Metode ispitivanja za obložene čelične cijevi: Vodič za praktičnu inspekciju

Zašto su testovi premaza važni

Vanjski premaz čeličnog cjevovoda je njegova prva linija odbrane od korozije, a cjelokupno ulaganje premaza može biti poraženo jednim neotkrivenim defektom. Metode testiranja postoje da odgovore na tri praktična pitanja u tri različite faze. Prilikom razvoja i kvalifikacije postavlja se pitanje da li je sistem premaza pogodan za servis. Tokom proizvodnje postavlja se pitanje da li svaka cijev koja izlazi iz linije ispunjava specifikaciju. Prilikom ugradnje i rada postavlja se pitanje da li je premaz još netaknut. Ovaj vodič postavlja metode testiranja koje se koriste u svakoj fazi, sa standardima koji ih regulišu i logikom prihvatanja koja rezultate čini smislenim.

Ispitivanje premaza je polje mjerenja, a ne mišljenja. Svaki test ima definisanu proceduru, kalibrisani instrument i kriterijum prihvatanja, a vrednost testa zavisi od toga da li su sva tri tačna. Mjerač debljine koji nije kalibriran, detektor za odmor postavljen na pogrešan napon ili test adhezije obavljen na površini koja nije pripremljena prema proceduri dat će brojke koje izgledaju mjerodavno, ali ništa ne znače. Disciplina inspektora je stoga važna kao i sam instrument.

Mjerenje debljine suhog filma

Prvo mjerenje na bilo kojoj obloženoj cijevi je debljina suhog filma (DFT). Za feromagnetne čelične podloge koriste se magnetni mjerači, a postupak ispitivanja slijedi ISO 19840 ili ekvivalentni nacionalni standard. Očitavanja se vrše na definisanoj mreži po obodu i duž dužine cevi, a prosečne, maksimalne i minimalne vrednosti se upoređuju sa opsegom specifikacije za sistem premaza. Premaz koji je pretanak neće pružiti potrebnu barijeru ili mehaničku zaštitu; premaz koji je predebeo može biti lomljiv, može zarobiti rastvarač ili se ne može pravilno očvrsnuti u slučaju toplotno{4}}očvršćenih sistema.

Debljina se mjeri nakon što se premaz potpuno osuši, a na površini koja je na temperaturi koja je potrebna postupkom. Mjerač se kalibrira prema podloškama poznate debljine prije vožnje, a kalibracija se provjerava u intervalima tokom smjene. Na troslojnoj polietilenskoj cijevi, ukupni DFT je zbir temeljnog premaza, ljepila i završnog premaza, a standard također definiše kako se provjerava debljina svakog sloja, obično ispitivanjem odsječenog-uzorka ili postupnim-profilom rezanja.

Otkrivanje praznika (testiranje iskri)

Praznična detekcija pronalazi sitne nedostatke koje mjerenje debljine ne može: rupice, gole tačke, pukotine i inkluzije koje prolaze kroz premaz do čelika. Metoda koja se koristi za većinu premaza cijevi je visoko-testiranje varnicom, koje se provodi pomoću detektora koji prolazi prstenastu elektrodu duž cijevi. Kada elektroda naiđe na odmor, dolazi do električnog pražnjenja i instrument se alarmira. Ispitni napon se postavlja prema vrsti i debljini premaza, jer će prenizak napon propustiti duboke defekte, a previsok napon će progorjeti premaz i stvoriti nova oštećenja.

Praznična ispitivanja se obavljaju na kraju linije za premazivanje, a opet nakon rukovanja, transporta i ugradnje, jer u bilo kojoj od tih faza može doći do oštećenja. Svaki otkriveni odmor se označava, popravlja kompatibilnim materijalom i ponovo testira. Kriterijumi prihvatljivosti za praznična ispitivanja premaza cevovoda definisani su standardima kao što su ISO 21809-1, ISO 21809-2 i projektnim specifikacijama, a ispitivanje se koristi i na terenu na premazima obodnih zavara i na premazima fitinga.

Adhezioni testovi

Adhezija mjeri koliko je premaz čvrsto vezan za čelik i ono je svojstvo koje je najdirektnije povezano s pripremom površine. Dvije metode koje se uobičajeno koriste su test povlačenja-i poprečni-test ili test nožem. Test{4}}otkidanja, vođen ISO 4624 ili ASTM D4541, zalijepi doli na površinu premaza, seče oko nje i izvlači je kalibriranim instrumentom. Rezultat se prijavljuje kao sila po jedinici površine u trenutku loma, a način kvara govori inspektoru gdje je veza otkazala: između premaza i čelika, unutar premaza ili između slojeva.

