Инструкция распространяется на стыковые кольцевые сварные соединения труб, диаметром от 200 мм и более, толщиной стенки от 4 до 20 мм, с давлением менее 10 МПа из низкоуглеродистых сталей Ст. 10 и сталь 20 (ГОСТ 1050-88), выполненные сваркой плавлением, и устанавливает требования к неразрушающему контролю ультразвуковым методом.

АО НИИХИММАШ

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ
КОЛЬЦЕВЫЕ ШВЫ СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ

МЕТОДИКА УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

(Тема № 923176)

РДИ 26-11-65-96

СОГЛАСОВАНО:
Зам. директора по качеству	Начальник отдела № 23
Бугульминского механического завода	Н.В. Химченко
В.К. Конкин	Начальник сектора
«__» ________________ 1997 г.	В.А. Бобров
	Исполнитель
	В.В. Волокитин

Москва 1997 г.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая инструкция распространяется на стыковые кольцевые сварные соединения труб, диаметром от 200 мм и более, толщиной стенки от 4 до 20 мм, с давлением менее 10 МПа из низкоуглеродистых сталей Ст. 10 и сталь 20 (ГОСТ 1050-88 ), выполненные сваркой плавлением, и устанавливает требования к неразрушающему контролю ультразвуковым методом.

Стандарт разработан с учетом требований ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий, сварные соединения. Методы ультразвуковые», ОСТ 26-2044-83 «Швы стыковых и угловых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением», ОСТ 36-75-83 «Контроль неразрушающий. Сварные соединения трубопроводов. Ультразвуковой метод», СНиП 3.05.05-84 , а также опыта работы ОАО НИИхиммаш по ультразвуковому контролю упомянутых труб.

После накопления опыта ультразвукового контроля труб специалистами вашего предприятия через 6 - 12 месяцев по вашим материалам ОАО НИИхиммаш может согласовать изменения и дополнения к данной методике.

Необходимость применения ультразвукового метода контроля и его объем устанавливаются нормативно-технической документацией.

1. НАЗНАЧЕНИЕ МЕТОДА

1.1. Ультразвуковой контроль предназначен для выявления в сварных швах и околошовной зоны трещин, непроваров, несплавлений, пор, шлаковых включений и других видов дефектов без расшифровки их характера, но с указанием координат, условных размеров и количества обнаруженных дефектов.

1.2. Ультразвуковой контроль проводится при температуре окружающего воздуха от 5 до 40 °С. В случаях подогрева контролируемого изделия в зоне перемещения искателя до температур от 5 до 40 °С разрешается проведение контроля при температуре окружающего воздуха до минус 10 °С. При этом должны применяться дефектоскопы и преобразователи, сохраняющие работоспособность (по паспортным данным) при температурах до минус 10 °С и ниже.

1.3. Ультразвуковой контроль проводится при любых пространственных положениях сварного соединения.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ДЕФЕКТОСКОПИСТАМ И УЧАСТКУ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

2.1. Требования к дефектоскопистам по ультразвуковому контролю.

2.1.1. Ультразвуковой контроль должен проводиться группой из двух дефектоскопистов.

2.1.2. К проведению ультразвукового контроля допускаются лица, прошедшие теоретическую и практическую подготовку согласно «Правил аттестации специалистов неразрушающего контроля ,» утвержденных Госгортехнадзором России, имеющие удостоверение второго уровня на право проведения контроля и выдачи заключения о качестве сварных швов по результатам ультразвукового контроля.

Дефектоскописты первого и второго уровней должны проходить переаттестацию через три года, а также при перерыве в работе более 1-го года и при изменении места работы.

Аттестация и переаттестация специалистов производится в специальных аттестационных центрах, имеющих лицензию.

2.1.3. Руководство работами по ультразвуковому контролю должны осуществлять инженерно-технические работники или дефектоскописты, имеющие второй или третий уровни квалификации.

2.2. Требования к участку ультразвукового контроля.

2.2.1. Участок ультразвукового контроля должен иметь производственные площадки, обеспечивающие размещение рабочих мест дефектоскопистов, оборудования и принадлежностей.

2.2.2. Участок ультразвукового контроля должен быть обеспечен:

Ультразвуковыми дефектоскопами с комплектом стандартных и специальных преобразователей;

Распределительным щитом от сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220 В ± 10 %, 36 В ± 10 %, переносные колодки сетевого питания, заземляющие шины;

Стандартными и испытательными образцами, вспомогательными устройствами для проверки и настройки дефектоскопов с преобразователями;

Наборами слесарного, электромонтажного и измерительного инструмента, принадлежностями (мел, цветные карандаши, бумага, краски);

Контактной жидкостью, масленкой, обтирочным материалом, фальцевой кистью;

Рабочими столами и верстаками;

Стеллажами и шкафами для хранения дефектоскопов с комплектом преобразователей, образцов, материалов и документации.

3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

3.1. При работе с ультразвуковыми дефектоскопами необходимо выполнять требования безопасности и производственной санитарии в соответствии с ГОСТ 12.2.007-75, СНиП III-4-80 , «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей », утвержденными Госэнергонадзором СССР 12.04.1969 г., с внесенными дополнениями и изменениями, и «Санитарными нормами и правилами при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый контактным путем на руки работающих» № 2282-80, утвержденными Министерством здравоохранения».

3.2. При питании от сети переменного тока ультразвуковые дефектоскопы должны быть заземлены медным проводом сечением не менее 2,5 мм 2 .

3.3. Подключение дефектоскопов к сети переменного тока осуществляют через розетки, установленные электриком на специально оборудованных постах.

3.4. Дефектоскопистам запрещается вскрывать подключенный к источнику питания дефектоскоп и производить его ремонт ввиду наличия блока с высоким напряжением.

3.5. Запрещается проведение контроля вблизи мест выполнения сварочных работ без ограждения светозащитными экранами.

3.6. Запрещается применять масло в качестве контактной жидкости при проведении ультразвукового контроля вблизи мест кислородной резки и сварки, а также в помещениях для хранения баллонов с кислородом.

3.7. При проведении работ на высоте, в стесненных условиях рабочие места должны обеспечивать дефектоскописту удобный доступ к сварному соединению при соблюдении условий безопасности (сооружение лесов, подмостей, использование касок, монтажных поясов, спецодежды). Запрещается проведение контроля без устройств защиты от воздействия атмосферных осадков на дефектоскописта, аппаратуру и место контроля.

3.8. Дефектоскописты не реже одного раза в год должны проходить медицинские осмотры в соответствии с приказом Министерства здравоохранения СССР № 555 от 29 сентября 1989 г. (Приложение 1 п. 4.5) и приказом № 280/88 от 05.10.95 г. Министерства здравоохранения и медицинской промышленности РФ (Приложение № 1 п. 5.5).

3.9. К работам по ультразвуковой дефектоскопии допускаются лица в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж по технике безопасности с регистрацией в журнале по установленной форме. Инструктаж должен проводиться периодически в сроки, установленные приказом по организации (завод, комбинат и т.д.).

3.10. Администрация организации, проводящей ультразвуковой контроль, обязана обеспечить выполнение требований техники безопасности.

3.11. При нарушении правил техники безопасности дефектоскопист должен быть отстранен от работы и вновь допущен к ней после дополнительного инструктажа.

4. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

4.1. Контроль стыковых сварных соединений толщиной 4 - 9 мм производится с одной поверхности изделия с двух сторон сварного шва за один проход прямым и однократно отраженным лучом.

4.2. Основные параметры контроля устанавливаются согласно технических условий на трубы. При отсутствии технических условий, руководствоваться таблицей № 1 ОСТ 26-2044-83 .

4.6. Настройка предельной чувствительности ультразвукового дефектоскопа производится с использованием дефектов типа сегментных отражателей или угловой отражатель.

При настройке чувствительности в начале устанавливается режим повышенной чувствительности. Получают эхо-сигнал от отражателя на прямом и отраженном лучах. Затем эхо сигналы уравнивают по высоте и уменьшают чувствительность, пока амплитуда не достигнет уровня 30 мм для прямого и отраженного луча.

УСТАНОВКА ЗОНЫ КОНТРОЛЯ В РЕЖИМЕ «РАЗВЕРТКА ПЛАВНО»

Черт. 1

Если прибор не позволяет уровнять сигналы, то следует настройку чувствительности производить отдельно для прямого и отраженного луча и контроль проводить за два прохода.

4.7. При поиске дефектов чувствительность увеличивается на 4 - 6 дБ при этом уровень шумов на экране по высоте не должен превышать 5 ÷ 10 мм.

4.8. Координата Ду для сварных швов толщиной от 4 до 9 мм определяется в случае необходимости отличить помеху от сигнала дефекта.

5. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

5.1. Проведение контроля включает операции прозвучивания металла шва и околошовной зоны и определения измеряемых характеристик дефектов. Контроль производят преобразователями, имеющими поминальную частоту 5,0 МГц и угол ввода по стали 70 град. (см. п. .).

5.2. Прозвучивание швов выполняют способом поперечно-продольного перемещения преобразователя. Скорость перемещения преобразователя должна быть, ориентировочно, не более 30 мм/с.

5.3. Акустический контакт преобразователя с поверхностью, по которой он перемещается, обеспечивают через контактную жидкость легким нажатием на преобразователь. О стабильности акустического контакта свидетельствует уменьшение амплитуд сигналов на заднем фронте зондирующего импульса, создаваемых акустическими шумами преобразователя, по сравнению с их уровнем при ухудшении или отсутствии акустического контакта преобразователя с поверхностью изделия. Контактные жидкости применять согласно ОСТ 26-2044-83 .

5.4. Прозвучивание сварных соединений и анализ эхо-сигналов в строб-импульсе производят на поисковой чувствительности, а определение характеристик выявленных дефектов - на браковочных уровнях. Анализируют только те эхо-сигналы, которые наблюдаются в строб-импульсе.

5.5. В процессе контроля необходимо не реже двух раз в смену проверять настройку дефектоскопа на браковочный уровень.

5.6. На браковочном уровне оценивают амплитуду сигнала, условную протяженность, условное расстояние между дефектами и количество дефектов.

5.7. Швы сварных соединений прозвучивают прямым и однократно отраженным лучами с двух сторон (черт. ).

При появлении эхо-сигналов около заднего или переднего фронтов строб-импульса следует уточнить, не являются ли они следствием отражения ультразвукового луча от валика усиления или провисания в корне шва (черт. ). Для этого замеряют расстояния L 1 и L 2 - положение преобразователей II при которых эхо-сигнал от отражателя имеет максимальную амплитуду, и затем располагают преобразователь с другой стороны шва на тех же расстояниях L 1 и L 2 от отражателя - положение преобразователей I .

Способ просвечивания сварных соединений

а - прямым лучом; б - отраженным лучом.

Черт. 2

Схема расшифровки ложных эхо-сигналов

а - от провисания в корне шва, б - от валика усиления шва

Черт. 3

При отсутствии дефектов под поверхностью валика усиления или в корне шва эхо-сигналы на краях строб-импульса наблюдаться не будут. Сигналы от валика усиления будут наблюдаться строго на границе строб-импульса.

Если эхо-сигнал вызван отражением от валика усиления шва, то при прикосновении к нему тампоном, смоченным контактной жидкостью, амплитуда эхо-сигнала будет изменяться в такт с прикосновением тампона.

