Метод неинформативен, не позволяет выявить внутренних дефектов сварного шва.
3. Гидравлические испытания корпуса аппарата показывают герметичность сварного шва. На швы после испытаний наносят проявитель, и смотрят по изменению ораски есть течь или нет.
Теплообменные аппараты испытывают в темной камере. В испытываему полость направляют светящуюся жидкость. При ее невидимости швы считаются герметичными.
3. В магнитных полях регистрируется рассеяние поля над дефектами. К этому мотоду относя магнитопорошковый и магнитографический с записью на пленку. По углубине дефектов можно обнаружить поверхностный и подповерхностные дефкты. Метод неинформативен.
4. Радиационные методы основаны на регистрации проникающего через стенку излучения. Поток частицы по-разному ослабляется проходя через сплошной металл и через дефекты.
Радиационные методы позволяют получить самую точную информацию о внутренних дефектах в сварном шве.
5. Радиоволновой метод основан на взаимодействии с стенкой радиоволн (прошедший, отраженный, рассеяный, резонансный).
Сравнение методов неразрушающего контроля
Главным критерием сравнения является выявляемость дефектов, а также стоимость обслуживания.
Наиболее информативным методом является рентгенографический метод, позволящий выявлять и записывать на пленку дефекты в стенке толщиной до 200 мм.
УЗК метод имеею меньшую информативность по сравнению с рентгенографическим методом. Толщина стенки обычно до 60 мм.
Магнитные методы неэффективны, позволяют находить подповерхностные дефекты, толщина листа до 12 мм.
Цветная дефектоскопия также является поверхностным неэффективным методом для деталей под давлением.
Приведем выборку из таблицы сравнения по данным работы [24]:
Из приведенных данных видно, что лучшие показатели имеет рентгенографический метод, затем следует метод УЗК.
Радиографический контроль
Ренгентография металлов подробно описана в работе [26].
Радиографический контроль делится на рентгено-, гамма-, бетатронную радиографию.
Рентгенография имеет наивысшую чувствительность и ее применяют в заводских условиях [24], гаммаграфия используется для контроля сварных швов в труднодоступных местах и используется для контроля в полевых условиях [24], бетатронную радиографию используют для контроля стенко больших толщин в производственных цехах.
На рентгеновской трубке регулируется уровень излучения для получения необходимой энергии излучения, энергия зависит от выбранного изотопа. Энергия влияет на коэффициент линейного ослабления, с его ростом уменьшается размер регистрируемых дефектов. Рассеяние увеличивается с увеличение толщину стенки [24].
Дефекты непровара сварных швов (параллельно излучению), выявляются лучше шлаковых включения (дефекты цилиндрической формы), пор (шаровой формы) [24]:
Пленка выбирается в зависимости от толщины стенки аппарата и требуемой чувствительности.
Приведем схемы контроля сварных швов [24]:
Радиометрический метод основан на просвечивании стенки излучением с преобразованием плотности потока в пропорциональный электрический сигнал на экране регистрирующего прибора.
Ультразвуковой контроль
Прибор УЗК [24]:
Метод УЗК основан на использовании механических колебаний стенки в пределах в диапазоне 0,5-10МГц. Колебания распространяются в среде с определенной скоростью, поэтому процесс является волновым. Линия направления является лучом, граница является фронтом волны. Волны по форме поверхности различаются на синусоидальные, плоские , сферические, цилиндрические. Волны делят на продольные и поперечные. В контроле сварных швов используют поперечные волны. На пограничных зонах стенки и сварного шва могут возникать волны Релея [24]:
– продольные волны:
– поперечные волны:
– комбинированные волны Релея:
При наклонном падении волны на стенку и сложении падающей волны с отраженными волнами изнутри возникает резонанс с образованием стоячих волн.
Схема прозвучивания состоит из суммы направлений просвечивания сварного шва для установления лучшего угла взаимодействия излучения с дефектом
– схема прозвучивания прямым лучом [24]:
– схема прозвучивания прямым и отраженным лучом:
– схема прозвучивания многократно отраженным лучом:
– схема прозвучивания по слоям:
– схема прозвучивания эхо зеркальным методом:
– схема зеркально-теневого прозвучивания:
– схема прозвучивания с трансофрмацией волн:
УЗК дефектоскоп имеет ограниченное число лиапазонов зазвертки, которые определяются глубиной просвечивания. Настройка скорости развертки устанавливается по выбранной схеме развертки. Необходимо выбирать максимальный диапазон для толщинц стенки. В этом случае будет минимальное количество ложнх сигналов за счет крупного масштаба разверкти.
__
Более подробно с методом УЗК и рентгенографией можно ознакомиться в работах Уманского [25], [26].
