И вязкостных свойств металла трубопровода магнитно-шумовым методом

И.1. Общие положения

 

И.1.1. Данное приложение содержит основные положения по определению магнитно-шумовым методом неразрушающего контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) и вязкостных свойств (ударной вязкости KCU) металла трубопровода.

И.2. Оборудование для определения НДС и ударной вязкости (KCU)

металла трубопровода

 

И.2.1. Для определения НДС и KCU металла трубопровода в качестве основных приборов используются магнитно-шумовые приборы «Уралец» или «ПИОН-01». Возможно использование магнитно-шумового прибора «Stresscan-50». В настоящей методике описываются работы по диагностированию с использованием прибора «ПИОН-01».

И.2.2. Магнитно-шумовой прибор «ПИОН-01», представленный на рис.И.1, предназначен для неразрушающего контроля НДС и вязкостных свойств металла KCU трубопровода.

И.2.3. Технические характеристики магнитно-шумового прибора «ПИОН-01»:

минимальная фиксируемая величина напряжений, МПа (кгс/мм²) ............................... 10

продолжительность одного замера, с................................................................ не более 10

диапазон рабочих температур, °С................................................................. от 50 до —20

индексация рабочего сигнала............................................................................... цифровая

питание прибора ............................................................................. переменный ток 220 В

габаритные размеры, мм................................................................................ 270´260´110

масса, кг.......................................................................................................................... 6,5

Рис.И.1. Магнитно-шумовой прибор «ПИОН-01»:

1 — накладной датчик (преобразователь-измеритель); 2 — соединительный кабель; 3 — прибор; 4 — кабель питания; 5 — кнопка включения питания прибора «Д»; 6 — кнопки установки коэффициента усиления; 7 — цифровой индикатор коэффициента усиления; 8 — кнопка фиксации максимального сигнала; 9 — индикаторная лампа; 10, 11 — кнопки обнуления показаний датчика; 12 — цифровое табло «Е»; 13 — переключатель выбора марки стали; 14 — переключатель выбора режима работы

 

И.2.4. Работа с прибором «ПИОН-01» возможна при температуре стенки газопровода не ниже -10 °С, а температура окружающей среды не ниже -20 °С.

И.2.5. Для каждого прибора «ПИОН-01» создаются тарировочные таблицы по определению НДС (форма 8) и графики по определению KCU металла по маркам стали (рис.И.2, И.3). Графики и таблицы являются индивидуальными для конкретного прибора и для другого экземпляра «ПИОН-01» не пригодны. Тарировка осуществляется специализированными центрами.

Ударная вязкость a (KCU), Дж/см²

Рис.И.2. Зависимость ударной вязкости (KCU) от магнитно-шумового сигнала.

Прибор «ПИОН-01» зав. № 12. Сталь 10

 

Ударная вязкость a (KCU), Дж/см²

Рис.И.3. Зависимость ударной вязкости (KCU) от магнитно-шумового сигнала.

Прибор «ПИОН-01» зав. № 12. Ст3, 4

 

И.2.6. К работе с магнитно-шумовыми приборами допускаются лица, предварительно обученные работе с ними и прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе с электроизмерительными приборами.

И.2.7. В процессе работы корпус прибора должен быть заземлен.

 

 

И.3. Подготовка объекта для диагностирования

 

И.3.1. Для проведения замеров магнитно-шумовых сигналов с трубопровода удаляют наружную изоляцию по всему периметру (ширина кольца должна быть не менее 200 мм), а поверхность замера в форме круга диаметром не менее 50 мм согласно схеме, приведенной на рис.И.4, зачищают шлифовальной шкуркой.

Зачищаемая поверхность стенки трубы для установки накладного датчика не должна иметь глубоких рисок от наждачной бумаги.

И.3.2. Места замера должны иметь привязку к проектным отметкам на схеме трубопровода.

И.4. Подготовка прибора «ПИОН-01» для диагностирования

 

И.4.1. Накладной датчик 1 на рис.И.1 с помощью соединительного кабеля 2 через соответствующие разъемы подсоединяется к прибору 3.

С помощью кабеля питания 4 прибор подключается к источнику питания. При нажатии кнопки 5 загораются контрольная лампа и индикаторные лампы на всех цифровых табло. Для выхода прибора на рабочий режим прибор прогревается в течение 10-15 мин.

И.4.2. Измерения на реальном объекте осуществляются после проверки и настройки магнитно-шумового прибора «ПИОН-01» на эталонном образце, изготовленном из соответствующей марки стали.

Рис.И.4. Схема расположения мест замера

 

И.4.3. Проверка и настройка прибора осуществляется в такой последовательности.

Переключатель выбора марки стали 13 (рис.И.1), расположенный на боковой стенке прибора, устанавливается в положение, соответствующее марке стали, указанной на эталонном образце (рис.И.5). Кнопками 6 устанавливается коэффициент усиления, указанный на эталонном образце, и фиксируемый на цифровом индикаторном табло 7.

