Особенности определения твёрдости металлических труб

В зависимости от назначения и сферы применения металлические трубы могут быть изготовлены из разных металлов и сплавов, что непосредственно влияет на их свойства и особенности. Промышленные трубы чаще всего изготовлены из стали, а также из сплавов с добавлением марганца, алюминия, углерода, титана и других элементов. Трубопроводы служат для транспортирования газов, нефтепродуктов, гранулированных материалов, воды и других жидкостей.

Мониторинг трубопроводов

Чтобы обеспечить безопасность эксплуатации и избежать серьёзных проблем, вызванных износом или дефектом трубопровода, необходимо его регулярное обследование, которое включает обязательные испытания. Одним из основных этапов проверки труб является измерение твёрдости материала.

Данный вид неразрушающего контроля может быть проведен с разными целями:

1. Начальное определение твёрдости стенки трубы - выполняется непосредственно после её изготовления на предприятии. Без данных, полученных при первичном исследовании, невозможна паспортизация технического изделия.
2. Диагностика физико-механического состояния трубопровода для определения влияния условий эксплуатации (скачки давления, перепады температуры, агрессивные среды и т.д.)
3. Замеры твердости после ремонта участка трубопровода для выявления возможных изменений в материале.
4. Периодическое диагностирование объекта для определения срока службы.

Главный смысл любых испытаний – обеспечение безопасной эксплуатации и недопущение аварийных ситуаций.

Методы определения твёрдости труб

На выбор конкретного способа влияет несколько факторов:

• известная твердость металла или сплава;
• форма и размер объекта исследования;
• участок контроля (сварной шов или основной металл);
• толщина измеряемого слоя материала.

Наиболее точный результат позволяет получить стационарный твердомер, выполняющий измерения по методам Виккерса (ГОСТ 2999-75), Бринелля (ГОСТ 9012-59) или Роквелла (ГОСТ 9013-59).

Однако для его применения необходим отбор образцов для лабораторного анализа, что зачастую не представляется возможным.

В отличие от стационарных, портативные твердомеры имеют небольшие размеры и вес, что позволяет использовать их на магистральных трубопроводах. Мобильность приборов существенно упрощает исследование больших металлических конструкций и труднодоступных объектов; делает возможным обследование оборудования без вывода из эксплуатации. При этом по погрешности измерений такие устройства почти не уступают стационарным.

Принцип действия портативных твердомеров реализован на методах:

1. Ультразвуковой контактный импеданс - UCI метод (Ultrasonic Contact Impedance) основан на изменении резонансной частоты колебаний металлического стержня, имеющего алмазный наконечник, при внедрении его в поверхность металлического изделия. Наконечник представляет собой черырехгранную пирамиду Виккерса.
2. Метод Либа основан на зависимости скорости отскока твердосплавного шарика от твердости поверхности испытуемого объекта.

Соответственно данные приборы делят на Ультразвуковые и Динамические.

Критерии выбора портативного твердомера

Где измеряем твердость стенки трубы?	Металл	Внутренний диаметр, мм	Толщина стенки, мм	Какой твердомер подходит?
Снаружи	Конструкционная сталь	любой	от 3	ТКМ-459, насадка U-459
	Любой	любой	от 6	ТКМ-359С, насадка Z-359
Внутри	Конструкционная сталь	от 80 (важен размер руки оператора)	от 3	ТКМ-459, датчик «К»
	Любой	от 145	от 6	ТКМ-359С (со снятой шайбой)

Также наши специалисты разработали Универсальный твердомер ТКМ-459С, который способен работать сразу с ультразвуковыми и динамическими датчиками, что расширяет возможности контроля самых разных изделий из металлов и сплавов.

Для удобства оператора рекомендуем применять специализированные позиционирующие насадки, которые надежно фиксируют датчик на цилиндрических поверхностях. В каталоге НПП «Машпроект» представлена насадка Z-359 к динамическим твердомерам и насадка U-459 - к ультразвуковым.

Наиболее распространённые отклонения

При мониторинге труб и сварных соединений могут быть выявлены отклонения от требований нормативно-технической документации, которые влияют на безопасность эксплуатации:

• повышенная или пониженная твёрдость металла на участке сварного шва и в зоне термического влияния;
• превышение предела прочности, предела текучести или предела выносливости (усталости).

Подобные явления говорят о снижении способности материала воспринимать нагрузки, необратимой деформации и риске разрыва.

Чтобы подобрать наиболее подходящий твердомер достаточно обратиться к специалистам нашей компании. Мы подберём прибор в оптимальной комплектации, который будет соответствовать поставленным задачам. Все твердомеры, выпускаемые НПП «Машпроект», внесены в Государственные реестры средств измерений Российской Федерации и Республики Беларусь.