Phương pháp kiểm tra ống thép tráng: Hướng dẫn kiểm tra thực tế

Tại sao việc kiểm tra lớp phủ lại quan trọng

Lớp phủ bên ngoài của đường ống thép là tuyến phòng thủ đầu tiên chống lại sự ăn mòn và toàn bộ khoản đầu tư lớp phủ có thể bị đánh bại bởi một khiếm khuyết duy nhất không được phát hiện. Các phương pháp kiểm tra tồn tại để trả lời ba câu hỏi thực tế ở ba giai đoạn khác nhau. Trong quá trình phát triển và đánh giá chất lượng, câu hỏi đặt ra là liệu hệ thống phủ có phù hợp với dịch vụ hay không. Trong quá trình sản xuất, câu hỏi đặt ra là liệu mọi đường ống rời khỏi dây chuyền có đáp ứng được thông số kỹ thuật hay không. Trong quá trình lắp đặt và vận hành, câu hỏi đặt ra là lớp phủ có còn nguyên vẹn hay không. Hướng dẫn này đưa ra các phương pháp thử nghiệm được sử dụng ở từng giai đoạn, cùng với các tiêu chuẩn chi phối chúng và logic chấp nhận giúp kết quả có ý nghĩa.

Thử nghiệm lớp phủ là một lĩnh vực đo lường chứ không phải là lĩnh vực quan điểm. Mọi thử nghiệm đều có một quy trình xác định, một công cụ được hiệu chuẩn và một tiêu chí chấp nhận, và giá trị của thử nghiệm phụ thuộc vào việc cả ba đều đúng. Máy đo độ dày không được hiệu chỉnh, máy dò kỳ nghỉ được đặt ở điện áp sai hoặc thử nghiệm độ bám dính được thực hiện trên bề mặt không được chuẩn bị theo quy trình sẽ tạo ra những con số có vẻ chính xác nhưng không có ý nghĩa gì. Do đó, kỷ luật của thanh tra viên cũng quan trọng như chính công cụ đó.

Đo độ dày màng khô

Phép đo đầu tiên trên bất kỳ ống tráng nào là độ dày màng khô (DFT). Đối với nền thép sắt từ, sử dụng máy đo từ tính và quy trình thử nghiệm tuân theo ISO 19840 hoặc tiêu chuẩn quốc gia tương đương. Các số đọc được lấy trên một lưới xác định xung quanh chu vi và dọc theo chiều dài của đường ống, đồng thời các giá trị trung bình, tối đa và tối thiểu được so sánh với phạm vi thông số kỹ thuật của hệ thống lớp phủ. Lớp phủ quá mỏng sẽ không mang lại lớp chắn hoặc lớp bảo vệ cơ học cần thiết; lớp phủ quá dày có thể giòn, có thể bẫy dung môi hoặc có thể không xử lý đúng cách trong trường hợp hệ thống xử lý bằng nhiệt.

Độ dày được đo sau khi lớp phủ đã khô hoàn toàn và trên bề mặt ở nhiệt độ theo yêu cầu của quy trình. Máy đo được hiệu chuẩn dựa trên các miếng chêm có độ dày đã biết trước khi chạy và việc hiệu chuẩn được kiểm tra định kỳ trong suốt ca làm việc. Trên ống polyetylen ba lớp, tổng DFT là tổng của lớp sơn lót, chất kết dính và lớp phủ ngoài, đồng thời tiêu chuẩn cũng xác định cách xác minh độ dày của mỗi lớp, thường bằng cách kiểm tra mẫu cắt lại hoặc bằng hồ sơ cắt từng bước.

Phát hiện ngày lễ (Thử nghiệm tia lửa)

Tính năng phát hiện kỳ ​​nghỉ phát hiện các khuyết tật nhỏ mà phép đo độ dày không thể thực hiện được: lỗ kim, vết trần, vết nứt và tạp chất chạy qua lớp phủ tới thép. Phương pháp được sử dụng cho hầu hết các lớp phủ đường ống là thử nghiệm tia lửa điện áp cao, được thực hiện bằng máy dò đưa điện cực vòng dọc theo đường ống. Khi điện cực gặp hiện tượng nghỉ, hiện tượng phóng điện xảy ra và thiết bị sẽ báo động. Điện áp thử nghiệm được đặt tùy theo loại và độ dày lớp phủ, vì điện áp quá thấp sẽ bỏ qua các khuyết tật sâu và điện áp quá cao sẽ đốt cháy lớp phủ và tạo ra hư hỏng mới.