Нажатием кнопки 8 при загорании индикаторной лампы 9 (рис.И.1) устанавливается автоматический режим работы прибора для фиксации максимального сигнала. Накладной датчик 1 плотно устанавливается на поверхности эталонного образца таким образом, чтобы его наибольшая ось, помеченная на датчике, располагалась вдоль оси t эталонного образца (рис.И.5), имитирующего замер магнитного шума в окружном направлении. Для произведения замера следует: нажать и отпустить кнопку 10 на датчике или кнопку 11 на передней панели прибора; слегка покачивая датчик, снять отсчет показаний на цифровом табло 12. Эта операция должна повториться не менее трех раз. Значение сигнала МШ, в фиксируемом положении датчика определяется как средняя величина по результатам не менее трех измерений. Затем датчик устанавливается на поверхность эталонного образца вдоль оси Z перпендикулярно направлению оси t и аналогичным образом замеряются значения сигнала в направлении оси Z (MШ_z).

Если полученные значения магнитно-шумовых сигналов на эталонном образце в направлении осей t и Z не отличаются от указанных на эталонном образце более чем на семь единиц магнитно-шумового сигнала, прибор готов к выполнению работ по диагностированию объекта обследования. При отклонении показаний за пределы данных диапазонов прибор отправляют на переаттестацию.

Рис.И.5. Эскиз эталонного образца для настройки прибора «ПИОН-01»

И.5. Проведение замеров и обработка результатов

 

И.5.1. Перед проведением замеров прибором «ПИОН-01» в целях выявления дефектов (утонения, расслоения) стенки трубопровода с помощью толщиномера УТ-93П или другого прибора проводятся контрольные измерения толщины стенки в подготовленных зонах.

И.5.2. Определение НДС.

Переключателями выбора марки стали 13 и выбора режима 14 и кнопкой установки коэффициента усиления 6 (рис.И.1) по таблице соответствия магнитно-шумового сигнала и НДС в стенке трубы, приведенной в форме 8, устанавливается режим замера НДС.

И.5.3. Измерение НДС в трубопроводе прибором «ПИОН-01» осуществляется в каждой точке замера (рис.И.4), при этом выполняются следующие операции:

накладной датчик 1 (рис.И.1) своей наибольшей осью устанавливается на подготовленную поверхность контролируемой зоны трубопровода в кольцевом, затем в осевом направлении, как это показано на рис.И.6;

кнопкой 11 на передней панели прибора или 10 на накладном датчике следует обнулить показания прибора;

кнопкой 8 установить автоматический режим;

слегка покачивая датчик, снять показания значений максимального сигнала на цифровом табло 12 прибора при горящей индикаторной лампе 9 на передней панели прибора;

отвести накладной датчик 1 от поверхности трубы;

операции повторяются не менее трех раз по каждой оси замера;

полученные фактические значения замеров толщины стенки, магнитно-шумовых сигналов и определение НДС по таблице формы 8 заносятся в протокол № 1 формы 9. Графу и строку для определения НДС выбирают по максимальной из средних величин замеров МШ_t и МШ_z в четырех точках.

И.5.4. Определение ударной вязкости (KCU).

Переключателем выбора режима 14 и кнопкой установки коэффициента усиления 6 в соответствии с графиками зависимости ударной вязкости металла трубы от магнитно-шумового сигнала (рис.И.2, И.3) устанавливается режим замеров для той марки стали, из которой изготовлен обследуемый трубопровод.

И.5.5. Измерение значений KCU в трубопроводе осуществляется в каждой точке замера (рис.И.4) в последовательности, приведенной в п.6.3, но только в одном кольцевом направлении, как показано на рис.И.6.

И.5.6. Полученные фактические значения замеров магнитно-шумовых сигналов и ударной вязкости заносятся в протоколы № 1, 2 (формы 9, 10).

И.5.7. Результаты, полученные по протоколам № 1 и 2, учитываются при расчете остаточного ресурса трубопровода согласно настоящей Инструкции.

 

И.6. Пример расчета

 

Величина НДС s_t, s_z, МПа, определяется в ячейке на пересечении полученных значений магнитно-шумовых сигналов МШ_z (в вертикальных графах) и МШ_t (в горизонтальных строках) (см. форму 8).

Так, например, при замерах получены значения:

МШ_z = 48; МШ_t = 96.

Тогда из ячейки на пересечении «графа — строка» формы 8 получаем:

s_z =157 МПа; s_t =57 МПа.

Отсутствие знака перед цифрой в ячейке означает «+» — напряжение растяжения, а знак «-» — напряжение сжатия.

Рис.И.6. Расположение датчика при замерах НДС и ударной вязкости (KCU) металла:

А — в осевом направлении для определения МШ_z;

Б — в кольцевом направлении для определения МШ_t

Форма 8