BADANIE RADIOGRAFICZNE RUROCIĄGÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH

Transkrypt

1 BAANIE RAIOGRAFICZNE RUROCIĄGÓW Z TWORZYW SZTUCZNYCH Stanisław Iwaszkiewicz UT-CERT Warszawa Paweł Grześkwiak, Andrzej Faligwski UT-CLT Pznań 1. WSTĘP. Plimery twrzywa sztuczne, materiał knstrukcyjny na rurciągi (np.: gazu) niskieg i średnieg ciśnienia. Spsby łączenia spawanie, zgrzewanie lub łączenie pprzez klejenie. Płączenia wyknane z elementów twrzyw sztucznych w celu kreślenia ich właściwści wytrzymałściwych pddaje się badanim niszczącym, p przeprwadzeniu takieg badania element ulega zniszczeniu. Pddając badanim nieniszczącym płączenia elementów z twrzywa sztuczneg urządzeń będących w eksplatacji trzymujemy infrmację ich stanie nie pwdując ich zniszczenia. Badanie nieniszczące twrzyw sztucznych ujęt w nrmach takich jak: - Badanie nieniszczące płączeń spawanych w półprduktach z twrzyw termplastycznych. Część 1: Ocena wizualna PN-EN : Badanie nieniszczące płączeń spawanych i zgrzewanych w półprduktach z twrzyw termplastycznych. Część 2: radigraficzne za pmcą prmieniwania X PN-EN : Badanie nieniszczące płączeń spawanych i zgrzewanych w półprduktach z twrzyw termplastycznych. Część 3: ultradźwiękwe PN-EN : Niezgdnści w złączach spawanych i zgrzewanych termplastycznych twrzyw sztucznych. Klasyfikacja PN-EN 14728: Persnel spawający i zgrzewający twrzywa sztuczne. Egzamin kwalifikacyjny spawaczyi zgrzewaczy. Spawane i zgrzewane płączenia z termplastycznych twrzyw sztucznych PN- EN 13067: BAANIA wizualne nie dają pełnej infrmacji stanie płączenia zgrzewaneg. Wewnątrz spin (zgrzein) w czasie prcesu łączenia mgą pwstać wady takie jak: - pęcherze, pustki - wtrącenia bce - przyklejenia, które znacznie bniżają trwałść jak i wytrzymałść eksplatacyjną płączenia. datkw prócz badań wizualnych jest mżliwść przeprwadzania badania radigraficzneg lub ultradźwiękweg (np.: w celu stwierdzenia stanu rurciągów będących w eksplatacji). nieniszcząceg metdą radigraficzną przeprwadzn na rurze z twrzywa sztuczneg przeznaczneg d wytwarzania rurciągów gazwych nazwie plimer PE 100.

2 Trwałe płączenie w prcesie zgrzewania złączy rurciągów z twrzyw termplastycznych pwstaje pprzez silne uplastycznienie lub nadtpienie łącznych styków i wywarcia dcisku, pwdującej płynięcie i dkształcenie plimeru w bszarze zgrzewania. Zgrzewanie twrzyw sztucznych przebiega przy użyciu specjalnych urządzeń i narzędzi. Zgrzewanie rury z plimeru PE 100 przeprwadzn przy użyciu urządzenia z zewnętrznym elementem grzewczym, grącą płytą, zgrzewanie plega na zetknięciu z pwierzchnią elementu grzewczeg zgrzewanych przygtwany wcześniej pwierzchni stykwych brzegów człwych rur, a następnie p nagrzaniu ich d temperatury tpnienia lub mięknięcia wysunięcie elementu grzewczeg i dciśnięcie bu kńców rur d siebie zapewniając trwałe płączenie. ciśnięcie d siebie nagrzanych elementów pwduje spęczenie bszaru zgrzewania łącznych rur w miejscu pwstawania zgrzeiny. Złącza egzaminacyjne próbne d badań w prcesie egzaminwania spawaczy i zgrzewaczy termplastycznych twrzyw sztucznych wg PN-EN 13067:2005 pddaje się badanim niszczącym. Rdzaje badań t: Próba zginania, Próba rzciągania, Próba ddzierania, Próba zgniatania, makrskpwe. Na elementach eksplatacyjnych które nie ulegają zniszczeniu w trakcie badania przeprwadzn badania radigraficzne. Zajrzenie d wnętrza elementu lub biektu w celach infrmacyjnych nie pwdując jeg zniszczenia. Jednym z celów badań radigraficznych mże być uzyskanie infrmacji, t tak zwane badanie infrmacyjne. Elementy na których przeprwadzn takie badania przedstawin na Rys. 1, a radigram z wyknanych badań przedstawin na Rys. 5. Parametry badania pdan w Tabl. 1 (pz. 1). Takie badanie radigraficzne przeprwadza się głównie elementy: - złączki, celem sprawdzenia wypełnienia ich rurami, czy są symetrycznie wsunięte lub sprawdzenie przewdów grzewających. - zawry lub zasuwy czy nie występują wady. - lity materiał rury jeżeli występuje pdejrzenie, że są wady wewnętrzne. 1 mufa 2. mufa + sidł 4 sidł 5 sidł Rysunek Nr 1. Badane radigraficznie elementy łączne mufa.

