Срок службы стальных труб

Дефекты металлических труб могут привести к серьезным повреждениям и даже опасным авариям магистральных трубопроводов. В статье мы рассмотрим основные их типы и методы обнаружения.

Как выявляются дефекты трубопроводов

Для их надежной эксплуатации дефекты труб необходимо своевременно находить и проводить ремонт. Существует несколько методов определения:

1. Вихретоковый. Он основан на вычислении величины вихревых токов рядом с внутренними дефектами. Преимущество способа заключается в высокой скорости получения результата и малой погрешности;
2. Ультразвуковой. Его суть состоит в подаче ультразвуковых волн на область шва и фиксации изменений отраженных сигналов. Основное достоинство способа – применимость как для металлических труб, так и для пластиковых, а также полипропиленовых;
3. Магнитопорошковый. Позволяет выявлять трещины и другие дефекты только на поверхности трубы. Преимуществом можно назвать – наглядность и точность, но детали больших размеров размагнитить крайне сложно.

Основные типы повреждений

Дефекты стальных труб могут определяться и быть вызваны множеством различных факторов, включая: внешние природные условия, ошибки транспортировки, брак, физико-химические характеристики продукции, а также недостатки производства и обслуживания. Рассмотрим основные виды повреждений трубопроводов.

Механические повреждения

Царапины, риски, надрезы. Образуются при контакте с острыми предметами. В зависимости от глубины и протяженности могут значительно снижать прочность трубы.

Задиры. Возможны при трении металла о более прочные поверхности. Имеют зазубренные края и неровности.

Забоины. Появляются из-за динамического взаимодействия с твердыми телами. Глубина и геометрия зависят от силы и характера воздействия.

Вмятины. Образуются под действием твердых тел без острых краев. Глубина дефекта серьезно влияет на возможность их устранения.

Эрозийные нарушения. Возникают из-за потока рабочей жидкости с твердыми частицами. Могут привести к образованию трещин.

Коррозионные дефекты

Вызваны процессом окисления металла и могут привести к очень существенным повреждениям трубы. Давайте рассмотрим самые распространенные виды коррозии.

Сплошная. Окисление металла равномерно распределено по поверхности трубы. Скорость увеличения одинакова по всей площади.

Неравномерная. Повреждения металла различаются по площади и скорости распространения.

Местная. Окисление происходит на отдельных участках, образуя пятна или раковины.

Питтинговая. Характеризуется появлением мало заметных сквозных отверстий из-за химического окисления металла.

Межкристаллитная. Представляет собой локальную коррозию вдоль границ зёрен металла или сплава. Особенно опасна тем, что скрыта внутри материала и проявляясь лишь когда разрушение достигает очень значительных масштабов.

Технологические дефекты

Возникают из-за несоблюдения технологического цикла создания изделий.

Трещины, расслоения, рванины, закаты и клепы. Могут привести к разрыву трубы и утечке содержимого.

Брызги, застывшие капли металла. Наблюдаются при нарушении технологии сварки.

Прижог, законтачивание. Появляются из-за контакта изделия с токопроводящими элементами, часто сопровождаются образованием нагара, обугливанием поверхности либо эрозионным износом металла.

Чтобы избежать из-за дефектов аварий, ни в коем случае не должны допускаться отклонения в технологии изготовления труб.

Дефекты сварных швов

Они делятся на внутренние и наружные. Рассмотрим по порядку.

Дефекты внутри

Горячие трещины. Формируются в процессе затвердевания металла из-за потери им пластичных свойств. Локализуются вдоль границ структуры кристаллов.

Холодные трещины. Возникают после полного охлаждения сварного шва вследствие избыточного внутреннего напряжения.

Газовые полости (поры). Представляют собой пустоты, заполненные газами из-за недостаточно качественной подготовки поверхностей перед сваркой либо наличия загрязнений.

Шлаковые включения. Представляют собой полые участки, содержащие частицы шлака, которые не успели выйти наружу. Причиной появления чаще всего служит слишком высокая скорость выполнения сварочных работ или плохая подготовка соединяемых деталей.

Включения вольфрама. Их образование обусловлено использованием вольфрамовых электродов. Обычно дефект непосредственно связан нарушениями правил работы или коротких замыканий в цепи.

Дефекты снаружи

Недостаточное проваривание. Проявляется отсутствием полноценного слияния металлов, вызванным недостаточностью силы тока или неправильной техникой сварки.

Подрез. Представляет собой углубленные борозды вдоль границы основного металла и сварного шва. Формируются из-за чрезмерно быстрой сварки и высокого напряжения дуги.

Натеки. Их происхождение связано с недостаточной скоростью сваривания и пониженном напряжением дуги, когда металл наползает на основную деталь без качественного соединения. Контроль качества соединений проводится путём тщательной проверки состояния стыков и кромок с помощью дефектоскопии.

Прожоги. Возникновение обусловлено излишне медленной скоростью сварки при высоком уровне тока.

Кратеры незавершенных швов. Данные углубления остаются на концах сварных швов из-за внезапного прекращения процесса сварки. Часто являются следствием недостаточной квалификации исполнителя.

Оксидные образования. Представляют собой поверхностные пленки из оксидов. Возникают из-за плохой очистки рабочих поверхностей или неверной настройки подачи защитных газов.

Свищевые отверстия. Являются углубленными воронкообразными участками, исходящими из крупных пор или раковин. Устраняются повторной обработкой сварного соединения.

Дефекты бесшовных труб со стенками из стали

Они могут возникнуть как в процессе производства, так и при эксплуатации.

Фальцовка. Это складки на поверхности трубы. Могут быть не только прямыми либо спиральными, но и непрерывными, а также прерывистыми. Основная причина образования– плохое качество металла.

Трещины. Мелкие, идущие прямо или по спирали. Образуются на внутренней и внешней трубных поверхностях. Возникают по причине наличия воздушных пузырьков и посторонних частиц в материале заготовки трубы.

Царапины. Продольные линейные дефекты различной длины на поверхности. Основные причины появления – наличие внутренних царапин на трубной стенке, окалины оксида железа, недостаточная прочность и твердость формы.

Приямки. Локальные углубления на поверхности металла. Причины образования – окалина оксида железа вдавившаяся в поверхность стенки трубы.

Поверхность с ямками. На поверхности металла образуются чешуйки и мелкие точечные углубления. Являются результатом точечной коррозии, которая возникла в процессе травления.

Пятна ржавчины и водяные пятна. Первые часто разъедают поверхность трубы. Вторые не имеют глубины.

Отслоение чешуек. Отделение их от металлической матрицы. Причины – низкое качество стального сплава, оголение после холодного волочения, наличие подповерхностных пузырьков воздуха.

Рубцевание. Тонкие листы, которые образуются на поверхности трубы. Причины – такие дефекты, как неравномерная деформация, изгибы и коробление.