Anglies plieno vamzdis yra plačiai naudojama vamzdynų medžiaga pramonės sektoriuje, o jo kokybė tiesiogiai veikia projekto saugą ir veiklos efektyvumą. Siekiant užtikrinti, kad anglinio plieno vamzdis atitiktų atitinkamus standartus ir naudojimo reikalavimus, reikalingas sistemingas tikrinimo procesas, siekiant visapusiškai įvertinti medžiagos savybes, konstrukcijos vientisumą ir paviršiaus kokybę. Toliau aprašomas standartinis anglinio plieno vamzdžių tikrinimo procesas ir pagrindiniai žingsniai.
I. Išvaizdos patikrinimas
Išvaizdos patikrinimas yra pirmasis anglies plieno vamzdžių tikrinimo žingsnis. Tai visų pirma apima vizualinį vamzdžio paviršiaus patikrinimą arba mažo{1}}galios padidinimo patikrinimą, ar nėra defektų. Patikrinimas apima: įtrūkimus, raukšles, įbrėžimus, duobes, korozijos žymes ir suvirinimo kokybę (suvirintam plieniniam vamzdžiui). Paviršiaus defektai, viršijantys leistiną sienelės storio nuokrypį, arba suvirinimo siūlės netolygumas ar poringumas, pažymimi tolesnei analizei. Ši patikra paprastai atliekama patalpoje, gerai apšviestoje{5}}patalpoje arba natūralioje šviesoje, prireikus papildomai naudojant 5–10 kartų padidintą mikroskopą.
II. Matmenų ir geometrinis matavimas
Anglinio plieno vamzdžio matmenų tikslumas tiesiogiai veikia jo suderinamumą su prijungtais komponentais, todėl kritiniai geometriniai parametrai turi būti griežtai išmatuoti. Tikrinimo elementai apima: išorinį skersmenį (OD), vidinį skersmenį (ID), sienelės storį (WT), ilgį ir ovalumą. Dažniausiai naudojami įrankiai yra vernieriniai suportai, mikrometrai, ultragarsiniai storio matuokliai ir lazeriniai skersmens matuokliai. Matavimai turi būti atliekami bent trijuose taškuose, tolygiai paskirstytuose vamzdžio perimetru, ir kartojami reguliariais intervalais išilgai ašinės ašies, kad būtų gauti reprezentatyvūs duomenys. Pavyzdžiui, sienelės storio nuokrypis turi atitikti tokius standartus kaip GB/T 8163-2018, „Siūliai plieniniai vamzdžiai skysčiams transportuoti“ arba API 5L, o tolerancija paprastai yra ±10%.
III. Cheminės sudėties analizė
Anglies plieno vamzdžių mechaninės savybės ir atsparumas korozijai yra tiesiogiai susiję su jų chemine sudėtimi, todėl elementų kiekis turi būti patikrintas spektroskopine analize arba cheminiu titravimu. Dažniausiai tikrinami elementai yra anglis (C), silicis (Si), manganas (Mn), fosforas (P), siera (S) ir legiravimo elementai (pvz., chromas ir nikelis, jei taikoma). Pagal standartus (pvz., GB/T 222-2006), anglies kiekis turi būti kontroliuojamas 0,12–0,20 % (paprastam anglinio plieno vamzdžiui) arba tam tikrame diapazone (aukšto slėgio vamzdyje). Fosforo ir sieros kiekis turi būti griežtai ribojamas (paprastai mažesnis arba lygus 0,035%), kad būtų išvengta trapumo pavojaus. Tyrimą galima atlikti išpjaunant mėginius iš vamzdžio galų ir atliekant tiesioginio skaitymo spektrometriją arba laboratorinę cheminę analizę.
IV. Mechaninių savybių tikrinimas
Mechaninės savybės yra pagrindiniai anglinio plieno vamzdžių apkrovos-laikomosios galios rodikliai ir pirmiausia apima tempimo, kietumo ir smūgio bandymus (taikoma žemoje{1}}temperatūroje).
1. Tempimo bandymas: standartiniai bandiniai (pvz., visos pjūvio ar apskritimo formos bandiniai) išpjaunami iš vamzdžio korpuso arba galų ir išmatuojami naudojant universalią bandymo mašiną, kad būtų nustatytas tempiamasis stipris (Rm), takumo riba (ReL arba Rp0,2) ir pailgėjimas (A). Rezultatai turi atitikti standartinius reikalavimus. Pavyzdžiui, GB/T 8163 numato, kad 20# plieninio vamzdžio tempiamasis stipris turi būti didesnis arba lygus 410 MPa, o pailgėjimas – didesnis arba lygus 24 %. 2.
Kietumo bandymas: naudokite Brinell (HB), Rockwell (HR) arba Vickers (HV) kietumo matuoklį, kad išmatuotų vamzdžio paviršiaus kietumą ir įvertintumėte medžiagos vienodumą bei terminio apdorojimo efektyvumą. Skirtingi standartai turi aiškias kietumo verčių ribas; Pavyzdžiui, besiūlių plieninių vamzdžių kietumas paprastai neviršija 200 HBW.
