов трубопроводов.

Классификация дефектов трубопроводов.

Дефекты металла и стенки трубы различного происхождения, к ним относятся:

1) внутренние дефекты – внутренние разрывы, расслоения, растрескивания (трещины), грубозернистость структуры;

2) наружные дефекты проката (металлические дефекты) – закаты, оксиды, пленка, корочка (окалина), пережог, пористость, усадочные раковины;

3) коррозия – атмосферная, межкристаллическая, поверхностная, газовая;

4) металлургические дефекты сварного шва;

5) механические повреждения поверхности;

6) разнотолщинность листов;

7) разностенность: прессовых, тянутых профилей – в поперечном направлении; труб сварных – в продольном направлении.

Рассмотрим подробную классификацию дефектов стенки МТ с описанием, характеристикой и причиной появления дефекта (табл.2.). В данной классификации дефекты стенки трубы группируются по видам: а) дефекты механического происхождения; б) дефекты коррозионного происхождения; в) технологические дефекты; г) дефекты сварки ( табл.2).

Дефекты стенки трубы В данной классификации дефекты стенки трубы группируются по видам: а) дефекты механического происхождения (царапины, риски, надрезы); б) дефекты коррозионного происхождения (1сплошная коррозия: равномерная, неравномерная; 2местная: точечная, пятнами, язвы; 3питтинговая коррозия; 4межкристаллическая)в) технологические дефекты (Трещины, расслоения, рванины, закаты, клепы); г) дефекты сварки (1.брызги, капли застывшего металла;2. прижог, законтачивание; 3. дефекты в кольцевых и продольных сварочных соединниях).

Перечень опасных участков магистральных трубопроводов.

Степень опасности каждого участка тп зависит от изменения его проектного положения, наличия дефектов в стенке труб и формы их сечения, нарушения состояния изоляции тп и систем ЭХЗ. На основании рез-тов изучения тех.документации и натурного обследования тп д.составляться перечень потенциально опасных участков, к кот.относят:

1. участки имеющие сложную конфигурацию,

2. участки примыкающие к площадочным сооружениям со стороны высокого давления,

3. пересечение с искусственными сооружениями и препятствиями,

4. подводные переходы,

5. учаскти пересечения с др. тп-ми

6.участки с высоким уровнем грунтовых вод,

7. участки на которых имели место отказы сопровождающиеся разрушением трубопровода.

8. участки расположенные в ВМГ,

9. участки с температурой перекачиваемого продукта ниже 0°.

пересечения водотоков и водоемов (реки, водохранилища, каналы и др.);

участки, проложенные надземно;

Отводы от магистрального трубопровода.

Линейная запорная арматура, включая вантузы, площадки и укрытия.

Узлы и оборудование для пропуска внутритрубных очистных и дефектоскопических средств.

Узлы редуцирования давления.

Подготовка ТП к пропуску внутритрубных дефектоскопических снарядов. Требования к геометрии ТП и очистке внутренней поверхности.

Подготовка газопровода к пропуску внутритрубных инспекционных снарядов требует проведения ряда организационных и технических мероприятий, выполнение которых позволит произвести запуск и прием внутритрубного инспекционного снаряда, обеспечит безопасное движение его внутри трубы и получение наиболее достоверных данных о состоянии линейной части трубопровода.

Очистку трубопровода от грязи, металлических и посторонних предметов.

Установление реального минимального проходного сечения трубопровода путем пропуска снаряда-калибра.

Устранение крутоизогнутых колен, имеющих радиус изгиба менее преодолеваемого используемыми Исполнителем внутритрубными снарядами, и мест критического сужения проходного сечения трубы; минимальный радиус изгиба и минимальное сужение, позволяющее использовать применяемые для инспектирования внутритрубные инспекционные снаряды, определяются их конкретным типом и оговариваются при заключении договора на диагностическое обследование.

Проведение ревизии надземных переходов и их опор и при необходимости их усиление.

Проведение обследования трассы на наличие утечек и устранение их до начала работы по пропуску внутритрубных инспекционных снарядов.

Определение необходимого количества и мест расстановки шурфуемых или нешурфуемых маркеров, которые должны быть расставлены вдоль трассы газопровода строго над осью трубы.

Для пропуска внутритрубных снарядов устанавливается камера пуска приема размером который позволяет размещать наибольшие снаряды. Для пропуска дефектоскопа min r изгиба тп должен быть равен 3D тп. Min скорость потока перекачиваемой жидкости 3 м/с.

Задвижки должны быть полнопроходными с конструктивным входом и выходом. Перед пуском снаряда необходимо проверить открытие всех задвижек.

