Characteristic of cracks detection during ultrasonic testing of weld joints of vertical stock tanks’ wall

UDK: 622.692.23-027.45
DOI: 10.24887/0028-2448-2022-1-86-91
Key words: diagnostics of tanks, weld joints, longitudinal and transverse cracks, ultrasonic testing, sensitivity, sounding directions
Authors: N.P. Aleshin (Welding and Testing Scientific-Educational Center, Bauman Moscow State Technical University, RF, Moscow), L.Yu. Mogilner (The Pipeline Transport Institute LLC, RF, Moscow), Yu.V. Lisin, N.V. Krysko (Welding and Testing Scientific-Educational Center, Bauman Moscow State Technical University, RF, Moscow), O.A. Prydein (The Pipeline Transport Institute LLC, RF, Moscow), M.T. Idrisov (The Pipeline Transport Institute LLC, RF, Moscow)

The issues of detecting defects of weld joints of the vertical stock tank (VST) wall for storing oil and oil products when diagnosing their technical condition have been considered. It is noted that earlier the main method of quality control of weld joints during construction was radiography, which requires double-sided access to the weld joint. The use of this method is limited in case of complete diagnostics and is generally impossible in case of partial diagnostics without emptying and stripping of VST. Therefore, now, ultrasonic testing takes an essential place in the composition of the examination methods being applied, including availability of one-sided and double-sided access to the controlled object. The advantages and limitations of ultrasonic testing of VST wall have been specified. The problems arising when using the ultrasonic testing to detect the most dangerous defects of surface and subsurface cracks in weld joints have been noted.  The possibilities of up-to-date ultrasonic technologies for visualizing such cracks with partial and complete diagnostics have been considered. The feasibility of adjusting the sensitivity and some other parameters of ultrasonic testing to increase the detectability of near-surface cracks has been noted. The characteristics of detecting longitudinal and transverse cracks in straight sections of butt weld joints and in the cross lines of vertical and horizontal weld joints of VST wall have been described. It is specified that in order to minimize the testing cost it is necessary to take particular care over choosing the direction and step of scanning. For longitudinal cracks in weld joints detecting, it is recommended to orient ultrasonic transducers perpendicular to the weld axis, and for detecting transverse cracks - at an acute angle to this axis.

Список литературы

1. Гурвич А.К., Ермолов И.Н. Ультразвуковой контроль сварных швов. – Киев: Техника, 1972. – 460 с.

2. Алешин Н.П. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений. – М.: Машиностроение. 2013. – 574 с.

3. Техническая диагностика объектов транспорта нефти и нефтепродуктов / Ю.В. Лисин, А.М. Шаммазов, Б.Н. Мастобаев, А.Е. Сощенко. – СПб.: Недра, 2011. – 488 с.

4. Применение метода TOFD для контроля горизонтальных швов стенок вертикальных стальных резервуаров, находящихся в эксплуатации / А.В. Неганов, О.И. Филиппов, И.И. Михайлов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – Т. 9. – С. 306–314.

5. Introduction to Phased Array Ultrasonic Technology. – Canada: Quebec, Olympus, 2007.

6. Гинзел Э. TOFD. Дифракционно-временной метод ультразвуковой дефектоскопии. – М.: ДПК Пресс, 2021. – 312 с.

7. Нобл Б. Применение метода Винера – Хопфа для решения дифференциальных уравнений в частных производных – М.: Изд-во Иностранной литературы. 1962. – 279 с.

8. Miklowitz Ј. The theory of elastic waves and waveguides. – Amsterdam-New York-Oxford: North Holland Publishing, 1978. – 618 р.

9. Общее решение задачи рассеяния упругих волн на плоской трещине / Н.П. Алешин, А.А. Кириллов, Л.Ю. Могильнер, Е.П. Савелова // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. – 2021. – Т. 499. – С. 58–65. – DOI: 10.31857/S2686740021040027

10. Оптимизация параметров механизированного ультразвукового контроля протяженных сварных швов / Н.П. Алешин, Н.В. Крысько, Н.А. Щипаков, Л.Ю. Могильнер // Наука и технология трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 6. – С. 352–363.

11. Гейт А.В., Михайлов И.И., Могильнер Л.Ю. Развитие технологии наружного диагностирования объектов магистральных нефтепродуктопроводов с применением комплекса методов неразрушающего контроля // Материалы XXII Всероссийской научно-технической конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике «Трансформация неразрушающего контроля и технической диагностики в эпоху цифровизации. Обеспечение безопасности в изменяющемся мире», Москва, 3–5 марта 2020 г. – М.: Издательский дом «Спектр», 2020. – С. 30–33.

