Сварка участка трубопровода Ø1220´16 мм протяженностью 100 км с применением процесса Иннершилд

Трубопроводы диаметром 470-900 мм контролируют с помощью Кроулеров JMET-60”, имеющих рентгеновские трубки с анодным напряжениями 200 или 300 кВ.

Для радиографического контроля сварных соединений применяют отечественные рентгеновские пленки и зарубежные аналоги. При работе с импульсными рентгеновскими аппаратами применяют радиографические пленки типа РТ-5, РТ-4М. РТ-2, РТ-3. РНТМ-l, РТ-1, РТ-СШ. Пленки хранят в пачках, поставленных на ребро, в специальных помещениях, где поддерживается температура 10—25°С; коробки с пленкой должны быть защищены от прямого действия солнечных лучей и располагаться на расстоянии не менее 1 м от нагревательных приборов; в помещения не должны проникать вредные газы и в них запрещено хранение кислоты, бензина, керосина и других воспламеняющихся жидкостей. Пленки типа РТ могут применяться как с усиливающими экранами, так и без них.

Кроме люминесцентных экранов при просвечивании радиоактивными источниками излучения применяют металлические усиливающие экраны из свинцовой или оловянисто-свинцовой фольги.

Толщину свинцовых защитных и усиливающих экранов определяют в соответствии с ГОСТ 7512-82. Сварные соединения или участки для контроля определяют операторы, совместно с техническим руководителем. Для контроля в соответствии со СНиП выбирают такие соединения, которые были выполнены в наименее благоприятных условиях.

Перед радиографическим контролем сварные соединения должны быть тщательно очищены от шлака, грязи и приняты по внешнему виду. Далее сварные соединения размечают на отдельные участки и маркируют. Рентгеновскую пленку укладывают в кассеты, которые маркируют клеймами, изготовленными из свинца. Пленку, усиливающие и свинцовые экраны помещают в кассету в различных комбинациях в соответствии с ГОСТ 7512-82, в зависимости от требований, предъявляемых к снимку. Кассеты помещают в поясе, длина которого соответствует длине окружности просвечиваемого стыка. Зарядку и разрядку кассет выполняют таким образом, чтобы пленка и экраны не имели повреждения и загрязнений.

Просвечивание сварных соединений трубопроводов можно выполнять, используя три схемы взаимного расположения стыка и источника излучения. Первая схема предусматривает расположение источника излучения в центре трубы. Эта схема наиболее эффективна для труб диаметром более 600 мм, так как позволяет контролировать весь стык за одну установку. По второй схеме просвечивание ведут через две стенки за три установки источника , и кассету с пленкой устанавливают на трубы снаружи. В зависимости от схемы просвечивания сварного соединения и применения радиографических материалов определяют параметры просвечивания, основным из которых является фокусное расстояние, т.е. расстояние от источника излучения до радиографической пленки

При просвечивании криволинейных участков швов фокусное расстояние должно быть не менее 300 мм. Практически фокусное расстояние F принимается по формуле: 

 

Для определения чувствительности радиографического контроля в трубопроводном строительстве чаще используют канавочные эталоны чувствительности.

Эталон чувствительности — дефектометр, маркировочные знаки устанавливают со стороны источника излучения рядом со сварным швом параллельно ему таким образом, чтобы они не проектировались на контролируемую часть шва. Допускается установка эталона между трубой и кассетой. При просвечивании стыков трубопроводов диаметром от 32 до 530 мм, работающих под давлением от более 10 до 32 МПа, необходимо обеспечить относительную чувствительность радиографических снимков не менее 2,5%. Для остальных магистральных трубопроводов, работающих под давлением 10 МПа и менее, относительная чувствительность снимков должна быть не ниже 5%, не более значений для 3 класса чувствительности по ГОСТ 7512-82.

