Приказом Министерства нефтяной промышленности N 30 от 14.01.1985 срок введения установлен с 01.05.1985.

Разработан Всесоюзным научно-исследовательским институтом разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб.

Составители: С.Л. Добрынин, С.М. Павлова, В.Ф. Мелешин, Н.Н. Лебедева, М.П. Королев, В.Н. Альдебенев.

Согласован:

с начальником Управления главного механика Миннефтепрома В.Н. Коломацким;

с начальником Технического управления Миннефтепрома Ю.Н. Байдиковым.

Утвержден первым заместителем министра нефтяной промышленности В.И. Игревским 28 декабря 1984 г.

В настоящем документе излагается технология неразрушающего контроля кронблоков и талевых блоков с применением визуального, магнитного и акустического методов. Контроль кронблоков и талевых блоков осуществляется при их ремонте.

1.1. Согласно "Инструкции по проведению дефектоскопии бурового, нефтепромыслового оборудования и инструмента на предприятиях и в объединениях Министерства нефтяной промышленности" <*> кронблоки и талевые блоки должны подвергаться неразрушающему контролю (НК) (табл. 1, 2 и рис. 1 - 3).

--------------------------------

<*> Министерство нефтяной промышленности. Инструкция по проведению дефектоскопии бурового, нефтепромыслового оборудования на предприятиях и в объединениях Министерства нефтяной промышленности: Утв. 13.12.1977/Миннефтепром. - Уфа: Б.и., 1977. - 19 с.

1.2. В соответствии с настоящим документом НК кронблоков и талевых блоков должен выполняться на центральных базах производственного обслуживания и на ремонтно-механических заводах В/О "Союзнефтемашремонт" при капитальном ремонте. Периодичность контроля обусловлена длительностью и структурой ремонтных циклов бурового оборудования <**>.

--------------------------------

<**> Министерство нефтяной промышленности. Система технического обслуживания и планового ремонта бурового и нефтепромыслового оборудования в нефтяной промышленности. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ВНИИОЭНГ, 1982. - 128 с.

1.3. При НК кронблоков и талевых блоков по настоящей технологии выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты типа трещин, надрывов, раковин и другие нарушения сплошности металла.

1.4. Допускается замена магнитопорошкового контроля ультразвуковым. При этом необходимо учитывать, что методом УЗК выявляются сравнительно грубые усталостные трещины. При шероховатости поверхности более 40 мкм желательно применять люминесцентный магнитный метод.

2.1. Для проведения визуального контроля применяются оптические приборы с увеличением до 10 [например, лупы ЛП1, ЛА3, ЛА114, ЛПШ-474 (ТУ 3-3274-76) и др.].

2.2. Для НК магнитопорошковым методом применяют дефектоскопы ПМД-70 (ТУ 25-06.1604-79), МД-50П (ТУ 25-06.1700-75) или аналогичные им, а для люминесцентного магнитного контроля - облучатели ультрафиолетовые КД-31Л (ТУ 25-06.1719-75) и КД-33Л (ТУ 25-06.1887-79).

2.3. Для НК ультразвуковым методом применяют дефектоскопы типа ДУК-66, ДУК-66ПМ (ТУ 25-06.1767-79), УД-10П (ТУ 25-06.1842-78) или аналогичные им, а также дефектоскопы УДМ-1М, УДМ-3.

2.4. Эксплуатация аппаратуры производится в соответствии с техническими описаниями и инструкциями по эксплуатации.

2.5. Для НК пальцев талевого блока, контроля непроваров сварных швов ультразвуковым методом применяют прямой или раздельно-совмещенный преобразователь с рабочей частотой 2,5 МГц.

2.6. Для контроля сварных швов и участков вокруг отверстий в кронблоке и талевом блоке применяют наклонный преобразователь с углом призмы 40 - 50° и рабочей частотой 1,8 - 2,5 МГц.