5.8. В сварных соединениях с подкладным кольцом и взамок дефекты типа трещин и непроваров чаще наблюдаются в корневой части шва, а шлаковые и газовые включения могут располагаться в любом слое наплавленного металла. Сигнал от непровара в корне шва при прозвучивании прямым и однократно отраженным лучом (черт. ). Координата дефекта Д У соответствует толщине стенки, а Д У указывает расположение отражателя в ближней к преобразователю половине усиления шва или в середине усиления. Преобразователь при этом обычно несколько удален от шва.

5.9. При контроле сварных соединений с подкладным кольцом или взамок могут появляться «ложные» сигналы (черт. ):

От зазора между стенкой сварного соединения и подкладным кольцом или «усом» при соединении взамок (эхо-сигнал 1);

От заплыва металла или шлака под подкладное кольцо или «ус» (эхо-сигнал 2);

От углов подкладного кольца или «уса» (эхо-сигнал 3);

От границы валика усиления шва (эхо-сигнал 4).

5.10. Эхо-сигналы 1 и 2 от зазора или заплыва металла (шлака) при измерении координаты Д Х соответствует дальней от преобразователя половине усиления шва, причем преобразователь расположен вплотную к усилению шва. Координата Ду при этом соответствует толщине стенки или несколько больше (на 1 - 2 мм). Наличие отражателей не подтверждается при прозвучивании с противоположной стороны усиления шва, что отличает их от трещин и непроваров в корне шва.

5.11. Эхо-сигнал 3 от углов подкладного кольца или «уса», как правило, появляется при прозвучивании сварного шва по всей длине стыка и располагается в определенном месте строб-импульса (в зоне контроля однократно отраженным лучем), при этом координата Д Х соответствует отражателю, расположенному в районе дальней от преобразователя границы усиления шва.

При наличии непроваров (несплавления) в корне шва сигнал от подкладного кольца резко уменьшается или совсем отсутствует.

5.12. Эхо-сигнал 4 от границы усиления шва появляется в районе заднего фронта строб-импульса (отметка 2б) при прозвучивании верхней части шва однократно отраженным лучем, причем координата Д У соответствует двойной толщине стенки или несколько больше ее, а координата Д Х указывает дальнюю границу усиления шва. При прозвучивании с противоположной стороны усиления шва местоположение отражателя не подтверждается и он фиксируется как ложный.

СХЕМА ОТРАЖЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ ОТ НЕПРОВАРА В КОРНЕ ШВА (а) И СООТВЕТСТВУЮЩАЯ ОСЦИЛЛОГРАММА (б)

Черт. 4

СХЕМА УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ ШВОВ С ПОДКЛАДНЫМ КОЛЬЦОМ (а) СОЕДИНЕНИЯ ВЗАМОК (б) И СООТВЕТСТВУЮЩАЯ ОСЦИЛЛОГРАММА (в)

Черт. 5

6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ

Контрольные образцы следует изготовлять из отрезков труб шириной 20 мм, длиной не менее 120 мм. Искусственные отражатели наносить на внутренний и внешний сторонах указанных образцов специальным приспособлением по нанесению дефекта типа углового отражателя. Инструмент желательно выбирать шириной 1,5 - 2,0 мм.

7. НОРМЫ БРАКОВКИ

По результатам ультразвукового контроля сварные соединения трубопроводов давлением менее 10 МПа (100 кгс/см 2) считаются качественными, если отсутствуют:

а) протяженные плоскостные дефекты;

б) объемные непротяженные дефекты с амплитудой отраженного сигнала, соответствующей эквивалентной площади 1 мм 2 для толщин 4 - 10 мм и 2 мм 2 для толщин 11 - 20 мм.

8. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

8.1. Оформление результатов контроля производится в соответствии с ОСТ 26-2044-83 .

8.2. Для сокращенного обозначения дефектов следует пользоваться ГОСТ 14782-86 .

ПРИЛОЖЕНИЕ № 1

ТЕХНОЛОГИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТИПА ПКН PC

Ввиду того, что призмы преобразователя изготовлены из органического стекла и подвержены истиранию, желательно для процесса их последующего восстановления не доводить износа протектора до уровня корпуса ПЭП, т.е. максимальный износ от номинального уровня составляет 1,3 - 1,4 мм (остаток не менее 0,2 мм до корпуса).

Восстановление ПЭП производят следующим образом: зачистка. ПЭП устанавливают на крышку (вверх ногами) в тиски фрезерного станка зажимают (не сильно, без использования воротка, в противном случае может произойти отрыв пьезопластин от призм) и острозаточенным резцом «балеринкой» с минимальной подачей по глубине, выравнивают (зачищают) остатки протектора до плоского состояния.

Из листового оргстекла толщиной 3 мм вырезаются заготовки протекторов размером 20×22 мм, на которых с одной стороны (размер 20 мм) наносят шумопоглощающие зубцы (шаг 0,8 мм; угол 45° - 50°, глубина 0,8 мм), аналогичные имеющимся на призме.

Изготовленные протекторы с одной стороны зачищают на мелкой наждачной бумаге до получения матовой поверхности.

Обработанные таким образом поверхности ПЭП (см. выше) и протекторы обезжиривают ацетоном или спиртом. Далее производится склейка.

Склейка ПЭП с протектором производится либо очень жидким раствором «Акрилоксида» (стоматологический пломбировочный материал) соотношение порошок-жидкость примерно 5 - 10 % порошка - 95 - 90 % жидкость, либо продающимся в ларьках и хоз. магазинах «Японским» акрилатным суперклеем. Склейка производится с помощью струбцинки. Звукопоглощающие зубцы на передней грани протектора по уровню желательно совместить с имеющимися такими же зубцами на призмах, избыток клея (в жидком состоянии) удалить из зубцов и с боковых поверхностей искателя.

Просушка примерно 10 мин. Под лампой мощностью не выше 60 Вт (расстояние до лампы - 10 см). После склейки и просушки ПЭП устанавливается на фрезерный станок (порядок установки и зажима см. выше), и балеринкой производится продольная выборка необходимого радиуса.

Глубина выборки, в тонкой ее части (центр искателя) выбирается такой, чтобы остаток призмы от обреза корпуса до центра кривизны обрабатываемого на станке в сумме составлял 1,5 - 1,65 мм.

Соответственно если остаток призм до обреза корпуса ПЭП после зачистки составлял 0,1 ÷ 0,2 мм, глубина радиусной выборки составляет, (при толщине протектора 3 мм) - 1,6 ÷ 1,7 мм.

После изготовления кривизны дисковой фрезой толщиной 0,85 - 1,0 мм посередине полученной выемки делается продольный пропил для вставки акустического экрана отсутствующего у наклеенного протектора.

Пропил соответственно должен достигнуть остатка экрана оставшегося на ПЭП при зачистке призмы (глубина реза 1,6 ÷ 1,7 мм) «Японским» суперклеем вклеивают. Экран, толщиной 0,85 - 1,0 мм (по толщине фрезы) вырезают из маслостойкой пробково-компаундной прокладки от двигателя автомобиля «Москвич»-407; 408 (Прокладка люка толкателей блока цилиндров).

После просушки остаток экрана по уровень новой призмы обрезают скальпелем.

В оставшуюся у звукопоглощающих зубцов выемку в качестве звукоизоляции наносят массу следующего состава: 3 части автомобильной полиэфирной шпаклевки (любой марки коломикс, хемпропол и т.п.), 1 часть - порошок, пробки (по объему).

После просушки лишняя звукоизолирующая масса срезается скальпелем. Далее протектор шлифуется мелкой наждачной шкуркой для выведения рисок после «балеринки» и прочих шероховатостей. При соблюдении описанных операций, и наличии у мастера необходимой квалификации преобразователь после восстановления по РШХ практически не отличим от нового.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПАСПОРТ
5,0 70° Æ 89 № 1, 2 ЦНИИТМАШ

Основные технические данные:

f 0 , МГц 5 ± 10 %

f

f , МГц 4,6 ± 0,1

7. Расчетное значение центра

Фокусного пятна по глубине, мм 6,5

Примечани е Æ

Преобразователь соответствует требованиям, предъявляемым к средствам неразрушающего контроля по ГОСТ 26266-90 , и признан годным к эксплуатации.

ПАСПОРТ
на преобразователь ультразвуковой наклонный раздельно-совмещенный общего назначения типа ПКН PC 5,0 70° Æ 114 № 3, 4 ЦНИИТМАШ

Основные технические данные:

1. Номинальное значение рабочей частоты f 0 , МГц 5 ± 10 %

* отклонение рабочей частоты преобразователя может достигать для f - свыше 5 МГц, больших значений, без ухудшения РШХ ПЭП (ГОСТ 26266-90 )

2. Фактическое значение рабочей частоты f , МГц 4,6 ± 0,1

3. Угол ввода (по стали), град. 70°

4. Размер пьезопластины, мм 2×5×5

5. Стрела преобразователя, мм 6 ± 0,5

6. Длительность эхо-импульса, мкс 1,2 ± 0,1

7. Расчетное значение центра

фокусного пятна по глубине, мм 6,5

8. Диапазон прозвучиваемых толщин, мм 2 - 10

9. Рабочий диапазон температур, град. С -10 ÷ +30

10. Габаритные размеры преобразователя, мм 20×22×19

Примечани е: измерение длительности эхо-импульса проводится на стандартном эталоне СО-2 по ГОСТ 14762-76 на уровне 12 дБ от максимума, от цилиндрического сверления Æ 6 мм с ближней стороны, прибором УД2-12. Измерения проводятся до изготовления кривизны протектора.

ПАСПОРТ
на преобразователь ультразвуковой наклонный раздельно-совмещенный общего назначения типа ПКН PC 5,0 70° Æ 159 № 5, 6 ЦНИИТМАШ

Основные технические данные:

1. Номинальное значение рабочей частоты f 0 , МГц 5 ± 10 %

* отклонение рабочей частоты преобразователя может достигать для f - свыше 5 МГц, больших значений, без ухудшения РШХ ПЭП (ГОСТ 26266-90 )

2. Фактическое значение рабочей частоты f , МГц 4,6 ± 0,1

3. Угол ввода (по стали), град. 70°

4. Размер пьезопластины, мм 2×5×5

5. Стрела преобразователя, мм 6 ± 0,5

6. Длительность эхо-импульса, мкс 1,2 ± 0,1

7. Расчетное значение центра фокусного

пятна по глубине, мм 6,5

8. Диапазон прозвучиваемых толщин, мм 2 - 10

9. Рабочий диапазон температур, град. С -10 ÷ +30

10. Габаритные размеры преобразователя, мм 20×22×19

Примечание : измерение длительности эхо-импульса проводится на стандартном эталоне СО-2 по ГОСТ 14762-76 на уровне 12 дБ от максимума, от цилиндрического сверления Æ 6 мм с ближней стороны, прибором УД2-12. Измерения проводятся до изготовления кривизны протектора.

Преобразователь соответствует требованиям, предъявляемым к средствам неразрушающего контроля по ГОСТ 26266-90 , и признан годным к эксплуатации.

Сварные соединения являются новообразованиями на любых конструкциях и их дальнейшая безопасная эксплуатация во многом зависит от качества их наложения, а это, в свою очередь, можно выявить только специальной проверкой. Качество сварных швов металлических соединений проверяют, используя для этого различные методики дефектоскопии. Из всего существующего на сегодняшний день разнообразия видов дефектоскопии можно выделить ультразвуковой контроль сварных соединений, который является наиболее доступным и недорогим методом диагностики. Причем УЗК практически не уступает по точности измерений таким видам неразрушающего контроля, как рентгеноскопия, гамма-скопия, радиоскопия и другим.