9.3. Ультразвуковой контроль

Контроль ультразвуком обладает значительным преимуществами перед рентгено- и гаммаграфированием по своей простоте и дешевизне. Для контроля используют ультразвуковые волны, которые представляют собой механические колебания упругой среды обычно с частотой 0,8; 1,8; 2,5; 2,5 МГц. При этом используется способность ультразвуковых волн проникать в металл на значительную глубину и отражаться от неметаллических включений или пустот, находящихся в металле. Для получения ультразвуковых колебаний используют свойство красталлов кварца, титаната бария, сегнетовой соли мгновенно преобразовывать электрические колебания в механические и наоборот. Под действием импульсов тока, которые подводятся от генератора, в пластинах титаната бария возникают собственные упругие колебания. Мощность, передаваемая пластинкой в окружающую среду, пропорциональна площади кристалла и квадрату амплитуды подводимого напряжения. Введенные в упругую среду импульсы вызывают волны; параллельные направлению – продольные или перпендикулярные к направлению – поперечные. Для дефектоскопии сварных швов используют поперечные волны, которые создаются искателе, имеющим пластинку титаната бария и обеспечивающим ввод в сварной шов ультразвуковых волн под углом  29-70°. Это позволяет вести контроль сварных соединений без снятия усиления. Волны свободно проходят через металл шва и отражаются от среды, имеющей другое акустическое сопротивление. Акустическое сопротивление выражается произведением плотности среды ρ на скорость звука с в этой среде. Коэффициентр отражения R выражается зависимостью , где ρ1с1 и ρ2с2 – акустические сопротивления первой и второй сред.

От прослойки воздуха в стали, что соответствует трещине, отражается до 90% энергии ультразвуковых колебаний.

Для обеспечения необходимого акустического контакта искателя с изделием зону установки искателя тщательно зачищают и смазывают различными жидкими смазками, устраняющими прослойку воздуха. В качестве смазок используют масла (автол-6 и автол-10), глицерин, а также вода или мыльный раствор.

 

Рис. 9.3.1. Схема ультразвуковой дефектоскопии сварного соединения

 

На рис. 9.3.1. изображена схема ультразвукового контроля эхо-импульсным методом с совмещенной схемой включения. Для обнаружения дефекта ультразвуковые колебания создаются искателем 4, который воспринимает импульсы тока от генератора 1. При встрече с дефектом 5 волны отражаются от него и снова попадают на пластинку искателя в момент перерыва между очередными импульсам, преобразуясь в электрические колебания, поступающие на усилитель 2. Последние после усиления подаются на электронно-лучевую трубку 3, которая служит индикатором полученных сигналов. По виду отклонения луча на экране электронной трубки судят о характере дефектов. Ультразвуковые имеют электронный глубиномер, который показывает глубину залегания дефекта. Действие глубиномера основано на измерении времени прохождения звуковой волны от искателя до дефекта и обратно с учетом установленного угла наклона.

В процессе контроля сварного соединения искатель перемещается по основному металлу вдоль шва зигзагообразно (рис. 9.3.2., а). Швы толщиной более 200 мм контролируют прямым лучом с установкой искателей с двух сторон шва (рис. 9.3.2., б). Сварные соединения в конструкция с толщиной стенки 20-200 мм контролируют с одной стороны прямым лучом и один раз отраженным (рис. 9.3.2., в). Угол наклона ввода луча выбирают таком, чтобы ось его пересекла ось симметрии шва на глубине равной половине толщины металла. При толщине основного металла 8-20 мм сварные соединения контролируют искателем с углом ввода луча 65-70°. В этом случае нижнюю часть шва (рис. 9.3.2, г) прозвучивают дважды отраженным лучом, а верхнюю – один раз отраженным лучом, а верхнюю – один раз отраженным лучом. Сварные соединения толщиной менее 9 мм контролируют многократно отраженным лучом. При работе искателем с прямым лучом зона контролируемого сечения стыкового шва ограничена. Во время смещения точки ввода луча от оси шва (рис. 9.3.2., д) луч уходит от корня шва на обратную плоскость основного металла. В этом случае для проверки всего сечения шва от корны до усиления целесообразно пользоваться однократно и многократно отраженным лучом.

 

Рис. 9.3.2.. Схема ультразвуковой дефектоскопии сварных швов

10. Расчет экспозиции для рентгеновского контроля

D = 1220 мм; d = 1188 мм; δ = 16 мм; материал - сталь;

чувствительность контроля - по 2-му классу;

Техническая характеристика рентгеновского аппарата РАП-160-6П

Напряжение, кВ	50-160
Сила тока, мА	6
Излучение	Панорамное
Частота импульсов, Гц	Нет
Размер оптического фокуса, мм	2´2
Толщина изделия, мм	До 40
Мощность, Вт	2500

Характеристика внутреннего дефектоскопа Кроулер JVE 10-60”