Обратные клапаны должны быть разработаны с учетом своевременного прохождения снаряда. Идеальный вариант – использование клапанов имеющих истройство для захвата тарелки во время прохождения снаряда. Перед запуском дефектоскопа в тп необходимо провести подготовительные работы: 1. выявить возможные зоны сужения тп и устранить их, 2. очистить полость трубопровода от загрязнений особенно от парафина и предметов застрявших в задвижках,

3. пропустить прибор для измерения геометрии тп обеспечивающий выявление таких повреждений как вмятина и гофр. Участок тп по которому будет проходить дефектоскоп должен быть отсечен от отводов резервных ниток,

4. необходимо проверить состояние камеры пуска приема скребка,

5. очистку тп необходимо провести с качеством 1 кг парафина на 100 км тп.

Классификация дефектов трубопроводов.

Дефекты металла и стенки трубы различного происхождения, к ним относятся:

1) внутренние дефекты – внутренние разрывы, расслоения, растрескивания (трещины), грубозернистость структуры;

2) наружные дефекты проката (металлические дефекты) – закаты, оксиды, пленка, корочка (окалина), пережог, пористость, усадочные раковины;

3) коррозия – атмосферная, межкристаллическая, поверхностная, газовая;

4) металлургические дефекты сварного шва;

5) механические повреждения поверхности;

6) разнотолщинность листов;

7) разностенность: прессовых, тянутых профилей – в поперечном направлении; труб сварных – в продольном направлении.

Рассмотрим подробную классификацию дефектов стенки МТ с описанием, характеристикой и причиной появления дефекта (табл.2.). В данной классификации дефекты стенки трубы группируются по видам: а) дефекты механического происхождения; б) дефекты коррозионного происхождения; в) технологические дефекты; г) дефекты сварки ( табл.2).

Дефекты стенки трубы В данной классификации дефекты стенки трубы группируются по видам: а) дефекты механического происхождения (царапины, риски, надрезы); б) дефекты коррозионного происхождения (1сплошная коррозия: равномерная, неравномерная; 2местная: точечная, пятнами, язвы; 3питтинговая коррозия; 4межкристаллическая)в) технологические дефекты (Трещины, расслоения, рванины, закаты, клепы); г) дефекты сварки (1.брызги, капли застывшего металла;2. прижог, законтачивание; 3. дефекты в кольцевых и продольных сварочных соединниях).

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-21; Нарушение авторского права страницы

Дефекты и повреждения трубопроводов: виды и методы обнаружения

Главное меню

Строительные работы

Дефекты трубопроводов и способы их устранения

Испытаниями трубопроводов выявляют дефекты труб и муфт, монтажа и уплотнителей. Дефекты на трубопроводах при их испытании могут образоваться по вине заводов-изготовителей труб и материалов и по вине строителей.

Наиболее характерные дефекты асбестоцементных и чугунных трубопроводов с резиновыми уплотнителями следующие:

-сплющивание резиновых колец в двухбуртной и резиновых манжет в самоуплотняющихся муфтах и раструбах, потеря эластичности резиновых колец и манжет;

-выпирание колец из муфт и манжет в раструбах при повышении давления в трубопроводе;

-образование разрывов, трещин и каверн в трубопроводе и муфтах при испытании;

-неправильное положение колец и манжет в муфтах и раструбах;

-неправильная обточка концов труб или внутренней поверхности муфт и раструбов;

-неправильное положение соединительной муфты на стыке или конца трубы в раструбе;

-перемещение труб или искривление оси трубопровода по вертикали.

Контроль сварного шва трубопровода

Сплющивание колец и манжет и потеря ими эластичности – это дефекты по вине завода-изготовителя. Их устраняют путем демонтажа соединений и замены колец и манжет.

Если резиновое кольцо успело отвердеть, а так чаще и бывает, то демонтаж невозможен и приходится распиливать муфту по оси трубопровода. Для установки нового кольца, манжеты или новой муфты требуется демонтаж еще одного соседнего соединения. Если резиновое кольцо при монтаже не зашло за рабочий выступ и выдавливается из двухбуртной муфты, то для устранения этого дефекта стык можно перемонтировать, не разбирая трубопровода.

Кольцо, выдавленное вследствие повышенной эластичности, требует замены и демонтажа при этом двух соседних соединений.

При переточке концов асбестоцементных труб, а также расточке муфт заменяют трубы и муфты или, если возможно, подбирают более толстые в сечении резиновые кольца.

Перекосы резиновых колец и манжет при монтаже возникают при неправильном натягивании муфт или труб, из-за неоднородной эластичности уплотнителей или неправильного положения их на трубе, в муфте или раструбе.

Кольца с большими швами и искаженным некруглым сечением при натягивании муфт могут перекручиваться, в местах перекручивания образуются винтообразные каналы, по которым возможна утечка воды из трубопровода.

Иногда резиновые кольца и манжеты падают в зазор между стыками труб. Причина — большой зазор между концами труб, плохая смазка манжеты или перетяжка двухбуртной муфты. Расположение обоих колец на одном конце трубы также свидетельствует о перетяжке муфты.