Методика ультразвукового неразрушающего контроля является далеко не новым видом дефектоскопии и впервые была применена на практике в 1928 году, а с развитием технического прогресса и промышленных технологий стала использоваться во многих сферах деятельности человека.

Весь эффект УЗК основан на том, что акустические ультразвуковые волны при прохождении однородной среды не меняют свою прямолинейную траекторию движения, а вот при разделе сред, имеющих различную структуру и обладающих разными величинами удельного акустического сопротивления, происходит их частичное отражение. При этом чем существеннее разница в физических и химических свойствах материалов, тем больше будет звуковое сопротивление в месте раздела сред, тем ощутимее и заметнее эффект при отражении звуковых волн.

К примеру, при образовании сварного шва в структуре металла обычно остается смесь газов, которая не успела выйти во время затвердевания наружу. При этом газообразная среда обладает фактически в пять раз меньшим волновым сопротивлением прохождению ультразвуковых колебаний, чем металлическая кристаллическая решетка, что и позволяет практически полностью отражаться ультразвуковым колебаниям.

Ультразвуковой контроль, либо дефектоскопия сварных соединений являются неразрушающим их целостность методом по поиску внутренних структур, имеющих химические или физические отклонения от заданных норм, которые при недопустимой величине и определяются как механические дефекты сварных швов.

Достоинства УЗК

С помощью методики ультразвукового контроля осуществляется диагностика всех видов сварки, пайки и склейки, что позволяет выявлять такие дефекты соединений, как:

• воздушные пустоты и поры,
• расслоения в наплавленном металле шва,
• околошовные трещины,
• химически неоднородные вкрапления,
• шлаковые отложения,
• неоднородность структуры,
• искривление геометрических размеров.

Главными преимуществами ультразвуковой дефектоскопии можно назвать возможность проведения контроля:

• соединений как из однородных, так и из разнородных материалов;
• структур, состоящих как из металлов, так и неметаллов;
• без разрушения и без повреждения исследуемых образцов;
• с высокой мобильностью;
• с высокой скоростью исследований;
• при низкой себестоимости;
• без опасных факторов для персонала в сравнении с рентгено- или радио-дефектоскопией.

Недостатки УЗК

Использование ультразвукового контроля имеет ряд особенностей, а именно - требуется существенная подготовка исследуемых поверхностей для прохождения от пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых волн по структуре металла. Необходимо:

• создание шероховатостей 5 класса на поверхности сварного соединения с направлением полос перпендикулярно шву;
• нанесение на исследуемый участок контактной массы (в виде воды, масел) для полного исключения воздушного зазора, а в случае с вертикальной или при сильнонаклоненной поверхности использовать густые клейстеры, неспособные к быстрому стеканию;

Непосредственно к недостаткам этой методики дефектоскопии можно отнести:

• необходимость в использовании специальных пьезоэлектрических преобразователей, имеющие радиус кривизны подошвы в диапазоне величины +-10% от радиуса исследуемого объекта для диагностики округлых форм конструкцией с диаметром менее 200 мм;
• существенные сложности при исследовании крупнозернистых структур металлов, к примеру, чугуна или аустенита при толщине более 60 мм, связанного со значительным затуханием и с существенным рассеванием ультразвуковых колебаний;
• невозможность проведения контроля деталей с малыми и сложными формами;
• затруднительность в оценке соединений разных видов сталей, что связано с неоднородностью основных металлов и сварного шва;
• невозможность установления реальных размеров различных типов дефектов из-за их формы, физических свойств и расположения в структуре сварного шва.

Виды ультразвукового контроля швов

Технология проведения ультразвуковой дефектоскопии основывается на способности акустических колебаний высокой частоты, порядка 20 кГц, проходить однородную структуру и частично отражаться от различных препятствий в виде пор, трещин и других неоднородностей. Существует несколько методов получения отражения ультразвукового сигнала, а именно:

• теневой, который определяет разницу амплитуды между прошедшими и отраженными колебаниями;
• зеркально-теневой, основанный на определении коэффициента затухания отраженных волн;
• эхо-зеркальный или тандемный, использующий для своей работы два аппарата;
• дельта метод, заключающейся в определении энергии отраженных от дефекта колебаний;
• эхо-импульсный, который основывается на регистрации отраженных ультразвуковых волн.

Наиболее распространенными являются два вида дефектоскопии сварных швов при помощи ультразвука - это теневая и эхо-импульсная методика проведения контроля.

Методика проведения УЗК

Несмотря на существование нескольких методик ультразвуковой дефектоскопии их проведение практически схоже и различается лишь в наборе диагностического оборудования. Так, проведение процедуры дефектоскопии можно описать следующей последовательностью:

1. Производиться тщательная подготовка исследуемой поверхности путем механического удаления остатков шлака, краски и ржавчины со сварочного шва. Вдобавок очищают полосы по 50 мм с обеих сторон от него.
2. Место проведения дефектоскопии обильно покрывают жидкой массой в виде воды, минеральных масел или густых специальных клейстеров - это необходимо для возможности беспрепятственного прохождения ультразвуковых волн.
3. Производиться предварительная настройка прибора на определенную методику, рассчитанную на решение конкретных задач.
4. Пьезоэлектрический преобразователь УЗК последовательно начинают перемещать по зигзагообразной траектории по сварочному шву.
5. После получения устойчивого сигнала необходимо периодически поворачивать пьезоэлектрический преобразователь в разные стороны вокруг своей оси так, чтобы получить на экране прибора сигнал с максимальной четкостью изображения.
6. При обнаружении дефектов их фиксируют и записывают соответствующие координаты.
7. При необходимости, ультразвуковой контроль сварных швов проводят в один или несколько проходов.
8. Полученные результаты дефектоскопии заносятся в журнал проверки.

В строительстве применяют трубы Ø от 28 до 1420 мм с толщиной стенки от 3 до 30 мм. Весь диапазон диаметров по дефектоскопичности условно можно разделить на 3 группы:

1. Ø от 28 до 100 мм и Н от 3 до 7 мм
2. Ø от 108 до 920 мм и Н от 4 до 25 мм
3. Ø от 1020 до 1420 мм и Н от 12 до 30 мм

Согласно исследованиям, которые были проведены в МГТУ им. Н.Э. Баумана за последнее время, в процессе разработки методов ультразвукового контроля сварных соединений труб следует учитывать такой очень важный фактор, как анизотропию упругих характеристик материала труб.

Анизотропия трубной стали, ее особенности

Анизотропи́я - это различие свойств среды (к примеру, физических: теплопроводности, упругости, электропроводности и др.) в разных направлениях внутри данной среды.

В процессе УЗ-контроля сварных соединений магистральных газопроводов, собранных из труб отечественного и зарубежного производства, обнаружены пропуск серьезных корневых дефектов, неточная оценка их координат, существенный уровень акустических шумов.

Выяснилось, что при соблюдении оптимальных параметров контроля и во время его проведения главная причина пропуска дефекта - это наличие значительной анизотропии упругих свойств основного материала. Она влияет на скорость, затухание и отклонение от прямолинейности движения ультразвукового пучка.

Во время прозвучивания металла более 200 штук труб по схеме, изображенной на рис. 1, выяснилось, что среднеквадратичное отклонение скорости волны при таком направлении движения и поляризации равно 2 м/с (для поперечных волн). Отклонения скоростей от табличных величин на 100 м/с и более не являются случайными и связаны, вероятно, с технологией производства проката и труб. Такие отклонения оказывают сильное влияние на распространение поляризованных волн. Помимо указанной анизотропии, обнаружена также неоднородность скорости звука по толщине стенки трубы.

Рис. 1. Обозначения наплавлений в металле трубы: X, Y, Z.- направления распространения ультразвука: х. у.z:- направления поляризации; Y- направление проката: Z- перпендикуляр к плоскости трубы

Структура листового проката слоистая, представляющая собой вытянутые во время деформации волокна металла и прочих включений. Помимо того, из-за воздействия на металл термомеханического цикла прокатки, неравномерные по толщине участки листа подвергаются различным деформациям. Эти особенности становятся причиной того, что скорость звука дополнительно зависит от глубины нахождения прозвучиваемого слоя.

Особенности контроля сварных швов труб различного диаметра

Трубы Ø от 28 до 100 мм

Отличительной особенностью сварных швов труб Ø от 28 до 100 мм с Н от 3 до 7 мм является возникновение провисаний внутри трубы. Это становится причиной появления на экране дефектоскопа ложных эхо-сигналов от них во время контроля прямым лучом, которые совпадают по времени с эхо-сигналами, отраженными от надкорневых дефектов, найденных однократно отраженным лучом. В связи с тем, что эффективная ширина пучка сопоставима с толщиной стенки трубы, то отражатель крайне сложно идентифицировать по местонахождению искателя относительно валика усиления. В центре шва также имеется неконтролируемая зона по причине большой ширины валика шва. Все это является причиной низкой вероятности (10-12%) выявления недопустимых объемных дефектов, хотя недопустимые плоскостные дефекты обнаруживаются намного лучше (~ 85 %). Основные характеристики провисания - глубина, ширина и угол смыкания с поверхностью объекта - являются случайными величинами для этого типоразмера труб; средние значения равны соответственно 2,7 мм; 6,5 мм и 56°30".

Прокат себя ведет как анизотропная и неоднородная среда с довольно сложными зависимостями скоростей упругих волн от направления поляризации и прозвучивания. Скорость звука изменяется примерно симметрично по отношению к середине сечения листа, причем в районе этой середины скорость поперечной волны может сильно (до 10 %) уменьшаться по сравнению с окружающими областями. Скорость поперечной волны в контролируемых объектах изменяется в диапазоне от 3070 до 3420 м/с. На глубине до 3 мм от поверхности проката скорость поперечной волны может незначительно (до 1 %) увеличиться.

Помехоустойчивость контроля значительно повышается в случае использования наклонных раздельно-совмещенных ПЭП типа РСН (рис. 2), которые названы хордовыми. Они были сконструированы в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Особенностью контроля является то, что во время поиска дефектов нет необходимости в поперечном сканировании. Оно выполняется только по периметру трубы в момент прижатия к шву передней грани преобразователя.

Рис. 2. Наклонный хордовый РСН-ПЭП: 1- излучатель: 2 - приемник

Трубы Ø от 108 до 920 мм

Трубы Ø от 108 до 920 мм с Н от 4 до 25 мм также соединяют односторонней сваркой без обратной подварки. До недавнего времени контроль данных соединений выполняли с помощью совмещенных ПЭП по методике, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм. Но для такой методики контроля требуется наличие довольно большой зоны совпадений (зоны неопределенности). Это значительно снижает точность оценки качества соединения. Помимо того, совмещенные ПЭП характеризуются высоким уровнем реверберационных шумов, которые затрудняют расшифровку сигналов, а также неравномерностью чувствительности, которую не всегда могут компенсировать доступные средства. Использование хордовых раздельно-совмещенных ПЭП с целью контроля этого типоразмера сварных соединений нецелесообразно, поскольку по причине ограниченности величин углов ввода ультразвуковых колебаний с поверхности сварного соединения габариты преобразователей существенно увеличиваются, становится большей и площадь акустического контакта.