2.7. Стандартный образец пальца талевого блока (рис. 4) имеет два контрольных дефекта (риски прямоугольного профиля глубиной 4 мм), смещенных по окружности на 180° относительно друг друга. Первый контрольный дефект располагается на расстоянии от головки пальца в зоне контакта с опорой, второй - на расстоянии в зоне начала резьбы.

2.8. Контрольные дефекты на образце наносят дисковой фрезой толщиной 1 - 1,5 мм и диаметром 60 мм.

2.9. Стандартные образцы изготавливают из бездефектных деталей заводского изготовления.

2.10. Настройку аппаратуры при контроле щеки талевого блока осуществляют по контрольному дефекту в виде зарубки с площадью 15 мм2 (3 мм x 5 мм). Зарубку наносят в разгруженной части щеки с помощью специального бойка, который показан на рис. 5.

3.1. Работы по НК кронблоков и талевых блоков выполняют лаборатории или другие службы НК предприятий.

3.2. НК проводит специально обученный персонал, имеющий удостоверения установленного образца.

3.3. Кронблоки и талевые блоки представляют для НК в комплекте (в разобранном виде). К комплекту деталей должен быть приложен паспорт.

Контролируемые детали должны быть очищены от грязи, масел, ржавчины. Особенно тщательно должны быть очищены зоны, подвергаемые НК.

3.4. На месте проведения НК должны иметься:

- подводка от сети переменного тока напряжением 127/220 В. Колебания напряжения не должны превышать +/- 5%. В случае, если колебания напряжения выше, применять стабилизатор;

- подводка шины "Земля";

- обезжиривающие смеси и вода для промывки;

- обтирочный материал;

- набор средств для визуального контроля и измерения линейных размеров;

- аппаратура с комплектом приспособлений;

- магнитная суспензия или компоненты, необходимые для ее изготовления;

- компоненты, необходимые для приготовления контактной среды;

- набор средств для разметки и маркировки.

3.5. Для НК кронблоков и талевых блоков магнитопорошковым методом рекомендуется переносный магнитный дефектоскоп ПМД-70 или передвижной магнитный дефектоскоп МД-50П.

3.6. Намагничивание в зонах контроля кронблоков и талевых блоков производят с помощью накладного П-образного электромагнита, входящего в комплект магнитных дефектоскопов, а при контроле в остаточном поле намагничивание производится импульсным током I = 1100 А.

3.7. Проверку технического состояния дефектоскопа производят по контрольному образцу, прилагаемому к дефектоскопу, в соответствии с техническим описанием.

3.8. Нанесение магнитного порошка производится двумя способами: сухим и мокрым. В первом случае для обнаружения дефектов применяют сухой магнитный порошок, во втором - магнитную суспензию (взвесь магнитного порошка в дисперсионной среде).

Для контроля используется черный магнитный порошок (ТУ 6-14-1009-79), выпускаемый Кемеровским анилинокрасочным заводом, черная ЧВ-1 или красная КВ-1 водные пасты (ТУ 6-09-4823-80), выпускаемые опытным производством ВНИИреактивэлектрон, люминесцентный магнитный порошок "Люмагпор-1" (ТУ 6-14-295-77), выпускаемый НПО "Краситель" (г. Рубежное Ворошиловградской обл.), люминесцентная магнитная паста МЛ-1, МЛ-2.

3.9. При магнитопорошковом контроле применяются суспензии следующих составов:

3.10. Магнитную суспензию необходимо содержать в чистоте, не допуская загрязнения ее пылью, песком, волокнами от обтирочных материалов и пр.

3.11. Технология контроля магнитопорошковым методом в соответствии с ГОСТ 21105-75 состоит из таких операций, как:

- подготовка изделия к контролю;

- намагничивание;

- нанесение магнитного порошка или суспензии;

- осмотр изделия;

- разбраковка;

- размагничивание.

3.12. Проверяемые поверхности кронблоков и талевых блоков тщательно очищают от грязи, смазки, окалины. В случае применения сухого порошка их обезжиривают. Шероховатость поверхности должна быть не более 40 мкм.