Дефекты, вызванные неправильным положением колец, ликвидируют перемонтажом соединений без разборки трубопровода. Если же требуется замена резиновых уплотнителей, то разборка трубопровода неизбежна. Недотянутая или перетянутая муфта или не до конца вдвинутый в раструб конец гладкой трубы и дефекты, вызванные ими, – это результат недостаточной внимательности рабочих, монтирующих соединение.

Читайте также:  Устройство канализации в частном доме: внешняя канализация

Перемещение трубопровода или искривление оси его происходит вследствие односторонней засыпки трубопровода и траншеи грунтом, просадки труб в местах неустойчивого основания или размыва грунтовыми и атмосферными водами.

В местности, где отсутствуют системы централизованного водоснабжения, пользуются колодцами, строительство которых по приемлемой цене можно заказать на сайте https://мастера-колодцев.рф/chistka-kolodca/chistka-kolodcev-v-aleksandrovskom-rajone-i-aleksandrove/ . Часто это бывает единственным способом обеспечения населения водой, особенно в удаленных местах.

В процессе испытания трубопровода возможны подвижки труб и искривление оси трубопровода, если он не засыпан грунтом или засыпан недостаточно.

Трещины и разрывы труб при испытаниях образуются из-за плохого качества труб, выпускаемых заводами-изготовителями, или из-за небрежного обращения с трубами на строительстве и при перевозках.

Все трубы, в которых обнаруживаются трещины, разрывы, раковины, обломы концов, в процессе испытаний подлежат замене другими.

Наиболее характерные дефекты на стальных трубопроводах при внешнем осмотре следующие:

-трещины, выходящие на поверхность сварного шва или основного металла;

-наплывы и подрезы в местах перехода наплавленного металла к основному металлу трубы;

-неравномерное усиление сварного шва по ширине и высоте;

-недопустимые смещения кромок свариваемых труб.

Кроме внешнего осмотра стыки, сваренные электродуговой сваркой, проверяют на сплошность физическими методами без разрушения (рентгеновскими лучами, гамма-лучами, магнитографическим и ультразвуковым методами). При этом контроле стыки бракуют, – если обнаружены трещины, непровары глубиной более 10% от толщины стенок труб, шлаковые включения и поры на глубину более 10% от толщины стенок труб, а также скопления включений и пор в виде сплошной сетки в шве независимо от их глубины.

Допускается местный непровар и шлаковые включения на глубину 10-20% от толщины стенок труб, но длиной не более 30 мм, а также скопления пор на длине не более 15 мм.

Трещины длиной менее 50 мм, а также дефектные участки шва длиной не более 1/i окружности трубы можно ликвидировать с помощью ручной электродуговой сварки. Для этого дефектные участки предварительно расчищают или вырубают и на их место наплавляют новый металл. Исправленные швы проверяют вторично.

Выявление внутренних и наружных дефектов трубопроводов ультразвуковыми дефектоскопами

Рубрика: Технические науки

Дата публикации: 05.10.2014 2014-10-05

Статья просмотрена: 1099 раз

Библиографическое описание:

Жумаев К. К., Каландаров Н. О. Выявление внутренних и наружных дефектов трубопроводов ультразвуковыми дефектоскопами // Молодой ученый. — 2014. — №16. — С. 67-68. — URL https://moluch.ru/archive/75/12787/ (дата обращения: 26.03.2020).

Компания Т. D. Williamson накопила достаточно большой опыт выявления небольших и неглубоких (плоских) дефектов [4] с помощью внутритрубных ультразвуковых дефектоскопов с использованием пьезоэлектрических датчиков.

В течение долгого времени использовались ручные пьезоэлектрические датчики для дефектоскопии различных материалов и конструктивных элементов, в том числе трубопроводов. При внутритрубной дефектоскопии пьезоэлектрические устройства (датчики) монтируются на корпусе перемещающегося по трубопроводу дефектоскопа. Датчики являются составной частью электронной системы. Однако внутритрубная инспекция характеризуется значительно большей сложностью по сравнению с ручной, особенно при выявлении дефектов на небольших по площади участках трубопроводов или других структур. При применении, ручных дефектоскопов датчики дают возможность произвести многократное сканирование на сосредоточенном участке. Движущийся же по трубопроводу внутритрубный дефектоскоп проводит сканирование данного участка однократно. Кроме того, перемещение дефектоскопа означает, что датчики работают в нестабильных условиях, в том числе может изменяться угол их наклона по отношению к стенке трубопровода. Достаточно же надежные измерения толщины стенки трубопровода могут быть выполнены только в том случае, если оси датчиков сохраняют перпендикулярность к стенке (допустимое уклонение 2–3°). Необходимо также учитывать влияние шумов на уровень и характер сигналов в режиме приема.

