Prezentacja Przedsiębiorstwa Energetyki Cieplnej Sp. z o.o. w Rudzie Śląskiej
III FORUM TECHNOLOGII CIEPŁOWNICZYCH 17-19 listopada 2014, Busko-Zdrój Badanie metodą ultradźwiękową obwodowych złączy spawanych rurociągów preizolowanych Część I wstęp; informacje ogólne; podstawowe zagadnienia Prezentuje Marek Nowak
CO WAŻNE NAJCZĘSTSZE PYTANIA i WĄTPLIWOŚCI Wybór techniki spawania gazowe czy elektryczne Wybór metody badawczej ultradźwięk czy radiografia Czy badanie 100% spawów zapewnia 100% pewność szczelności złącza spawanego Ile połączeń spawanych należy poddać badaniom.
Spawanie to proces łączenia polegający na nadtopieniu brzegów elementów łączonych, wymieszaniu powstałego stopiwa i ich stopienia oraz doprowadzenia do powtórnej krystalizacji roztopionych miejsc. Procesy spawalnicze prowadzone są na ogół przy użyciu skupionych źródeł ciepła, powodujących miejscowe nagrzanie do temperatur zależnych od własności materiału rodzimego oraz rodzaju stosowanego procesu. Temperatura ta w przypadku spawania musi być wyższa od temperatury topnienia metalu. Temperatura topnienia to temperatura, w której dane ciało stałe topnieje, czyli zamienia się w ciecz - aluminium w 660 C, a miedź + 1083 C. Najwyższą temperaturę topnienia spośród metali ma wolfram +3370 C. Temperatura topnienia chemicznie czystego żelaza wynosi 1535 C, a temperatura topnienia stali niskowęglowej wynosi ok. 1480 C.
Podstawowe wymagania stawiane spawalniczym źródłom ciepła: z energetycznego punktu widzenia powinny się one charakteryzować możliwie wysoką temperaturą oraz skupioną powierzchnią przekazywania ciepła, z technologicznego punktu widzenia spawalnicze urządzenia, w których wykorzystuje się źródła ciepła powinny być tanie, proste w obsłudze oraz bezpieczne i niezawodne w działaniu.
Przy spawaniu i prostowaniu należy: 1. Minimalizować ilość ciepła wprowadzanego do konstrukcji 2. Minimalizować wymiary spoin do wymiaru konstrukcyjnego 3. Stosować zasadę symetrii
Rodzaje spawania Automatyczne Półautomatyczne Ręczne (do wykonywania spoin w pozycjach przymusowych)
Główne rodzaje źródeł energii, źródeł ciepła oraz ich zastosowanie w procesach spawalniczych rur preizolowanych ze stali : Źródło energii Źródło ciepła Metoda spawania 1 paliwo chemiczne w stanie gazowym płomień C 2 H 2 O 2 płomień H 2 O 2 i inne gazowe 2 energia elektryczna 3 energia elektryczna 4 energia elektryczna 5 energia elektryczna łuk elektryczny jarzący się w gazach ochronnych łuk elektryczny jarzący się w gazach ochronnych łuk elektryczny jarzący się w gazach ochronnych plazma łukowe, metodą MIG, MAG, TIG łukowe elektrodą otuloną łukowe drutem proszkowym plazmowe
Wymiary ukosowań zależą od grubości materiału spawanego, metody spawania i są ujęte w normach
Budowa złącza spawanego
W procesie spawania brzegi łączonych elementów oraz dodawane spoiwo ulegają stopieniu pod wpływem doprowadzonego ciepła. Dodawane w procesie spawania spoiwo po stopieniu nazywa się stopiwem. Stopiwo i stopiony na brzegach łączonych elementów metal po zastygnięciu tworzą spoinę. Elementy spawane wraz z łączącą je spoiną nazywa się złączem spawanym. Złącza spawane mogą być wytwarzane z dodanym spoiwem lub bez.
Przykłady podstawowych pozycji spawania blach i rur spoinami czołowymi wg normy PN-EN ISO 6947
Pozycje spawania spoin czołowych Blacha PA Podolna PC Naścienna PG Pionowa z góry w dół PE Pułapowa PF Pionowa z dołu do góry Rura PA Rura obrotowa, oś pozioma, podolna PC Rura stała, oś pionowa, naścienna PG Rura stała, oś pozioma, pionowa z góry w dół PF Rura stała, oś pozioma, pionowa z dołu do góry H-L045 Rura stała, oś pochylona, pionowa z dołu do góry
Spawanie elektrodą nie topliwą w osłonie gazu obojętnego metoda TIG
Spawanie metodą TIG (Tungsten Inert Gas) jest procesem spawania łukowego nietopliwą elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych, np. argonu i helu. Źródłem ciepła w tym procesie jest łuk elektryczny, jarzący się między elektrodą wolframową, zamocowaną w uchwycie spawalniczym, a elementami spawanymi. Elektroda wolframowa jest metalem trudno topliwym. Dodane do wolframu składniki zwiększają odporność elektrod na wysoką temperaturę i zmniejszają ich zużycie w procesie spawania. Strumień argonu, przepływający od butli przez uchwyt elektrody do strefy łuku elektrycznego, chroni jeziorko ciekłego metalu, końcówkę elektrody nietopliwej i przyległą strefę przed działaniem tlenu i azotu z powietrza.