В МГТУ им. Н. Э. Баумана созданы наклонные ПЭП с выровненной чувствительностью для выполнения контроля сварных стыков Ø от 100 мм. Выравнивание чувствительности обеспечивает такой выбор угла разворота 2, чтобы верхняя часть и середина шва прозвучивались центральным один раз отраженным лучом, а нижняя часть - прямыми периферийными лучами, которые падают на дефект под углом Y, от центрального. На рис. 3. показан график зависимости угла введения поперечной волны от угла разворота и раскрытия диаграммы направленности Y. В таких ПЭП падающая и отраженная от дефекта волны являются горизонтально поляризованными (SН -волна).

Рис. 3. Изменение угла ввода альфа, в пределе половины угла раскрытия диаграммы направленности РСН-ПЭП в зависимости от угла разворота дельта.

Из графиков ясно, что во время выполнения контроля объектов с толщиной стенки 25 мм неравномерность чувствительности РС-ПЭП достигает 5 дБ, вместе с тем как для совмещенного ПЭП она может достичь 25 дБ. РС-ПЭП характеризуется повышенным уровнем сигнал – помеха и исходя из этого повышенной абсолютной чувствительностью. К примеру, РС-ПЭП без проблем выявляет дефект площадью 0,5 мм2 в процессе контроля сварного соединения толщиной 10 мм как прямым, так и один раз отраженным лучом при отношении полезный сигнал/помеха 10 дБ. Порядок выполнения контроля данными ПЭП такой же, как и совмещенным ПЭП.

Трубы Ø от 1020 до 1420 мм

Сварные стыки труб Ø от 1020 до 1420 мм с Н от 12 до 30 мм выполняют двусторонней сваркой либо с подваркой обратного валика шва. В швах, которые выполнены двусторонней сваркой, обычно, ложные сигналы от задней кромки валика усиления дают не такую большую помеху, как в односторонних швах. Их амплитуда не так велика по причине более плавных очертаний валика. Кроме того, они дальше по развертке. По этой причине, для проведения дефектоскопии это самый подходящий типоразмер труб. Но результаты исследований, проведенных в МГТУ им. Н. Э. Баумана, показывают, что металл данных труб отличается наибольшей анизотропией. Чтобы снизить влияние анизотропии на обнаружение дефектов следует использовать ПЭП на частоту 2,5 МГц с углом призмы 45°, а не 50°, как указано в большинстве нормативных документов. Самую высокую точность контроля удалось получить при использовании ПЭП типа РСМ-Н12. В отличие от методики, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм, при контроле данных соединений отсутствует зона неопределенности. В остальном способ контроля аналогичен. При использовании РС-ПЭП настройку скорости и чувствительности развертки также рекомендуется выполнять по вертикальному сверлению. Настройку скорости и чувствительности развертки наклонных совмещенных ПЭП следует производить по угловым отражателям соответствующего размера.

В процессе контроля сварных швов необходимо помнить, что в околошовной зоне бывают расслоения металла, которые затрудняют определение координат дефекта. Зону, в которой найден дефект наклонным ПЭП, необходимо дополнительно проконтролировать прямым ПЭП с целью уточнения характера дефекта и выявления точного значения глубины дефекта.

В атомной, нефтехимической промышленности и атомной энергетике при изготовлении трубопроводов, аппаратов и сосудов часто используют плакированные стали. Для плакировки внутренней стенки данных конструкций используют аустенитные стали, которые наносят методом наплавки, прокатки либо взрыва слоем от 5 до 15 мм.

Процесс контроля данных сварных соединений предусматривает анализ сплошности перлитной части сварного шва, а также зоны сплавления с восстановительной антикоррозионной наплавкой. При этом сплошность тела самой наплавки не контролируется.

Но по причине отличия акустических характеристик основного металла и аустенитной стали, от границы раздела во время проведения ультразвукового контроля появляются эхо-сигналы, препятствующие обнаружению дефектов, к примеру, отслоений плакировки и поднаплавочных трещин. К тому же, наличие плакировки и ее характеристики оказывают значительное влияние на параметры акустического тракта ПЭП.

По этой причине стандартные технологические решения являются неэффективными при контроле толстостенных сварных швов плакированных трубопроводов.

После многолетних исследований ученые выяснили основные особенности акустического тракта. Были получены рекомендации по оптимизации его характеристик и разработана технология выполнения ультразвукового анализа сварных швов с аустенитной плакировкой.

В частности, ученые установили, что при переотражении пучка ультразвуковых волн от границы перлит-аустенитной плакировки почти не меняется диаграмма направленности в случае плакировки прокаткой и значительно изменяется в случае нанесения плакировки наплавкой. Ее ширина существенно растет, а в пределах главного лепестка есть осцилляции в 15-20 дБ в зависимости от метода наплавки. Происходит значительное перемещение точки выхода отражения от границы плакировки пучка по сравнению с его местонахождением, а также изменяется скорость поперечных волн в переходной зоне.

При разработке технологии контроля сварных соединений плакированных трубопроводов учитывали все это. Данная технология предусматривает предварительное обязательное определение толщины перлитной части (глубины проплавления антикоррозионной наплавки).

Для более точного выявления плоскостных дефектов (несплавлений и трещин) лучше использовать ПЭП с углом ввода 45° и на частоту 4 МГц. Более точное обнаружение вертикально ориентированных дефектов на угле ввода 45° в отличие от углов 60 и 70° объясняется тем, что во время прозвучивания последними угол встречи пучка с дефектом близок к третьему критическому, при котором коэффициент отражения поперечной волны минимальный.
Во время прозвучивания трубы снаружи на частоте 2 МГц эхо-сигналы от дефектов экранирует интенсивный и длительный сигнал шума. Устойчивость к помехам ПЭП на частоту 4 МГц в среднем на 12 дБ выше. По этой причине полезный сигнал от дефекта, который находится в непосредственной близости от границы наплавки, будет лучше считываться на фоне помех. И наоборот, во время прозвучивания трубы изнутри через наплавку лучшую устойчивость к помехам обеспечат ПЭП на частоту 2 МГц.

Регламентирует технологию контроля сварных швов трубопроводов с наплавкой документ Госатомнадзора РФПНАЭГ-7-030-91.

Общие требования

Соответственно методическим положениям этого раздела на трубных системах и трубопроводах осуществляют УЗК на ступних сварных соединений, выполненных любым способом електродугового сварки и газовой сваркой:

а) стыковых кольцевых сварных соединений труб, штуцеров или патрубков с номинальной толщиной стенки 4 мм и больше на стальных подкладных кольцах;

б) стыковых кольцевых сварных соединений труб с номинальной толщиной стенки 2 мм и больше без подкладных колец;

в) замковых сварных соединений донышек с коллекторами.

УЗК сварных соединений по 6.1.1 выполняется прямым и одноразово отбитым или только прямым лучом.

Если во время контроля одноразово отбитым лучом прямой луч попадает на конусную часть внутреннего растачивания трубы, качество сварного соединения оценивают только за результатами контроля прямым лучом, о чем должна быть сделана соответствующая запись в «Заключительных выводах».

Для обеспечения возможности осуществления УЗК сварных соединений по всему пересечению длина цилиндровой части растачивания элементов трубных систем и трубопроводов должна быть не меньше 2Stgб + b + а

где S - толщина стенки в зоне растачивания

b - ширина усиления

а - ширина прилегающей зоны, что подлежит контролю

бы - угол введения.

Чистота обработки растачивания должна быть не худшее Rz=40 мкм.

Контроль сварных соединений с подкладными кольцами

Во время УЗК сварных соединений с подкладными кольцами используют покатых преобразователей с характеристиками, отмеченными в таблице 6.1

Таблица 6.1 - Характеристика преобразователей для контроля

сварных соединений с подкладными кольцами

Толщина стенки, мм		Угол введения, град		преобразователя при контроле
		Контроль	Контроль одноразово
От 4 до 5 включ.
Свыше 5 до 8 включ.
« 70 « 120 «
Примечание. При наличии проточки под подкладное кольцо настройки дефектоскопа и оценивания несуцільностей осуществляют для толщины сваренных элементов в зоне проточки, отмеченной в чертеже.

1 - зарубки для настройки скорости разворачивай и чувствительности дефектоскопа;

D - диаметр сварного соединения; S- толщина стенки

Рисунок 6.1 - СЗП для контроля стыковых сварных соединений

с номинальной толщиной стенки до 20 мм с подкладными кольцами

1 - отверстие глубиной не менее 15 мм для настройки скорости разворачивай

при толщине стенки 65 мм и больше при контроле прямым лучом;

D - диаметр; S - толщина стойки

Рисунок 6.2 - СЗП для настройки скорости разворачивай

при контроле сварных соединений изделий толщиной 20 мм и больше

с подкладными кольцами

При применении АВД-диаграмм для контроля товщин 8-20 мм для настройки скорости разворачивай можно использовать (при наличии) СЗП, приведенный на рисунку 6.1. При этом можно использовать любые отражатели, в том числе торцы образцов. При настройке скорости развертки для контроля сварных соединений толщиной более 20 мм допускается использование СЗ № 2, 2а та др.

Настройка чувствительности дефектоскопа осуществляется соответственно 5.5.6-5.5.8.

Для настройки чувствительности во время УЗК сварных соединений толщиной меньше чем 8 мм используются зарубки.

Для настройки чувствительности во время УЗК сварных соединений толщиной 8 мм и больше используется технология АВД-диаграмм (добавление И).

После настройки дефектоскопа контроль выполняется соответственно требованиям 5.6.

Нецельности, расположенные над корневым слоем (рисунок 6.3), могут быть выявлены прямым или одноразово отбитым лучом. В последнем случае возможное совпадание сигналов от подкладного кольца и нецельности.

Чтоб разделить эти сигналы и избежать ошибки во время оценивания качества сварного соединения, необходимо измерять линейкой расстояния Хк, X1 и Х2 от точки введения луча к середине усиления сварного соединения. Сигнал от подкладного кольца появляется при меньшем расстоянии между сварным соединением и преобразователем, чем сигнал от нецельности, расположенной выше корня сварного соединения. В процессе контроля необходимо периодически сравнивать эти расстояния с данными обмерки на СЗП.

Нецельность над корнем шва определяется не только за координатами, но и через очередность появления эхо-сигнала. При приближении к сварному соединению первым появляется сигнал от кольца, а затем - от нецельности.

Признаком нецельности является появление на экране дефектоскопа импульсов в зоне, ограниченной координатами сигналов 1 или 2 (рисунок 5.3) для сварных соединений толщиной менее 65 мм и сигналов 2 или 3 для сварных соединений элементов толщиной 65 мм и больше.

Следует помнить, что в результате возможной разницы между товщинами стенок трубы и СЗП существует вероятность за сигнал от нецельности ошибочно принять сигнал от усиления сварного соединения или от подкладного кольца. Поэтому перед контролем необходимо измерять реальную толщину стенки каждой трубы, сравнивать их с толщиной СЗП и вносить соответствующие поправки в настройку скорости развертки.

Если толщина стенки трубы является большей толщины СЗП, то при контроле со стороны этой трубы сигнал от подкладного кольца сместится вправо сравнительно с тем же сигналом, полученным на СЗП. Если труба является тоньше сравнительно с СЗП, то сигнал от подкладного кольца трубы сместится влево.

Разница толщины СЗП и элемента, что контролируется, должна быть не более чем ±10% толщины стенки.

Расположение несуцільностей по глубине определяется посредством глубиномера или путем сравнения с координатами сигналов от искусственных отражателей или углов в СЗП.