Возможно выявление трех видов дефектов:

1. Толщина стенки трубы уменьшена в результате имеющегося наружного дефекта. Чаще всего такого рода дефекты образуются под действием гальванического эффекта, когда ионы металла переходят в электролит грунта. Такой вид коррозии обычно (но не всегда) характеризуется общими потерями металла и образованием коррозионных пятен с острыми краями. Разрастание пятен происходит в большей степени по площади и в меньшей — по глубине. Через некоторое время пятна сливаются вместе, образуя удлиненное вдоль оси трубопровода общее пятно. Эти коррозионные углубленные пятна хорошо отражают ультразвуковые импульсы, генерируемые пьезоэлектрическими датчиками. Уровень отраженного сигнала является достаточно приемлемым индикатором остающейся толщины стенки.

2. Возможен случай внутренней коррозии с повреждением стенки трубы изнутри. Процессы внутренней коррозии характеризуются достаточной сложностью, гальванический механизм лишь изредка является причиной такой коррозии. Однако общий принцип применения ультразвуковых дефектоскопов одинаков для выявления как наружных, так и внутренних коррозионных повреждений регистрируется время поступления каждого отраженного сигнала, а время прохода ультразвукового сигнала в стенке делится пополам (так как сигнал проходит в стенке дважды). Зная скорость и время прохода ультразвукового сигнала в стали, можно определить остающуюся толщину стенки. При таком подходе, однако, нет возможности дифференцировать наружные повреждения от внутренних.

Очевидно, что если в процессе дефектоскопии поддерживать постоянным расстояние между датчиками и внутренней поверхностью стенки, то таким способом можно определить фактическую толщину стенки с достаточно высокой точностью. Поддержание такого постоянного расстояния, хотя и осуществимо технически, но все же связано с определенными трудностями, поэтому компания решила все же идти не по этому пути, а больше полагаться на выявление различий между информационными характеристиками наружных и внутренних коррозионных повреждений.

На некоторые виды коррозионных повреждений со стороны внутренней стенки трубопровода во многих случаях ультразвуковые дефектоскопы с пьезоэлектрическими датчиками не реагируют. Обычно площадь таких не фиксируемых дефектов меньше площади охвата ультразвукового пучка. Проблема возникает в случаях, когда глубина дефекта равна или меньше 25 % от толщины стенки. По мере сканирования датчиком зоны дефекта часть ультразвуковой энергии отражается непосредственно от внутренней поверхности стенки трубопровода, а часть от днища дефекта. Если не вносить коррекцию в результаты обработки полученных данных, то результаты будут ошибочными, так как второе отражение происходит не от наружной поверхности стенки трубопровода, а от днища дефекта. Ошибка может быть фактически не замечена при интерпретации результатов дефектоскопии. Ошибка интерпретации усугубляется тем, что путь распространения ультразвуковых волн в прямом и обратном направлениях увеличивается на глубину дефекта, а скорость сигнала в перекачиваемой среде (нефти или нефтепродукте) в 4–5 раз меньше скорости распространения в стали.

3. Имеется еще один вид редко встречающихся внутренних коррозионных дефектов (хотя в последние 5–6 лет они обнаружены на нескольких трубопроводах). Площадь коррозионных повреждений такого типа может колебаться в пределах 30–650 мм, а общая площадь корродированных зон может достигать нескольких десятков квадратных дециметров, они обычно располагаются в нижнем секторе трубы. Трудность выявления коррозионных повреждений такого типа заключается в том, что из-за большой протяженности нечетко отбиваются их границы — один датчик даст 2–3 последовательные отбивки или же два или более датчиков фиксируют один и тот же дефект. Точность детектирования таких коррозионных повреждений зависит от их геометрии и площади распространения. По мере возрастания площади коррозионных повреждений вероятность ошибки увеличивается.

Как показал опыт компании Т. D. Williamson, эффективность выявления коррозионных повреждений описанных выше типов с помощью ультразвуковых дефектоскопов может быть повышена в результате дополнительной обработки результатов дефектоскопии. Процессор, обеспечивающий дополнительную обработку, встроен непосредственно в схему ультразвукового дефектоскопа, перемещающегося внутри трубопровода. Процессор обрабатывает весь массив регистрируемых сигналов, производя выборку из него только информации, соответствующей действительным коррозионным повреждениям. Волновая последовательность состоит из 3-циклового импульса большой амплитуды, характеризующего отражение от внутренней поверхности стенки трубопровода, и нескольких меньших по амплитуде 2-цикловых импульсов, соответствующих отражениям от наружной поверхности стенки. Такая картина распределения импульсов на большинстве трубопроводов наблюдается в 95 % случаев. Остающиеся 5 % отраженных сигналов могут содержать данные, соответствующие отражениям сигналов от неровностей поверхности, от днищ неглубоких коррозионных повреждений и т. д. Разработанный компанией Т. D Williamson ультразвуковой дефектоскоп Flamsonic даст возможность обрабатывать множественные эхо-сигналы и соответствующим образом дифференцировать их. выявляя неглубокие дефекты.