3.13. Для лучшего распознавания дефектов на темных поверхностях проверяемые участки рекомендуется покрыть тонким слоем светлой быстро высыхающей краски, толщина слоя краски не должна превышать 0,1 мм.

3.14. Рабочая частота при ультразвуковом контроле элементов кронблока и талевого блока составляет 2,5 МГц.

3.15. В качестве контактной среды используется солидол или технический вазелин, надежный акустический контакт обеспечивает солидол с добавлением машинного масла.

3.16. Настройку дефектоскопа на заданную чувствительность производят по образцам, которые входят в комплект дефектоскопа, а затем по стандартным образцам или по зарубке на самой детали, для чего на поверхность ввода (поверхность контролируемого объекта, через которую вводятся упругие колебания) наносят контактную среду и устанавливают ультразвуковой преобразователь. При этом мешающие шумы в зоне действия АСД должны быть убраны ручкой "Отсечка шумов".

3.17. После настройки дефектоскопа с помощью переключателя "Ослабление" повышают чувствительность дефектоскопа на 3 - 5 дБ по сравнению с чувствительностью фиксации и ведут поиск дефектов.

3.18. При контроле сварных соединений донный сигнал отсутствует. В данном случае наличие акустического контакта определяется по изменению амплитуды шумов в зоне зондирующего импульса.

4.1. После очистки детали кронблока и талевого блока подвергают визуальному контролю невооруженным глазом и с помощью оптических средств, указанных в п. 2.1. При этом выявляют крупные трещины, задиры, остаточную деформацию, подрезы, следы наклепа и т.д.

4.2. При обнаружении трещин или следов заварки трещин деталь бракуется.

4.3. Контроль размеров кронблока и талевого блока производят в соответствии с технической документацией на их ремонт.

Перечни измерительного инструмента для контроля размеров и критерии оценки годности деталей приводятся в картах контроля на ремонт.

4.4. Контролю подвергается зона сварки кронштейна со щекой талевого блока, участки вокруг отверстия под ось щеки и в кронштейне (рис. 6, 7).

4.5. Настройку дефектоскопа на заданную чувствительность при контроле сварных соединений кронштейна со щекой прямым лучом при одностороннем доступе осуществляют по зарубке (рис. 8).

4.6. Скорость развертки дефектоскопа (зону действия АСД) выбирают следующим образом: устанавливают преобразователь в положение, при котором получают максимальный отраженный сигнал от зарубки. Зону АСД устанавливают на половине расстояния от зондирующего до максимального отраженного эхо-импульса, так как луч в этом случае проходит двойное расстояние в изделии. Амплитуду максимального отраженного сигнала устанавливают в пределах 2/3 экрана дефектоскопа.

Уровень срабатывания АСД должен быть равным половине максимальной амплитуды.

4.7. Ширину зоны АСД выбирают при перемещении преобразователя в продольном направлении в обе стороны от его положения, указанного в п. 4.6, пока амплитуда отраженного сигнала не уменьшится до уровня . При этом отмечают положение отраженных от зарубки импульсов на экране дефектоскопа, по которым устанавливают начало и конец зоны АСД.

4.8. Для выявления поперечных дефектов шва преобразователь располагают параллельно оси шва над ним. Контроль осуществляют прямым лучом (см. рис. 7).

4.9. Для выявления продольных дефектов шва преобразователь располагают перпендикулярно шву. Контроль осуществляют также прямым лучом (см. рис. 7).

4.10. В обоих случаях преобразователь перемещают вдоль шва, поворачивая его на 5 - 10° вокруг своей оси для выявления ориентированных различным образом дефектов.

4.11. При полностью разобранном талевом блоке контроль указанных швов осуществляется путем ввода УЗК через металл привариваемого кронштейна или через основной металл со стороны сварного шва однократно отраженным лучом (Приложение 1, рис. I).

4.12. Сканируя щеку в соответствии с пп. 4.8 - 4.11, следят за срабатыванием АСД дефектоскопа.

4.13. Обнаруженные дефекты рекомендуется перепроверить другими методами НК, например, магнитопорошковым.