12. Алешин Н.П., Могильнер Л.Ю., Скрынников СВ. О настройке параметров систем с синтезированной апертурой при ультразвуковом контроле сварных соединений // Наука и технология трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Т. 11. – № 5. – С. 535–545. – DOI: 10.28999/2541-9595-2021-11-5-535-545

The issues of detecting defects of weld joints of the vertical stock tank (VST) wall for storing oil and oil products when diagnosing their technical condition have been considered. It is noted that earlier the main method of quality control of weld joints during construction was radiography, which requires double-sided access to the weld joint. The use of this method is limited in case of complete diagnostics and is generally impossible in case of partial diagnostics without emptying and stripping of VST. Therefore, now, ultrasonic testing takes an essential place in the composition of the examination methods being applied, including availability of one-sided and double-sided access to the controlled object. The advantages and limitations of ultrasonic testing of VST wall have been specified. The problems arising when using the ultrasonic testing to detect the most dangerous defects of surface and subsurface cracks in weld joints have been noted.  The possibilities of up-to-date ultrasonic technologies for visualizing such cracks with partial and complete diagnostics have been considered. The feasibility of adjusting the sensitivity and some other parameters of ultrasonic testing to increase the detectability of near-surface cracks has been noted. The characteristics of detecting longitudinal and transverse cracks in straight sections of butt weld joints and in the cross lines of vertical and horizontal weld joints of VST wall have been described. It is specified that in order to minimize the testing cost it is necessary to take particular care over choosing the direction and step of scanning. For longitudinal cracks in weld joints detecting, it is recommended to orient ultrasonic transducers perpendicular to the weld axis, and for detecting transverse cracks - at an acute angle to this axis.

Список литературы

1. Гурвич А.К., Ермолов И.Н. Ультразвуковой контроль сварных швов. – Киев: Техника, 1972. – 460 с.

2. Алешин Н.П. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений. – М.: Машиностроение. 2013. – 574 с.

3. Техническая диагностика объектов транспорта нефти и нефтепродуктов / Ю.В. Лисин, А.М. Шаммазов, Б.Н. Мастобаев, А.Е. Сощенко. – СПб.: Недра, 2011. – 488 с.

4. Применение метода TOFD для контроля горизонтальных швов стенок вертикальных стальных резервуаров, находящихся в эксплуатации / А.В. Неганов, О.И. Филиппов, И.И. Михайлов [и др.] // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2019. – Т. 9. – С. 306–314.

5. Introduction to Phased Array Ultrasonic Technology. – Canada: Quebec, Olympus, 2007.

6. Гинзел Э. TOFD. Дифракционно-временной метод ультразвуковой дефектоскопии. – М.: ДПК Пресс, 2021. – 312 с.

7. Нобл Б. Применение метода Винера – Хопфа для решения дифференциальных уравнений в частных производных – М.: Изд-во Иностранной литературы. 1962. – 279 с.

8. Miklowitz Ј. The theory of elastic waves and waveguides. – Amsterdam-New York-Oxford: North Holland Publishing, 1978. – 618 р.

9. Общее решение задачи рассеяния упругих волн на плоской трещине / Н.П. Алешин, А.А. Кириллов, Л.Ю. Могильнер, Е.П. Савелова // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. – 2021. – Т. 499. – С. 58–65. – DOI: 10.31857/S2686740021040027

10. Оптимизация параметров механизированного ультразвукового контроля протяженных сварных швов / Н.П. Алешин, Н.В. Крысько, Н.А. Щипаков, Л.Ю. Могильнер // Наука и технология трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2020. – Т. 10. – № 6. – С. 352–363.

11. Гейт А.В., Михайлов И.И., Могильнер Л.Ю. Развитие технологии наружного диагностирования объектов магистральных нефтепродуктопроводов с применением комплекса методов неразрушающего контроля // Материалы XXII Всероссийской научно-технической конференции по неразрушающему контролю и технической диагностике «Трансформация неразрушающего контроля и технической диагностики в эпоху цифровизации. Обеспечение безопасности в изменяющемся мире», Москва, 3–5 марта 2020 г. – М.: Издательский дом «Спектр», 2020. – С. 30–33.

12. Алешин Н.П., Могильнер Л.Ю., Скрынников СВ. О настройке параметров систем с синтезированной апертурой при ультразвуковом контроле сварных соединений // Наука и технология трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2021. – Т. 11. – № 5. – С. 535–545. – DOI: 10.28999/2541-9595-2021-11-5-535-545



Attention!
To buy the complete text of article (a format - PDF) or to read the material which is in open access only the authorized visitors of the website can. .

Mobile applications

Read our magazine on mobile devices

Загрузить в Google play

Press Releases

18.05.2022
11.05.2022
28.04.2022