Горячая врезка или врезка под давлением — это специальный процесс, облегчающий безопасное соединение с существующими трубопроводами или резервуарами, пока они остаются в эксплуатации. Горячие врезы используются для контроля качества; добавление датчиков температуры или давления; установка портов, клапанов, поперечных сечений и других трубопроводов; удаление обсадных жидкостей под давлением; и является первоначальным действием, предпринимаемым при необходимости вставки сетевой вилки.
Горячая врезка рассматривается только в том случае, когда нет практической альтернативы, поскольку она представляет особые проблемы для здоровья и металлургии для линий высокосернистого газа и требует высококвалифицированных и опытных бригад. Сварка находящихся в эксплуатации трубопроводов требует разработки и квалификации технологии сварки. Крайне важно обеспечить целостность этих сварных швов, когда трубопроводы работают при полном давлении и в условиях полного потока.
Задача
Контроль полученных сварных швов нескольких горячих врезок на наличие поверхностных дефектов длиной 5 миллиметров и глубиной 1 миллиметр (0,2 дюйма на 0,04 дюйма) и более на линии острого газа, работающей при температуре 280 градусов Цельсия (536 градусов по Фаренгейту).
Для безопасного сверления трубопровода необходимы три компонента: фитинг, клапан и машина для горячей врезки. Для линии подачи газа требовалось несколько горячих врезок. Фитинги, в данном случае Weldolets и разъемный тройник, крепились к трубе в основном с помощью сварки. Следовательно, необходимо было проверить новые сварные швы на наличие поверхностных трещин с целевым размером дефекта 5 миллиметров в длину и 1 миллиметр в глубину, или 0,2 дюйма на 0,04 дюйма. Проблема заключалась в том, что трубопровод работал при температуре 280° по Цельсию или 536° по Фаренгейту.
Обычные методы контроля ограничены при высоких температурах. При магнитопорошковом контроле, или МТ, рекомендуемая максимальная температура поверхности с использованием влажного флуоресцентного МТ, или WFMT, составляет от 50° до 60° C или от 120° до 140° F. Она ограничена водой или средой на масляной основе для магнитных частицы. Некоторые сухие порошки работают при температуре до 216 ° C или 420 ° F, но здесь это не вариант. Капиллярный контроль, PT, имеет максимальную температуру до 52 ° C или 125 ° F, хотя специальные высокотемпературные пенетранты могут работать до 200 ° C или 390 ° F. Опять же, в данном случае это неприменимо.
Решение
Серия датчиков для измерения поля переменного тока, разработанная специально для высокотемпературных сред в сочетании с передовым измерительным прибором.
Измерение поля переменного тока, или ACFM®, метод электромагнитных испытаний был успешно применен для контроля высоких температур, включая, помимо прочего, горячие трубопроводы на нефтехимических предприятиях; склонные к дефектам участки с отставанием через стационарно установленные высокотемпературные матричные датчики; и межпроходной контроль в процессе сварки без необходимости охлаждения и повторного нагрева каждого валика. Стандартные датчики ACFM рассчитаны на температуру поверхности 80 ° C или 176 ° F, а при использовании специальных термостойких компонентов датчики ACFM могут проводить измерения при температуре 500 ° C или 930 ° F или выше в течение длительных периодов времени. Ключевым моментом является использование охлаждения преобразователя сжатым воздухом, что позволяет работать при таких повышенных температурах. Клей, используемый в стандартных датчиках ACFM, разрушается при температуре выше 80°C или 176°F. поэтому в высокотемпературных датчиках используется керамическая паста, обладающая изолирующим эффектом. По той же причине наконечники керамические.
