Ремонт дефектов основного металла трубы (вмятины, гофры, коррозия, потеря металла, задиры, расслоения, трещины и т.п.) предлагается выполнять с помощью специального оборудования. Универсальная подводная камера (кессон) предназначена для устранения повреждений подводных переходов нефтепроводов в сухих условиях под нормальным давлением с применением тех же методов ремонта, что и на поверхности.

Данная камера позволяющая производить ремонт дефектных участков труб различными способами (установка приварных муфт, установка композитных муфт, врезка катушек, шлифовка, сварка и т.п.), ремонт изоляции магистрального газопровода и другие работы сухим способом на трубах диаметром до 1420 мм. Рабочая глубина - до 30 м.

Камера в разобранном виде может быть оперативно доставлена в любой район любым видом транспорта, в т.ч. авиационным. Оборудование запатентовано, имеет сертификат соответствия ГОСТ Р и разрешение на применение Ростехнадзора.

Сварщики аттестованы на I уровень в системе НАКС с допуском работы на нефтегазодобывающем оборудовании с учетом дополнительных требований АК «Транснефть»

Установка подводной камеры (кессона) при ремонте Магистрального нефтепровода или газопровода:

Рисунок 7 Универсальная подводная камера (кессон) для ремонта газопровода - взгляд изнутри

Рисунок 8 Классификация дефектов трубопровода (магистрального нефтепровода и газопровода)

Дефекты нефтепровода подразделяются на дефекты, подлежащие ремонту (ДПР), из которых по степени опасности выделяются дефекты первоочередного ремонта (ПОР).

Дефект, подлежащий ремонту, - каждое отдельное несоответствие нормативным документам: стенки, сварных швов, геометрических форм трубы, а также соединительные, конструктивные детали и приварные элементы на нефтепроводе или входящие в его состав, не соответствующие нормативным документам.

Дефект первоочередного ремонта - дефект, ограничивающий эксплуатацию участка нефтепровода на срок 1 год и менее и снижающий проектную несущую способность нефтепровода, а также дефект, подлежащий ремонту для которого не определяется прочность и долговечность.

Дефекты геометрии трубы

"Вмятина" - местное уменьшение проходного сечения трубы на длине меньшей, чем 1,5 номинального диаметра трубы D, без излома оси нефтепровода, возникшее в результате поперечного механического воздействия.

"Гофр" - уменьшение проходного сечения трубы, сопровождающееся чередующимися поперечными выпуклостями и вогнутостями стенки, в результате потери устойчивости от поперечного изгиба с изломом оси нефтепровода.

"Сужение" - уменьшение проходного сечения трубы длиной 1,5 номинального диаметра трубы и более, при котором сечение трубы имеет отклонение от окружности (Dн-d)/Dн, 2% и более, где Dн - номинальный наружный диаметр трубы, d - минимальный измеренный наружный диаметр трубы.

Дефекты стенки трубы

"Потеря металла" - локальное уменьшение толщины стенки трубы в результате коррозионного повреждения нефтепровода. Потери металла делятся на объединенные и одиночные. Объединенная потеря металла - это группа из двух и более коррозионных дефектов, объединенных в единый дефект, если расстояние между соседними дефектами меньше или равно значения 4-х толщин стенки трубы в районе дефектов. Одиночная потеря металла - это один дефект потери металла, расстояние от которого до ближайших потерь металла превышает значение 4-х толщин стенки трубы в районе дефекта.

"Уменьшение толщины стенки" - плавное утонение стенки, образовавшееся в процессе изготовления горячекатаной трубы или технологический дефект проката.

"Расслоение" - внутреннее нарушение сплошности металла трубы в продольном и поперечном направлении, разделяющее металл стенки трубы на слои, технологического происхождения. "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 (расстояние линии перехода шва к основному металлу до края расслоения меньше или равно значения 4-х толщин стенки трубы).

"Трещина" - дефект в виде разрыва металла стенки трубы нефтепровода.

"Дефект поверхности" - дефект проката на поверхности трубы (раскатанное загрязнение, рябизна, чешуйчатость, перегрев поверхности, вкатанная окалина, раковины от окалины, раковины вдавливания), не выводящий толщину стенки трубы за предельные размеры по ГОСТ 19903-74.

