Дипломыч (1220897)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ОБРАЗОВАНИЯ «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Нефтегазовое дело, химия и экология»»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________ Никитина Л.И.

«____»________20___г.

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ АКУСТИКО-ЭМИСИОННОГО МЕТОДА КОНТРОЛЯ

Пояснительная записка к выпускной квалификационной работе бакалавра

ВКР 21.03.01. 2016. ПЗ – 946

Студент гр.946 гр. Проказов И.А.

Руководитель

(доцент, к.т.н., доцент) Кочерга В.Г

Нормоконтроль

(доцент, к.т.н., доцент) Муромцева Е.В.

Хабаровск 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………….…3

1.Анализ методов и средств неразрушающего контроля трубопроводов……5

1.1 Магнитный метод неразрушающего контроля…………………………….5

1.2 Ультразвуковой метод неразрушающего контроля……………………….7

1.3 Вихретоковый метод контроля………………………………………….…11

1.4 Радиационный метод контроля……………………………………….……13

1.5 Обзор технических средств внутритрубного диагностирования ….....…17

1.5.1 Очистные устройства………………………………………………..…....17

1.5.2 Диагностические снаряды…………………………………………..……20

1.5.3 Геометрический профилемер фирмы ROSEN Europe B.V………..……24

2. Теоретические основы акустико-эмиссионного метода контроля…..……30

2.1 Основные принципы акустико-эмиссионного контроля…………...…….31

2.2 Основные элементы акустико-эмиссионной аппаратуры………………..42

3. Возможность использования акустико-эмиссионного метода для контроля качества ремонта трубопроводов………………………………..…46

3. 1. Виды дефектов и их влияние на работоспособность трубопроводов…46

3.2 Практического использования метода АЭ……………………….……….54

3.3 Средства технической диагностики акустико-эмиссионного метода…..59

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………….……….…..63

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ...………………………....….64

ВВЕДЕНИЕ

На сегонешний день примерно 60-70% оборудования промышленных предприятий, к которому также относятся трубопроводы, уже выработало установленный срок службы [1, 2], что несомненно приводит к увеличению числа отказов.

Отсюда следует, что одним из актуальных и приоритетных направлений повышения безопасности оборудования является разработка и применение современных методов и средств неразрушающего контроля, которые обладали бы свойствами выявлять дефекты и оценивать работоспособность эксплуатируемого оборудования с учетом анализа выявленных дефектов [3].

Совместное применение традиционных методов и средств нераз-рушающего контроля, таких как радиографический, ультразвуковой, маг-нитный, визуальный, дает возможноть выявлять практически все возможные типы дефектов при условии свободного доступа к поверхности трубопровода. Однако своевременное выявление и оценка уровня опасности дефектов в трубопроводах подземной прокладки часто оказывается невозможной, из- за резкого сокращения номенклатуры применяемых методов неразрушающего контроля.

Развитие дефектов до момента отказа оборудования является длительным процессом, для фиксации которого имеет место применение акустико-эмиссионного метода неразрушающего контроля, который позваляет по своей физической природе выявить и оценить степень опасности развивающихся дефектов, находящиеся на значительном удалении от места доступа к поверхности конструкций, а также определить тип и местоположение дефектов.

Вопрки перспективности акустико-эмиссионого метода его широкое применение для диагностирования или наблюдения трубопроводов сдерживается из-за таких факторов как высокая стоимость акустико- эмиссионной (АЭ) аппаратуры, субъективность принятие решения экспертом, сложность разделения сигналов от развивающихся дефектов на фоне помех.

Целью работы являлся анализ акустико-эмиссионого неразрушающий контроля с точки зрения метода, который имел бы обоснованные достоинства и преимуществе в сравнении с широко применяемыми в настоящее время методами неразрушающего контроля для проведения контроля качества при ремонте трубопроводов и диагностике.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

• Анализ существующих методов неразрушающего контроля, которые являются наиболее распространенными, для необходимости использования иных методов;

• Возможность применения акутико-эмиссионного метода для диагностики и контроля качества ремонта трубопроводов;

• Рассмотрение акустико-эмиссионный неразрушающий контроль с точки зрения метода, который мог бы выявлять и оценивать степень опасности развивающихся дефектов при ограниченном доступе к поверхности.

• Возможность применения акутико-эмиссионного метода для диагностики и контроля качества ремонта трубопроводов;

Исследования выполнялись по средствам сравнения и выявления недостатков методов неразрушающего контроля. Актуальность использования именно акустическо-эмиссионного метода подтверждалась статистикой и опытом использования данного метода в сравнении с другими.

1 Анализ методов и средств неразрушающего контроля трубопроводов.

1.1 Магнитный метод неразрушающего контроля.

Магнитный метод применятся для обнаружения скрытых дефектов в деталях, материалом для которых служит ферромагнитный металл, то есть материалы, способные менять свои магнитные свойства под действием внешнего магнитного возмущения. Существует несколько видов магнитного метода: магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый, индукционный.

Для того что бы обнаружить неоднородность магнитного поля при применении магнитопорошкового метода, деталь поливают суспензией, в виде 50%-ого раствора керосина и масла, в котором во взвешенном состоянии находится мелкодисперсная взвесь магнитного порошка («мокрый» метод), или в виде магнитного аэрозоля («сухой» метод). При этом магнитный порошок будет притягиваться в то место, где расположены трещины и четко обрисует ее границы. Данный метод предназначен для выявления нарушений, которые располагаются как на поверхности исследуемого металла, так и под поверхностью на не большой глубине. Это могут быть трещины, надрывы, волосовины, не проварка стыковых сварных соединений, поры[4]. Максимальная глубина идентификации нарушения сплошности материала данного метода составляет 2 мм. Наиболее эффективным данный метод считается тогда, когда плоскость дефекта, относительно направления магнитного потока, составляет угол 90 градусов. При уменьшении этого угла чувствительность cснижается, а при углах существенно меньших 90 градусов, дефекты могут быть не обнаружены.