4.14. Контроль участков вокруг отверстий на наличие усталостных трещин, развивающихся с внутренней поверхности в зонах, указанных на рис. 6, осуществляют наклонным преобразователем с углом призмы 50° прямым лучом.

4.15. Настройку дефектоскопа осуществляют по двугранному углу, образованному внутренней поверхностью отверстия и поверхностью изделия, противоположной поверхности ввода УЗК (см. рис. 6).

4.16. Зону АСД устанавливают в зоне эхо-сигнала от двугранного угла.

4.17. Подстраивают развертку дефектоскопа так, чтобы эхо-сигнал от двугранного угла находился в середине экрана ЭЛТ.

4.18. Ширину зоны АСД и чувствительность контроля определяют по зарубке с площадью 15 мм2 согласно пп. 4.6, 4.7.

4.19. При получении максимального импульса от двугранного угла по п. 4.15 замеряют на поверхности щеки расстояние от точки ввода луча до края отверстия.

4.20. Переводят преобразователь в зону контроля усталостных трещин, располагая его по касательной к контролируемому отверстию на расстоянии от отверстия, измеренном по п. 4.19. При этом осуществляют поворот преобразователя вокруг своей оси в пределах 5 - 10°.

4.21. Появление импульсов в зоне действия АСД свидетельствует о наличии дефектов.

4.22. Трещины, развивающиеся с внешней поверхности щеки в указанных зонах, выявляются при прозвучивании однократно отраженным лучом. Порядок контроля аналогичен описанному в пп. 4.14 - 4.21.

4.23. Контроль участков вокруг отверстий в кронштейне проводится согласно пп. 4.14 - 4.22.

4.24. Контроль кронштейна и щеки талевого блока магнитопорошковым методом производят в приложенном поле. В связи с тем, что габариты щеки велики, НК ведут, переставляя электромагнит таким образом, чтобы в контролируемых зонах не осталось непроверенных участков. Примеры расположения электромагнита показаны на рис. 6, 7.

4.25. В процессе намагничивания на участок контроля (зону между полюсами электромагнита) наносят сухой магнитный порошок или водную магнитную суспензию. При этом намагничивание должно продолжаться до полного стекания суспензии.

4.26. Осмотр контролируемых поверхностей начинают в приложенном магнитном поле.

4.27. По настоящей методике обнаруживают трещины раскрытием (шириной) более 25 мкм и глубиной около 250 мкм, что соответствует условному уровню чувствительности В по ГОСТ 21105-75.

4.28. В случае обнаружения трещин в контролируемых зонах деталь бракуют.

4.29. При отбраковке необходимо учитывать, что магнитный порошок иногда оседает там, где в действительности нет дефекта. Появление мнимых дефектов вызывается глубокими царапинами, местным наклепом, наличием в материале резкой границы раздела двух структур, отличающихся магнитными свойствами.

Поэтому в сомнительных случаях рекомендуется перепроверить результат, уменьшая ток намагничивания.

4.30. После окончания контроля исследуемые зоны деталей размагничивают дефектоскопом ПМД-70 или МД-50П в автоматическом или ручном режиме.

4.31. Основными методами НК пальца являются визуальный и магнитопорошковый.

4.32. Палец подвергают визуальному контролю невооруженным глазом или с помощью оптических средств, указанных в п. 2.1. При этом выявляют крупные трещины, задиры, остаточную деформацию, подрезы, следы наклепа и т.д. При обнаружении дефектов деталь отбраковывают.

4.33. При контроле магнитопорошковым методом с помощью дефектоскопа ПМД-70 на палец наматывают четыре витка гибкого кабеля сечением 10 мм2 и пропускают по кабелю импульсный ток I = 1100 А. При этом обмотка должна располагаться равномерно по длине детали.

4.34. Наносят магнитный порошок или суспензию и осматривают контролируемую поверхность. Для облегчения обнаружения осевшего над дефектом валика магнитного порошка используют лупу или подсветку.

4.35. В случае обнаружения трещин палец отбраковывают.