Дефекты сварного соединения (шва)

Трещина, непровар, несплавление - дефекты в виде несплошности металла по сварному шву. Поры, шлаковые включения, утяжина, подрез, превышение проплава, наплывы, чешуйчатость, отклонения размеров шва от требований нормативных документов - "аномалии" поперечного, продольного, спирального сварного шва.

Смещение кромок - несовпадение уровней расположения внутренних и наружных поверхностей стенок сваренных (свариваемых) труб (для поперечного сварного шва) или листов (для спиральных и продольных швов) в стыковых сварных соединениях.

Косой стык - сварное стыковое соединение трубы с трубой (с катушкой, с соединительной деталью магистрального нефтепровода), в котором продольные оси труб расположены под углом друг к другу. Соединение с углом расположения осей труб друг к другу 3 градуса и более классифицируется как дефект "косой стык" поперечного сварного шва.

Порядок проведения ремонта магистрального трубопровода (нефтепровода, газопровода). Устранение дефектов трубопровода (нефтепровода, газопровода) подлежащих ремонту производится выборочным ремонтом отдельных дефектов в соответствии с методами, регламентированными настоящим документом, и при капитальном ремонте с заменой трубы и с заменой изоляции. При капитальном ремонте с заменой изоляции газопровода должен производиться ремонт всех имеющихся на данном участке дефектов, подлежащих ремонту, с последующей заменой изоляции. Подробнее о технологии замены изоляции магистрального трубопровода (нефтепровода, газопровода)

Согласно Руководству но техническому надзору за судами, нахо­дящимися в эксплуатации, Регистр СССР предусматривает освидетель­ствование судовых паровых котлов, г.е. осмотры, замеры, проверки, испытания с целью контроля соответствия котлов требованиям правил и определения технического состояния. При техническом надзоре за судовыми паровыми котлами со стороны Регистра СССР осуществляют следующие виды осеидетельсгионэний: внутреннее, гидравлическое испы­тание, наружный осмотр и проверка в действии.

Сроки, объем и характер таких освидетельствований регламенти­рованы Регистром СССР- Так, внутренние освидетельствования котлов производят ежегодно. Однако для новых котлов первое внутреннее осви­детельствование установлено через 4 года, второе - через й лет.

Гидравлические испытания необходимо проводить не реже одного раза в каждые 8 лет; наружные осмотры - не реже чем через год.

Для внутреннего освидетельствования необходимо подготовить кот­лы: охладить, онорожнить от воды, очистить от золы, накипи, сажи, окалины, шлака поверхности нагрева; при необходимости удалить клад­ку и изоляцию; обеспечить доступ к котельным фундаментам и др.

До начала освидетельствования необходимо отсоединить осматривае­мый котел от действующих, арматуру плотно закрыть, приводы засто­порить. Гидравлнческие испытания проводят после устранения дефек­тов, обнаруженных при внутреннем освидетельствовании. Изоляцию в местах швов коллектора удаляют, а также выполняют другие подгото­вительные работы, включающие подготовку к внутреннему освидетель­ствованию.

Пробное давление при гидравлическом испытании котлов принимают не менее 1,25/?|>„й,но не менее 0,2 МПа. После ремонта котлов пробное давление принимают не менее 1,5р ра б. При гидравлическом испытании котел должен быть полностью заполнен водой, температура воды и ок­ружающего воздуха должна быть не ниже 5°С. Разность температур между водой и наружным воздухом должна исключить отпотевание, подкачка воды во время выдержки при пробном давлении не разрешается.

В процессе гидравлического испытания давление поднимают до ра­бочего, затем следует предварительный осмотр при рабочем давлении, подъем давлении до пробного, осмотр при пробном давлении с отклю­чением насосов Котел считается выдержавшим гидравлическое испы­тание, если не обнаружены: течь, остаточные деформации, разрывы швов, видимое изменение формы, признаки нарушения целостности частей и соединений. Во время выдержки под пробным давлением не должно быть падения давления. Отпотевание н появление воды у заклепочных шоов и заклепок в виде отдельных не стекающих капель не считается течью. Это же явление-у сварных швоа недопустимо.