Диаметр трубопровода, мм	250-1500
Длина дефектоскопа (в мм), масса, кг	1940, 106
Источник излучения	160, 200, 225, 300* кВ
Скорость движения, м/мин	18
Точность установки у стыка, мм	±0,5
Источник подачи радиационной команды установки	137Cs
Время экспозиции, с	До 200
Длина автономного хода, км	2

При использовании в качестве источника излучения рентгеновского аппарата непрерывного действия экспозиция определяется как произведение анодного тока трубки рентгеновского аппарата (I) в миллиамперах на величину времени экспозиции (t) в минутах по формуле:

 

где χ - коэффициент, определяемый в зависимости от толщины просвечиваемого металла и напряжения на рентгеновской трубке по номограммам; f - расстояние от источника излучения до изделия, мм; δ - толщина стенки трубопровода (δ = 16), мм;  H - расстояние от пленки до поверхности изделия, обращенной к пленке (H = 0,01), м; S0,85 - чувствительность используемой для контроля радиографической пленки (для РТ-1 без усиливающих экранов равна S0,85 = 25), Р-1.

По формуле таблицы 10.1 для схемы рисунка 10.1 определяется минимальное расстояние от источника излучения до поверхности контролируемого сварного соединения

Рис. 10.1 Схема установки рентгеновского дефектоскопа для просвечивания сварных соединений на трубопроводе

 

Для U = 160 кВ по номограмме рисунка 10.2 определяется χ, равная 3,5.

Рис. 10.2 - Номограмма для определения коэффициента c при рентгенографическом контроле

Коэффициент перехода для пленки РТ-1 с металлическими усиливающими экранами k = 0,5.

 

где t0 - время экспозиции определенное по формуле для заданной пленки и заданного варианта зарядки кассет; k0 - коэффициент перехода для заданной пленки и варианта зарядки кассет, т.е. для условий, в которых определялось t0; t - время экспозиции на другую пленку или другой вариант зарядки кассет,

k - коэффициент перехода для пленки и варианта зарядки кассет, для которых определяется t.

11. Техника безопасности при работе на трубосварочной базе

Для предохранения от брызг расплавленного металла и излучения сварочной дуги (ультрафиолетового и инфракрасного) сварщик должен низки брюк спецодежды опускать поверх обуви и иметь рукавицы с крагами, а глаза защищать специальной маской или щитом со светофильтром.

Перед светофильтрами необходимо вставлять обычное стекло и заменять его по мере загрязнения.

Слесари, работающие вместе с электросварщиком, должны быть обеспечены защитными очками, остекленными соответствующими выполняемой работе светофильтрами. Очки следует надевать при работе на расстоянии не менее 10 м от места сварки.

При ручной дуговой сварке стыка, выполняемой несколькими сварщиками, необходимо надевать защитный шлем и использовать коврик.

На сварочных базах рабочее место электросварщика должно быть оборудовано кабиной (укрытием) с вентиляцией, эргономическими приспособлениями и освещением.

Электросварочные установки должны включаться в электросеть (в работу) только с помощью пусковых устройств.

Осуществлять питание электросварочной дуги непосредственно от силовой или осветительной электросети запрещается.

В передвижных электросварочных установках для подключения их к сети следует предусматривать блокирование рубильника, чтобы исключить возможность присоединения и отсоединения провода от зажимов, когда последние находятся под напряжением.

Напряжение холостого хода электросварочных установок переменного тока не должно превышать 80 В, а установок постоянного тока 100 В.

Перед сменой кассеты со сварочной проволокой и вспомогательными работами электросварщик должен с поста сварочной головки отключить сварочный выпрямитель.

При выполнении сварочных работ сварочные провода следует прокладывать так, чтобы проходящие машины и механизмы не повредили их, провода не касались металлических предметов, шлангов для кислорода и ацетилена, а также ацетиленовых генераторов или баллонов с пропан-бутаном.

При подключении сварочных проводов к агрегату питания все включающие устройства (рубильники, выключатели, пульты, кнопки) должны быть отключены.

При горизонтальном перемещении труб трубоукладчиком из штабеля на склад с базы к стеллажам накопителя необходимо:

• не стягивать трубу из штабеля волоком;
• трубу поднимать не менее чем на 0,5 м выше встречающихся на пути предметов;
• трубу удерживать стяжками или специальными баграми, чтобы избежать раскачивания во время перемещения.