3 badań nieniszczących radigraficznych użyt złączy zgrzewanych grącym narzędziem (tarczą) rurciągów wyknanych z plimeru PE 100 rury d instalacji sieci gazwych wytwórca GAMRAT S.A. Element badany radigraficznie przedstawin na Rys. 2. Wymiary: średnica 250, grubść g 14,2 mmm, gęstść materiału kg/m3. Oznaczenie złączy zgrzewanych: Średnica/Grubść/prces łączenia ( Z zgrzewanie) Rysunek Nr 2. Badany radigraficznie element łączny - zgrzewana rura PE 100. radigraficzne przeprwadzn dążąc d uzyskania właściwej czułści badania, dpwiednieg kntrastu i strść brazu radigraficzneg. Wyknan kilkanaście ekspzycji przy pmcy aparatu rentgenwskieg, których celem był ustalenie właściwych parametrów badania. Nie małą rlę w ustalaniu parametrów badania spełnia również dświadczenie badacz radigraficzneg. Stanwisk badawcze przedstawin na Rys. 3. Rys. 3. Stanwisk d badań radigraficznych aparat rentgenwski Parametry aparatu rentgenwskieg: Typ XYLON 225, max 225 kv, max 6 ma. Średnica gniska lampy 3 mm

4 2.1. Stswane metdy prześwietleń: - Układ d prześwietlanie przez dwie ścianki Rys. 4 z nrmy PN-EN :2005, umżliwiający uzyskanie pdwójneg brazu zakrzywinych biektów w celu równczesnej ceny bu ścianek metda prstpadła. Parametry badania radigraficzneg przedstawin w pz.1 tablicy 1. Obraz radigraficzny przedstawin na Rysunku Nr 5 - układ d prześwietlanie przez dwie ścianki Rys. 5 z nrmy PN-EN :2005, umżliwiający uzyskanie jedneg brazu zakrzywinych biektów w celu ceny ścianki d strny błny. Parametry badania radigraficzneg przedstawin w Pz. 2 Tablicy 1. Obraz radigraficzny przedstawin na Rysunku Nr 6 - metda kntaktwa układ - d prześwietlania przez dwie ścianki Rys. 6 z nrmy PN-EN :2005, umżliwiający uzyskanie jedneg brazu zakrzywinych biektów w celu ceny ścianki d strny błny. Parametry badania radigraficzneg przedstawin w pz.3 Tablicy 1. Obraz radigraficzny przedstawin na Rys. 7 Nie prdukuje się wskaźników jakści brazu dla twrzyw sztucznych trzeba wyknać je we własnym zakresie używając teg sameg materiału z któreg była wyknana próbka d badań radigraficznych Wyknan (wskaźnik) wzrzec schdkw-twrkwy wykrzystany d ceny jakści brazu radigraficzneg (według nrmy PN-EN 462-2:1998). Kształt i wymiary przedstawin na Rys. 4. Wzrzec typu H5/H9 p dwie grubści z każdeg typszeregu (H5-0,5 mm i 1,0 mm) raz (H9 1,6 mm i 2,0 mm), i wyknan p dwa twrki w każdej grubści równrzędnej średnicy (nrma zaleca wyknanie na wzrcu schdkwym pwyżej grubści 0,8 mm jedneg twrka). Wymiary każdeg schdka t kwadrat bku 20x20 mm (nrma zaleca wymiary 10x7mm). 0,5 mm 1,0 mm 1,6 mm 2,0 mm twrki ø 0,5 twrki ø 1,0 twrki ø 1,6 twrki ø 2,0 H7 H10 H12 H13 Rys. 4. Wskaźnik jakści brazu schdkw-twrkwy - wyknanie własne.