Чеканка, керноака и другие механические приемы исправления де­фектов сварных швов при испытании недопустимы. Недопустимо также устранение обнаруженных дефектов в котле, находящемся под давле­нием, а также подварка при наличии воды в котле.

На каждый котел на судне заведена Регистровая книга, в которую вносят результаты внутреннего освидетельствования, гидравлического испытания и наружного осмотра

Данные, полученные при освидетельствовании, можно рассматривать как предварительную дефектацию, которая начинается во время эксплуа­тации котла, в отличие от рабочей дефектации, которую выполняют после постановки судна на ремонт. Эти данные дают сведения о характерных отказах и неисправностях (коррозионных разрушениях, деформации тру­бок, состоянии кирпичной кладки топки котла, работе форсунок и ар­матуры и др.).

Рабочая дефект а вдя котлон включает в себя осмотр с применением оптических приборов, измерение деформаций, металлографические и меха­нические исследования металла. Для выявления дефектов используют магнитные, рентгеновские, ультразвуковые методы дефектоскопии. При дефектации в первую очередь выявляют остаточные деформации, уто­нение элементов, разрывы, нарушение непроницаемости, изменение струк­туры металла, степень поражения коррозией, крепление фундамента к корпусу судна и др

Определение дефектов трубок (водогрейных, пароперегревателя, экономайзера, воздухоподогревателя). Внешним осмотром определяют коррозионное поражение поверхности. Для металлографических и ме­ханических испытаний металла трубок (выяснение наличия перегрева, межкристаллитиой коррозии и др.) вырезают несколько трубок для из­готовления образцов и шлифов.

При механических испытаниях определяют нреяел прочности, отно­сительное удлинение, ударную вязкость Ухудшение механических ка­честв по сравнению с исходным!! данными допускается не более чем на 5-10%.

Тщательно производят металлографическое исследование и изучают структуру материала. Эти исследования позволяют установить причину разрыва трубок. Наличие мартснситной структуры может быть объясне­нием того, что разрыв произошел вследствие перегрева металла.

Для выявления трешин в концах трубок, развальцованных в труб­ных досках, рекомендуют применение магнитного способа дефектоскопии.

Определение дефектов коллектора. При дефг-ктацииkcujjii-i. ii>|>»m осматривают внутренние и наружные поверхности и отверстия для водо­грейных трубок, сварные щоы для выявления трешин. Отверстия дли водогрейных трубок обмеряют для проверки их фурмы. Осматривая внут­реннюю поверхность коллектора, обращают внимание на пояс уровня воды, где большая интенсивность коррозии. Трещины о сварных швах выявляют гаммзграфированием и ультразвуковым методом.

Трещины между отверстиями в трубных досках можно обнаружить травлением азотной или соляной кислотой нлн магнитным способом.

Для установлении глубины распространения трещины вырезают участок трубной доски и исследуют в лаборатории; допустимо в край­нем случае производить контрольные сверления.

При осмотре отверстий в трубной доске выявляют механические

повреждения и коррозию, отверстия обмеряют для проверки эллиптич­ности и расчета степени развальцовки в случае расточки отверстий. За­зор между отверстиями и неразвалыювашюй трубкой не должен пре­вышать 0,3-0,6 мм. Овальность отверстий в трубных досках допускается

не более 0,25 мм. В коллекторе допускается местное утонение вследствие

коррозии, но не более чем на 10 -12 % первоначальной толшины.

Определение дефектов деталей форсуночных и воздух она л равняющих устройств. При дефектации осматривают детали форсунок, измеряют сопловые отверстия, осматривают головку распылителя форсунки для обнаружения трещин

При осмотре распылителей контролируют тангенциальные канавки,

осматривают поверхность, обеспечивающую плотное прилегание рас­пылителя к головке, проверяют состояние рабочих поверхностей сопла, от которых зависит качество распыления. Отверстие сопла проверяют проходным и непроходным калибрами.

В ноздухонаправлнютих устройствах котла проверяют легкость движения тяг, осматривают лоласти.

В кирличиий кладке визуально проверяют, нет ли оплавления и аы- горания поверхности кладки, растрескивания и выпадения кирпичей В водоуказательных приборах необходимо проверить целостность к при­годность к эксплуатации счскол. В случае потери прозрачности стекла бракуют.