1. Капитальный ремонт магистральных трубопроводов./В. Л. Березин, Н. Х. Халлыев и др. — М., Недра, 1978.

2. Новые подходы к планированию ремонта и диагностике магистральных трубопроводов./ Б. В. Будзуляк, Н. Х. Халлыев, В. Г. Селиверстов и др. — Обз. информ. — Сер. Транспорт и подъземное хранение газа. — М.: ИРЦ Газпром, 1999.

Читайте также:  Твердотопливный котёл Будерус (фото): описание и характеристики, преимущества, особенности и правила использования

3. Восстановление эксплуатационных параметров магистральных трубопроводов./ Б. В. Будзуляк, Н. Х. Халлыев, В. Г. Селиверстов и др. — Обз. информ. — Сер. Транспорт и подземное хранение газа. — М.: ИРЦ Газпром, 1999.

4. Hamilton J., Moon R. Understanding ultrasonic pipeline inspection: the experience of T. D. Williamson // Pipes and Pipelines Int.- 1995, VII -VIII.-P. 11–18.

Тема 3.4. Виды и классификация дефектов трубопроводов

Студент д о л ж е н:

З н а т ь: классификацию дефектов линейной части трубопроводов, виды дефектов

v м е т ь: определять очередность ремонта дефектов по их параметрам

Методические указания

Дефекты линейной части магистральных неф­тепроводов подразделяются по виду: дефекты изоляционных покрытий; дефекты трубы; дефекты, связанные с изменением проектного положения трубопровода, его деформаций и напряженного состояния.

Дефекты трубы по степени опасности классифицируются по двум категориям: дефекты подлежащие ремонту (ДПР); дефекты первоочередного ремонта (ПОР).

В качестве критерия опасности дефекта приняты величина разрушающего давления на уровне испытательного давления и геометрические параметры.

Параметры, по которым классифицируют дефекты трубы, приведены в табл. 1.

Табл. 1. Классификация дефектов по очередности ремонта

Описание дефектаДефекты, подлежащие ремонту (ДПР)Дефекты первоочеред- ного ремонта (ПОР)
Дефект геометрии без дополнительных дефектов и примыкания к сварным швамГлубиной, равной или более 3,5 % диаметра трубы
Дефект геометрии, примыкающий к сварному шву или расположенный на сварном швеГлубиной более 6 ммГлубиной, равной или более 1 % диаметра трубы
Дефект геометрии в комбинации с риской, задиром, трещиной, потерей металлаВсе дефектыГлубиной, равной или более 1 % диаметра трубы, но не менее 6 мм
Потеря металла (внешняя и внутренняя)Глубиной равной или более 20 % от толщины стенки трубыГлубиной, равной или
более 50 % толщины
трубы.
Опасные по результатам расчета на статиче­скую прочность
Риска, царапина, задирВсе дефектыГлубиной, равной или
более 0,2 мм
Трещины по телу трубы или в сварном швеВсе дефекты
РасслоениеОпасные по результатам расчета на статическую прочность
Расслоение в около-Размером более 20 мм вдоль продольного и спи­рального швов в зоне 10 мм от линии сплавления и размером более 3,2 мм вдоль кольцевого шва в зоне 25 мм от линии сплавленияТо же
шовной зоне
Расслоение с выходом на поверхностьВсе дефекты«
Аномалия поперечногоСуммарной длиной по окружности, равной или более 1/6πДн размерами, превышающими допустимые значения по СНиП IIIи ВСНСуммарной длиной по окружности равной или более 1/З πДн Опасные по результатам расчета на статическую прочность
шва
Несплошность плоскостного типа поперечного шваСуммарной длиной по окружности, равной или более 1/6 πДн
Несплошность плоско- стного типа поперечного шваРазмерами, превышающими допустимые значения по СНиП Ш-42-80 и ВСН 012-88Опасные по результатам расчета на статическую прочность
Смещение поперечно- го шваРазмерами, превышающими допустимые значения по СНиП Ш-42-80 и ВСН 012-88Глубиной, равной или более 25 % толщины стенки трубы, и длиной по окружности трубы, равной или более 1/ЗπДн Опасные по результа­там расчета на статиче­скую прочность
Аномалия продольного (спирального) шваОдин дефект длиной по оси трубы более 13 мм на длине 150 мм по оси трубы или два дефекта дли­ной по оси трубы более 7 мм на длине 150 мм по оси трубыДлиной по оси трубы, равной или более 2√Днt Опасные по результа­там расчета на статиче­скую прочность
Несплошность плоско- стного типа продольного (спирального) шваГлубиной равной или более 10 % от толщины стенки трубыДлиной по оси трубы, равной или более 2√Днt, при любой глубине. Опасные по результа­там расчета на статиче­скую прочность
Смещение продольно- го (спирального) шваГлубиной равной или бо- лее 10 % от толщины стен- ки трубыДлиной по оси трубы, равной или более 3√Днt, при любой глубине смещения. Опасные по результа­там расчета на статиче­скую прочность