4.36. По окончании контроля деталь размагничивают дефектоскопом ПМД-70 в автоматическом или ручном режиме.

4.37. Настройку дефектоскопа на заданную чувствительность при контроле пальцев талевого блока производят по стандартному образцу с контрольными дефектами (см. рис. 4), для чего на поверхность ввода с торца пальца наносят контактную среду и устанавливают ультразвуковой прямой преобразователь.

4.38. Добиваются устойчивого донного сигнала на экране ЭЛТ дефектоскопа. Необходимо отметить возможность появления на экране ЭЛТ дополнительного эхо-сигнала от технологических проточек в зоне донного сигнала.

4.39. Подстраивают развертку дефектоскопа таким образом, чтобы донный сигнал находился в конце экрана ЭЛТ.

4.40. Затем, перемещая преобразователь по окружности образца, добиваются того, чтобы амплитуды эхо-сигналов от первого и второго контрольных дефектов составляли 2/3 высоты рабочей части экрана ЭЛТ. При этом выравнивают чувствительность дефектоскопа во времени в соответствии с инструкцией по эксплуатации на применяемый дефектоскоп таким образом, чтобы амплитуды эхо-сигналов от первого и второго контрольных дефектов были одинаковы.

4.41. Зону автоматического сигнализатора дефектов АСД устанавливают таким образом, чтобы ее начало совпадало с эхо-сигналом от первого контрольного дефекта, а конец - с эхо-сигналом от второго контрольного дефекта. На дефектоскопе УД-10УА совмещают обе зоны АСД. Зондирующий и донный импульсы должны быть вне зоны действия АСД.

4.42. Настраивают чувствительность АСД так, чтобы он срабатывал при значениях, равных половине амплитуды эхо-сигналов от контрольных дефектов, приведенных в п. 4.40. Таким образом устанавливают чувствительность фиксации при контроле пальцев.

4.43. Проводят два-три раза повторный поиск контрольных дефектов на стандартном образце пальца и при надежном их выявлении переходят к контролю.

4.44. Через каждые 1 - 2 ч работы проверяют настройку аппаратуры на стандартном образце, при необходимости производят ее подстройку.

4.45. Направление прозвучивания должно быть таким, чтобы обеспечивалась максимальная чувствительность дефектоскопа к предполагаемым дефектам. Поиск дефектов осуществляют по линии сканирования, показанной на рис. 4.

4.46. Сканируя палец в соответствии с п. 4.45, следят за срабатыванием АСД дефектоскопа.

4.47. Контроль серьги талевого блока, кронштейна для подвески серьги, осей талевого блока и кронблока производят магнитопорошковым методом в приложенном поле (рис. 9, 10). Порядок его аналогичен описанному в пп. 4.24 - 4.30.

4.48. Контроль непровара сварного соединения опоры с рамой кронблока производят раздельно-совмещенным преобразователем.

4.49. Начало зоны АСД устанавливают по донному импульсу, полученному при установке преобразователя на раме вне зоны шва. Конец строб-импульса совмещается с задним фронтом донного сигнала.

4.50. Максимальная амплитуда донного импульса должна составлять 2/3 высоты рабочей части экрана ЭЛТ дефектоскопа, а уровень срабатывания АСД устанавливают равным половине максимальной амплитуды.

4.51. Контроль сварных швов производится в соответствии с рис. 11 и Приложением 1.

Сканирование осуществляется по зигзагообразной линии.

4.52. Появление эхо-импульса в зоне АСД при прохождении преобразователя под швом свидетельствует о наличии дефекта.

4.53. При контроле магнитопорошковым методом на детали вспомогательного блока необходимо намотать определенное количество витков гибкого кабеля сечением 10 мм2 (табл. 3 и рис. 12, 13) и пропустить по кабелю импульсный ток I = 1100 А. При этом обмотки на осях и серьге должны располагаться равномерно по длине изделия.

Для проверки зон вокруг отверстий у серьги и подвески в отверстия продевают кабель, образуя обмотку из двух-трех витков.