5 2.2. Parametry przeprwadznych badań radigraficznych przedstawin w Tablicy 1 pniżej. Pz./układ wg PN- EN :2005 Pz 1. Rys. 4 wg PN-EN Pz 2. Rys. 5 wg PN-EN Pz 3. Rys. 6 wg nrmy Tablica 1. Parametry badania radigraficzneg złączy z twrzywa sztuczneg. Parametry badania radigraficzneg IQI % Oznaczenie Grubść źródł - schd.- Średnica/ U I t SF [mm] [mm] Wykrywalnści [kv] [ma] [min] błna twrk. mufa ze spiralą grzejną infr rura zgrzewana rura zgrzewana 90x9 250x14 250x14 Gęstść ptyczna 60 3,0 2, ,8 3,4 50 3,0 3, ,0 1, ,5 (H7) 1,0 (H10) 2.3 (Radigramy z badań radigraficznych rurciągów twrzyw sztucznych) 3,5 2,5 7,0 2,3 Błna radigraficzna użyta d badań Agfa Geavert Structurix Vacupac 5 (24x10) kładki wzmacniające Pb 0,027/0,027 Wskaźnik jakści brazu schdkw - twrkwy z teg sameg materiału c materiał badany. Oznaczenie wskaźnika H5PEENF zgdnie z nrmą PN-EN 462-2:1998. F - wskaźnik umieszczny d strny błny. Zalecenie z nrmy PN-EN :2005 w przypadku rur zgrzewanych grącym narzędziem zewnętrzny nadlew płączenia należy usunąć przed wyknaniem badania radigraficzneg. (w tym przypadku nadlewu nie usunięt aby jak najbardziej zbliżyć się d warunków eksplatacyjnych) Rys. 5. Radigram elementu łączneg 90x9 mufa infrmacyjny. Parametry badania pdan w tabl. 1 (pz. 1).

6 Rys. 6. Radigram elementu łączneg rura. Parametry badania pdan w pz. 2 w tabl. 1. Rys. 7. Radigram elementu łączneg rura. Parametry badania pdan w pz. 3 w tabl PORÓWNANIE I ANALIZA. parametrów badań, jakści brazu radigraficzneg, nrm badania radigraficzneg Gęstść Tytanu 4507 kg/m3 (stali 7860 kg/m3), (aluminium 2700 kg/m3) 3.1. Parametry badań radigraficznych rury z tytanu przedstawin w Tabl. 2. Radigram płączenia spawaneg rury z Tytanu przedstawia Rys. 8. Rura spawana z tytanu 114,3x3,1. Materiał tytan Ti-7 wg ASTM B Odległść źródł błna SF = 260 mm. Napięcie lampy rentgenwskiej 80 kv. Natężenie lampy rentgenwskiej 3,0 ma. Czas ekspzycji 1,5 minut. Wskaźnik jakści brazu 13TIEN

7 Pzycja /Układ badania Pz.1. Rura z tytanu. Rys.13 z PN-EN 1435: Tablica 2. Parametry badania radigraficzneg złączy z Tytanu Parametry badania radigraficzneg IQI % Oznaczenie Grubść U [kv] I [ma] t [min] Średnica/ SF Pręcikwy Wykryw [mm] alnść Gęstść 1 114x3,0 80 3,0 1,5 260 W15 4,1 2,7 3.2 (Radigramy z badań radigraficznych złączy spawanych rur z tytanu ) Rys. 8. Radigram elementu rura z tytanu. Parametry badania pdan w pz. 1 w Tabl Prównanie nrm przedstawin w Tablicy 3. Wykrywalnść schdkw-twrkwa dla twrzyw sztucznych siągnięta w zależnści d układu gemetryczneg badania według nrmy PN-EN :2005 w granicach d 3,5% (H7)d 7,0%(H10). Zalecana minimalna wartść jakści brazu wg PN- EN :2005 Załącznik A. Tablica A6 dla grubści prześwietlanej mm wynsi H5. Jest t prównywalne d siągniętej wykrywalnści 4,1% dla radigramu złącza spawaneg rury z Tytanu. Wykrywalnści są zbliżne w bu przypadkach. Metda badawcza wizualne radigraficzne Tablica 3. Prównanie wybranych nrm dtyczących badań nieniszczących płączeń spawanych stali i nrm dtyczących badań nieniszczących płączeń zgrzewanych twrzyw sztucznych (w tym w badaniach radigraficznych). Stal PN-EN 970:1999. Spawalnictw. nieniszczące złączy spawanych. wizualne. PN-EN 1435:2001. nieniszczące złączy spawanych. radigraficzne Uwagi (persnel NT) bry wzrk, zgdnie z PN- EN 473. Stan wzrku zaleca się kntrlwać c 12 miesięcy. Kwalifikacje persnelu badawczeg wg PN-EN 473 Metda badawcza wizualne radigraficzne Twrzywa sztuczne PN-EN : 2002: nieniszczące płączeń spawanych z twrzyw termplastycznych. Część 1: Ocena VT PN-EN : Jak wyżej. Część 2: radigraficzne pmcą prmieniwania X. za Uwagi (persnel NT) Persnel ceniający ma mieć dbry wzrk, zgdnie z wymaganiami pdanymi w PN- EN 473 Kwalifikacje persnelu badawczeg wg PN-EN 473