Дефектность изоляционных покрытий по степени опасно­сти регламентируется согласно ГОСТ. В качестве интеграль­ного критерия предельного состояния изоляционных покры­тий используется минимальная величина переходного сопро­тивления изоляции Rn = 103 Ом-м2. Кроме того, оцениваются эксплуатационные параметры: толщина изоляционных по­крытий, влагопроницаемость, водопоглощение, сплошность, стойкость к отслаиванию под действием катодного тока, адге­зия, термостойкость и долговечность, которые должны нахо­диться в пределах нормативных требований.

Дефект магистрального нефтепровода — это отклонение геометрического параметра трубы, сварного шва, качества материала трубы, не соответствующее требованиям действующих нормативных документов и возникающее при изготовлении трубы, строительстве или эксплуатации нефте­провода, а также недопустимые конструктивные элементы и соединительные детали, установленные на магистральные нефтепроводы и обнаруживаемые внутритрубной диагности­кой, визуальным или приборным контролем или по результа­там анализа исполнительной документации объекта.

Согласно действующей НТД все дефекты делятся на сле­дующие группы: дефекты геометрии трубы; дефекты стенки трубы; дефекты сварного шва; комбинированные дефекты; недопустимые конструктивные элементы.

Дефекты геометрии трубы связаны с изменением ее фор­мы. К ним относятся следующие:вмятина — локальное уменьшение проходного сечения трубы в результате механического воздействия, при котором не происходит излома оси трубопровода; гофр — чередующиеся поперечные выпуклости и вогнуто­сти стенки трубы, приводящие к излому оси и уменьшению проходного сечения нефтепровода; овальность — дефект, при котором сечение трубы имеет отклонение от цилиндрической формы, а наибольший и наи­меньший диаметры находятся во взаимно перпендикулярных направлениях.

К дефектам стенки трубы относятся: потеря металла — изменение номинальной толщины стенки трубы, характеризующееся локальным утонением в результате механического или коррозионного повреждения или обусловленное технологией изготовления; риска (царапина, задир) — потеря металла, происшедшая в результате взаимодействия стенки трубы с твердым телом при взаимном перемещении; расслоение — несплошность металла стенки трубы; расслоение с выходом на поверхность (закат, плена про­катная) — расслоение, выходящее на внешнюю или внутрен­нюю поверхность трубы; расслоение в околошовной зоне — расслоение, примыкаю­щее к сварному шву; трещина — дефект в виде узкого разрыва металла стенки трубы.

Дефекты сварного шва — это дефекты непосредственно в сварном шве или в околошовной зоне, типы и параметры ко­торых установлены нормативными документами, и выявлен­ные любыми методами наружной и внутритрубной диагно­стики. К дефектам сварного шва относятся: трещины, непро-вары, несплавления, поры, шлаковые включения, подрезы, превышения проплава и др.

Комбинированными дефектами являются различные ком­бинации из дефектов, приведенных выше.

Недопустимые конструктивные элементы — это элементы или соединительные детали, не соответствующие требовани­ям действующих НТД: тройники, плоские заглушки и днища, сварные секторные отводы, переходники, вварные и наклад­ные заплаты всех видов и размеров.

Вопросы для самоконтроля

1.Виды дефектов линейной части трубопроводов

2.Классификация дефектов по очередности ремонта

Дефекты технологических трубопроводов: типология, оценка влияния на эксплуатацию //Журнал “Промбезопасность-Приуралье” №8, август 2012г.

По данным статистики, полученной в ходе проведения технического диагностирования более чем 600 единиц оборудования опасных производственных объектов в 2011г., только каждый четвертый технологический трубопровод удовлетворяет требованиям промышленной безопасности. Доля объектов, содержащих недопустимые дефекты, достигает 78,6%. В настоящий момент большая часть технологического оборудования опасных производств отработала нормативный срок службы и находится в эксплуатации более чем 30 лет, кроме того, наблюдается стагнация в обновлении основных фондов предприятий. Дальнейшая эксплуатация оборудования возможна на основании обследования технического состояния, установления работоспособности, остаточного ресурса безопасной эксплуатации, проведением анализа экономической эффективности, с дальнейшей модернизацией и перевооружением опасных производственных объектов.