Чтоб определить, к которой из труб ближе расположенная нецельность в корне сварного соединения, руководствуются следующими признаками:

а) если нецельность в корне сварного соединения расположена ближе к линии сплавка с трубой, со стороны которой ведется контроль, то при медленном приближении преобразователя к сварному соединению на экране дефектоскопа первым появляется сигнал от нецельности, а затем, когда ультразвуковой луч пройдет над нецельностью, которая частично экранирует кольцо, на экране появляется сигнал от кольца;

б) во время контроля этого участка сварного соединения со стороны второй трубы на экране сначала появляется сигнал от подкладного кольца, а затем - от нецельности. Возможна также и одновременное появление сигналов.

Измеряемые характеристики несуцільностей определяют соответственно 5.6.10-5.6.16.

1 и 2 - координаты сигналов от зарубок; К - сигнал от подкладного кольца;

Д1 и Д2 - сигналы от сверхкорневой нецельности, выявленной прямым или

одноразово отбитым лучом; Хк, ХІ и Х2 - расстояния между серединой

сварного соединения и точкой введения преобразователя

Рисунок 6.3- Схемы выявления подкладного кольца и сверхкорневой

нецельности

Во время проведения контроля следует учитывать ряд особенных качественных признаков, которые помогают определять характер некоторых несуцільностей.

Трещины в корне шва при У-образний конструкции, как правило, начинаются от зазору, образованного краем трубы и подкладным кольцом. В процессе распространения трещины выходят в среднюю зону наплавленного металла. В связи с этим характерным признаком трещин в корне сварного соединения является то, что они частично или вполне экранируют сигнал от подкладного кольца только во время контроля со стороны той трубы, от которой они берут свое начало. Во время контроля сварного соединения из противоположной стороны трещина не экранирует подкладное кольцо и ультразвуковой луч свободно проходит у него. На экране дефектоскопа возникают два сигнала - от подкладного кольца и от трещины. Сигнал от подкладного кольца имеет приблизительно ту же амплитуду и пробег по экрану, что и на участках, где нецельность отсутствует. Трещины из этой стороны оказываются значительно хуже, а при небольшой высоте могут отнюдь не оказываться. На рисунку 6.4 показанная схема выявления корневой трещины высотой более 3 мм

Непровар, расположенный выше, чем корневой слой сварного соединения, в незначительной мере или отнюдь не экранирует сигнал от подкладного кольца. На экране во время контроля по обе стороны сварного соединения возникают сигналы от подкладного кольца и нецельности. Расстояние между этими сигналами несколько больше, чем в том случае, когда нецельности расположены в корне сварного соединения. В некоторых случаях от нецельности и подкладного кольца на экране наблюдаются несколько сигналов.

Для шлаковых включений или пор характерной имеется появление на экране дефектоскопа импульсов, которые быстро исчезают и появляются опять при незначительных перемещениях преобразователя в продольном или поперечном направлениях. Скопление мелких шлаковых включений или пор в наплавленном металле дают на экране один сигнал или группу близко расположенных сигналов.

а - схема выявления трещины; бы - отображение на экране при положении И

преобразователя; в - отображение на экране при положении II преобразователя;

Д - сигнал от нецельности; К - сигнал от подкладного кольца

Рисунок 6.4 - Схема выявления трещины в корне сварного соединения

Пропал подкладного кольца имеет некоторые характерные признаки, а именно: на экране дефектоскопа с левой стороны сигнала от подкладного кольца появляется сигнал от пропавшую. При этом амплитуда эхо-сигнала от кольца с опрометью меньше, чем от кольца без прожога. При перемещении преобразователя уздовж образовывающей трубы на экране дефектоскопа в зоне расположения сигнала от подкладного кольца появляется один сигнал с двумя верхушками или два сигнала в непосредственной близости один от другого. Этим пропал отличается от несуцільностей в наплавленном металле. Во время контроля из разных сторон сварного соединения форма и характер изменения сигналов от пропавшую аналогичные. Если прожог переходит в не провар наплавленного металла, то он оказывается как не провар.

Зазор между подкладным кольцом и основным металлом трубы сопровождается появлением на экране дефектоскопа сигнала в том же месте, что и сигнал от нецельности в корне сварного соединения (не провар, трещина) и поэтому может стать причиной ошибочного забракування сварного соединения. Характерными признаками зазору есть следующие. При плавном перемещении преобразователя вздовж образовывающей трубы к шву сначала появляется сигнал от подкладного кольца, а

потом от зазору. При этом сигнал от подкладного кольца имеет такую же амплитуду, как и в месте сварного соединения, где зазору нет. Следует также учитывать, что зазоры до 0,5 мм, как правило, не оказываются, а зазоры до 1 мм дают эхо-сигналы, меньше или уровни первому уровню браковщика.

Эхо-сигналы от зазору или наплыву металла (шлака) под кольцо при измерении координаты Дх отвечают более отдаленной от преобразователя половине усиления сварного соединения, при этом преобразователь находится впритык к усилению сварного соединения. Значение координаты Ду при этом равняется или на 2-3 мм больше толщине стенки. Местоположение отмеченных отражателей не подтверждается во время контроля из противоположной стороны усиления сварного соединения, что отличает их от трещин и не проваров в корне сварного соединения.

Сварные соединения оцениваются за такими критериями:

а) балл 1 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики или количество которых больше, а коэффициент формы меньше значений, приведенных в таблице 6.2.

б) балл 2 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики или количество которых равняется или меньше, а коэффициент формы больше значений, приведенных в таблице 6.2.

Контроль сварных соединений труб поверхностей теплообмена

Этот подраздел посвящен изложению порядка и методики контроля стыковых кольцевых сварных соединений труб поверхностей теплообмена котлов, изготовленных електродуговим , комбинируемым и газовым сваркой.

Этими положениями следует руководствоваться во время контроля УЗК:

а) стыковых кольцевых сварных соединений с толщиной стенки от 2 до 8 мм из сталей перлітного класса;

б) стыковых кольцевых сварных соединений с толщиной стенки от 4 до 8 мм из сталей аустенітного класса марок Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х18Н9Т.

в) стыковых кольцевых сварных соединений элементов со сталей всех перечисленных структурных классов.

Во время контроля сварных соединений труб поверхностей теплообмена нецельности могут находиться на труднодоступных участках, для контроля которых преобразователь должен быть установлен между двумя близко расположенными трубами. Для возможности контроля этих зон следует «разводить» трубы на необходимое расстояние, если это позволяет конструкция.

Для контроля сварных соединений поверхностей теплообмена применяются преобразователи в соответствии с таблицей 6.3.

Таблица 6.3. – Характеристика преобразователей для контроля сварных соединений

труб поверхностей теплообмена

Толщина стенки трубы	Рабочая час- тота, Мгц	Угол введения пере-творювача, град		Максималь- на встретила преобразователя, мм
		Перлитни	Аустенитни
От 2 до 4 включ. Свыше 4 до 6 включ
Примечание. При контроле сварных соединений толщиной 2-3,5 м рекомендуется применение раздельно-совмещенных ПЕП на частоту 4 – 10 Мгц.

Перед настройкой дефектоскопа необходимо убедиться в возможности контроля корня сварного соединения прямым лучом по черточкам на СЗП (рисунок 6.5). Передняя грань преобразователя должна быть смещена вправо от черточки в положении преобразователя, что отвечает максимальной амплитуде эхо-сигнала от нижнего углового отражателя.

Настройка скорости развертки осуществляется по нижнему и верхнему угловым цилиндровым отражателям СЗП, конструкция которого показана на рисунку 6.5. При этом высоту эхо-сигнала от углового отражателя на экране дефектоскопа устанавливают на верхнюю горизонтальную линию (первый уровень браковщика). Зону появления эхо-сигнала от нецельности определяют по положению эхо-сигнала от соответствующей зарубки на экране дефектоскопа при перемещении преобразователя по поверхности СЗП (рисунок 6.6).

Для настройки чувствительности используют СЭП (рисунок 6.5).

После настройки дефектоскопа контроль следует вести соответственно положениям раздела 5.6.

При проведении контроля возможное появление в левой части екрана эхо-сигналов поверхностной волны, отбитой от усиления сварного соединения. Признаком принадлежности этого сигнала поверхностной волне имеется резкое уменьшение высоты сигнала на экране при промацуванні пальцем поверхности сварного соединения перед преобразователем.

Смещение краев соединяемых труб может быть ошибочно принято за нецельность в корне сварного соединения.

Таблица 6.2 - Предельное допустимые значения измеряемых характеристик и количества

дефектов в сварных соединениях трубопроводов с подкладными кольцами

Номинальная толщина стенки, мм

Амплитуда эхо-сигнала

Условная протяжность дефекта (ММ), расположенного на глубине, мм

Коэффициент формы Кф

Особенные признаки дефектов

Количество допустимых дефектов на любые 100мм длины шва, шт

Суммарная ум.довжина допуст.дефектів (ММ), расположенных на одной глубине, на 100мм длины шва, при глубине залегания дефектов (мм)

измерение Кф

3 измерением Кф

и больше

Мелких и больших в целом

браковщик

не измеряется то же самое

В соответствии

От 5 до 20 вкл.

Свыше 20 до 40 вкл.

« 65 « 100 «

уровень браковщика

« 100 « 120 «

Примечание 1 К мелким относятся точечные дефекты (5.6.21) К большим относятся дефекты, условная протяжность какие больше установленных для точечных дефектов, но не превышает значения, приведенные в колонках 4-6 (допустимые протяжные), а также все дефекты с позитивным коэффициентом формы и с амплитудой луна-сигнала меньше первого уровня браковщика. Примечание 2. При использовании данных колонок 4, 5, 6, 11 и 12 следует учитывать, что при контроле прямым лучом глубина залегания дефекта определяется как расстояние от внешней поверхности сварного соединения, а при контроле одноразово отбитым лучом – как сумма толщины стенки и расстояния от внутренней поверхности сварного соединения к дефекту. Примечание 3 . Если дефекты оказываются прямым и одноразово отбитым лучами, то оценку их условной протяжности и общей длины делают за результатами контроля прямым лучом.

Смещение труб может быть определено по появлению сигнала с одной стороны сварного соединения (рисунок 6.6, положение преобразователя 3) при условии, что во время контроля из второй стороны с

диаметрально противоположной точки (положение 2) будет также появляться сигнал, а в положениях преобразователя 1 и 4 сигналы отсутствуют.

1 - отрезок трубы; 2 и 3 - зарубки для настройки чувствительности и скорости

развертки; 4 - черточки, что отвечают границям усиления сварного

Рисунок 6.5- Стандартных образца предприятия для контроля

сварных соединений поверхностей теплообмена

Во время контроля сварных соединений труб с аустенітних сталей следует руководствоваться следующими характерными признаками несуцiльностей, которые позволяют отличать их от препятствий:

а) большой пробег по экрану, близкий к пробегу от искусственного отражателя;

б) нецельности оказываются из двух сторон сварного соединения;

в) положения максимумов эхо-сигналов от нецельности на экране дефектоскопа при контроле из двух сторон сварного соединения практически совпадают;

г) эхо-сигналы от несуцiльностей оказываются без осложнений, то есть при многократных измерениях результаты подтверждаются.

Во время контроля сварных соединений из сталей аустенітного класса для получения углов введения, аналогичных тем, что применяются во время контроля сталей перлітного класса, следует применять углы наклона призмы преобразователя выше на 3-60 (53-60 вместо 50-550). Это связано с отличием в скорости распространения ультразвуку у сталях отмеченных классов.

Рисунок 6.6- Определения смещения соединяемых труб

Контроль стыковых кольцевых сварных соединений труб из сталей разных структурных классов (композитных соединений) осуществляется со стороны трубы перлітного класса преобразователем и за методикой контроля сварных соединений труб перлітного класса, а со стороны трубы аустенітного класса преобразователем и за методикой контроля сварных соединений труб аустенітного класса.

СЗП для настройки скорости развертки и чувствительности контроля аустенітних и композитных стыков должен иметь сварное соединение и отвечать типорозміру и марке стали контролируемого сварного соединения для перлітної и аустенітної сталей соответственно.

Сварные соединения поверхностей теплообмена оценивают за такими критериями.

а) балл 1 - выявлено нецельности с амплитудой эхо-сигнала, которая превышает контрольный уровень чувствительности.

б) балл 2 - не выявлен несуцільностей с амплитудой эхо-сигнала, которая превышает контрольный уровень чувствительности.

Контроль сварных соединений трубопроводов с толщиной стенки менее 20 мм без подкладных колец

Соответственно методическим указаниям этого подраздела контролируются стыковые кольцевые сварные соединения труб и секторных отводов с толщиной стенки от 2 до 20 мм из сталей перлітного класса независимо от способа електродугового сварки.

Сварные соединения контролируют покатыми преобразователями, характеристики которых должны отвечать данным таблицы 6.4.

В сварных соединениях основная часть недопустимых несуцільностей расположена в корне сварного соединения. Поэтому во время контроля отмеченных сварных соединений основное внимание следует уделять корневой части. Кроме того, следует иметь в виду, что во время контроля надежнее оказываются наиболее опасные плоскостные нецельности в корне сварного соединения - трещины, непровари а менее надежно округлые - поры, свищи.

Примечание. Корневой частью сварного соединения следует считать слой толщиной 1/3 толщины стенки от внутренней поверхности сварного соединения.

Особенностью сварных соединений является наличие неравенств в корне - провисает металла и смещения краев. Отбитые от неравенств сигналы во время контроля прямым лучом совпадают по времени с сигналами, отбитыми от сверхкорневых несуцільностей, выявленных одноразово отбитым лучом.

Перед настройкой дефектоскопа необходимо убедиться в возможности контроля корня сварного соединения прямым лучом по черточкам на СЗП (рисунок 6.7). Передняя грань преобразователя должна быть из правой стороны черточки в таком положении преобразователя, которое отвечает максимальной амплитуде эхо-сигнала от искусственного отражателя.

Настройка скорости развертки дефектоскопа должна отвечать положением 5.5.1-5.5.4, а чувствительности - соответственно 5.5.6-5.5.8, конструкция СЗП которых показана на рисунку 6.7. Особенности настройки скорости развертки во время контроля сварных соединений толщиной меньше 20мм приведены в п. 6.4.7. При изготовленные новых СЗП согласно с рисунком 6.7 зарубки следует предусматривать для образцов с толщиной до 8 мм

На рисунку 6.8 предоставленная схема настройки скорости развертки дефектоскопа, а также схема выявления сверхкорневых несуцільностей и неравенств корня сварного соединения типа провисает во время контроля сварных соединений труб толщиной менее 20 мм Участок развертки «а» является зоной появления эхо-сигналов от несуцільностей, расположенных в корне. Участок «х» является зоной появления эхо-сигналов как от несуцільностей, расположенных непосредственно над корнем сварного соединения, так и от провисает. Участок «б» является зоной появления эхо-сигналов, отбитых от несуцільностей в верхней части сварного соединения. Возможная также появление сигналов от несуцільностей из левой стороны от сигнала Д1 в непосредственной близости от него.

Таблица 6.4 - Характеристика преобразователей для контроля сварных соединений

трубопроводов толщиной менее 20 мм без подкладных колец

Толщина стенки	Рабочая ча- стота, Мгц	Угол введения	Максимальная стрела преобразователя при контроли прямым лучом, мм
Свыше 5 до 8 включ.
Примечание. При контроле сварных соединений толщиной 2-3,5 мм рекомендуется применение раздельно-совмещенных ПЕП на частоту 5-Ю Мгц.

1 - отрезок трубы; 2 и 3 - зарубки для настройки чувствительности и скорости

разворачивай; 4 - черточки, что отвечают границям усиления сварного

соединение, для проверки максимального значения стрелы преобразователя

Рисунок 6.7 - СЗП для контроля сварных соединений трубопроводов

с толщиной менее 20 мм без подкладных колец

Эхо-сигнал от смещения труб можно отличить от эхо-сигнала от нецельности в корне сварного соединения за такими признаками:

а) эхо-сигнал от смещения располагается на экране в зоне «а»;

б) смещение через разную толщину труб характеризуется наличием сигнала во время контроля только из одной стороны сварного соединения по всему периметру или на большей его части. В этом случае следует измерять толщину стенок труб;

в) смещение соединяемых труб характеризуется появлением сигналов во время контроля из разных сторон сварного соединения в диаметрально противоположных точках (6.3.10);

а - настройку скорости разворачивай:

Д1 - сигнал от нижнего контрольного отражателя, Д2 -сигнал от верхнего;

бы - выявление сигнала от сверхкорневых несуцільностей и провисают:

Д - сигнал от нецельности, П - совпадающий с ним по координате сигнал

от провисает; в - развертка екрана после настройки скорости разворачивай

Рисунок 6.8- Схема контроля сварных соединений труб толщиной менее 20 мм

Провисает металла в корне сварного соединения отличают от нецельности за такими признаками:

а) эхо-сигнал от провисает располагается на экране в зоне «х»;

б) провисает обычно оказывается при меньшем расстоянии между преобразователем и сварным соединением, чем при выявлении сверхкорневых несуцільностей. Образование провисает наиболее вероятно на участках, выполненных сваркой в нижнем положении. В горизонтальных соединениях провисает располагаются более равномерно и образуются реже, чем в вертикальных соединениях;

в) эхо-сигналы от провисает имеют как разные координаты на экране, так и разные амплитуды во время контроля из разных сторон.

Сварные соединения секторных отводов контролируют при тех же параметрах, что и стыковые сварные соединения руб. Особенностью таких соединений является неперпендикулярность оси сварного соединения к образовывающей трубе и переменная ширина усиления. Во время контроля сварных соединений отводов диаметром более 160 мм следует перемещать преобразователя перпендикулярно к оси сварного соединения. Во время контроля соединения секторных отводов меньших диаметров следует перемещать преобразователя параллельно образовывающей трубы.

Сварные соединения трубопроводов оценивают за такими признаками:

а) балл 1 - выявленные нецельности не имеют признаков смещения и провисает по 6.4.8 и 6.4.9, измеряемые характеристики или количество выявленных несуцільностей превышают значения, приведенные в таблице 6.5;

б) балл 2 - выявленные нецельности не имеют признаков смещения и провисает по 6.4.8 и 6.4.9, измеряемые характеристики или количество выявленных несуцільностей равняются или ниже значений, приведенных в таблице 6.5.

Таблица 6.5 - Предельное допустимые значения измеряемых характеристик и количества несуцільностей в сварных соединениях трубопроводов толщиной менее 20 мм без подкладных колец

стенки, мм	Амплитуда луна- сигнала	Условная длина нецельности (мм), расположенной на глубине (мм)		Особенные признаки нецельности	Количество допустимых несуцільностей набудь-які 100мм длины сварного соединения		Суммарная условная длина допустимых несуцільностей расположенных на одной глубине на будь какие 100 мм длины сварного соединения, мм
					Мелких и больших, суммарно
	Первый уровень браковщика			По 6.4.8 и 6.4.9.
Примечание 1. К мелким относятся точечные нецельности (5.6.13). Большими считаются нецельности, условная длина какие больше значений, установленных для точечных несуцільностей, но не превышает значения, приведенные в графах 3,4 таблицы (допустимые протяжные). Примечание 2. Если нецельности оказываются прямым и одноразово отбитым лучами, то оценку их условной длины и суммарной условной длины осуществляют за результатами контроля прямым лучом.

Контроль сварных соединений трубопроводов с толщиной стенки 20 мм и больше без подкладных колец

УЗК сварных соединений трубопроводов с толщиной стенки 20 мм и больше без подкладных колец отличается от УЗК аналогичных соединений на подкладных кольцах лишь в части контроля корня сварного соединения. Контроль и оценка качества другой части сварного соединения отвечает требованиям раздела 6.2.

Для контроля корня сварного соединения используют преобразователей с характеристиками, приведенными в таблице 6.6.

Таблица 6.6 - Характеристики преобразователей для контроля корня сварных соединений трубопроводов толщиной 20 мм и больше без подкладных колец

УЗК сварных соединений трубопроводов с расточенной корневой частью или с использованием подкладных колец, что удаляются, выполняется в соответствии с 6.2.

Настройку скорости разворачивай и чувствительности должен отвечать 5.5.1-5.5.4 и 5.5.6-5.5.11.

Для настройки скорости развертки используют СЗП, изготовленный за рисунком 6.2.

После настройки дефектоскопа делают контроль сварного соединения соответственно положениям 5.6.

Особенностью сварных соединений без подкладных колец, имеется наличие неравенств в корне сварного соединения (главным образом, провисает металла), что приводит к появлению отбитых от них сигналов при контроле прямым лучом.

Провисает металла отличают от нецельности в корне сварного соединения за таким признаком: при прозвучуванні из одной стороны сварного соединения эхо-сигнал от провисает имеет амплитуду, что отличается от амплитуды эхо-сигнала при прозвучуванні с другой стороны сварного соединения по крайней мере на 3 дБ для преобразователя с углом введения 65°.

Сварные соединения оцениваются таким способом:

а) балл 1 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики которых больше, а коэффициент формы равняется или меньше значений, приведенных в таблице 6.7 при условии, что выявленные нецельности не имеют признаков провисает металла по 6.5.5.

б) балл 2 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики или количество которых равняются или меньше, а коэффициент формы равняется или больше значений, приведенных в таблице 6.7.

Контроль сварных соединений донышек с коллекторами

Этот подраздел НД регламентирует порядок и методику УЗК замковых сварных соединений коллекторов с толщиной 4 мм и больше. Конструкция соединения и схемы контроля показаны на рисунках 6.9 и 6.10. Длина и качество проточенной части (размер «а» на рисунку 6.9) должна отвечать требованиям 6.1.3.

В то же время следует иметь в виду, что:

конструкция сварного соединения может не предусматривать проточки;

контроль со стороны коллектора одноразово отбитым лучом не всегда возможен.

Сварные соединения приварки донышек контролируют покатыми преобразователями, характеристики которых приведены в таблице 6.1.

Контроль корневой части сварного соединения осуществляют прямым лучом со стороны трубы коллектора и со стороны донышка, если на его поверхности имеется достаточный участок для работы преобразователем. Другую часть сварного соединения контролируют со стороны трубы коллектора одноразово отбитым лучом, если это позволяет конструкция.

Если во время контроля сварных соединений толщиной менее 65 мм недосягаемость и конструктивные особенности коллектора (наличие расположенных вблизи донышка штуцеров, малая длина растачивания и тому подобное) не дают возможности контролировать среднюю и верхнюю части сварного соединения отбитым лучом, то усиление сварного соединения должно быть удалено.