8 Badanie ultradźwięk -kwe Klasyfikacja niezgdnści Pzimy jakści/ Pzimy akceptacji (dla radigrafii) PN-EN ISO 17640:2011. nieniszczące złączy spaw. Badanie ultradźwiękwe złączy spawanych PN-EN ISO :2009. Spawanie i prcesy pkrewne. Klasyfikacja gemetrycznych niezgdnści spawalniczych w metalach. Część 1: PN-EN ISO 5817:2009. Pzimy jakści wg niezgdnści spawalniczych. PN-EN : Część 1: Pzimy akceptacji Kwalifikacje persnelu badawczeg wg ISO 9712 lub PN-EN Badanie ultradźwięk -kwe Klasyfikacja niezgdnści Pzimy jakści/ Pzimy akceptacji PN-EN : Jak wyżej. Część 3: ultradźwiękwe. PN-EN 14728:2006. Niezgdnści w złączach spawanych i zgrzewanych termplastycznych twrzyw sztucznych. Klasyfikacja. (Np : uzgdnine warunki dbircze, specyfikacje, wytyczne instytucji) Obszar w którym aktualnie nie stwierdzn tematycznej nrmy Kwalifikacje persnelu wg PN-EN 473 i znajmść z zagadnień dt. materiału termplastyczneg i rdzaju płączeń 4. WNIOSKI. Badanie radigraficzne mżna stswać d badań rurciągów z twrzyw sztucznych w eksplatacji i płączeń w tych rurciągach (np.: zgrzewanych) (badanie metdą przez dwie ścianki) uzyskuje się zbliżną d dpuszczalnej dbrą jakść brazu radigraficzneg dla przedstawineg w artykule przykładu (rury wymiarach 250x14 zgrzewanej z materiału PE100 zastswanie dla instalacji gazwej). Ze względu na małą gęstść materiału kł 920 kg/m3 lepsze rezultaty uzyskuje się prześwietlając większe grubści ścianek rur lub elementów płaskich. ( literatura na temat twrzyw sztucznych sugeruje w praktyce przeprwadzanie badania radigraficzneg pwyżej grubści 25 mm). Bibligrafia: [1] PN-EN :2002 Badanie nieniszczące płączeń spawanych w półprduktach z twrzyw termplastycznych. Część 1: Ocena wizualna. [2] PN-EN :2005 Badanie nieniszczące płączeń spawanych i zgrzewanych w półprduktach z twrzyw termplastycznych. Część 2: radigraficzne za pmcą prmieniwania X. [3] PN-EN :2006 Badanie nieniszczące płączeń spawanych i zgrzewanych w półprduktach z twrzyw termplastycznych. Część 3: ultradźwiękwe. [4] PN-EN 14728:2006 Niezgdnści w złączach spawanych i zgrzewanych termplastycznych twrzyw sztucznych. Klasyfikacja. [5] PN-EN 13067:2005 Persnel spawający i zgrzewający twrzywa sztuczne. Egzamin kwalifikacyjny spawaczy i zgrzewaczy. Spawane i zgrzewane płączenia z termplastycznych twrzyw sztucznych. [6] PN-EN 462-2:1998 nieniszczące. Jakść brazu radigramów. Wskaźniki jakści brazu (typu schdkw-twrkweg). Liczbwe wyznaczenie jakści brazu. [7] PN-EN 1435:2001. nieniszczące złączy spawanych. radigraficzne złączy spawanych [8] H.Saechtling, W.Zebrwski. Pradnik. Twrzywa sztuczne. WNT. Warszawa [9] Andrzej Klimpel. Technlgie zgrzewania metali i twrzyw termplastycznych. Wydawnictw Plitechniki Śląskiej. Gliwice [10] Andrzej Pusz. Wdciągi i Gazciągi z plietylenu. Materiały szkleniwe. Gliwice [11] Grzegrz Jegierski. Radigrafia przemysłwa. WNT. Warszawa