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:

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:

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:

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:

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:

Сварное соединение, в котором  для исправления дефектного участка  требуется произвести выборку размером более допустимой по табл. 1, должно быть полностью удалено, а на его место вварена "катушка".

Исправлению подлежат все  дефектные участки сварного соединения, выявленные при внешнем осмотре и измерениях, контроле ультразвуковым, магнитопорошковым или цветным методом.

В стыках, забракованных по результатам радиографического контроля, исправлению подлежат участки шва, оцененные наибольшим баллом, определяемым согласно п. 4.12 и обязательному приложению 4 СНиП 3-05-84. В случае, если стык забракован по сумме одинаковых баллов, исправлению подлежат участки с непроваром.

Одно и то же место стыка  допускается исправлять не более одного раза. Исправление дефектов подчеканкой запрещается. Все подвергавшиеся исправлению участки стыков должны быть проверены неразрушающими методами. Сведения об исправлении и повторном контроле стыков должны быть внесены в производственную документацию согласно обязательному приложению 2 СНиП 3-05-84.

Гидравлические  или пневматические испытания

Гидравлические и пневматические испытания трубопроводов следует выполнять с соблюдением требований СНиП 3-05-84:

К началу индивидуальных испытаний  технологического оборудования и трубопроводов должен быть закончен монтаж систем смазки, охлаждения, противопожарной защиты, электрооборудования, защитного заземления. автоматизации, необходимых для проведения индивидуальных испытаний, и выполнены пусконаладочные работы, обеспечивающие надежное действие указанных систем, непосредственно связанных с проведением индивидуальных испытаний данного технологического оборудования.

Трубопроводы необходимо испытывать на прочность и герметичность.

Вид (прочность, герметичность), способ (гидравлический, пневматический), продолжительность и оценку результатов испытаний следует принимать в соответствии с рабочей документацией.

Величину испытательного давления (гидравлического и пневматического) на прочность при отсутствии дополнительных указаний в рабочей документации следует принимать в соответствии с таблицей:

Испытательное давление для стальных трубопроводов с температурой стенки более 400 °С следует принимать 1,5 Р, но не менее 0,2 МПа (2 кгс/см²).

Величина испытательного давления на герметичность должна соответствовать  рабочему давлению.

Разделение (в случае необходимости) трубопроводов при испытаниях на участки, совмещение испытаний на прочность и герметичность и способ выявления дефектов (обмазка мыльным раствором, применение течеискателей и др.) принимает организация, осуществляющая испытания, если отсутствуют соответствующие указания в рабочей документации. При этом надлежит руководствоваться требованиями правил техники безопасности, противопожарной безопасности, а также правил Ростехнадзора.

При гидравлических испытаниях допускается обстукивание стальных трубопроводов молотком массой не более 1,5 кг, трубопроводов из цветных металлов - не более 0,8 кг.

При пневматическом испытании обстукивание не допускается.

Испытание оборудования и  трубопроводов, подконтрольных органам  государственного надзора, должно производиться в соответствии с требованиями правил, утверждаемых этими органами.

В случае выявления в процессе испытания оборудования и трубопроводов дефектов, допущенных при производстве монтажных работ, испытание должно быть повторено после устранения дефектов.

Не допускается  устранение дефектов в трубопроводах под давлением.

В процессе проведения гидравлических испытаний трубопроводов при отрицательных температурах следует принимать меры для предотвращения замерзания жидкости (подогрев жидкости, введение понижающих температуру замерзания добавок).

После окончания гидравлических испытаний жидкость должна быть удалена из трубопроводов, а запорные устройства - оставлены в открытом положении.

При пневматическом испытании  давление в трубопроводе следует поднимать постепенно с осмотром на следующих ступенях: при достижении 60 % испытательного давления - для трубопроводов, эксплуатируемых при рабочем давлении до 0,2 МПа (2 кгс/см²), и при достижении 30 и 60 % испытательного давления - для трубопроводов, эксплуатируемых при рабочем давлении 0,2 МПа (2 кгс/см²) и свыше. На время осмотра подъем давления прекращается. Окончательный осмотр производят при рабочем давлении и, как правило, совмещают с испытанием на герметичность.

До начала пневматических испытаний должна быть разработана инструкция по безопасному ведению испытательных работ в конкретных условиях, с которой должны быть ознакомлены все участники испытания.

Пневматические испытания  на прочность не допускаются:

а) для трубопроводов расположенных в действующих цехах;

в) для трубопроводов, расположенных на эстакадах в каналах и лотках рядом с действующими трубопроводами;

г) при избыточном давлении [более 0,4 МПа (4 кгс/см²)], если на трубопроводах установлена арматура из серого чугуна.

Испытательное гидравлическое или пневматическое давление на прочность должно быть выдержано в течение 5 мин, после чего его снижают до рабочего.

При отсутствии указаний в рабочей документации время проведения испытания на герметичность должно определяться продолжительностью осмотра сосудов, аппаратов, трубопроводов, причем испытания признаются удовлетворительными, если не обнаружено пропусков в разъемных и неразъемных соединениях и падения давления по манометру с учетом изменения температуры в период испытания.

Завершающей стадией индивидуального испытания оборудования и трубопроводов должно являться подписание акта их приемки после индивидуального испытания для комплексного опробования.

Заключение

В данной работе мной были рассмотрены  основные требования выдвигаемые Ростехнадзором и технической документацией, действующей  на территории РФ при проведение проверки сварных соединений стальных трубопроводов. Отдельно рассмотрен каждый из этапов и методов проведения испытаний, описаны требования технической документации.

Список литературы

1. ГОСТ 3242-79 «СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА» М., 1979
2. ГОСТ 6996-66 «СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ» М., 1979
3. ГОСТ 7512-82 «КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ РАДИОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД» М., 1982
4. ГОСТ 14782-86 «КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ МЕТОДЫ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ» М., 1986
5. ГОСТ 18442-80 «КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КАПИЛЛЯРНЫЕ МЕТОДЫ  ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ» М., 1980
6. ГОСТ 21105-87 «КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ МЕТОД» М., 1987
7. СНиП 3.05.05-84 «ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ТРУБОПРОВОДЫ» М., 1985
8. ГОСТ 16037-80 «СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ» М., 1980