Металловедение стенки нефтяного аппарата

Дефекты непровара сварных швов (параллельно излучению), выявляются лучше шлаковых включения (дефекты цилиндрической формы), пор (шаровой формы) [24]:

Пленка выбирается в зависимости от толщины стенки аппарата и требуемой чувствительности.

Приведем схемы контроля сварных швов [24]:

Радиометрический метод основан на просвечивании стенки излучением с преобразованием плотности потока в пропорциональный электрический сигнал на экране регистрирующего прибора.

Ультразвуковой контроль

Прибор УЗК [24]:

Метод УЗК основан на использовании механических колебаний стенки в пределах в диапазоне 0,5-10МГц. Колебания распространяются в среде с определенной скоростью, поэтому процесс является волновым. Линия направления является лучом, граница является фронтом волны. Волны по форме поверхности различаются на синусоидальные, плоские , сферические, цилиндрические. Волны делят на продольные и поперечные. В контроле сварных швов используют поперечные волны. На пограничных зонах стенки и сварного шва могут возникать волны Релея [24]:

– продольные волны:

– поперечные волны:

– комбинированные волны Релея:

При наклонном падении волны на стенку и сложении падающей волны с отраженными волнами изнутри возникает резонанс с образованием стоячих волн.

Схема прозвучивания состоит из суммы направлений просвечивания сварного шва для установления лучшего угла взаимодействия излучения с дефектом

– схема прозвучивания прямым лучом [24]:

– схема прозвучивания прямым и отраженным лучом:

– схема прозвучивания многократно отраженным лучом:

– схема прозвучивания по слоям:

– схема прозвучивания эхо зеркальным методом:

– схема зеркально-теневого прозвучивания:

– схема прозвучивания с трансофрмацией волн:

УЗК дефектоскоп имеет ограниченное число лиапазонов зазвертки, которые определяются глубиной просвечивания. Настройка скорости развертки устанавливается по выбранной схеме развертки. Необходимо выбирать максимальный диапазон для толщинц стенки. В этом случае будет минимальное количество ложнх сигналов за счет крупного масштаба разверкти.

__

Более подробно с методом УЗК и рентгенографией можно ознакомиться в работах Уманского [25], [26].

__

Магнитный метод

Магнитнопорошковый метод применяется для ферромагнитных сталях (углеродистые, низколегированные, легированные марганцем, цинком, кобальтом). На сварной шов наносится порошок закисиси железа или железной окалины или суспензию. Подносится магнит и внутренние поля в металле взаимодействуют с полем магнита. Силовые линии огибают зону препядствия, то есть инородных включений или пустот. Контроль проводится в нескольких направлениях. Магнитным дефектоскопом производится намагничивание поверхности. На повехности в зоне дефекта скапливается порошок.

Ориентация токов в ферромагнитном размагниченном металле (суммарное поле равно нулю и стенка размагничена):

Ориентация доменов в намагниченном металле (поля в доменах становятся ориентированными и возникает общее поле):

Сечение магнитного потока для шва с дефектом:

Магнитографический метод по ГОСТ 25225 отличается записью на магнитную ленту и считыванием информации на дефектоскопе. На сварной шов накладывается размагниченная лента, которая прижимается резиновой лентой к стенке. Производится намагничивание. По значениям на экране дефектоскопа определяют дефекты. Этим методом можно контролировать металл толщиной до 12 мм и обнаружить наличие выявить макротрещин, непроваров до 0,05 от толщины стенки, шлаковые включения и газовые поры.

Литература

1. Ефанов К.В. Теория расчета оболочек нефтяных аппаратов. – М.: Литрес, 2020. – 70 с.

2. Ефанов К.В. Теория расчета нефтяных аппаратов методом конечных элементов. – М.: Литрес, 2020. – 50 с.

3. Ефанов К.В. Химические и нефтяные аппараты с мешалками. – М.: литрес, 2019. – 320 с.

4. Российскую нефть добудут русской техникой. ФАН-ТВ. – https://riafan.ru/531744-importozameshchenie-v-neftepererabotke-mif-ili-realnost-fan-tv.

5. Чугунов Н.А. Требования технических условий лицензиара закладываются на этапе проектирования оборудования // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – №11. – С.47-48.

6. Урнев О. Успешный игрок на рынке нефтехимического оборудования // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – С.36-38.

7. Солнцев Ю.П., Титова Т.И. Стали для Севера и Сибири. – СПб.: ХИМИЗДАТ, 2002. – 352 с.

8. Беляев Н.М. Сопротивление материалов. М.: Наука. 1976. – 608 с.

9. Ильюшин А.А. Пластичность. ч.1. Упруго-пластические деформации. – М.: Гостехиздат. 1948. – 376 с.

10. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела. – М.: Наука. 1988. – 712 с.

11. Степанов А.Н., Зильберг Ю.В., Неустроев А.А. Производство листа из расплава. – М.: Металлургия, 1978. – 160 с.

12. Уманский Я.С., Скаков Ю.А. Физика металлов. Атомное строение металлов и сплавов. – М.: Атомиздат, 1978. – 352 с.

13. Оспенникова О.Г. Температурный взлет длиной в полвека / Наука и жизнь. – 2012.– №7.

13. Каменецкая Д.С., Пилецкая И.Б., Ширяев И.М. Железо высокой степени чистоты. – М.: Металлургия, 1978. – 248 с.

13. Герасимов В.В. От монокристаллических неохлаждаемых лопаток к лопаткам турбин с проникающим (транспирационным) охлаждением, изготовленным по аддитивным технологиям (обзор по технологии литья монокристаллических лопаток ГТД) / Труды ВИАМ. – 2016.– №10.

14. Воронов А. Принцип равнопрочности // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – №11. – С.48-49.

15. Закс И.А. Сварка разнородных сталей. – Л.: Машиностроение, 1973. – 208 с.

16. Сатель Э.А. Справочник машиностроителя. В 6-ти т., Т.6., 3-е изд. / Сатель Э.А. и [др.] – М.: Машгиз, 1964. – 540 с.

17. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. – М.: Металлургия, 1983.

18 Новиков И.И. Теория термической обработки металлов: Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1986. – 480 с.

19. Голованенко С.А. Сварка прокаткой биметаллов. – М.: Металлургия, 1977. – 160 с.