Иные методы магнитного контроля аналогичны. Единственное отличие заключается в способе получения первичной информации – вместо магнитного порошка и последующего визуального контроля детали используются катушка индуктивности (индукционный метод), магнитная лента и датчик, который

оснащен магнитной головкой (магнитографический метод), феррозондовый датчик, регистрирующий поля рассеивания (феррозондовый метод).

Магнитные дефектоскопы разделяются на стационарные, переносные, передвижные. В состав дефектоскопа, в зависимости от принципа действия и функционального назначения, входят: намагничивающие устройства (соленоиды, постоянные магниты, электромагниты и т. п.), блок питания или управления, вспомогательные устройства и приспособления. В зависимости от формы и размеров контролируемой детали, выбирают типы дефектоскопов и намагничивающие устройства, а также необходимые для выявления дефектов напряженности магнитного поля [5].

Для намагничивания изделий используют переменный, постоянный, выпрямленный одно-, двухполупериодный трехфазный ток, а также импульсный ток. Переменный ток является самым эффективным для выявления поверхностных дефектов, потому что силы магнитного поля ограничиваются поверхностными неферромагнитными слоями изделия. Переменный ток, как правило, нужен для размагничивания деталей. Для выявления подповерхностных дефектов лучше всего использовать постоянный ток, так как магнитное поле, который он создает, проникает глубоко в изделие и равномерно распределяется по всей поверхностной площади детали. Однополупериодный выпрямленный ток предпочтительней для выявления подповерхностных и поверхностных дефектов при магнитопорошковом методе контроля. Максимально близок по характеру создаваемых магнитных полей к постоянному току выпрямленный двухполупериодный и трехфазный.

Магнитные метода используют также для выявления ферритных включений в деталях из аустенитных сплавов. Данный метод позволяет корректировать отдельные технологические процессы изготовления деталей (термическую обработку, ковку, протяжку и др.). Из-за высокой чувствительности, простоте и быстроте операций, достаточной явностью идентификации дефектов магнитные методы получили большое распространение в сфере промышленности. Преимуществом также является возможность контроля деталей сложной формы и любых размеров.

Основными недостатками магнитного метода являются:

• Контроль изделий только из ферромагнитного материала;

• необходимость применения специального оборудования;

• невозможность выявления дефектов, находящимся на глубине более 2 мм от поверхности, а также дефектов, которые располагаются под немагнитными покрытиями толщиной более 80 мкм при использовании магнитной суспензии;

• расположение намагничивающего устройства (в идеале) перпендикулярно потенциальному дефекту;

• при использовании магнитографического метода требуется стандартный образец производства для определения допустимого браковочного дефекта.

1.2 Ультразвуковой метод неразрушающего контроля.

Одним из самых распространенных методов неразрушающего контроля является метод ультразвукового контроля (УЗК). В 1928 году советский физик Сергей Яковлевич Соколов предложил данный метод для определения дефектов [7]. А уже через пару десятков лет УЗК приобрел наибольшую популярность в определении качества сварных соединений, по сравнению с другими методами контроля качества сварки.

Основной принцип УЗК- способность ультразвуковых колебаний распространятся в металле и отражаться от границ раздела сред. Это связанно с тем, что у каждой среды свой показатель удельного акустического сопротивления [4]. Соответственно, чем больше разница акустического сопротивления сред, тем больше ультразвуковых волн отразятся от границы раздела сред. Одной из причин популярности такого метода для определения дефектов сварных соединений, является большая вероятность определения дефекта, связанная с тем, что включения в металле обычно содержат смесь газов, которые возникают вследствие процесса сварки и не успевают выйти наружу, пока металл затвердевает. Так как акустическое сопротивление стали , а, к примеру, сухого воздуха всего , то отражение ультразвуковых волн будет практически полное [6].

Существует множество методов УЗК, наиболее распространенный и простой в эксплуатации это эхо-метод. Принцип действия эхо-метода заключается в генерировании преобразователем колебаний, который так же является приемником отражённых от дефектов эхо-сигналов. Поэтому при ручном контроле не требуется специальных приспособлениях для его фиксации и совмещении акустических осей при использовании двух преобразователей. Кроме того, это один из немногих методов УЗК, позволяющий точно определить координаты дефекта, такие как глубину залегания и положение в исследуемом объекте (относительно преобразователя).

Одним из самых передовых методов ультразвукового неразрушающего контроля являются дифракционно-временной ToFD метод (Time of Flight Diffraction) и метод фазированных решеток.

Переводя дословно с английского языка Time of Flight Diffraction означает времяпролетную дифракцию, потому что главной информационной характеристикой метода является время получения сигнала. Метод основан на получении приемником ультразвуковых волн с краев дефектов. Такое взаимодействие приводит к излучению дифракционных волн в широком диапазоне углов. Обнаружение дифракционных волн позволяет установить наличие несплошности. Время прохождения регистрируемых сигналов является мерой оценки высоты несплошности, тем самым позволяя измерить дефект. Размер дефекта всегда определяется временем прохождения дифракционных сигналов. Дифракция вол, представленная на рисунке 1.1 – явление, которое рассматривается как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн. Для объяснения такого эффекта можно воспользоваться принципом Гюйгенса-Френеля, в соответствии с которым каждую частицу среды, приходящую в колебание вследствие распространения первичной падающей волны, можно рассматривать как точечный источник, излучающий вторичную элементарную сферическую волну [8].

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР