Обоснование комплекса методов неразрушающего контроля стальных труб, газопроводов высокого давления
ВЕДЕНИЕ
В ходе эксплуатации или изготовления различного оборудования, его узлов и деталей, постоянно требуется оценивать его состояние. Делать это необходимо без остановки, вывода из эксплуатации, разборки или взятия образцов материалов, поскольку такие действия обходятся очень дорого.
Для этого разработаны и широко применяются методы неразрушающего контроля (НК), или non-destructive test. Обследование конструкции, механизма, детали проводят не прерывая его использования, не вызывая простоев.
Методы неразрушающего контроля используются в таких отраслях, как:
1. Нефтяное и газовое машиностроение;
2. Электротехника;
3. Гражданское строительство;
4. Авиация.
Периодическое обследование позволяет своевременно обнаружить предпосылки к возникновению неисправности механизма или усталости конструкции и предпринять действия по устранению
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………..……………………………………………………….6
1 ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ СТАЛЬНЫХ ТРУБ ГАЗОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНЕИЯ……….8
1.1 Анализ особенностей сталей труб, использованных при сооружении магистральных газопроводов высокого давления……………………………8
1.2 Сущность и тенденции изменения характеристик физико-механических свойств металла стальных труб при механическом статическом нагружении……….20
1.3. Анализ методов оценки физико-механических свойств и напряженного состояния металлических конструкций…………………...26
1.3.1 Визуальный измерительный контроль ………………….............26
1.3.2 Рентгеновский и ультразвуковой контроль………. …………....35
1.3.2.1 Методы радиографического контроля……………………..….35
1.3.2.2 Методы акустического и ультразвукового контроля……..….46
1.3.3 Методы магнитного неразрушающего контроля...………...…...53
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЕМОГО КОНТРОЛЯ……… …..……..65
2.1. Объект исследований……………………………………................65
2.2 Оборудование и приборы…………………………………..………67
2.3 Характеристики образцов………………………………..…………68
2.3.1 Параметры труб для трубопровода высокого давления………..68
2.3.2. Характеристики механических свойств стальных труб..……...70
2.4 Определение химического состава металла стальных труб..……72
2.5 Определение твердости металла стальных труб и оценка по ним характеристик механических свойств………………………………..…………74
3 НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБ ГАЗОПРОВОДОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ……………………….78
3.1 Требования к проведению экспертизы промышленной безопасности............................................................................................78
3.2 Анализ методов неразрушающего контроля………….…………..81
3.3 Методы внутритрубной диагностики…………….….……………84
3.4 Объекты неразрушающего контроля в нефтегазовой промышленности……………………………………............................97
3.5 Визуально-измерительный контроль стальных труб……………101
3.6 Проведение ультразвукового контроля стальных труб.…...……105
3.7 Разработка методов повышения надёжности газопроводов высокого давления……………………………………………………108
3.8 Выбор и обоснование комплекса методов неразрушающего контроля стальных труб газопроводов высокого давления ……...111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………….……………...114
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………...118
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. ГОСТ 2.114 – 2016 «Единая система конструктурской докумен-тации. Технические условия» (действует с 01 апреля 2017 г.).URL:https://docs.cntd.ru/document/871001255.
2. Приказом Ростехнадзора от 15.12.2020 №531 Об утверждении федеральных норм и правил в области промышленной безопасности «Правила безопасности сетей газораспределения и газопотребления». URL:https://docs.cntd.ru/document/573264156
3. СНиП 42-01-2002 Газораспределительные системы. URL: https://stscom.ru/gost/snip_42_01_2002.pdf.
4. ГОСТ 1050-2013 «Металлопродукция из нелегированных кон-струкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия». URL: https://docs.cntd.ru/document/1200114294.
5. СНиП 2.04.08-87* Газоснабжение (с Изменениями 1, 2, 3, 4). URL:https://idr-group.ru/vazhno-znat/snipy-gosty-i-gradostroitelnye-normy/pdf/СНиП%202.04.08-87%20Газоснабжение.pdf.
6. ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия». (действует с 01 октября 2017 г.) URL: https://docs.cntd.ru/document/1200143499.
7. ГОСТ 380-2005 «Сталь углеродистая обыкновенного каче-ства.Марки» (действует с 01 июля 2008 г.) URL: https://docs.cntd.ru/document/1200052847.
8. ГОСТ 3262-75 «Трубы стальные водогазапроводные. Техниче-ские условия» (действует 1 января 1977). URL: https://docs.cntd.ru/document/1200001411.
9. ГОСТ 32528-2013 «Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. Технические условия». URL: https://docs.cntd.ru/document/1200117984.
10. ГОСТ 617-90 Трубы медные. Технические условия. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. – 13 с.
11. ГОСТ 859-2001 Медь. Марки. – М.: Стандартинформ, 2014. – 3 с.
12. ГОСТ 15527-2004 Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки – М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. – 6 с.
13. ГОСТ 494-2014 Трубы латунные. Технические условия – М.: Стандартинформ, 2015. – 29 с.
14. ГОСТ 18475-82 Трубы холоднодеформированные из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 1993. – 18 с.
15. Елфимов А.В., Сальников А.В., Быков И.Ю., Бирилло И.Н., Кузьбожев П.А. Исследование магнитных характеристик высокопрочной трубной стали при изгибе // Инженер- нефтяник. – 2015. – No 3. – С. 55 – 59.
16. Визуально-оптический и измерительный контроль как средства технического диагностирования металлических конструкций зданий и со-оружений / В.Е. Гордиенко, Н.В. Овчинников, А.О. Бакшеев и др. // Вестник гражданских инженеров. – 2005. – No 4 (5). – С. 20 –24.
17. Вонсовский С.В. Магнетизм – М.: Наука, 1971. – 1032 с.
18. Гордиенко В.Е. Научные основы неразрушающего контроля ме-таллических конструкций по остаточной намагниченности в области Рэлея: дисс. д-ра техн.
Из-за снижения разрешающей способности радиографических снимков, получаемых с использованием флуоресцирующих экранов, применение последних не разрешается при РГК высокоответственных сварных швов, например, в атомной энергетике.
Альтернативой радиографическому контролю с использованием рентгеновской пленки является компьютерная радиография с использованием запоминающих пластин, основанная на способности некоторых люминофоров накапливать скрытое изображение, формирующееся под воздействием рентгеновского или гамма-излучения.
После экспонирования специальный сканер считывает пластину лазерным пучком. Процесс считывания сопровождается эмиссией видимого света, этот свет собирается фотоприемником и конвертируется в цифровое изображение.
РК может проводиться промышленными рентгеновскими аппаратами или гамма - дефектоскопами. Выбор точного источника излучений проводится в зависимости от