3. Smūgio bandymas: esant žemai -temperatūros eksploatavimo sąlygoms (pvz., žemiau -20 laipsnių), V formos įpjovos bandiniai apdorojami ir Charpy smūgio energija (AKv) matuojama naudojant švytuoklinį smūgio testerį, kad būtų užtikrintas medžiagos kietumas esant žemai temperatūrai.
5. Neardomasis bandymas
Neardomieji bandymai naudojami paslėptiems defektams (pvz., įtrūkimams, intarpams ir poroms) nustatyti vamzdžio korpuse arba ant jo, įvertinant jo vientisumą nepažeidžiant vamzdžio. Įprasti metodai apima:
• Ultragarsinis testavimas (UT): aptinka vidinius vamzdžio korpuso defektus, atspindinčius aukšto{0}}dažnio garso bangas. Jis tinka storesniems besiūliams arba suvirintiems vamzdžiams ir gali nustatyti defektų gylį ir dydį.
•Radiografinis bandymas (RT): naudojami rentgeno ar gama spinduliai, kad prasiskverbtų pro vamzdžio korpusą, kad būtų sukurtas vaizdas, vizualiai atskleidžiantis vidinius suvirinimo siūlių ar liejinių defektus (pvz., nesusiliejimo ir šlako inkliuzų trūkumą). Šis metodas dažniausiai naudojamas suvirintų plieninių vamzdžių kritinėse vietose.
• Magnetinių dalelių bandymas (MT): aptinka paviršiaus arba arti paviršiaus įtrūkimus (gylis Mažesnis arba lygus 0,1 mm) feromagnetinėse medžiagose (pvz., anglies plienas), taikant magnetines daleles po įmagnetinimo.
• Pentanet testavimas (PT): tinka ne-porėtiems paviršiams, naudojamas dažų įsiskverbimas, kad atskleistų atvirus defektus (pvz., kalimo įtrūkimus). Šis metodas dažniausiai naudojamas aukšto paviršiaus apdailos vamzdžių jungiamosioms detalėms.
Neardomųjų bandymų taikymo sritis ir priimtinumo kriterijai nustatomi pagal konkrečias inžinerines specifikacijas (pvz., ASME B31.3 ir API 5L). Defektų nustatymas paprastai grindžiamas defekto dydžiu, vieta ir skaičiumi.
VI. Slėgio bandymas (hidraulinis / oro slėgis): anglinio plieno vamzdžiams, naudojamiems skysčiams transportuoti, reikia atlikti slėgio bandymą, kad būtų patikrintas jų sandarumas ir atsparumas slėgiui. Bandymo tipai apima:
•Hidraulinio slėgio bandymas: vamzdis pripildytas vandens ir slėgis 1,5 karto didesnis už projektinį slėgį (arba standarte nurodytą vertę). Slėgis palaikomas 10-30 minučių ir stebimas nuotėkis ar deformacija. Šis metodas tinka daugumai anglinio plieno vamzdžių ir yra labai saugus bei nebrangus.
•Oro slėgio bandymas: šis bandymas naudojamas tik ypatingomis situacijomis, kai hidrostatinis bandymas neįmanomas (pvz., kriogeninės terpės). Bandymo slėgis paprastai yra 1,1 karto didesnis už projektinį slėgį, tačiau turi būti taikomos griežtos aplinkos sprogimui atsparios -priemonės.
Bandymo metu slėgis turi būti palaipsniui didinamas ir užfiksuojama slėgio{0}}laiko kreivė. Po bandymo vamzdyje neturi būti matomų deformacijų, nuotėkio ar staigaus slėgio kritimo.
VII. Galutinė ataskaita ir priėmimo sprendimas
Atlikus visus bandymus, turi būti sudaryta išsami bandymų ataskaita, kurioje apibendrinama išvaizda, matmenys, cheminė sudėtis, mechaninės savybės, neardomieji bandymai ir slėgio bandymo duomenys. Ataskaitoje turi būti: vamzdžių specifikacijos (modelis, standartinis numeris), bandymo elementai ir metodai, išmatuoti duomenys ir išvada dėl atitikimo standartui. Jei visi rodikliai atitinka techninio susitarimo ar standarto reikalavimus (pvz., GB/T 17395-2008 ir API 5L PSL2), vamzdis laikomas kvalifikuotu. Jei vienas elementas neatitinka standarto (pvz., suvirinimo defektas viršija standartą), vamzdis bus suremontuotas arba atiduodamas į metalo laužą, atsižvelgiant į defekto pobūdį.
Išvada
Anglies plieno vamzdžių tikrinimo procesas yra pagrindinis komponentas, užtikrinantis jo kokybę ir saugą, apimantis išsamų vertinimą nuo makroskopinės išvaizdos iki mikroskopinio veikimo. Griežtai įgyvendinant standartizuotas tikrinimo procedūras efektyviai nustatomos galimos rizikos ir užtikrinamas patikimas duomenų palaikymas inžinerinėms programoms. Praktiškai tikrinimo prioritetai turi būti koreguojami remiantis konkrečiais standartais (pvz., GB, ASME ir API) ir projekto reikalavimais, siekiant užtikrinti, kad kiekvienas anglinio plieno vamzdis atitiktų griežtus pramonės reikalavimus.
