Inspeção de soldas e tubulações - como é feita a detecção de falhas em tubulações?
A costura de soldagem de dois tubos é a seção menos confiável em tubulações. A duração da rodovia depende de sua qualidade.Para evitar acidentes durante a operação da estrutura, é realizada a detecção de falhas nas tubulações. Isto é especialmente importante para rodovias localizadas no subsolo.
O conteúdo do artigo:
informações gerais
Existem vários métodos para detectar defeitos em soldas de tubos:
- magnético;
- acústico;
- elétrico;
- ótico.
Sua tarefa é determinar a estanqueidade das juntas, a resistência do metal nas costuras, se há tensões e outros parâmetros que determinam a confiabilidade das tubulações. Ao mesmo tempo, os métodos de detecção de falhas são quase os mesmos para todos os tipos de tubulações: calor, gás, água-, oleodutos.
Todos os métodos mencionados acima pertencem à categoria de tecnologias “não destrutivas”. Ou seja, a detecção de falhas é feita diretamente no canteiro de obras. As juntas dos tubos não são destruídas, o que reduz o custo dos trabalhos de instalação.
A detecção de falhas no pipeline é baseada em um scanner chamado detector de falhas. Cada tecnologia possui seu próprio princípio de funcionamento para este equipamento. Os detectores de falhas mais eficazes:
- corrente parasita;
- ultrassônico;
- pó magnético;
- capilar.
Detalhes sobre os métodos
A detecção de falhas em dutos é um procedimento que deve ser realizado após a instalação do duto. Isso evitará sua possível destruição durante a operação. A detecção de falhas permite identificar quaisquer defeitos nas tubulações. O princípio de funcionamento dos scanners utilizados no processo de diagnóstico é diferente. Portanto, vale a pena primeiro estudar cada um deles com mais detalhes.
Detectores de falhas por correntes parasitas
O princípio de funcionamento do dispositivo é baseado na criação de correntes parasitas, que são direcionadas do plano externo da tubulação para o interno através da costura de solda. A corrente que passa por uma estrutura metálica homogênea não altera seus parâmetros. Se houver defeitos no interior da costura, ou seja, sua homogeneidade é prejudicada, a resistência aumenta, o que reduz a força da corrente parasita.
O detector de defeitos registra e decifra essa diminuição, determinando a qualidade do metal de solda, defeitos e heterogeneidade.
Vantagens do método:
- alta velocidade de trabalho;
- erro de resultado baixo;
- baixo custo de operações.
Desvantagens:
- a espessura da costura em estudo não ultrapassa 2 mm;
- A confiabilidade do dispositivo é baixa.
Detectores ultrassônicos de falhas
A detecção ultrassônica de falhas em dutos é considerada a tecnologia mais utilizada. É realizado por meio de cinco métodos diferentes de detecção de defeitos:
- Método de eco de pulso.
- Sombrio.
- Eco-espelho.
- Sombra-espelho.
- Método delta.
No primeiro caso, o ultrassom é enviado pelo aparelho através da camada de solda. Se houver defeitos no interior do metal, o pulso é refletido na forma de um eco. Ou seja, o ultrassom volta. O aparelho registra o tempo de retorno, que determina a profundidade do afundamento ou poro.
No segundo caso, não é utilizado apenas um dispositivo que envia um sinal ultrassônico, mas também um refletor. Este último é instalado no lado oposto da junta soldada da tubulação. Se a distância entre as duas partes do dispositivo e o tempo de viagem do som forem conhecidos, então alterando o segundo parâmetro (ampliação) é possível determinar onde o defeito está localizado e qual é o seu tamanho.
A terceira versão da detecção ultrassônica de falhas se assemelha à primeira.Somente o detector de falhas é fornecido com refletor, que é instalado na superfície superior da costura, assim como o emissor de sinal. Ambos os elementos estão localizados paralelamente um ao outro. Se um sinal chegar ao receptor, significa que há um defeito no interior do metal que refletiu o feixe.
O próximo método é semelhante ao anterior. A diferença é que o dispositivo de sinalização e o refletor estão localizados em um ângulo de 90° entre si.