но и бы - разные варианты сварных соединений

Рисунок 6.9 - Контроль сварных соединений приварки донышек

к коллекторам

Настройку скорости разворачивай дефектоскопа должен отвечать требованиям 5.5.1-5.5.4 и 6.2.3.

При настройке чувствительности дефектоскопа, поиске несуцільностей и оценивании их измеряемых характеристик следует руководствоваться положениями 5.5.5-5.5.8, 6.2.5-6.2.9.

Оценка качества должна отвечать 6.2.13.

Таблица 6.7 - Предельное допустимые значения измеряемых характеристик и количества дефектов в сварных соединениях

трубопроводов 20 мм и больше без подкладных колец

Номинальная толщина стенки, мм

Амплитуда эхо-сигнала

Условная длина дефекта (мм), расположенного на глубине, мм

Коэффициент формы Кф

Особенные признаки дефектов

Количество допустимых дефектов на любые 100мм длины шва, мм

Суммарная ум.довжина допуст.дефектів (мм), расположенных на одной глубине, на 100мм длины шва, при глубине залегания дефектов (мм)

Без измерения Кф

С измерением Кф

От 20 до 65

65 и больше

Мелких и больших в целом

65 и больше

Первый уровень браковщика

Не измеряется

> 65 – 100

Второй уровень браковщика

Примечание 1 . К мелким относятся точечные дефекты (5.6.21). К большим относятся дефекты, условная протяжность какие больше установленных для точечных дефектов, но не превышает значения, приведенные в колонках 4-6 (допустимые протяжные), а также все дефекты с позитивным коэффициентом формы. Примечание 2. При использованные данных колонок 4, 5, 6, 11 и 12 следует учитывать, что при контроле прямым лучом глубина залегание дефекта определяется как расстояние от внешней поверхности сварного соединения, а при контроле одноразово отбитым лучом - как сумма толщины стенки и расстояния от внутренней поверхности сварного соединения к дефекту. Примечание 3. Если дефекты оказываются прямым и одноразово отбитым лучами, то оценку их условной протяжности и общей длины делают по результатам контроля прямым лучом.

Конструкции сварных соединений, выполненные с отклонением от действующих стандартов, имеют ряд особенностей, без учета которых возможное ошибочное забракування сварного соединения или пропуск несуцільностей.

Перед проведением контроля таких сварных соединений необходимо убедиться в соответствии имеющейся конструкции соединения чертежу, для чего:

а) через отверстия для приваривания колпачка к штуцеру или донышку к коллектору визуально и «промацуванням» обследовать внутреннюю поверхность сварного соединения;

б) с целью определения конфигурации, глубины и длины проточки измерять толщину стенки коллектора в непроточенной части и в зоне возможного расположения проточки.

Если после проведения отмеченных операций конструкцию сварного соединения установить не удалось, следует провести контроль прямым преобразователем со стороны торцевой поверхности донышка. Если и этого недостаточно, то рекомендуется вырезать и осмотреть одно из донышек, которое дает во время контроля типичную картину эхо-сигналов на экране дефектоскопа.

Контроль сварных соединений плоских донышек коллекторов (камер) конструкция которых не отвечает требованиям современных нормативных документов

Для проведения контроля таких сварных соединений необходимо предварительно установить фактическую конструкцию сварного соединения и на этом основании составить рисунок, один из вероятных вариантов которого приведен на рисунку 6.10.

Для этого необходимо:

а) провести измерение внешних размеров изделия, толщины стенки и составить основу рисунка со сварным соединением в разрезе;

б) путем прозвучування прямым лучом на частоте 5МГц провести измерение толщины и нанести на рисунок внутреннюю конструкцию изделия, при этом толщину донышка следует измерять ближе к его середине (поз. 1);

в) путем перемещения преобразователя по радиусу донышка от центра к краю определить наличие разгрузочной канавки и ее размеры (поз. 2-4);

г) последующим перемещением преобразователя от середины к краю донышка зафиксировать конец выступающей части внутренней поверхности донышка (поз. 5), что входит в растачивание трубного элемента (камера, коллектор);

д) удалить усиление на одном из участков сварного соединения и путем измерения толщины из подготовленной в этом месте поверхности на участке от середины сварного соединения в направлении трубного элемента установить наличие в нем проточки, осуществить измерение ее размеров и толщины сварного соединения (поз. 6-8);

е) следует помнить, что между проточкой и внутренней поверхностью трубного элемента конструкцией может быть предусмотрен переход в виде конуса, который определяется перемещением преобразователя на расстояние 80-100 мм от края трубного элемента.

Рисунок 6.10 – Конструкция сварного з"єднанння

Контроль сварного соединения из цилиндровой поверхности донышка осуществляется малогабаритным преобразователем на частоту 5 Мгц. Цилиндровая поверхность донышка (торец донышка) должна быть подготовлена для контроля. При этом ширина зачищенной поверхности должна быть на 10-15 мм больше толщины сварного соединения.

Настройка уровня чувствительности выполняется по плоскодонному отверстию диаметром 3 мм в СЗ на глубине, что равняется расстоянию от середины пересечения сварного соединения к торцу донышка. В случае выявления дефекта место его расположения определяется вне положения преобразователя и показов глибиновимірювача.

Схемы выявления несуцільностей в корне сварного соединения призматическим преобразователем приведены на рисунку 6.11.

Качество сварного соединения оценивается по амплитуде эхо-сигналу и условной протяжности.

Рисунок 6.11 - схемы выявления несуцільностей

Контроль на наличие поперечных трещин

В этом подразделе идет речь о порядке и методике УЗК сварных соединений трубопроводов диаметром 465 мм и меньше с толщиной стенки 25 мм и больше с целью выявления поперечных трещин, расположенных в верхней трети сварного соединения.

Контроль на поперечные трещины осуществляют перемещением преобразователя вдоль сварного соединения непосредственно по поверхности наплавленного металла. Усиление шва при этом удаляется.

Рисунок 6.12 - Схемы выявления корневых несуцільностей при контроле сварных соединений

приварки донышек покатыми преобразователями

Для контроля используют преобразователей на рабочую частоту 1,25-2МГц. При толщине стенки более 40 мм и диаметре 325 мм и меньше следует применять преобразователей с углом введения 50°, а при толщине стенки менее 40 мм или диаметре более 325 мм - преобразователи с углом введения 65°.

Преобразователи должны притереть по поверхности трубы. Притирку преобразователя делают по разметке (рисунок 6.13). Рабочую поверхность преобразователя притирают путем перемещения преобразователя по наждаковому бумаге, наложенной на контролируемую трубу.

Скорость развертки и чувствительность (первый уровень браковщика по 5.5.7) настраивают по пропилу высотой 10% толщины, но не более 2 мм

Грань пропилу, что отбивает, должна быть расположена в плоскости, образованной радиусом и образовывающей трубы.

От нецельности «а», расположенной в верхней части сварного соединения, можно получить эхо-сигнал при двух положениях преобразователя - 1 и 2 (рисунок 6.13).У положении 1 сигнал на экране будет расположен в правой половине развертки (Д{), а в положении 2-у левей (Д2). Нецельности оказываются лучше, когда преобразователь находится в положении 1, а эхо-сигналы расположенные в правой части развертки.

Рисунок 6.13 - Разметка преобразователя для контроля на поперечные трещины

Координаты выявленных несуцільностей определяют таким способом:

а) если эхо-сигнал от нецельности появляется в зоне эхо-сигнала от зарубки, то такие нецельности находятся вблизи внешней поверхности и их расположение определяют «промацуванням», как показано на рисунку 6.14. Следует иметь в виду, что место, где «прощупывается» сигнал от под поверхностной нецельности не отвечает действительному его расположению по периметру. Это объясняется тем, что лучи, отбитые от нецельности, попадают на прилегающую

участок сварного соединения (точка В, рисунок 6.14), что и поддается «промацуванню»;

б) если нецельность не «прощупывается», определяют только ее местоположение по периметру сварного соединения. Для этого фиксируют положение преобразователя, которое отвечает максимальным эхо-сигналам от нецельности при прозвучуванні из противоположных сторон. Середина участка между двумя отмеченными положениями преобразователя отвечает местоположению нецельности.

Рисунок 6.14 – Настройка скорости развертки и схема контроля на поперечные трещины

Контроль стыковых сварных соединений аустенітних сталей с толщиной элементов 10-40 мм

Эта специализированная методика содержит технологические рекомендации относительно УЗК сварных соединений аустенітних сталей без конструктивного непровару с одинаковой толщиной свариваемых элементов.

Для 100%-ного прозвучування наплавленного металла валик усиления желательно удалять. Минимальный радиус кривизны поверхности рядом со сварным соединением, по которой в процессе УЗК может перемещаться преобразователь, должен быть не менее 500 мм, за исключением кольцевых сварных соединений, которые можно контролировать при радиусах кривизны не менее 200 мм

Перед началом контроля в 2-3 местах определяется амплитуда сигнала, который прошел через наплавленный металл сварного соединения и через основной металл изделия, соответственно схеме рисунку 6.15. Проведение УЗК возможно в случае, если амплитуда сигнала в сварном соединении (рисунок 6.15, а) отличается от амплитуды сигнала в основном металле изделия (рисунок 6.15, бы) не более, чем на 20 дБ.

При разнице амплитуд сигналов в сварных соединениях изделия и СЗП, больше 3 дБ, при оценивании допустимости несуцільностей следует откорректировать чувствительность.

СЗП для УЗК аустенітних сварных соединений должны быть сварены пластины или участки сваренных труб. Материал, размер и технология сварки СЗП должен быть таким же

самими, которые применены для контролируемого изделия. Использование в качестве СЗП металлических пластин без сварных соединений не допускается.

1 - приемник; 2 – излучатель

Рисунок 6.15 - Схемы измерения амплитуды сигнала

ультразвуковых колебаний при прозвучуванні сварного соединения (а)

и основного металла (б) раздельно-совмещенными преобразователями

Размеры СЗП в направлении, перпендикулярном к оси шва, должны обеспечивать возможность перемещения преобразователя с целью полного прозвучування металла сварного соединения.

В металле СЗП для УЗК аустенітних швов должны отсутствовать любые нецельности, что оказываются радиографией или ультразвуком на поисковом ровные чутли-вості.

Как искусственный отражатель в СЗП на торцах шва выполняют боковое отверстие (рисунок 6.16). Диаметры бокового отверстия приведены в Таблице 6.8.

Рисунок 6.16- СЗП для настройки чувствительности дефектоскопа

При толщине контролируемого сварного соединения д=10-20 мм боковое отверстие изготовляется вдоль оси сварного соединения на глубине h=0,55. При толщине д=20-40 мм - вдоль оси сварного соединения на глубине h=10 мм Длина отверстия L должна быть не менее 50 мм

Глубина бокового отверстия должна составлять не менее 25 мм, его поверхность должна быть изготовлена с чистотой обработки не ниже Rz =80 мкм.

Для контроля используются специально изготовленные преобразователи с параметрами, что удовлетворяют требованиям этого НД, или блок из двух серийных преобразователей с углом введения 40°, 45°, 50°,60°, 65°, 70°, у которых угол наклона призмы из органического стекла следует уменьшить к 24° путем удаления части призмы (рисунок 6.17) таким образом, чтоб угол введения продольных волн был в диапазоне 60-70°.