III FORUM TECHNOLOGII CIEPŁOWNICZYCH 17-19 listopada 2014, Busko-Zdrój Badanie metodą ultradźwiękową obwodowych złączy spawanych rurociągów preizolowanych Część II poziomy jakości według niezgodności spawalniczych Prezentuje Marek Nowak
PN-EN ISO 5817 2014 Zastępuje PN-EN ISO 5817:2009 Spawanie Złącza spawane ze stali, niklu, tytanu i ich stopów.. Poziomy jakości według niezgodności spawalniczych Norma Europejska EN ISO 5817:2014 ma status Polskiej Normy
Niezgodności powierzchni i kształtu
PN EN ISO 5817:2014 Określa trzy Poziomy Jakości B ostry C średni D - łagodny PN EN ISO 17635:2014:2010 Badania nieniszczące spoin. Zasady ogólne dotyczące metali Określa wymagania wobec metod badawczych w zależności od wymagań jakościowych VT wizualna PT penetracyjn a MT magnetyczn a UT ultradźwiękowa RT radiograficz na
PN EN ISO 5817:2014 Poziom Jakości Niezgodnoś ci Pęknięcia Pęcherze niedopuszczal ne B C D niedopuszczal ne niedopuszczal ne dopuszczalne dopuszczalne dopuszczalne Wtrącenia (z wyjątkiem Cu) Przyklejenia dopuszczalne dopuszczalne dopuszczalne niedopuszczal ne Brak przetopu niedopuszczal ne niedopuszczal ne niedopuszczal ne dopuszczalne krótkie dopuszczalne krótkie
VT Wymagania techniczne wobec wykonania badania metodą wizualną dla Poziomu Jakości B nie są określone Wobec inspektorów prowadzących badania VT wymagane jest tylko coroczne badanie wzroku. Inwestor może zażyczyć sobie certyfikowanego personelu
RT Wymagania wobec metody radiograficznej dla Poziomu Jakości B Klasa badania B wymaga w radiografii następujących działań: -do średnicy DN100 mm badanie techniką eliptyczną 2 radiogramy -dla średnic większych badanie techniką obwodową (ilość radiogramów około 4 do 5, w zależności od grubości i średnicy rury) -źródło promieniowania aparat rentgenowski lub za zgodą Inwestora można zastosować izotopy promieniotwórcze: Selenu (Se-75) od 5 mm lub Irydu (Ir-192) od 10 mm
UT Wymagania wobec wykonania badania metodą ultradźwiękową dla Poziomu Jakości B są normatywnie określone dla drobnoziarnistych ferrytycznych stali o grubości ścianki 8 mm Dla grubości mniejszych od 8 mm brak jest wymagań normatywnych może zastosować Procedurę Badawczą która wypełni lukę przy braku unormowań
KORELACJA POMIĘDZY PJA - PBA - PAK Dla przyjętego poziomu jakości PJA, przeprowadza się badania z dokładnością i wymogami poziomu badania PBA. Na podstawie uzyskanych wyników orzeka się, czy wykryte wskazania niezgodności spawalniczych (wad) nie przekraczają wartości dopuszczalnych dla odpowiedniego poziomu akceptacji PAK.
Przed każdymi badaniami nieniszczącymi (NDT) należy wykonać badania wizualne (VT)!!! UT Niezgodności płaskie pęknięcia, przyklejenia, brak przetopu to niezgodności najlepiej wykrywalne metodą ultradźwiękową. Wtrącenia i pęcherze to niezgodności bardzo słabo wykrywalne metodą UT Brak normatywnych wymagań jakościowych dla niewielkich grubości (< 8 mm) powoduje konieczność opracowania Procedury Badawczej i określenia własnych kryteriów jakościowych opartych np. o wysokość impulsu wskazania i jego rodzaj. RT Metoda radiograficzna doskonale sprawdza się w obrazowaniu niezgodności przestrzennych takich, jak pęcherze, wtrącenia i braki przetopu Niezbyt dobrze wykrywalne mogą być pęknięcia, a słabo przyklejenia. Norma przewiduje badanie elementów cienkościennych, praktycznie bez określania dolnej granicy grubości Duży problem z badaniami radiograficznymi w terenie (zwłaszcza w obszarach zamieszkiwanych) to konieczność zapewnienia bezpieczeństwa przed promieniowaniem jonizującym osobom postronnym (badanie w nocy, zamykanie dostępu do strefy badania, itp.)
