Испытанию на прокатывание шарика через трубу подвергают 100% трубопроводов. Этим способом контроля устанавливают величину эллиптичности трубы и выявляют натеки внутри трубы, превышающие установленные нормы. Диаметр прокатываемого стального шарика выбирают в зависимости от внутреннего диаметра трубы. При диаметре труб до 18 мм применяют шарик, диаметр которого на 1 мм меньше внутреннего диаметра трубы, при диаметре труб 18—30 мм — меньше на 2 мм и при диаметре труб 30—40 мм — меньше на 2,5 мм. Трубы, через которые не прокатывается шарик заданного диаметра, бракуют; такие трубы не подлежат исправлению. Удаление или уменьшение проплавов зачисткой или опиловкой не допускается.
Визуальному контролю невооруженным глазом или с помощью лупы с 10-кратным увеличением подвергают 100% трубопроводов. Перед осмотром сварной шов и прилегающая к нему поверхность трубы на длине не менее 20 мм должны быть очищены от загрязнений, затрудняющих осмотр. При контроле определяют соответствие размеров и формы швов, установленных эталонами, выявляют трещины, наплывы, подрезы, свищи и другие дефекты швов. Допускается наличие не более двух поверхностных раковин диаметром до 0,3 мм, если они расположены не на границе сварного шва и на расстоянии одна от другой не менее 5 мм. Раковины больших размеров могут быть заварены, если трубопровод не относится к трубопроводам ответственного назначения, диаметр раковины не превышает 1 мм и количество раковин не более двух на всей длине шва.
При контроле размеров и формы швов, выполняемых ручной и автоматической сваркой, а также при выявлении дефектов на поверхности швов пользуются эталонами. Необходимость создания эталонов вызывается тем обстоятельством, что получение сварных швов заранее заданных размеров и формы зависит не только от квалификации сварщика, но и от условий сварки, связанных с диаметром и формой трубопроводов. Размеры и форма швов устанавливаются после тщательной отработки технологии сварки. Если возникает необходимость большего увеличения, чем 10-кратное, то осмотр производится с помощью бинокулярного микроскопа. Сварной шов по всей длине окружности трубы должен иметь одинаковое сечение с плавным переходом к поверхности трубы. Отклонения по ширине шва не должны превышать 0,5 мм; в отдельных случаях допускаются отклонения до 0,8 мм. Не допускаются резкие перехваты и утолщения шва. Наплывы на соединительных деталях (ниппель, штуцер и др.) разрешается спиливать, не затрагивая основного металла. Трубопроводы, в которых материал трубы был задет при опиловке, бракуются и исправлению не подлежат.
Рентгеновскому просвечиванию с фотографированием на рентгеновскую пленку подвергают сварные швы трубопроводов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Таким образом, контролируют 100% трубопроводов ответственного назначения. Трубопроводы неответственного назначения контролируют выборочно. Рентгеновским контролем выявляют трещины в шве, газовые и шлаковые включения, натеки, прожоги, включения вольфрама.
В трубопроводах ответственного назначения допускается наличие пор, шлаковых включений и включений вольфрама, если их размеры не превышают 1 мм и количество таких дефектов не более одного на 100 мм длины шва. Дефекты больших размеров или в большем количестве не допускаются. В трубопроводах неответственного назначения разрешается исправление дефектов не более двух раз. Для облегчения контроля качество можно оценивать путем сравнения контролируемого сварного шва трубопровода с эталонным.
Гидравлическое испытание позволяет судить о прочности сварных соединений трубопровода и выявляет неплотности в отдельных участках сварного шва. При пневматическом испытании трубопровод погружают в ванну с водой и затем нагнетают в него воздух под давлением, предусмотренным в технических условиях. Продолжительность выдержки трубопровода под давлением жидкости или воздуха устанавливается техническими условиями. Трещины в сварных швах и сквозные свищи, выявленные гидравлическим или пневматическим испытаниями, не допускаются вне зависимости от их величины и местоположения. Трубопроводы ответственного назначения, имеющие такие дефекты, бракуются. Трубопроводы других типов разрешается исправлять повторной сваркой. Контроль высоким давлением должен выполняться с соблюдением соответствующих правил и инструкций по технике безопасности.
Плотность сварных соединений трубопроводов ответственного назначения можно контролировать с помощью гелиевых течеискателей, гелиевовоздушной смесью и перемещают щуп вдоль сварного шва, во методами щупа или натекания. В первом случае трубопровод заполняют втором — трубопровод вакуумируют и затем обдувают сварные швы гелием.
Ниже приведены некоторые дефекты в сварных швах трубопроводов, их причины и способы исправления.
Трещины (поперечные и продольные) возникают при сварке вследствие неудовлетворительного качества присадочного материала и неправильной технологии сварки. Трубопроводы с трещинами бракуют и не исправляют.
Окисление наплавленного металла наблюдается при газовой сварке трубопроводов из углеродистой стали; внутри шва имеются частицы шлака; поверхность шва, серебристая, неровная, с мелкими свищами. Причина дефекта - сварка окислительным пламенем. Дефект неисправим.