Thử nghiệm trong kỳ nghỉ lễ được thực hiện ở cuối dây chuyền sơn và một lần nữa sau khi xử lý, vận chuyển và lắp đặt vì hư hỏng có thể xảy ra ở bất kỳ giai đoạn nào trong số đó. Mỗi ngày nghỉ được phát hiện sẽ được đánh dấu, sửa chữa bằng vật liệu tương thích và kiểm tra lại. Tiêu chí chấp nhận để thử nghiệm lớp phủ đường ống trong kỳ nghỉ được xác định trong các tiêu chuẩn như ISO 21809-1, ISO 21809-2 và trong thông số kỹ thuật của dự án, đồng thời thử nghiệm cũng được sử dụng trong hiện trường đối với lớp phủ mối hàn chu vi và lớp phủ của phụ kiện.

Kiểm tra độ bám dính

Độ bám dính đo lường mức độ liên kết chắc chắn của lớp phủ với thép và nó là đặc tính liên quan trực tiếp nhất đến việc chuẩn bị bề mặt. Hai phương pháp được sử dụng phổ biến là thử kéo và thử cắt ngang hoặc thử dao. Thử nghiệm kéo ra, được quản lý bởi ISO 4624 hoặc ASTM D4541, dán một dolly vào bề mặt lớp phủ, cắt xung quanh và kéo nó ra bằng một dụng cụ đã được hiệu chuẩn. Kết quả được báo cáo là lực trên một đơn vị diện tích khi bị phá hủy và dạng hư hỏng sẽ cho người kiểm tra biết vị trí liên kết bị hỏng: giữa lớp phủ và thép, bên trong lớp phủ hoặc giữa các lớp.

Việc kiểm tra dao nhanh hơn và được sử dụng để kiểm tra quá trình sản xuất. Một vết cắt được thực hiện xuyên qua lớp phủ trên thép và cố gắng loại bỏ lớp phủ bằng lưỡi dao. Kết quả được đánh giá dựa trên các tiêu chí xác định, từ lớp phủ không thể bong ra đến lớp phủ dễ bong tróc. Đối với hệ thống ba lớp, độ bám dính của mỗi lớp với lớp bên dưới là rất đáng kể và tiêu chuẩn chỉ rõ cách thực hiện thử nghiệm ở mỗi giao diện. Các hư hỏng về độ bám dính hầu như luôn bắt nguồn từ việc chuẩn bị bề mặt: phun cát không đủ, nhiễm bẩn hoặc hơi ẩm trên bề mặt phun cát.

Kiểm tra cơ học và độ bền

Việc đánh giá chất lượng trong phòng thí nghiệm của một hệ thống lớp phủ bao gồm một nhóm các thử nghiệm cơ học mô phỏng sự lạm dụng mà đường ống sẽ gặp phải. Thử nghiệm tác động, theo tiêu chuẩn ASTM D2794 hoặc tương đương, thả một vật nặng có khối lượng và hình dạng xác định lên tấm được phủ và kiểm tra xem không có vết nứt hoặc hiện tượng bong tróc xảy ra ở mức năng lượng quy định. Thử nghiệm uốn cong, theo tiêu chuẩn ISO 1519 hoặc ASTM D522, uốn cong một tấm phủ xung quanh trục có bán kính xác định và kiểm tra lớp phủ xem có bị nứt hay không, điều này đặc biệt phù hợp với các lớp phủ được áp dụng tại hiện trường và đối với các đường ống sẽ bị uốn cong trong quá trình lắp đặt. Độ cứng được đo bằng máy đo độ cứng Shore D và khả năng chống mài mòn bằng các phương pháp như máy mài Taber khi thông số kỹ thuật yêu cầu.

