Разработка методов диагностирования целостности защитных покрытий труб при строительстве магистральных газопроводов

• Автор: Новоселов, Федор Александрович
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЗАВОДСКИХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ТРУБОПРОВОДОВ И МЕТОДОВ ИХ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

1.1. Классификация методов диагностирования защитных покрытий труб

1.2. Экспериментальная оценка изменения свойств защитных покрытий труб сверхнормативного хранения

1.2.1. Характеристика объекта контроля

1.2.2. Виды характерных повреждений защитного покрытия труб в зависимости от времени хранения
1.2.3. Виды характерных повреждений защитного покрытия труб в зависимости от положения трубы в штабеле
1.2.4. Методика оценки изменения свойств защитных покрытий при длительном хранении труб
1.2.5. Анализ полученных результатов испытания защитного покрытия на прочность адгезии
к металлу трубы
1.3. Выбор и обоснование неразрушающего метода контроля защитных покрытий труб на основе анализа мирового и отечественного опыта
2. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ТРУБ
2.1. Теоретические основы акустического метода многократных отражений
2.2. Экспериментальная отработка импедансного метода для контроля защитных
покрытий труб
2.2.1. Сопоставление методов выявления скрытых отслаиваний защитных покрытий труб
2.2.2. Сущность импедансного метода контроля защитных покрытий
2.2.3. Экспериментальная проверка точности определения границы скрытого отслаивания защитного покрытия трубы
2.3. Разработка порядка калибровки методов диагностирования защитных покрытий труб
2.3.1. Нормативные документы
2.3.2. Разработка имитационных образцов металла труб с характерными дефектами и повреждениями защитных покрытий
2.4. Разработка порядка диагностирования защитного покрытия труб импедансным методом при строительстве трубопроводов
2.4.1. Общая последовательность диагностирования покрытия
2.4.2. Оценка результатов диагностирования покрытия труб УЗ методом
2.5. Опробование разработанного метода диагностики защитных покрытий на газопроводах длительной эксплуатации, имеющих характерные повреждения

2.5.1. Характерные виды повреждений покрытия заводского нанесения при эксплуатации газопроводов
2.5.2. Анализ состояния участков газопроводов из труб с покрытием заводского нанесения после продолжительной эксплуатации
2.5.3. Результаты диагностирования заводских покрытий труб после продолжительной эксплуатации
3. РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО ПРЕДОХРАНЕНИЮ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ ХРАНЕНИИ ТРУБ И В ХОДЕ СВАРОЧНЫХ РАБОТ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТРУБОПРОВОДОВ
3.1. Разработка превентивных мероприятий при длительном хранении труб с защитными покрытиями
3.2. Рекомендации к процедуре пополнения, расходования и перекладки труб с
защитными покрытиями в штабелях при длительном хранении
3.3. Требования к процедуре временного складирования труб с защитными покрытиями в трассовых условиях
3.4. Анализ температурных характеристик сварочного процесса труб газопроводов
3.4.1. Анализ нормативных требований по регламентированию температур сварочного процесса газопроводов
3.4.2. Влияющие факторы и исходные данные для расчета температуры сварки
3.4.3. Учет влияния защитного покрытия при расчете распределения сварочного тепла по трубе
3.4.4. Расчет температуры сварки для различных условий
3.5. Анализ температурного влияния на защитное покрытие при сварочных процессах
3.5.1. Сущность влияния нагрева на состояние защитного покрытия
3.5.2. Термодеформационная модель защитного покрытия
3.5.3. Термодеформационная модель защитного покрытия с учетом адгезионной связи с металлом трубы
3.6. Напряженно-деформированное состояние системы «покрытие-труба» при различных термических циклах
3.6.1. Напряженно-деформированное состояние защитного покрытия при охлаждении102
3.6.2. Напряженно-деформированное состояние защитного покрытия при нагреве
3.7. Экспериментальные исследования труб с защитными покрытиями при монтаже труб в секции на трубосварочных базах
3.7.1. Методика экспериментальных измерений температур на трубах с защитными покрытиями
3.7.2. Результаты экспериментальных измерений температур на трубах с защитными покрытиями и их анализ
3.8. Разработка рекомендаций по предотвращению повреждений покрытий, обусловленных воздействием теплового поля при сварке труб
3.8.1. Технические решения
3.8.2. Оценка эффективности устройства отвода сварочного тепла от кромки защитного
покрытия труб

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

2. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕТОДОВ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ТРУБ
2.1. Теоретические основы акустического метода многократных отражений
Возможны два варианта ультразвукового зондирования качества клеевого слоя: через металл к пластику (рисунок 2.1, а) или через пластик к металлу (рисунок 2.1, б). Как видно, картина реверберационного распределения ультразвукового сигнала не зависит от направления ввода УЗК, если клеевой контакт адгезионно плотен, не имеет пробелов и отслоений. В обоих случаях время реверберации и характер огибающих эхо-сигналов одинаковы, что можно принять за критерий бездефектной оценки адгезионного состояния клеевого слоя [40, 41]. В случае дефектности клеевого соединения, характеризующегося наличием воздушных пустот из-за пробелов сплошности или отслоений, вид осцилограмм существенно изменяется и становится зависимым от направления ультразвукового воздействия.
Если сигнал направлен через металл к полимерному слою, величина амплитуд эхо-сигналов и число ревербераций увеличиваются, а их огибающая по сравнению с бездефектным участком выполаживается, что хорошо иллюстрируется правым графиком на рисунке 2.1, а. Физически это объясняется увеличением коэффициента отражения ультразвуковых колебаний от границы раздела в области дефекта клеевого соединения, а также зависит от толщины металлического слоя Нм и коэффициента затухания в нём УЗК <5[1,8,13]:
, (2.1)
Рп+ь Рп - высота отметок амплитуд последующего и предыдущего эхо-сигналов соответственно; Яа; Рм - коэффициенты отражения УЗК от границы дефекта клеевого слоя и металлической поверхности, через которую вводится УЗК.
Если сигнал УЗК направлен к дефекту клеевого соединения со стороны полимерной оболочки, вид осциллограммы принимает усечённый вид (правый график на рисунке 2.1, б): количество ревербераций сокращается вдвое, а огибающая эхо-сигналов получает заметную крутизну по сравнению с огибающими кривыми на бездефектных участках (левые графики на рисунке 2.1, а, б).