Температура влияет на отклик датчика. Повышение температуры приводит к падению проводимости и проницаемости; оба влияют на глубину проникновения. При работе трубопровода при 280°C или 536°F температура далека от температуры Кюри, равной примерно 770°C или 1390°F, но, тем не менее, небольшое снижение относительной проницаемости может повлиять на параметры испытаний. Для установления рабочей точки фаз при этих температурах требовался небольшой фазовый переход. Существует сдвиг положения пика или фазы примерно на 10 градусов между двумя температурами. На следующей диаграмме сплошные линии соответствуют температуре окружающей среды, а пунктирные — температуре 280 °C или 536 °F.
В этом приложении был выбран прямой преобразователь ACFM с микронаконечником из-за его небольшой возможности определения размера целевого дефекта. Корпус был создан для завихрения холодного воздуха вокруг зонда и выхода вокруг носа. Сжатый воздух подавался компрессором или заводским воздухом и подавался к датчику по трубопроводу; испытание на зазор проводили при температуре окружающей среды.
Чтобы проверить рабочие характеристики, для испытаний были созданы два образца: одна 250-миллиметровая или 10-дюймовая труба с отводом 100 мм или 4 дюйма и одна 300-миллиметровая или 12-дюймовая труба с отводом 250 мм или 10 дюймов. Каждый из них имел ряд пазов, прорезанных в сварных швах электроэрозионной обработкой или электроэрозионной обработкой. Прорезь 3 соответствовала целевому размеру дефекта (5 мм x 1 мм/0,2 дюйма x 0,04 дюйма), а прорезь 1 была ниже целевого. Показанные прорези представляют собой измеренные значения прорезей в образце длиной 300 мм или 12 дюймов. Щели в другом образце были аналогичными.
Для повышения температуры образцов использовались сварочные подогреватели. Температуру контролировали с помощью термопар на трубе и фитинге. Максимальная используемая температура составляла 300°C или 572°F. Все дефекты в образцах были обнаружены как выше, так и ниже порога. Время контакта было ограничено 20 секундами. Были созданы процедуры для эффективного сканирования при повышенных температурах.
Проверка на месте проводилась в два этапа. Первоначальная проверка включала сканирование гладкой трубы в пяти местах, где должны были происходить врезки. Датчик сканировал по сетке размером 10 мм или 0,4 дюйма как по горизонтали, так и поперек. Она проверила сварные швы после того, как были установлены четыре Weldolet и один разъемный тройник. Одно указание было обнаружено в шапке сварного шва. Он был небольшим, но воспроизводимым и имел размеры 10 мм или 0,4 дюйма в длину и 0,8 мм или 0,03 дюйма в глубину. Дефект был успешно устранен шлифовкой.
Преимущества
- Инспекция в процессе эксплуатации
- Не требуется контактная жидкость
- Огромная экономия средств
- Точные измерения поверхностных трещин, которые могут закрыться при охлаждении во время останова.
ACFM — это эффективный метод обнаружения поверхностных трещин при температурах до 300 ° C или 572 ° F в гладких трубах и сварных швах без использования контактной жидкости или жидкостей. Принудительное воздушное охлаждение в сочетании с адаптированной конструкцией носовой части обеспечивает достаточное время контакта. Карандашные датчики, установленные на сварных швах из углеродистой стали, могут обнаруживать и измерять дефекты размером до 5 мм/0,2 дюйма в длину и 1 мм/0,04 дюйма в глубину на реальных примерах. Дополнительные лабораторные испытания были успешно проведены при температуре 400 ° C или 752 ° F с использованием того же оборудования. Чувствительность будет зависеть от типа используемого зонда и материала компонента. Эта превосходная производительность в экстремальных условиях является очевидным преимуществом для тех, кто отвечает за обеспечение качества в период между капитальными ремонтами. Помимо значительной экономии средств за счет предотвращения остановок производства, возможность проверки при повышенных температурах позволяет избежать проблемы закрытия трещин при охлаждении активов. Датчики и контрольно-измерительные приборы ACFM от Eddyfi Technologies предоставляют полезные данные с постоянным контролем и мониторингом на протяжении всего жизненного цикла актива.
