заполнении полостей дефектов индикаторным пенетрантом;

удалении избытка индикаторного пенетранта;

нанесении проявителя.

Способы заполнения дефектов индикаторным пенетрантом и их технологическая характеристика указаны ниже:

капиллярный - самопроизвольное заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом, наносимым на контролируемую поверхность смачиванием, погружением, струёй, распылением сжатым воздухом, хладоном или инертным газом;

вакуумный - заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом при давлении в их полостях менее атмосферного;

компрессионный - заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом при воздействии на него избыточного давления;

ультразвуковой - заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом в ультразвуковом поле с использованием ультразвукового капиллярного эффекта;

деформационный - заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом при воздействии на объект контроля упругих колебаний звуковой частоты или статического нагружения, увеличивающего минимальный размер дефектов.

Примечание. Для выявления сквозных дефектов пенетрант допускается наносить на поверхность, противоположную контролируемой.

Температура контролируемого объекта и индикаторного пенетранта должна быть в пределах, указанных в технической документации на данный дефектоскопический материал и объект контроля.

Продолжительность заполнения полостей дефектов определяют в технической документации на контроль объектов.

Избыток индикаторного пенетранта удаляют или гасят на контролируемой поверхности с применением очистителя или без него в возможно короткий промежуток времени от момента окончания заполнения полостей дефектов до момента начала проявления.

Способы удаления индикаторного пенетранта приведены ниже:

протирка - удаление индикаторного пенетранта салфетками с применением или без применения очищающего состава или растворителя;

промывка-удаление индикаторного пенетранта водой, специальным очищающим составом или их смесями (погружением, струёй или распыленным потоком);

обдувка - удаление индикаторного пенетранта струёй песка, дроби, косточковой крошки, древесными опилками;

гашение - устранение люминесценции или цвета воздействием гасителя.

При использовании водосмываемых (после воздействия очистителя) индикаторных пенетрантов перед употреблением проявителей любого типа (кроме суспензий на водяной основе) мокрую контролируемую поверхность подвергают естественной сушке или сушке в потоке воздуха. Допускается протирка чистой гигроскопической тканью, ветошью, древесными опилками.

Допускается удалять индикаторный пенетрант обдувкой и гашением без предварительной обработки очистителем и водой.

Проявитель наносят способами, указанными ниже:

распыление - нанесение жидкого проявителя струёй воздуха, хладона, инертного газа или безвоздушным методом;

электрораспыление - нанесение проявителя в электростатическом поле с воздушным или безвоздушным распылением;

воздушной взвеси - нанесение порошкообразного проявителя созданием его воздушной взвеси в камере, где размещен объект контроля;

кистевой - нанесение жидкого проявителя кистью, щеткой или средствами, их заменяющими;

погружение - нанесение жидкого проявителя кратковременным погружением в него объекта контроля;

обливание - нанесение жидкого проявителя обливанием;

электроосаждение - нанесение проявителя погружением в него объекта контроля с одновременным воздействием электрического тока;

посыпание - нанесение порошкообразного проявителя припудриванием или обсыпанием объекта контроля;

наклеивание - нанесение ленты пленочного проявителя прижатием липкого слоя к объекту контроля.

При использовании самопроявляющихся, фильтрующихся и других индикаторных пенетрантов, не требующих нанесения проявителя, последний не наносят.

12.5.6. Проявление следов дефектов представляет собой процесс образования рисунка в местах наличия дефектов. Измерение следов.

Способы проявления индикаторных следов дефектов указаны ниже:

временной - выдержка объектов на воздухе до момента полного и четкого появления индикаторных следов дефектов;

тепловой - нагревание объектов при нормальном атмосферном давлении;

вакуумный - создание вакуума над поверхностью объекта с постоянным или изменяющимся по определенному закону разряжением;

вибрационный - упруго-деформационное воздействие на объект посредством вибрации, циклического или статического его нагружения.

12.5.7. Окончательная очистка объектов представляет собой один или сочетание нескольких технологических приемов удаления проявителя, а, при необходимости, и удаления остатков индикаторного пенетранта.

Способы удаления проявителя приведены ниже:

протирка-удаление проявителя салфетками с применением или без применения воды либо органических растворителей;

промывка - удаление промывкой в воде или органических растворителях с необходимыми добавками и применением вспомогательных средств (щетки, ветоши, губки);

ультразвуковая обработка-удаление проявителя растворителем или моющим раствором при воздействии на него ультразвука;

анодная обработка - электрохимическая обработка водными растворами химических реактивов с одновременным воздействием электрического тока;

обдувка - обработка объекта, покрытого проявителем, абразивным материалом в виде песка, крошки или гидроабразивной смесью;

отклеивание - отделение ленты пленочного проявителя с индикаторным следом дефекта от контролируемой поверхности;

выжигание-удаление проявителя нагреванием объекта до температуры сгорания проявителя;

отслоение - отделение проявителя в виде пленки в жидкостях, не растворяющих проявитель.