Науглероживание наплавленного металла наблюдается при газовой сварке трубопроводов из углеродистой стали; шов гладкий и широкий, на поверхности шва большие свищи. Причина дефекта — сварка пламенем с избытком ацетилена. Дефект неисправим.
Наплывы появляются вследствие неправильного выбранного режима сварки, неправильного положения трубопровода при сварке и неудовлетворительного качества присадочного материала. Кратеры образуются в результате отрыва дуги при недостаточном количестве наплавленного металла в ванне. Наплывы исправляют механической опиловкой или шарошкой, кратеры - подваркой с последующей зачисткой излишнего наплавленного металла.
Прожог представляет собой проплавление сквозного отверстия в трубе. Причина дефекта - низкая скорость сварки, неправильный угол наклона горелки, неправильное ведение сварки. Трубопроводы
ответственного назначения, имеющие такие дефекты, бракуют и не исправляют. В других случаях прожоги исправляют заваркой.
Подрез характеризуется подплавлением основного металла трубы рядом со швом. Причиной дефекта являются: неправильно выбранный режим сварки, неправильное положение трубопровода при сварке, несоответствующий угол наклона горелки. Трубопроводы с такими дефектами бракуют и не исправляют.
Поры и шлаковые включения в шве возникают при неудовлетворительном качестве присадочного материала, при загрязненной поверхности присадочного и основного металла и при неправильной технике сварки. Эти дефекты исправляют подваркой и последующей механической зачисткой. Трубопроводы ответственного назначения, имеющие такие дефекты, бракуют и не исправляют.
Дефекты сварных трубопроводов исправляют в соответствии со специальной технической документацией (инструкциями, типовыми технологическими регламентами и т. д.) с ведома отдела технического контроля. Не разрешается исправление дефектов повторной сваркой без предварительного удаления дефектных участков. Обнаруженные свищи, поры и другие неплотности зачеканивать не разрешается. К исправлению дефектов повторной сваркой допускаются сварщики не ниже 3-го разряда, имеющие свидетельство о допуске к сварке тонкостенных трубопроводов. Сварщики, имевшие перерыв в работе более семи дней, допускаются к исправлению дефектов, так же как и к сварке трубопроводов, после предъявления контролю и мастеру пробной работы и получения положительной оценки. После исправления дефекта трубопровод подвергают повторному контролю.
3. Фосфатирование
3.1 Общие положения
Фосфатирование - один из распространенных методов защиты металлов от коррозии. Сущность данного метода заключается в создании на поверхности защищаемого металла пленки нерастворимых фосфатов. Фосфатные покрытия после дополнительной обработки маслами, лаками или красками надежно защищают металлы от коррозии.
Фосфатные покрытия обладают высоким электросопротивлением и выдерживают напряжение в пределах от 300 до 500 МПа. По твердости фосфатная пленка превосходит медь и латунь, но она мягче стали. Растворимость фосфатной пленки в воде при комнатной температуре составляет около 1,5 мг/л, при 90 °С — 10,6 мг/л. В кислотах и щелочах фосфатные покрытия неустойчивы. Фосфатные покрытия выдерживают кратковременный нагрев до 400—500 °С, при более высокой температуре защитная способность покрытия снижается. Защитная способность обычных фосфатных покрытий выше, чем у оксидных пленок, получаемых при щелочном оксидировании стали. Фосфатные покрытия применяют для защиты от коррозии, для уменьшения трения и для электроизоляции. Кроме того, фосфатные покрытия служат очень хорошим грунтом для нанесения лакокрасочных покрытий.
В основе процесса фосфатирования лежит реакция взаимодействия железа с фосфорной кислотой. При воздействии на железо разбавленной фосфорной кислоты образуются три вида солей: монофосфат железа -Fe2(H2PO4)2, бифосфат- FeHPO4 и трифосфат -Fe3(PO4)2.
Образование солей происходит по уравнениям:
Fe + 2 H3PO4 = Fe (H2PO4)2 + H2 ;
Fe + Fe(H2PO4)2 =2 FeHPO4 + H2 ;
Fe + 3Fe(H2PO4)2 = Fe3(PO4)2+ 4 H3PO4 .
Одновременно происходит реакция:
3Fe(H2PO4)2 = Fe3(PO4)2+ 4 H3PO4
Образовавшиеся монофосфаты растворяются в кислоте. Труднорастворимые бифосфаты и нерастворимые трифосфаты оседают на поверхности железа, образуя тончайший осадок. Однако защитные свойства пленки из фосфатов железа низкие. В связи с этим для фосфатирования начали пользоваться фосфатами цинка, которые дают гораздо более коррозионностойкую пленку. Для фосфатирования используют растворы, содержащие монофосфаты цинка, соли железа, марганца и свободную фосфорную кислоту. Фосфатирование происходит в две стадии: сначала травление железа в фосфорной кислоте, затем выпадение на поверхности бифосфатов и трифосфатов металла.