O quinto método de detecção ultrassônica de falhas raramente é usado. Os motivos são a complexidade de montagem do equipamento e a demora na decifração dos resultados obtidos. Baseia-se no redirecionamento da energia ultrassônica, cuja direção altera o defeito da solda.
Neste caso, é fornecida uma viga transversal, transformando-se em longitudinal. Ocorre reflexão espelhada parcial. O refletor capta com precisão o sinal longitudinal, cuja intensidade determina o tamanho da falha no tornar-se.
Detectores de falhas de pó magnético
Esta detecção de falhas é baseada na propriedade do aço de alterar o campo magnético próximo a áreas que diferem da parte principal em baixa densidade. Aqui fica mais fraco. Rachaduras, cavidades ou poros no interior do metal apresentam baixa densidade devido ao ar contido neles.
Para detectar defeitos em tubulações, utiliza-se pó magnético, também conhecido como substância ferromagnética. É derramado sobre a solda, onde a corrente elétrica é fornecida por meio de duas bobinas - magnetizante e adicional. A eletricidade dentro do metal cria um campo magnético. Se houver defeitos, enfraquece ao seu redor. Esta é a razão pela qual o pó magnético é atraído.
Se o pó se acumular na superfície durante o exame, isso indica uma coisa: uma falha na solda foi encontrada nesta área.A detecção de falhas em linha nas tubulações principais é realizada usando este método.
Existem duas opções de teste - seco e úmido. No primeiro caso, utiliza-se pó magnético. No segundo, uma suspensão deste pó é uma solução aquosa.
Para que a qualidade do teste realizado na segunda opção seja alta, é necessário tratar adicionalmente a superfície a ser examinada com um material intermediário - óleo técnico, graxa e outros.
As vantagens da detecção de falhas por partículas magnéticas incluem:
- resultado claro, visível sem dispositivos adicionais;
- preço baixo.
Imperfeições:
- pequena profundidade de exame - até 1,5 mm;
- só pode ser utilizado em tubulações montadas em ligas ferromagnéticas;
- dificuldade em desmagnetizar tubos grandes.
Detectores de falhas capilares
Esta tecnologia é usada para detectar pequenas fissuras superficiais que não são visíveis a olho nu. Eles confirmam que o metal na junção de duas seções da tubulação é heterogêneo.
O processo de detecção de falhas no pipeline é realizado da seguinte forma:
- Uma substância indicadora, penetrante, é aplicada na costura de solda. Tem a capacidade de penetrar nos menores defeitos sob a ação de forças capilares. Daí o nome do método.
- A superfície tratada é limpa da substância aplicada, que já penetrou profundamente no metal.
- Um revelador em forma de pó branco é aplicado por cima. Pode ser talco, óxido de magnésio ou outra substância. Possui uma propriedade importante - adsorção. Ou seja, pode absorver outras substâncias.
- O revelador começa a retirar o penetrante das fissuras, o que forma um padrão de falhas nas juntas na superfície do pó branco.Ao mesmo tempo, o indicador é claramente visível nos raios ultravioleta.
Este tipo de detecção de falhas em tubulações geralmente é usado se for necessário detectar falhas superficiais no metal na junção. É inútil para defeitos profundos. E isso é um sinal de menos. A principal vantagem é a facilidade de implementação.
Resultados
Para verificar as juntas dos tubos nas tubulações principais, não é necessário usar um método de detecção de falhas. Cada área pode ser examinada de uma forma ou de outra. Ao escolher o método ideal, você deve primeiro avaliar até que ponto a junta corresponde a ele. Por exemplo, o método capilar é adequado para tubulações de água, petróleo e gasodutos apenas ultrassônico.
A detecção de falhas em um duto é um procedimento necessário que permite avaliar a qualidade do duto instalado e identificar todas as possíveis falhas. É realizado por vários métodos. É preferível realizar o procedimento na fase de instalação da tubulação, para que após a conclusão da obra não haja “surpresas” desagradáveis na forma de vazamentos ou rupturas.
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