__
Магнитный метод
Магнитнопорошковый метод применяется для ферромагнитных сталях (углеродистые, низколегированные, легированные марганцем, цинком, кобальтом). На сварной шов наносится порошок закисиси железа или железной окалины или суспензию. Подносится магнит и внутренние поля в металле взаимодействуют с полем магнита. Силовые линии огибают зону препядствия, то есть инородных включений или пустот. Контроль проводится в нескольких направлениях. Магнитным дефектоскопом производится намагничивание поверхности. На повехности в зоне дефекта скапливается порошок.
Ориентация токов в ферромагнитном размагниченном металле (суммарное поле равно нулю и стенка размагничена):
Ориентация доменов в намагниченном металле (поля в доменах становятся ориентированными и возникает общее поле):
Сечение магнитного потока для шва с дефектом:
Магнитографический метод по ГОСТ 25225 отличается записью на магнитную ленту и считыванием информации на дефектоскопе. На сварной шов накладывается размагниченная лента, которая прижимается резиновой лентой к стенке. Производится намагничивание. По значениям на экране дефектоскопа определяют дефекты. Этим методом можно контролировать металл толщиной до 12 мм и обнаружить наличие выявить макротрещин, непроваров до 0,05 от толщины стенки, шлаковые включения и газовые поры.
Литература
1. Ефанов К.В. Теория расчета оболочек нефтяных аппаратов. – М.: Литрес, 2020. – 70 с.
2. Ефанов К.В. Теория расчета нефтяных аппаратов методом конечных элементов. – М.: Литрес, 2020. – 50 с.
3. Ефанов К.В. Химические и нефтяные аппараты с мешалками. – М.: литрес, 2019. – 320 с.
4. Российскую нефть добудут русской техникой. ФАН-ТВ. – https://riafan.ru/531744-importozameshchenie-v-neftepererabotke-mif-ili-realnost-fan-tv.
5. Чугунов Н.А. Требования технических условий лицензиара закладываются на этапе проектирования оборудования // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – №11. – С.47-48.
6. Урнев О. Успешный игрок на рынке нефтехимического оборудования // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – С.36-38.
7. Солнцев Ю.П., Титова Т.И. Стали для Севера и Сибири. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2002. – 352 с.
8. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука. 1976. – 608 с.
9. Ильюшин А.А. Пластичность. ч.1. Упруго-пластические деформации. – М.: Гостехиздат. 1948. – 376 с.
10. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. – М.: Наука. 1988. – 712 с.
11. Степанов А.Н., Зильберг Ю.В., Неустроев А.А. Производство листа из расплава. – М.: Металлургия, 1978. – 160 с.
12. Уманский Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов. Атомное строение металлов и сплавов. – М.: Атомиздат, 1978. – 352 с.
13. Оспенникова О.Г. Температурный взлет длиной в полвека / Наука и жизнь. – 2012.– №7.
13. Каменецкая Д.С., Пилецкая И.Б., Ширяев И.М. Железо высокой степени чистоты. – М.: Металлургия, 1978. – 248 с.
13. Герасимов В.В. От монокристаллических неохлаждаемых лопаток к лопаткам турбин с проникающим (транспирационным) охлаждением, изготовленным по аддитивным технологиям (обзор по технологии литья монокристаллических лопаток ГТД) / Труды ВИАМ. – 2016.– №10.
14. Воронов А. Принцип равнопрочности // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – №11. – С.48-49.
15. Закс И.А. Сварка разнородных сталей. – Л.: Машиностроение, 1973. – 208 с.
16. Сатель Э.А. Справочник машиностроителя. В 6-ти т., Т.6., 3-е изд. / Сатель Э.А. и [др.] – М.: Машгиз, 1964. – 540 с.
17. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. – М.: Металлургия, 1983.
18 Новиков И.И. Теория термической обработки металлов: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с.
19. Голованенко С.А. Сварка прокаткой биметаллов. – М.: Металлургия, 1977. – 160 с.
20. Хромченко Ф.А., Корольков П.М. Технология и оборудование для термической обработки сварных соединений. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 200 с.
21. Патон Б.Е. Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением. – М.: Машиностроение, 1974. – 768 с.
22. Фролов В.В., Волченко В.Н., Ямпольский В.М., Винокуров В.А. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов. – М.: Высш. шк., 1988. – 559 с.
23. Маталин А.А. Технология машиностроения. Л.: Машиностроение, 1988. – 496 с.
24. Алешин Н.П. , Щербинский В.Г. Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизделий; Учеб. для ПТУ. – М.: Высш. шк., 1991. – 271 с.
25. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия – М.: Металлургия, 1982, – 632.с.
26. Уманский Я.С. Рентгеногграфия металлов. – М.: Металлургия, 1967. – 237 с.
28. Ефанов К.В. Применение аддитивных технологий в изготовлении аппаратов для нефтепереработки и нефтехимии // Аддитивные технологии, 2018. N2.