Khả năng chống xuyên thấu được kiểm tra đối với lớp phủ đường ống vì đá trong quá trình san lấp ép vào lớp phủ. Một vết lõm xác định được đặt lên lớp phủ ở nhiệt độ xác định và độ sâu vết lõm thu được sẽ được đo. Đối với các dịch vụ ở nhiệt độ cao, lớp phủ cũng được kiểm tra khả năng chống biến dạng ở nhiệt độ vận hành, vì lớp phủ mềm đi dưới trọng lượng của chính đường ống hoặc dưới áp suất chèn lấp sẽ mất chức năng rào cản.

Thử nghiệm độ phân hủy catốt

Các đường ống chôn được bảo vệ bằng biện pháp bảo vệ ca-tốt bên cạnh lớp phủ và hai hệ thống tương tác với nhau: điện thế ca-tốt bảo vệ thép cũng có xu hướng nâng lớp phủ khỏi thép ở bất kỳ khuyết tật nào. Thử nghiệm khử liên kết catốt (CD) mô phỏng quá trình này. Một lỗ được khoan xuyên qua lớp phủ vào thép, tế bào thử nghiệm được đổ đầy chất điện phân quy định và mẫu được giữ ở điện thế catốt và nhiệt độ xác định trong một khoảng thời gian nhất định. Khi kết thúc thử nghiệm, lớp phủ được cắt ra khỏi lỗ và đo bán kính bong tróc. Thử nghiệm được quy định trong ASTM G8 đối với các phương pháp cũ hơn và trong ISO 21809-1 đối với hệ thống ba lớp, với bán kính chấp nhận được xác định trong tiêu chuẩn sản phẩm.

Thử nghiệm CD là một thử nghiệm chất lượng: nó được thực hiện trên các mẫu đại diện trong quá trình phê duyệt hệ thống lớp phủ và định kỳ trong quá trình sản xuất chứ không phải trên mọi đường ống. Điều này cũng đúng với các thử nghiệm khác trong phòng thí nghiệm, đó là lý do tại sao thử nghiệm sản xuất tập trung vào kiểm tra nhanh, không phá hủy, trong khi thử nghiệm chất lượng chứng minh tính chất hóa học lâu dài của hệ thống. Cả hai cấp độ đều cần thiết và một kế hoạch chất lượng mà bỏ qua một trong hai cấp độ sẽ không đầy đủ.

Thử nghiệm ăn mòn và môi trường

Khả năng kháng hóa chất của lớp phủ được xác minh trong phòng thí nghiệm. Thử nghiệm phun muối theo tiêu chuẩn ASTM B117 làm cho các tấm có rãnh tiếp xúc với sương mù muối và kiểm tra độ rò rỉ do ăn mòn cũng như tình trạng mất độ bám dính ở rãnh ghi. Các thử nghiệm ngâm nước và hấp thụ nước đo lượng độ ẩm mà lớp phủ chiếm giữ, vì nước hấp thụ làm giảm điện trở của lớp phủ và có thể dẫn đến ăn mòn lớp lót. Khả năng chống tia cực tím được kiểm tra bằng thời tiết tăng tốc, vì ánh sáng mặt trời làm suy giảm lớp phủ ngoài bằng polyetylen và polypropylen và là lý do khiến đường ống được bảo quản phải được bảo vệ hoặc xử lý trong thời gian phơi nhiễm hạn chế.

Đối với các dịch vụ đặc biệt, các thử nghiệm bổ sung được áp dụng: thử nghiệm nhiệt độ cao đối với đường ống nóng, thử nghiệm tác động ở nhiệt độ thấp đối với dịch vụ Bắc cực và thử nghiệm ngâm hóa chất đối với các đường ống sẽ được phủ bên trong và mang chất lỏng có tính ăn mòn. Mỗi cuộc thử nghiệm này được xác định bởi một tiêu chuẩn quy định rõ mẫu, điều kiện và tiêu chí chấp nhận, đồng thời kết quả được tổng hợp thành tài liệu đánh giá chất lượng lớp phủ tạo thành một phần của hồ sơ dự án.

Câu hỏi thường gặp