Test nožem je brži i koristi se kao provjera proizvodnje. Napravljen je rez kroz premaz do čelika i pokušaj da se premaz skine oštricom noža. Rezultat se ocjenjuje prema definiranim kriterijima koji se kreću od premaza koji se ne može cijeniti do premaza koji se lako ljušti. Za troslojne sisteme, adhezija svakog sloja na sloj ispod je značajna, a standard specificira kako se test izvodi na svakom interfejsu. Nedostaci prianjanja se gotovo uvijek prate do pripreme površine: neadekvatno pjeskarenje, kontaminacija ili vlaga na peskarenoj površini.

Mehanički i testovi izdržljivosti

Laboratorijska kvalifikacija sistema premaza uključuje familiju mehaničkih testova koji simuliraju zloupotrebu koju će cijev zadovoljiti. Ispitivanje na udar, prema ASTM D2794 ili ekvivalentu, spušta težinu određene mase i oblika na obloženu ploču i provjerava da se pri specificiranoj energiji ne pojavi pucanje ili odvajanje. Ispitivanje savijanja, prema ISO 1519 ili ASTM D522, savija obloženu ploču oko trna definisanog radijusa i provjerava da li premaz ima pukotina, što je posebno relevantno za premaze koje se nanose na terenu i za cijevi koje će biti savijene tokom ugradnje. Tvrdoća se mjeri durometrom Shore D, a otpornost na habanje metodama kao što je Taber abraser gdje specifikacija to zahtijeva.

Otpornost na prodiranje se ispituje za premaze cjevovoda jer se kamenje u zatrpavanju utiskuje u premaz. Definirani utiskivač se opterećuje prema premazu na određenoj temperaturi i mjeri se rezultirajuća dubina utiskivanja. Za usluge na visokim-temperaturama, premaz se također testira na otpornost na deformacije na radnoj temperaturi, jer će premaz koji omekša pod vlastitom težinom cijevi ili pod pritiskom zatrpavanja izgubiti svoju funkciju barijere.

Ispitivanje katodnog odvajanja

Zakopani cjevovodi su zaštićeni katodnom zaštitom pored premaza, a dva sistema su u interakciji: katodni potencijal koji štiti čelik također ima tendenciju da podigne premaz sa čelika na bilo kojem defektu. Ispitivanje katodnog odvajanja (CD) simulira ovaj proces. Kroz premaz do čelika se izbuši rupa, ispitna ćelija se napuni navedenim elektrolitom, a uzorak se drži na definiranom katodnom potencijalu i temperaturi u određenom periodu. Na kraju ispitivanja, premaz se odsiječe od rupe i mjeri se radijus odvajanja. Test je specificiran u ASTM G8 za starije metode i u ISO 21809-1 za troslojne sisteme, sa radijusom prihvatanja definisanim u standardu za proizvod.

CD testiranje je kvalifikacioni test: izvodi se na reprezentativnim uzorcima tokom odobrenja sistema premaza i periodično tokom proizvodnje, a ne na svakoj cevi. Isto važi i za ostala laboratorijska ispitivanja, zbog čega se ispitivanje proizvodnje koncentriše na brze, nedestruktivne provjere, dok kvalifikaciono ispitivanje dokazuje dugoročnu-hemiju sistema. Potrebna su oba nivoa, a plan kvaliteta koji izostavlja bilo koji od njih je nepotpun.

Ispitivanja korozije i uticaja okoline

Hemijska otpornost premaza je potvrđena u laboratoriji. Ispitivanje slanom sprejom prema ASTM B117 izlaže pločice sa ispisima slanoj magli i provjerava puzanje od korozije i gubitak prianjanja na pločici. Testovi uranjanja u vodu i upijanja vode mjere koliko vlage zauzima premaz, jer apsorbirana voda smanjuje električni otpor premaza i može dovesti do korozije ispod filma. Otpornost na UV zračenje testira se ubrzanim vremenskim uslovima, budući da sunčeva svjetlost razgrađuje polietilenske i polipropilenske završne premaze i to je razlog zašto se uskladištena cijev mora zaštititi ili rukovati unutar ograničenog perioda izlaganja.

Za specijalne usluge primjenjuju se dodatni testovi: visoko-testovi na visoke temperature za vruće cjevovode, nisko-testovi na udare na niskoj temperaturi za arktičku upotrebu i hemijski testovi uranjanja za cijevi koje će biti obložene iznutra i prenositi agresivne tekućine. Svako od ovih ispitivanja definisano je standardom koji precizira uzorak, uslove i kriterijum prihvatljivosti, a rezultati se sastavljaju u kvalifikacijsku dokumentaciju premaza koja je deo projektne dokumentacije.

Često postavljana pitanja