КОНТРОЛЬ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛА СТАЛЬНЫХ ТРУБ
ИНДИКАТОРОМ МЕХАНИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИН-02

 

При капитальном ремонте подземных стальных трубопроводов каждая труба перед сваркой проходит дефектоскопическое обследование. В случае выявления минимальных трещин в металле труба не допускается к эксплуатации.

Однако нередко трещины появляются в металле сразу после сварки стальных труб из-за того, что внутри металла имеются значительные остаточные напряжения, которые складываются с термическими напряжениями металла, возникающими при нагревании и остывании сварного шва и околошовной зоны.

Как правило, ремонт стальных труб проводится на некотором удалении от места сварки трубопровода (местоположение которого постоянно меняется в ходе ремонтных работ), при наличии дефектоскопических стендов (рис.1), значительно ускоряющих процесс контроля стальных труб перед отправкой их на место сварки трубопровода.

Рис.1. Стенд для обследования стальных труб после ремонта

 

В данных условиях наиболее простым и эффективным решением задачи контроля напряженного состояния стальных труб является индикатор механического напряжения металла ИН-02 сканирующего типа.

Распределение напряженного состояния стальной трубы по мере сканирования ее поверхности в реальном масштабе времени отображается на экране индикатора механического напряжения ИН-02 (рис.2), при этом оператор может осуществлять запись измеренных сигналов на сменный носитель, принудительно удерживать их на экране индикатора и т.д.

Рис.2. Контроль остаточных напряжений металла стальной трубы индикатором механического напряжения металла ИН-02

 

На рис.3-5 приводятся результаты контроля остаточных напряжений металла нескольких стальных труб, представленные на экране ноутбука непосредственно на промплощадке сразу после проведения контроля с помощью программного приложения «ИН-01м связь» в виде трехмерных диаграмм.

Рис.3. Распределение остаточных напряжений металла стальной трубы №Х322, измеренное индикатором механического напряжения металла ИН-02

Рис.4. Распределение остаточных напряжений металла стальной трубы №Х371, измеренное индикатором механического напряжения металла ИН-02

Рис.5. Распределение остаточных напряжений металла стальной трубы №Х601, измеренное индикатором механического напряжения металла ИН-02

 

 На представленных диаграммах видно, что обследованные стальные трубы имеют области с повышенным уровнем остаточных напряжений металла, местоположение которых показано стрелками. Исходные данные результатов контроля, а также программное обеспечение для их обработки можно скачать здесь.

На рис.6 приведены показания индикатора механического напряжения ИН-02 за один проход вдоль 3 образующей стальной трубы №Х601 (см. рис.5), через выявленные области с повышенным уровнем остаточных напряжений металла.

Рис.6. Показания индикатора в области с повышенной концентрацией механических напряжений металла стальной трубы №Х601

 

Для определения причины образования областей с повышенным уровнем остаточных механических напряжений в металле стальных труб наряду с индикатором механического напряжения металла ИН-02 был использован вихретоковый структуроскоп ВЭ-26НП (рис.7).

ИН-02

ВЭ-26НП

Рис.4. Комплекс приборов для выявления областей концентрации
напряжений металла и определения причин их образования

 

По показаниям вихретокового структуроскопа, удельная электрическая проводимость металла в областях, как с повышенным, так и со средним уровнем остаточных механических напряжений металла имеет одинаковую величину. Это означает, что выявленные области с повышенным напряженным состоянием металла стальных труб не связаны со структурными неоднородностями металла, они определяются усталостью металла – наличием остаточной пластической деформации.