4.54. Наносят магнитный порошок или суспензию и осматривают контролируемую поверхность. Для облегчения обнаружения осевшего над дефектом валика магнитного порошка используют лупу или подсветку. Далее порядок контроля аналогичен приведенному в пп. 4.27 - 4.30.

5.1. При магнитопорошковом контроле детали талевого блока и кронблока бракуют, если выявленные дефекты имеют протяженность более 10 мм.

5.2. Необходимо учитывать, что при магнитопорошковом контроле оседание порошка происходит также в местах, где имеются грубые царапины, местный наклеп, границы раздела двух структур, различающихся магнитными свойствами.

Поэтому сомнительные места зачищают надфилем или тонким шлифовальным кругом и повторно проверяют с помощью магнитного порошка.

Если при повторном контроле наличие дефекта подтверждается, изделие должно быть отбраковано.

5.3. При срабатывании АСД при ультразвуковом контроле дефектоскоп из режима поисковой чувствительности переводят на режим чувствительности фиксации и определяют:

- местонахождение дефекта;

- максимальную амплитуду эхо-сигнала;

- длину пути, пройденного преобразователем при включенном АСД (условную протяженность дефекта).

5.4. Окончательное заключение о наличии дефекта оператор-дефектоскопист дает после того, как предполагаемый дефект будет прозвучен во всех возможных направлениях и исследован в соответствии с п. 5.3.

5.5. При обнаружении непроваров и трещин в зоне сварного шва детали отправляются в ремонт.

По результатам неразрушающего контроля составляется акт (см. Приложение 2) в двух экземплярах, один из которых прилагается к паспорту на кронблок или талевый блок. В паспорте записывается номер акта и дата проведения контроля. Второй экземпляр акта хранится службой неразрушающего контроля.

7.1. Дефектоскопия деталей должна производиться специально обученным персоналом, имеющим соответствующие удостоверения.

7.2. При проведении работ по неразрушающему контролю дефектоскопист должен руководствоваться действующими "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденными Госэнергонадзором 12 апреля 1969 г. и согласованными с ВЦСПС 9 апреля 1969 г., с дополнениями от 16 декабря 1971 г.

Дефектоскописты должны иметь квалификационную группу по электробезопасности не ниже второй.

7.3. Запрещается применять керосино-масляную суспензию при контроле в приложенном магнитном поле.

7.4. В соответствии с ГОСТ 21105-75 контролеры должны работать в хлопчатобумажных халатах, кожаной спецобуви, непромокаемых фартуках, нарукавниках, а для предохранения кожи от раздражения применять специальные мази.

Угловые швы тавровых соединений контролируются как со стороны полки, так и со стороны привариваемых листов (стенки) (рис. I).

Наиболее эффективным и простым является метод ввода ультразвукового луча в шов через основной металл привариваемого листа (рис. II), так как он позволяет выявить в угловых швах внутренние дефекты всех видов. Угол ввода колебаний должен быть таким, чтобы направление луча было приблизительно перпендикулярно сечению, в котором площадь дефектов максимальна.

Угол ввода луча определяется равенством

где , - катеты сварного шва.

Так как , то .

Преобразователем с углом ввода луча полностью прозвучивается угловой шов, для которого справедливо соотношение , где - толщина привариваемого листа. Это соотношение обычно имеет место при .

При толщинах прозвучивается лишь часть шва. Остальная часть шва может быть прозвучена преобразователем с углом ввода луча .

Минимальная величина угла определяется из равенства

При контроле преобразователь перемещают в пределах, определяемых минимальным и максимальным расстояниями его от полки. Эти расстояния могут быть определены по следующим формулам:

где , - расстояния от сварного шва до преобразователя. Определяют по шкалам глубиномера или координатной линейки;

Z - расстояние от катета до точки отражения луча от стенки при .

Расстояние от преобразователя до полки, при котором луч проходит через ось симметрии таврового соединения, составляет .

При перемещении преобразователя не рекомендуется приближать его к шву ближе, чем на расстояние , так как могут появиться импульсы, отраженные от дефектов в противоположном шве.