Главные предохранительные клапаны проверяют в действии до по­становки котла в ремонт. После разборки их осматривают и определяют состояние деталей.

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 дефекта Дефекты, подлежащие ремонту (ДПР) Дефекты первоочеред- ного ремонта (ПОР)
Дефект геометрии без дополнительных дефектов и примыкания к сварным швам Глубиной, равной или более 3,5 % диаметра трубы
Дефект геометрии, примыкающий к сварному шву или расположенный на сварном шве Глубиной более 6 мм Глубиной, равной или более 1 % диаметра трубы
Дефект геометрии в комбинации с риской, задиром, трещиной, потерей металла Все дефекты Глубиной, равной или более 1 % диаметра трубы, но не менее 6 мм
Потеря металла (внешняя и внутренняя) Глубиной равной или более 20 % от толщины стенки трубы Глубиной, равной или
более 50 % толщины
трубы.
Опасные по результатам расчета на статиче­скую прочность
Риска, царапина, задир Все дефекты Глубиной, равной или
более 0,2 мм
Трещины по телу трубы или в сварном шве - Все дефекты
Расслоение
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 сплавления То же
шовной зоне
Расслоение с выходом на поверхность Все дефекты «
Аномалия поперечного Суммарной длиной по окружности, равной или более 1/6πДн размерами, превышающими допустимые значения по СНиП IIIи ВСН Суммарной длиной по окружности равной или более 1/З πДн Опасные по результатам расчета на статическую прочность
шва
Несплошность плоскостного типа поперечного шва Суммарной длиной по окружности, равной или более 1/6 πДн
Несплошность плоско- стного типа поперечного шва Размерами, превышающими допустимые значения по СНиП Ш-42-80 и ВСН 012-88 Опасные по результатам расчета на статическую прочность
Смещение поперечно- го шва Размерами, превышающими допустимые значения по СНиП Ш-42-80 и ВСН 012-88 Глубиной, 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) шва Один 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 трубы Длиной по оси трубы, равной или более 2√Днt Опасные по результа­там расчета на статиче­скую прочность
Несплошность плоско- стного типа продольного (спирального) шва Глубиной равной или более 10 % от толщины стенки трубы Длиной по оси трубы, равной или более 2√Днt, при любой глубине. Опасные по результа­там расчета на статиче­скую прочность
Смещение продольно- го (спирального) шва Глубиной равной или бо- лее 10 % от толщины стен- ки трубы Длиной 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

3.Виды дефектов геометрии трубы

4.Виды дефектов стенки трубы

5.Дефекты сварного шва

6.Комбинированные дефекты

7. Недопустимые конструктивные элементы

При изготовлении изделий и сварных конструкций возникают технологические дефекты: состава материала (включения, охрупчивающие примеси и т.д.); плавки и изготовления заготовок (пористость, усадочные раковины, неметаллические включения, закаты, расслоения); механической обработки (ожоги, продиры, заусенцы, риски, трещины, прорезы, избыточная локальная пластическая деформация); сварки (трещины, непровары, поры, подрезы, остаточные сварочные напряжения, изменение структуры зоны термического влияния основного материала и т.д..); термической обработки (перегрев, закалочные трещины, обезуглероживание, избыточные остаточные аустениты и др.); обработки поверхностей (химическая диффузия, водородное охрупчивание, снижение механических свойств и др.); сборки (риски, задиры, смещения кромок свариваемых деталей, несоответствие размеров деталей и др.). Механические, химико-термические воздействия на материалы конструкций во время обработки и сварки вызывают изменения предела прочности, сопротивления хрупкому разрушению, коррозионной стойкости и др. Основными эксплуатационными причинами отказов и повреждений являются: дефекты; нарушение условий эксплуатации; коррозия; износ; наличие перегрузок и непредвиденных нагрузок; неправильное техническое обслуживание и т. д.
Система НК направлена на поиск дефектов, которые могут быть обусловлены нарушением сплошности материалов и деталей, неоднородностью состава материала: наличием включений, изменением химического состава, наличием других фаз материала, отличных от основной фазы, отклонением размеров и физико-механических характеристик от номинальных значений, нарушениями формы и другими причинами.
По влиянию на напряженно - деформированное состояние конструкций дефекты подразделяют на два класса:
· классические дефекты - дефекты, имеющие конечный (ненулевой) радиус закругления в вершине ρ. Основным параметром, характеризующим уровень концентрации напряжений таких дефектов, является теоретический коэффициент концентрации напряжений α σ ;
· трещиноподобные дефекты - дефекты, имеющие острую вершину (с практически нулевым радиусом ρ). Основным параметром, характеризующим уровень концентрации напряжений таких дефектов, является коэффициент интенсивности напряжений К IC .
Для учета данной классификации все дефекты, выявленные при НК, по своим геометрическим параметрам подразделяются на плоскостные и объемные.
Независимо от типа дефектов их разделяют на три вида:
· критические, когда при наличии дефекта использовать продукцию по назначению невозможно или недопустимо (небезопасно);
· значительные, оказывающие существенное влияние на использование продукции и на ее долговечность, но не являющиеся критическими;
· малозначительные, практически не влияющие на использование продукции по назначению и на ее долговечность.
Вид дефекта, в отличие от типа, характеризует степень его влияния на и безопасность использования продукции с учетом ее назначения, т. е. потенциальную опасность рассматриваемого дефекта. Очевидно, что дефект одного и того же типа и размера может принадлежать к дефектам различного вида в зависимости от условий и режимов эксплуатации продукции.
По происхождению дефекты изделий подразделяют на производственно-технологические (металлургические, возникающие при отливке и прокатке, технологические, возникающие при изготовлении, сварке, резке, пайке, клепке, склеивании, механической, термической или химической обработке); эксплуатационные (возникающие после некоторой наработки изделия в результате усталости материала, коррозии металла, изнашивания трущихся частей, а также неправильной эксплуатации и технического обслуживания) и конструктивные дефекты, являющиеся следствием несовершенства конструкции из-за ошибок конструктора.
С точки зрения ремонтопригодности выявляемые при обследовании трубопроводов и других конструкций дефекты подразделяются на: исправимые - устранение которых технически возможно и экономически целесообразно; неисправимые - устранение которых связано со значительными затратами или невозможно.
Наиболее типичные для стальных трубопроводов дефекты, повреждения и несовершенства конструкции, выявляемые при диагностировании, по характеру их появления могут быть подразделены на две основные группы: технологические - дефекты, возникающие в результате строительно-монтажных и ремонтных работ; эксплуатационные - дефекты, возникающие в процессе эксплуатации после некоторой наработки.
Технологические дефекты являются концентраторами напряжений и при длительной эксплуатации могут переходить в трещины и благоприятствовать усилению коррозии стенки трубопроводов.
С целью выбора оптимальных методов и параметров контроля производится классификация дефектов по различным признакам: по размерам дефектов, по их количеству и форме, по месту расположения дефектов в контролируемом объекте, ориентации и т.д.
Размеры дефектов могут изменяться от долей миллиметров до сколь угодно большой величины. Практически размеры дефектов лежат в пределах 0,01 мм - 1 см.
Минимально допустимые размеры несплошностей определяют выбор технологии и параметров НК.
При количественной классификации дефектов различают три случая: одиночные дефекты, групповые (множественные) дефекты, сплошные дефекты (обычно в виде газовых пузырей и шлаковых включений в металлах).
При классификации дефектов по форме различают три основных случая: дефекты правильной формы, овальные, близкие к цилиндрической или сферической форме, без острых краёв; дефекты чечевицеобразной формы, с острыми краями; дефекты произвольной, неопределённой формы, с острыми краями - трещины, разрывы, посторонние включения.
Форма дефекта определяет его опасность с точки зрения разрушения конструкции. Дефекты правильной формы, без острых краёв, наименее опасны, т.к. вокруг них не происходит концентрации напряжений. Дефекты с острыми краями являются концентраторами напряжений. Эти дефекты увеличиваются в процессе эксплуатации изделия по линиям концентрации механических напряжений, что, в свою очередь, приводит к разрушению изделия.
При классификации дефектов по положению различают четыре случая:
· поверхностные дефекты, расположенные на поверхности материала, полуфабриката или изделия, - это трещины, вмятины, посторонние включения;
· подповерхностные дефекты - это дефекты, расположенные под поверхностью контролируемого изделия, но вблизи самой поверхности;
· объёмные дефекты - это дефекты, расположенные внутри изделия;
· сквозные дефекты - это наличие фосфовидных и нитридных включений и прослоек.
По форме поперечного сечения сквозные дефекты бывают круглые (поры, свищи, шлаковые включения) и щелевидные (трещины, непровары, дефекты структуры, несплошности в местах расположения оксидных и других включений и прослоек).
По величине эффективного диаметра (для дефектов округлого сечения) или ширине раскрытия (для щелей, трещин) сквозные дефекты подразделяются на обыкновенные (>0,5 мм), макрокапиллярные (0,5 - 10 -4 мм) и микрокапиллярные (больше 2·10 -4 мм).
По характеру внутренней поверхности сквозные дефекты подразделяются на гладкие и шероховатые. Относительно гладкой является внутренняя поверхность шлаковых каналов. Внутренняя поверхность трещин, непроваров и вторичных поровых каналов, как правило, шероховатая.
Ориентация дефекта влияет как на выбор метода контроля, так и на его параметры.
Опасность влияния дефектов на работоспособность зависит от их вида, типа и количества. Классификация возможных дефектов в изделии позволяет правильно выбрать метод и средства контроля.
Следует отметить, что принятые в руководящей документации нормы отбраковки по результатам НК не гарантируют, что наличие в объекте дефектов с размерами, превышающими допустимые, приводит к критическому снижению работоспособности в процессе эксплуатации. Это связано с тем, что применяемые технологии РК не позволяют уверенно установить тип дефекта и определить его характеристики (кривизна несплошности на всей ее поверхности, глубина залегания, ориентация несплошности в объекте контроля), без чего не удается достичь приемлемой достоверности прочностных расчетов.
Нормирование максимальных размеров дефектов, обнаруженных при НК, имеет смысл только для конкретного объекта (участка объекта) контроля и установленных режимов его эксплуатации, а результаты НК без существенных допущений нецелесообразно связывать с надежностью объекта контроля. В общем случае нормы отбраковки необходимо рассматривать как способ поддержания технологической дисциплины в условиях конкретного производства.
Для оценки влияния дефектов на механические и эксплуатционные свойства объекта контроля используют разрушающие испытания. Эти испытания проводят на сварных образцах, вырезаемых из самого объекта контроля или из специально сваренных контрольных соединений, выполненных в соответствии с требованиями и технологией на сварку изделия в условиях, соответствующих сварке. Целью этих испытаний являются:
· оценка прочности и надежности сварных соединений и конструкций;
· оценка качества основного и сварочного материалов; оценка правильности выбранной технологии; оценка квалификации сварщиков.
Свойства сварного соединения сопоставляют со свойствами основного металла. Результаты считаются неудовлетворительными, если они не соответствуют заданному регламентированному уровню.
Основными испытаниями являются механические испытания по ГОСТ 6996-66, который предусматривает следующие виды испытаний сварных соединений и металла шва:
· испытание сварного соединения в целом и металла различных участков сварного соединения (наплавленного металла, зоны термического влияния, основного металла) на статическое (кратковременное) растяжение, статический изгиб, ударный изгиб (на надрезанных образцах), на стойкость против механического старения;
· измерение твердости металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла.
Контрольные образцы для механических испытаний выполняют определенных размеров в соответствии со станартами на определенный вид испытания.
Испытаниями на статическое растяжение определяют прочность сварных соединений. Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом. Испытаниями на ударный изгиб, а также ударный разрыв, определяют ударную вязкость сварного соединения.
По результатам определения твердости судят о структурных изменениях и степени упрочения (охрупчивания) металла в результате охлаждения после сварки.
Любой дефект при определенных условиях может инициировать отказ отдельного элемента или всей конструкции. Основной металл и сварные соединения ТП содержат множество различных дефектов, возникающих в процессе изготовления труб, их транспортировки и монтажа на строительной площадке, при эксплуатации и ремонте трубопровода. Так как большинство дефектов имеют макроскопические размеры, они хорошо выявляются современными средствами и технологиями НК.

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 и .

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.

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.

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.

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, с точки зрения качественной оценки, а не количественной, которая также имеет свою классификацию и основывается на специально разработанных нормативных стандартах.