12.5.8. Объекты, прошедшие капиллярный контроль, следует подвергать антикоррозионной защите в соответствии с требованиями ГОСТ 9.028-74.

12.6 Оформление результатов контроля

Результаты контроля заносят в журнал, протокол, в которых указывают:

- наименование и тип контролируемого объекта;

- размеры и расположение контролируемых участков;

- особенности технологии контроля (метод, набор дефектоскопических материалов, класс чувствительности);

- основные характеристики выявленных дефектов;

- наименование и тип используемой аппаратуры;

- нормативно-техническую документацию, по которой выполняют

контроль;

- дату и время контроля;

- должность, фамилию лица, проводившего контроль.

ЛЕКЦИЯ № 13. КОНТРОЛЬ ГЕРМЕТИЧНОСТИ

Герметичностью называют свойство конструкций препятствовать проникновению через их стенки жидкости, газа или пара. Абсолютно герметичных конструкций не бывает, так как даже при отсутствии течи проникновение пробных веществ через перегородки конструкции может быть обусловлено и чисто диффузными процессами. Поэтому конструкцию называют герметичной, если проникновение газа или жидкости через нее настолько мало, что им можно пренебречь. В усло­виях эксплуатации вводят понятие нормы герметичности, которое ха­рактеризуется суммарным расходом вещества через течи конструкции, при которой сохраняется ее работоспособное состояние.
Герметичность конструкции может быть нарушена вследствие ряда причин:

• химического взаимодействия материала с технологической средой;
• механических повреждений, износа трущихся элементов и уп­лотнений;
• коррозии металла и сварных соединений;
• раскрытия разъемных соединений или течей, закрытых в нор­мальном состоянии, из-за температурных деформаций или превыше­ния внутреннего давления;
• деградации свойств конструкционных материалов (основного
металла, уплотнений).
В процессе испытаний изделий на герметичность используют пробные, индикаторные и балластные вещества. Пробным называют вещество, проникновение которого через течь обнаруживается при течеискании. Балластные вещества используют для создания боль­шого перепада давления и, соответственно, повышения чувствительности испытаний при малых концентрациях пробных веществ. Ин­дикаторными называют вещества, применяемые для индикации (об­наружения) выхода пробных веществ через течь на другую сторону конструкции (проявитель, люминофоры).
В качестве пробных веществ применяют жидкости, газы, пары легколетучих жидкостей. В зависимости от пробного вещества мето­ды разделяют на жидкостные или газовые. Шире используют газы, обеспечивающие более высокую чувствительность. В качестве проб­ных применяют, как правило, инертные газы (гелий, аргон), имею­щие низкое содержание в атмосфере и не взаимодействующие с материалом объекта контроля или веществом внутри него. Роль пробного вещества может также выполнять газ, заполняющий кон­тролируемый объект при эксплуатации или хранении (фреон, хлор, аммиак).
В некоторых случаях в качестве пробных веществ применяют легколетучие жидкости: спирт, ацетон, бензин, эфир. Обычно инди­каторы улавливают пары этих жидкостей, тогда способы контроля такими жидкостями относят к газовым.
К жидким пробным веществам относят воду, применяемую при гидроиспытаниях (гидроопрессовке), воду с люминесцирующими добавками, облегчающими индикацию течей, а также смачивающие жидкости — пенетранты.
Для количественной оценки течи при применении жидкости в качестве пробного вещества используют объем жидкости, проникаю­щей через течь в единицу времени. При использовании газовых пробных веществ количественную оценку производят в единицах мощности.
При контроле герметичности конструкции обычно (за исключе­нием случаев использования пенетрантов) создают по ее сторонам разность давлений. Количество газа q, определяют по формуле

q=pV,

где p – давление газа, Па или Н/м2; V – объем газа, м3.
Поток газа Q, Вт, через течь равен количеству газа за единицу времени t:
.
Физический смысл того, что поток измеряется в единицах мощности, состоит в том, что произведение давления на объем – энергия, запасенная в газе, а изменение энергии во времени – мощность.
В смеси газов концентрацию каждого компонента qk к количеству q газа в целом:

.

Объем, занимаемый смесью и всеми ее компонентами, имеет по­стоянное значение, поэтому

.
Отсюда
,
где рк — парциальное давление компонента в смеси газов, т. е. такое давление, при котором только этот компонент смеси газов занимает весь объем.