В качестве базовой концепции оценки технического состояния опасных производств используют подход, основанный на принципе использования параметров предельного состояния, обеспечивающих надежную работу и безопасную эксплуатацию согласно нормативно-технической документации. При этом определяющими параметрами выступают факторы, изменение которых может привести объект в неработоспособное или предельное состояние. В области промышленной безопасности, критерием качества является степень опасности, таким образом, качество металла и изготовленного из него изделия может быть повышено при полном исключении наиболее опасных дефектов (трещин, раковин, расслоений и др.) и снижении до некоторого минимума других дефектов, представляющих меньшую опасность в конкретных условиях эксплуатации данного изделия. Допустимое количество повреждений и их параметры регламентируются нормативной базой в зависимости от характера нагружения и свойств материалов. При окончательном решении вопроса о соответствии качества заготовки или изделия заданному необходимо учитывать не только количество, размеры, расположение и характер обнаруженных дефектов, но и конкретные условия нагружения изделия и отдельных его зон в эксплуатации.

Читайте также:  Вихревые индукционные котлы ВИН

Основными факторами, инициирующими дефекты в оборудовании опасных производств, являются агрессивность среды, воздействие нагрузок, превышающих расчетные параметры, деградация материала в процессе эксплуатации и т.д. Дефекты могут возникать на всех стадиях жизненного цикла продукции: при плавлении металла и получении отливок (неметаллические и шлаковые включения, усадочные раковины, газовая пористость и т.д.), при обработке давлением (расслоения, закаты и т.д.), в результате термической, химико-термической, электрохимической и механической обработки (трещины, прожоги, обезуглероживание и т.д.), в процессе соединения металлов — при сварке, пайке, склёпывании и т.д. (непровар, трещины, коррозия и т.д.). Кроме того, источниками дефектов в полуфабрикатах и готовых изделиях могут служить процессы, протекающие при их хранении, транспортировке и эксплуатации (коррозионные поражения, деградация металла и др.). К деградационным процессам относятся естественное старение, коррозия, водородное старение (охрупчивание) и изнашивание материалов, являющиеся основными физико-химическими причинами потери прочность оборудования [1].

Наиболее часто причинами появления дефектов технологических трубопроводов являются нарушения режима сварочного процесса, вследствие чего происходит образование непроваров, сквозных свищей, подрезов, раковин, подповерхностных дефектов сварных соединений и т.д. (рисунок 1). Такого типа дефекты являются источникам нескомпенсированных напряжений в области сварного шва и могут инициировать дальнейшее разрушение металла при значительном снижении прочностных характеристик материала в период эксплуатации. При этом среди дефектов сварных соединений превалируют (65%) подповерхностные дефекты (внутренние трещины, непровары), обнаружение которых возможно только с использованием специализированных методов неразрушающего контроля (ультразвуковой и радиографический контроль). 14% дефектов сварных соединений составляют нарушения геометрии сварных швов: превышение валика усиления, ширины шва и т.д. Такого типа несоответствия создают дополнительные центры концентрации напряжений в сварном шве, а при совместном появлении с дефектами типа трещин и свищей могут стать источником зараждающихся разрушений в сварном соединении.

Учитывая большие сроки эксплуатации оборудования, часто дефекты прокладки трубопроводов связаны с разрушением опорных конструкций и, как следствие, невыполнение ими функциональных обязанностей по распределению нагрузок, вследствие чего в местах провисания и застойных зонах велика вероятность появлений дефектов металла.

Наиболее часто встречаемые дефекты при монтаже технологических трубопроводов – смещения кромок сварных швов и излом осей (27%), возникающие в результате нарушения процесса подготовки свариваемых изделий под сварку, а также нарушение режима сварки. Дефекты монтажа выражаются также нарушением требований к расположению трубопроводов относительно строительных конструкций и других объектов (22%), недопустимые расстояния, регламентируемые для сварных соединений конструкции (17%).

Среди дефектов металла деталей технологических трубопроводов 51% занимают вмятины и гофры, имеющие, главным образом эксплуатационный характер происхождения. При этом, учитывая агрессивность рабочих сред, коррозионные повреждения составляют 22% от общего числа повреждений.

В настоящее время негерметичность соединений составляет 46% дефектов запорной арматуры, а нарушения, связанные с отсутствием крепежа составляют 33%, что свидетельствует о высокой степени риска нарушения требований к герметичности всей конструкции в целом.

Классификация повреждений и дефектов, обнаруженных на трубопроводах

Опубликовано: 14.07.2015 Рубрика: Статьи Автор: Единый Стандарт

Проводя оценку технического состояния газовых трубопроводов, необходимо, в первую очередь, обнаружить повреждения и дефекты на внутренней и внешней стороне трубы. Они являются своеобразными «маячками», показывающими специалистам слабые места в эксплуатации газопровода. Существует классификация подобных изъянов. Все повреждения и дефекты на металлической газовой трубе подразделяются на следующие группы:

  • осевые трубные отклонения от проектных решений;
  • брак и повреждения, влияющие на форму поперечного сечения металлической трубы;
  • механические повреждения стенки трубопровода и сварных швов.

К осевым отклонениям трубы, в свою очередь, относятся следующие объекты трассы: всплывшие, выпучины и арочные выбросы, а также просадки и провисы.