III FORUM TECHNOLOGII CIEPŁOWNICZYCH 17-19 listopada 2014, Busko-Zdrój Badanie metodą ultradźwiękową obwodowych złączy spawanych rurociągów preizolowanych Część III PROCEDURA BADAWCZA PEC-RŚ-PB-UT/2013/ Rew:01 grudzień 2013 Prezentuje Marek Nowak
TERAŹNIEJSZOŚĆ W prezentacji przedstawiono własną metodę badań ultradźwiękowych spoin, obejmujące zakres grubości łączonych elementów począwszy od 2 mm do 8 mm. Pomiar oparty jest na głowicach tandem z wykorzystaniem krzywych odniesienia DAC. Głowice tandem będące nowym opracowaniem charakteryzują się wysoką wykrywalnością i wysokim stosunkiem sygnału użytecznego do poziomu szumów. Jest ona częściowo wzorowana na metodzie badań znanej od lat Instrukcji Badań Spoin (IBUS- TD). Druga metoda dotycząca zakresu grubości powyżej 8 mm jest procedurą badania spoin wg norm PN-EN1712 i PN-EN1714 PRZYSZŁOŚĆ Dostępne są defektoskopy które umożliwiającą automatyczną rejestrację wyników badania spoiny z wykorzystaniem skanera oraz jej automatyzm (nastawień defektoskopu, ocenę spoin, rejestrację wyników badań i ich archiwizację).
GŁOWICE WYMAGANIA Głowice tandem (dwuprzetwornikowe) z przetwornikiem nadawczym i odbiorczym; Wysoka wykrywalność i wysoki stosunek sygnału użytecznego do poziomu szumów; Ze względu na wymagany stopień sprzężenia z materiałem badanym z rurą muszą być doprofilowane. Np. dla średnic 26,9 42,4; 48,3 76,1 mm itd.. Dla średnic 114 i powyżej można zastosować głowice nieprofilowane.
KALIBRACJA APARATURY Wyznaczenie środka i konta głowicy Zakresu obserwacji Kontrola nastawienia zakresu i czułości Powyższe czynności przeprowadza się na gotowych wzorcach kontrolnych i próbkach odniesienia. Ø 1,5 mm
Krzywe odniesienia DAC Sporządzanie krzywych odniesienia (wykresów) DAC-t to zapamiętanie amplitudy echa od otworu z próbki odniesienia o średnicy 1,5 mm w różnych odległościach. Przez punkty najwyższej amplitudy echa prowadzi się krzywą DAC. Pokazany zasięg DAC 2-4,5 cm jest zasięgiem typowym, poza zasięgiem czułości badania maleją.
Ocena wskazań kryterium akceptacji Wszystkie wskazania, których wysokość echa przewyższają krzywą odniesienia DAC są nie akceptowane. Miejsce wadliwe zostaje zakwalifikowane do naprawy.
NADZÓR SPAWALNICZY ETAP SPAWANIA - WYMAGANIA opracowanie instrukcji technologicznej spawania dobranie odpowiedniego spoiwa certyfikat dopuszczający UDT i/lub TUV sprawny sprzęt do spawania, przygotowania krawędzi, podgrzewania, przechowywania spoiwa aktualne uprawnienia spawaczy rur metodą 141 wg PN-EN 287-1 w zakresie średnic, grubości i gatunków materiałów, pozycji spawania i szczegółowych warunków wykonania złącza
NADZÓR SPAWALNICZY ETAP BADANIA SPAWÓW NDT WYMAGANIA weryfikacja firmy wykonującej badania NDT pod kontem kwalifikacji personelu i sprzętu sprawdzenie poprawności wykonywania czynności na budowie w zakresie: kalibracji sprzętu używania próbek odniesienia sprawdzenie kompletności wyników badań w odniesieniu do schematu oznaczenia spoin.
P r z e m y s ł ow e La b o r a t o r i u m B a d a w c z e TES T J a c e k Ko z ł o w s k i Adres korespondencyjny: 43-1 9 0 Mi k o ł ó w, u l. N a r c y z ó w 4 H fax. 32 726-59-67 NIP: 954-124-48-82 Laboratorium: 41-7 1 0 R u d a Ś l ą s k a, ul. Nowary 1A p. 107, 108 tel. 32 340-03-03; 602 340-145 http://www.testplb.pl ; e-mail: biuro@test-plb.pl Laboratorium badawcze uznane przez Urząd Dozoru Technicznego świadectwo uznania nr. LBU-200/09
Dziękuję za uwagę MAREK NOWAK