Способы контроля и средства течеискания
Для контроля герметичности различных конструкций с помощью пробных веществ (за исключением пенетрантов) необходимо созда­ние разности давлений по разные стороны их стенок. При этом по­мимо пробных веществ требуются устройства для создания и измере­ния разности давлений (компрессоры, насосы, манометры и др.), а также средства обнаружения выхода пробного вещества через течи. Для обнаружения течей применяют как специальные приборы — течеискатели, так и неприборные средства, например используют люминесцирующие вещества или методы капиллярного контроля.
Объекты нефтегазовой промышленности, контролируемые мето­дами течеискания, являются незамкнутыми и позволяют воздейство­вать как на их внешнюю, так и внутреннюю поверхности. Соответст­венно по способу создания разности давлений различают схему с внутренним и внешним избыточным давлением. При этом не обяза­тельно создавать по разные стороны конструкции разности абсолют­ных давлений газовой смеси. Достаточно разности парциального давления пробного газа.
Способ, при котором для создания разности давлений объект контроля откачивают, называют вакуумным. Способ, предусматри­вающий создание внутреннего избыточного давления выше атмо­сферного, называют опрессовкой. При опрессовке газом внутреннее давление принимается всегда значительно ниже расчетного по усло­вию прочности, что обусловлено возможными катастрофическими последствиями от разрыва объекта контроля. При гидроопрессовке разлет осколков не происходит и ее проводят с давлением на 25...50 % выше номинального рабочего. Обязательным условием при этом является отсутствие воздушных скоплений («подушек», «про­бок»).
Поэтому перед гидроопрессовкой воздух из невентилируемых полостей откачивают, а из вентилируемых выпускают через вентиль, установленный в верхней части полости (воздушник). В общем случае перечень опасных и вредных факторов, сопровождающих про­цессы испытаний на герметичность, требования промышленной и экологической безопасности приведены в ГОСТ 30703—2001.

И для опрессовки, и для вакуумного способа возможны две схемы контроля: интегральная и локальная. При интегральной схеме анали­зируют состав и количество газа, проникающего в объект контроля из­вне или, наоборот, изнутри. При локальной схеме поиска каждую течь обнаруживают отдельно с помощью щупа, улавливающего появление пробного газа, вакуумной камеры-присоски или визуально.
Например, при контроле герметичности сварных швов верти­кальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов применяют локальные вакуумкамеры, в которых создается разреже­ние над контролируемым участком с перепадом давления не менее 250 мм вод. ст. Неплотность сварного шва обнаруживается по обра­зованию пузырьков в нанесенном на сварные соединения мыльном или другом пенно-образующем растворе. Контроль герметичности при этом осуществляется с помощью комплекта оборудования, со­стоящего из набора плоских и угловых вакуумных камер-присосок, вакуумного насоса и арматурного блока с вакуумметром.

И для опрессовки, и для вакуумного способа возможны две схемы контроля: интегральная и локальная. При интегральной схеме анали­зируют состав и количество газа, проникающего в объект контроля из­вне или, наоборот, изнутри. При локальной схеме поиска каждую течь обнаруживают отдельно с помощью щупа, улавливающего появление пробного газа, вакуумной камеры-присоски или визуально.
Например, при контроле герметичности сварных швов верти­кальных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов применяют локальные вакуумкамеры, в которых создается разреже­ние над контролируемым участком с перепадом давления не менее 250 мм вод. ст. Неплотность сварного шва обнаруживается по обра­зованию пузырьков в нанесенном на сварные соединения мыльном или другом пенно-образующем растворе. Контроль герметичности при этом осуществляется с помощью комплекта оборудования, со­стоящего из набора плоских и угловых вакуумных камер-присосок, вакуумного насоса и арматурного блока с вакуумметром.

Таблица 7. Методы течеискания

Помимо перечисленных в табл. 7, в ряде специфических случаев применяют и другие методы, например радиоактивный, акустико-эмиссионный, электронозахватный, плазменный и др.
Для обнаружения течей могут одновременно или последователь­но использоваться несколько методов течеискания. При контроле герметичности в обязательном порядке используют прежде всего ме­тоды, реализующие интегральную схему контроля. На практике наи­большее применение нашел манометрический метод, отличающийся максимальной простотой, доступностью и позволяющий установить наличие или отсутствие течи во всем объеме контролируемой конст­рукции, а также ее величину. Установление местоположения течей производят с использованием методов, реализующих локальную схе­му контроля. Пример простейшей системы течеискания представлен на рис. 13.1.