Если часть газового магистрального трубопровода находится в обводненном грунте и при этом имеет выход на поверхность, то он классифицируется как всплывший участок. Техническая диагностика подобных объектов подробно прописана в соответствующей нормативной документации.

Газопроводные участки, в которых произошло отклонение оси от проектных решений, а труба вышла на поверхность, называются арочными. Их форма может соответствовать следующим видам:

  • несимметричный и симметричный (одна полуволновая синусоида);
  • ось, смещенная в вертикальном положении (на косогоре);
  • горизонтальная «змейка» (более двух полуволн).

В момент сильного промерзания газовой трубопроводной сети происходит процесс выпучивания грунтов. Это свойственно местам, где талые грунты подвергаются воздействию холодных температур.

Газопроводные участки, классифицируемые как провисные, имеют оголенные места, которые не соприкасаются с землей. Это, как правило, происходит при оттаивании грунтов, расположенных в зоне вечной мерзлоты и при карстовых процессах.

В лесных зонах, а также в глинистых местах зачастую происходят так называемые просадки газопроводной трубы ниже уровня, положенного по проекту. Этот процесс связан с влажностью грунта, выше нормативного или его оттаивания в холодных регионах.

Существуют факторы, влияющие на поперечные сечения газопроводных труб и изменяющие его форму. В результате она становится овальной, с гофрами или вмятинами.

Овальное сечение трубопровода является дефектом, который получается в результате механического изменения кольцевого сечения трубы в эллипсообразное. Причиной подобного процесса является существенное радиальной давление на металлическую поверхность объекта.

Также на трубе могут появиться вмятины разнообразной формы и длины. Они появляются из-за контакта объекта с внешним телом твердой основы без острых углов и кромок. Давление на поверхность трубы может быть осуществлено как динамически, так и статически. Это повреждение, как правило, носит плавное соприкосновение с сопряженными участками трубы и не приводят к высоким напряжениям участка в зоне поражения.

При оценке технического состояния линейной части магистрального газопровода необходимо более внимательно осматривать нижнюю поверхность трубы. Именно в этом месте в процессе прокладки трубопровода и его эксплуатации чаще всего появляются вмятины.

Складки на металлической поверхности газопровода называются гофрами. Они появляются в результате холодного изгиба труб, а также в процессе их укладки и осуществлении изоляционных работ. Иногда они образуются непосредственно при эксплуатации в местах изгиба газопроводной трассы, в совокупности со слабонесущими грунтовыми породами, высоким температурным режимом и давлением.

Существует еще одна группа повреждений и дефектов труб – на это раз их стенок, в том числе мест сварных соединений и швов. Они возникают в результате не регламентированной транспортировки, прокладки газопровода, а также его эксплуатации. Повреждения на стенках газопроводной трубы могут быть следующими:

  1. Небольшие повреждения (как сквозные, так и несквозные) узкой формы в виде трещин. Они обычно имеют угол близкий к 90 градусам и направление в сторону поверхности стенки трубы.
  2. Расслоение металла и образование параллельных слоев.
  3. Отсутствие сплошности металла большой длины в направлении прокатки (закат).
  4. Металлическое отслоение, имеющее различную толщину и величину. Оно проходит в сторону прокатки и одной стороной соединяется с основным металлом (плена).
  5. Разрыв металла, имеющий различную раскрытую форму. Он окисленный и располагается сверху или под углом в сторону прокатки (рванина).
  6. Содержание в трубе неметаллических веществ (ликвация).
  7. Канавка на металлической поверхности трубы, имеющая продольную форму. Она образуется в результате соприкосновения в процессе прокатки металла трубы с острыми выступами.

Все эти дефекты связаны с производственным металлургическим браком. Но дефекты образуются также и в результате транспортировки труб, их прокладки и эксплуатации. Они классифицируются следующим образом:

  1. Сверхнормативное уменьшение толщины стенок металла на значительной территории трубопровода.
  2. Единичные и локальные дефекты на поверхности газопроводной трубы.
  3. Линейные дефекты протяженной формы.

Процесс утончения стенок металла на трубопроводе, как правило, вызван коррозионными повреждениями, имеющими сплошной равномерный и неравномерный характер. Критическим критерием при технической оценке пораженной коррозией зоны газопровода является не столько величина поврежденной площади объекта, сколько фиксация минимальной толщины стенки металла.

Дефекты трубы, имеющие линейно-протяжную форму, представляют собой повреждения, в которых длина больше ширины и глубины. К ним относятся задиры и царапины, которые, как правило, образуются в результате механических воздействий на объект. Возможность эффективной и безопасной эксплуатации газопроводной трубы с подобными повреждениями зависит от напряженности металла в зоне дефекта.

Указанные дефекты и повреждения металлической поверхности трубопровода, рассмотрены, прежде всего, с точки зрения качественной оценки, а не количественной, которая также имеет свою классификацию и основывается на специально разработанных нормативных стандартах.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию