Методы контроля качества сварных соединений труб газопровода

Сварка является основным способом соединения при строительстве газопроводов как стальных, так и полиэтиленовых труб, Она обеспечивает необходимую прочность и герметичность в течение всего периода эксплуатации. Долговечная и безаварийная эксплуатация газопроводов прежде всего зависит от качества сварных соединений. Для обеспечения требуемого уровня качества производят (рис.1):

- входной контроль;

- пооперационный контроль;

- контроль качества выполненных соединений.

Рис.1 Качество сварных соединений

Входной контроль

При входном контроле производится:

- проверка аттестованной технологии сварки и квалификации сварщиков;

- входной контроль труб и соединительных деталей;

- контроль сварочных устройств.

Организация, выполняющая сварочные работы на газопроводах высокого и среднего давления должна иметь аттестованную технологию сварки. Она подтверждает, что имеются необходимые технические средства, организационные возможности, квалифицированные кадры. К сварке допускаются сварщики, прошедшие обучение и аттестацию в аттестационных центрах НАКС. Для проверки квалификации сварщика он должен сварить допускные стыки. По результатам контроля стыков составляются протоколы, на основании которых сварщик допускается к работе.

Рис.2 Сертификат на электрод

Основные материалы (трубы, соединительные детали), а для стали и сварочные материалы (электроды, сварочная проволока и др.) проверяются на соответствие требованиям нормативным документам. При входном контроле труб и соединительных деталей проверяют:

- наличие и содержание сертификатов заводов-изготовителей (рис.2);

- геометрические размеры на соответствие нормативным документам внешним осмотром и измерениями;

- наличие и содержание документации, подтверждающей качество изоляционного покрытия.

Рис.3 Повреждение изоляции газопровода

Стальные трубы с трещинами, не выправляемыми вмятинами, недопустимыми коррозионными повреждениями бракуются. Изоляционное покрытие осматривается на каждой трубе. При обнаружении отдельных повреждений (рис.3) площадью более 10% или нескольких повреждений суммарной площадью более 20% труба полностью переизолируется. Соединительные детали с трещинами, отверстиями, отклонения размеров свыше требований нормативных документов, не выправляемыми вмятинами бракуются.

У полиэтиленовых труб проверяются внешний вид поверхности, геометрические размеры труб и деталей, овальность торцов.

Пооперационный контроль

Пооперационный контроль проводится непосредственно во время сварочных работ. При этом контролируют сборку под сварку и режимы сварки. Перед сборкой производят внутреннюю очистку труб и деталей от загрязнений, в том числе от снега и воды. У стальных труб зачищают до металлического блеска кромки и прилегающие поверхности труб и деталей на ширину не меньше 10 мм. Проверяют размеры кромок, при необходимости правят вмятины на концах труб.

Сборку труб необходимо производить с использованием центраторов. Для закрепления труб под сварку выполняют прихватки – короткие сварные швы, фиксирующие их положение. Необходимое количество прихваток в зависимости от диаметра трубы приведено в таблице 1.

Таблица 1

Длина прихваток – 20-30 мм при диаметре труб до 50 мм, 50 – 60 мм – при диаметре свыше 50 мм. После выполнения прихваток контролируется качество сборки: угол скоса кромок, совпадение кромок, зазор в стыке (рис.4), правильность центровки труб, расположение и число прихваток, отсутствие трещин в прихватках.

Рис.4 Контроль зазора в стыке

В процессе сварке контролируются режимы сварки и последовательность наложения швов. Ручную дуговую сварку труб при толщине стенок до 6 мм выполняют не менее чем в два слоя, более 6 мм – не менее чем в три слоя. Сначала варится корневой шов – первая составляющая сварного соединения. После сварки корневого слоя производится очистка сварного шва от шлака и брызг, что позволяет избежать дефектов между сварными стыками. Аналогично удаляют шлак при сварке последующих швов. Обязательно проверяется качество послойной зачистки шлака.

У полиэтиленовых труб контролируется сборка проводится в центраторах, обеспечивающих правильное положение труб, а для сварки с использованием фитингов – и деталей с закладными нагревателями.

Контроль качества сварных полиэтиленовых соединений

Долговечная и безаварийная эксплуатация полиэтиленовых газопроводов прежде всего зависит от надежности сварных соединений. Для обеспечения требуемого уровня качества производят:

• визуальный и измерительный контроль сваренных соединений;
• механические испытания;
• контроль физическими методами.

Рис.5 Грат при сварке встык

Сварку допускается производить при температуре от – 15 0С до +45 0С. У стыковых соединений осматривают грат (рис.5) - застывшие валики пластика, образовавшиеся при сдавливании двух труб с разогретыми торцами.

На рисунке 6, а изображен качественный шов с гладкими и симметричными валиками грата округлой формы. В отличие от него, сварной шов на рисунке 6, б бракованный. Грат слишком большой, что свидетельствует о чрезмерном времени прогрева или повышенной температуре нагревателя. Асимметричность валиков грата (рис.6, в) говорит о смещении труб относительно друг друга при выполнении сварки. Такой шов тоже является браком. Существует еще несколько случаев, когда сварной шов, сваренный нагретым инструментом встык, бракуется.

Рис.6 Внешний вид стыковых соединений полиэтиленовых руб

Сварные соединения, выполненные деталями с закладными нагревателями, также контролируют внешним осмотром. Качественное соединение, выполненное муфтой с закладными нагревателями, имеет гладкую поверхность, деталь плотно охватывает концы свариваемых труб (рис.7, а).

Рис.7 Внешний вид соединений, выполненных деталями с закладными нагревателями

Если зазор между деталью и трубой превышает 0,3 мм (рис.7, б), то сварное соединение бракуется. Причиной может быть чрезмерная обработка поверхности трубы или ее овальность. Аналогично признается некачественным соединение с местным расплавлением поверхности детали (рис.7, в). Это происходит при чрезмерном времени нагрева или чрезмерном напряжении питания.

Рис.8 Сергей Яковлевич Соколов

Из неразрушающих методов контроля для стыковых соединений полиэтиленовых труб применяют ультразвуковой. Интересный факт: метод ультразвуковой дефектоскопии запатентовал советский ученый Сергей Яковлевич Соколов (рис.8), советский физик, лауреат двух Сталинский премий.

При ультразвуковом контроле выявляют внутренние дефекты: несплавления, трещины, поры, включения. Количество стыков, подлежащих ультразвуковому контролю, определяется в зависимости от давления в газопроводе и степени автоматизации сварочной техники.

Механическим испытаниям являются разрушающими методами контроля. Им подвергают допускные и контрольные стыки. Допускные стыки сварщик варит перед началом строительства, контрольные отбирают из стыков, сваренных на объекте. Перечень методов механических испытаний сварных соединений полиэтиленовых газопроводов представлен в таблице 2.

Таблица 2

Испытаниям на осевое растяжение подвергаются образцы, вырезанные из труб. Испытания проводятся также, как и для стальных труб. Определяются предел текучести при растяжении и относительное удлинение при разрыве. Оценивается характер разрушения образца. Оптимальным является случай, когда линия разрыва проходит по основному материалу и не пересекает плоскость сварки. Бракуется образец, когда линия разрыва проходит точно по плоскости сварки и разрушение имеет хрупкий характер.

Испытаниям на сплющивание подвергают соединения, выполненные сваркой с помощью деталей муфтового типа: муфт, переходов, отводов, тройников, заглушек. Испытаниям на отрыв подвергают сварные соединения труб и седловых отводов.

Больше статей в сфере промышленной безопасности найдете здесь, а выбрать программу обучения в УЦ "Академия Безопасности" можно здесь.