Угол восхождения акустических лучей излучателя и приемника составляет 14°, а расстояние между центрами преобразователей - 21 мм Размеры шаблонов для изготовления преобразователей приведены на рисунку 6.18. Диаметр п"єзоелемента преобразователя рекомендуется брать ровным 10-12 мм

Одновременно с сигналом продольной волны от нецельности на экране дефектоскопа может появляться сигнал поперечной волны, отбитый от поверхности один или два раза. При сканировании они перемещаются по экрану дефектоскопа синхронно.

Перед проведением УЗК аустенітних сварных соединений необходимо:

а) відюстировати посредством шаблонов (рисунок 6.18) преобразователь, а посредством СЗП (рисунок 6.16) настроить дефектоскоп на сигнал, отбитый от бокового отверстия. Рабочая частота дефектоскопа устанавливается ровной 2,5 Мгц;

б) определить зону перемещения преобразователя в направлении, перпендикулярном осе сваренного соединения, и выделить на экране дефектоскопа зону появления ожидаемой нецельности посредством строб-импульса.

Таблица 6.8 - Зависимость диаметра отверстия от толщины изделия

Толщина д сварного соединения, мм	Диаметр бокового отверстия, мм
От 10 до 15 включ.
Свыше 15 до 17 включ.

Рисунок 6.17 – Раздельно-совмещенный преобразователь

1 - точка пересечения акустических осей с поверхностью металла

Рисунок 6.18- Шаблона для настройки

Контроль аустенітних швов осуществляется за раздельной схемой раздельно-совмещенным преобразователем продольными волнами по возможности из двух сторон сварного соединения. Преобразователя необходимо перемещать по поверхности сканирования со скоростью 30-50 мм/с.

Шаг поперечного перемещения преобразователя должен быть не более половины диаметра п"єзопластини.

Устанавливаются два ровные чувствительности: пошукована 6 дБ выше той, что обеспечивает выявление боковых отверстий, и браковщик - амплитуда сигнала устанавливается відпо-

відно до 6.8.19.

Особенностью сварных соединений с толщиной стенки от 10 до 20 мм есть наличие повышенного проплавливания (провисает) металла в корне сварного соединения, которое отличается от нецельности следующими признаками:

а) повышенное проплавливание обычно оказывается при меньшем расстоянии между преобразователем и сварным соединением, чем при выявлении сверх корневых несуцільностей. Появление повышенного проплавливания наиболее вероятная на участках, что сваривались в нижнем положении. В горизонтальных сварных соединениях повышенное проплавливание образуется реже, чем у вертикальных;

б) сигналы от повышенного проплавливания имеют разные координаты и разные амплитуды при прозвучуванні из разных сторон сварного соединения.

Качество аустенітних сварных соединений оценивается за такими критериями:

а) амплитуда сигнала;

б) условная высота нецельности на уровне 6 дБ (по амплитуде);

в) условная ширина нецельности на уровне 6 дБ (по амплитуде);

г) условная длина нецельности на уровне 6 дБ по оси сварного соединения

Качество оценивается по двухбальной системе.

Сварное соединение оценивается баллом 1 как непригодное при наличии хотя бы одного из следующих признаков:

а) амплитуда сигнала от нецельности превышает амплитуду сигнала от бокового отверстия (контрольный уровень) больше, чем на 12 дБ;

б) амплитуда сигнала от нецельности превышает амплитуду сигнала от бокового отверстия больше, чем на 6 дБ, при этом условная ширина нецельности больше условной ширины бокового отверстия или условная длина его больше допустимой (6.8.20);

в) амплитуда сигнала от нецельности превышает амплитуду сигнала от бокового отверстия или равняется ему и условная высота нецельности больше условной высоты бокового отверстия;

г) амплитуда сигнала от нецельности больше на 6 -12 дБ от амплитуды сигнала от бокового отверстия, условная ширина и длина меньше, но количество дефектов превосходит 3 на длине 100 мм сварного соединения.

Значение допустимой условной длины нецельности составляет:

для д<15мм L<20мм;

для д=15...25мм L<30 мм;

для д=25...40мм L<40 мм

Ширина зоны сканирования равняется:

для д = 10...25мм 40-75 мм;

для д = 25... 40мм 80-90 мм

В последнее время государственными органами РФ декларируется «разворот на Восток» и потенциальное тесное сотрудничество российских производителей/заказчиков с китайскими. Для качественной совместной работы с представителями КНР необходимо говорить с ними на одном языке, и в частности ориентироваться в используемой обеими сторонами терминологии и стандартной нормативной документации. В данной статье мы хотели бы обобщить наш опыт взаимодействия с коллегами из Китайской Народной Республики по одному локальному вопросу - диагностированию обсадных колонн, и на его примере рассмотреть сходство и отличия нормативной документации РФ и КНР.

Обсадные трубы применяются для крепления нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства и эксплуатации. Между собой обсадные трубы соединяются при помощи муфтовых или безмуфтовых (интегральных) резьбовых соединений. На месте строительства всегда проводится многостадийный контроль качества строительства, состоящий из следующих операций: контроль наличия сопроводительной документации (сертификата); проверка соответствия данных сертификата маркировке труб; визуальный контроль; инструментальный контроль; неразрушающий контроль; контроль оправкой; гидравлическое испытание.

Все работы по контролю качества должны определяться инструкциями изготовителя, которые должны включать соответствующую методику и количественные или качественные критерии приемки. Инструкции по неразрушающему контролю должны соответствовать требованиям настоящих технических условий и требованиям национальных и международных стандартов, выбранных изготовителем.

На территории Российской Федерации в данный момент действуют основные ГОСТ 632-1980 и ГОСТ 53366-2009 (Отменен, с 01.01.2015 пользоваться ГОСТ 31446-2012. По приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22.10.2014 № 1377-ст - восстановлен на территории РФ с 01.01.2015 до 01.01.2017), регламентирующие требования к неразрушающему контролю и уровни контроля бесшовных и электросварных труб. Все обсадные трубы должны быть проверены на наличие дефектов по всей длине (от торца до торца) методами неразрушающего контроля.

Обсадные трубы не должны иметь дефектов, которые по ГОСТ Р 53366-2009 относятся к недопустимым дефектам, и должны соответствовать требованиям, установленным в этом стандарте. Стандартные методы неразрушающего контроля труб являются традиционными проверенными методами и предусматривают процедуры неразрушающего контроля, широко применяемые для контроля трубных изделий во всем мире. Допускается, однако, применение других методов и процедур неразрушающего контроля, способных выявлять дефекты, например, для применения труб в скважинах со специальными условиями эксплуатации. В таких случаях рекомендуется использовать другие методы неразрушающего контроля, которые позволяют подтвердить необходимое качество труб и их пригодность для спуска в скважину.

Рассмотрим методы неразрушающего контроля для обсадных колонн, используемые на территории РФ и КНР:

1) Ультразвуковой контроль (ультразвуковой метод)

Ультразвук распространяется по всей окружности материала. Акустические характеристики материала и внутренние структурные изменения отражаются на распространении ультразвуковых волн. Регистрация сигнала и его анализ дает представление о степени поврежденности материала. В ГОСТе 53366-2009 указаны только международные стандарты, в соответствии с которыми должны быть инспектированы обсадные колонны: ИСО 9303, ИСО 9503 и АСТМ Е 213. Однако в ГОСТе 13680-2011 для выявления расслоений, площадь проекции которых на наружную поверхность составляет не более 260 мм 2 , предлагается действовать в соответствии с ИСО 10124:1994 (Таблица 1).

В то же время на территории России действуют стандартные методы ультразвукового неразрушающего контроля: ГОСТ Р ИСО 10332-99 «Трубы стальные напорные бесшовные и сварные (кроме труб, изготовленных дуговой сваркой под флюсом)», ГОСТ 12503-75 «Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования», ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые» (Утратил силу на территории РФ с 01.07.2015. Пользоваться ГОСТ Р 55724-2013), ГОСТ Р ИСО 10893-12-2014 «Трубы стальные бесшовные и сварные. Часть 12. Ультразвуковой метод автоматизированного контроля толщины стенки по всей окружности», однако, для выявления дефектов обсадных колонн они не применяются. В основном используются международные стандарты ультразвукового метода неразрушающего контроля, перечисленные выше, в то время как на территории КНР контроль целостности труб обсадных колонн выявляют в соответствии с международными и/или собственными стандартами 1 .

В таблице 1 представлены важнейшие стандарты ультразвукового контроля обсадных колонн, из стандартных методов неразрушающего контроля трубы, применяемые как в России, так и в КНР.

Таблица 1

Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Ультразвуковой контроль всей периферийной поверхности для обнаружения продольных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-10:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стандартный метод ультразвукового контроля металлических трубопроводных труб
	Обозначение заменяющего: ISO 10893-10:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов		Трубы стальные бесшовные напорные. Ультразвуковой контроль всей периферийной поверхности для обнаружения поперечных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-10:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
	Трубы стальные напорные бесшовные и сварные (кроме труб, изготовленных дуговой сваркой под флюсом). Ультразвуковой метод контроля для обнаружения слоистых несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-8:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 8. Автоматический ультразвуковой контроль бесшовных и сварных стальных труб для обнаружения дефектов расслоения		Неразрушающий контроль стальных труб. Автоматизированный ультразвуковой контроль стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) на герметичность
			Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Общие принципы
		ISO 10893-3:2011
			Трубы стальные, полученные электрической контактной сваркой и индукционной сваркой, напорные. Ультразвуковой контроль сварного шва для обнаружения продольных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-11:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 11. Автоматический ультразвуковой контроль шва сварных стальных труб для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
		ISO 10893-10:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стандартный метод ультразвукового контроля зоны сварки сварных трубопроводных и насосно-компрессорных труб
			Трубы стальные бесшовные. Метод ультразвукового контроля (Аналог: ISO 9303-1989 Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Ультразвуковой контроль всей периферийной поверхности для обнаружения продольных несовершенств)
		SY/T 6423.6-1999	Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы напорные, методы неразрушающего контроля. Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом), ультразвуковой метод контроля слоистых несовершенств (Аналог ISO 10124-1994 Трубы стальные напорные бесшовные и сварные (кроме труб, изготовленных дуговой сваркой под флюсом) Обозначение заменяющего: SY/T 6423.4-2013 Нефтеная и газовая промышленность. Методы неразрушающего контроля - Часть 4: Автоматический ультразвуковой контроль слоистых несовершенств бесшовных и сварных стальных труб
		SY/T 6423.7-1999	Нефтяная и газовая промышленность. Трубы стальные напорные, методы неразрушающего контроля. Трубы стальные бесшовные и сварные, ультразвуковой метод контроля концов труб для обнаружения слоистых несовершенств (Аналог: ISO 11496-1993 Трубы стальные бесшовные и сварные напорные. Ультразвуковой контроль концов труб для обнаружения слоистых несовершенств) Обозначение заменяющего: SY/T 6423.4-2013 Нефтяная и газовая промышленность. Методы неразрушающего контроля - Часть 4: Автоматический ультразвуковой контроль слоистых несовершенств бесшовных и сварных стальных труб

2) Магнитный контроль (метод рассеяния магнитного потока)

Следующим методом неразрушающего контроля, которым рекомендуется пользоваться в соответствии с требованиями ГОСТ 53366-2009, является метод рассеяния магнитного потока.

Магнитная дефектоскопия труб обсадных колонн методом рассеянного потока основана на обнаружении магнитных потоков рассеяния в ферромагнитном материале с высокой магнитной проницаемостью путем измерения изменяемых характеристик после намагничивания изделия. После намагничивания магнитный поток, распространяясь по исследуемому объекту и встречая на своем пути дефект, огибает его вследствие того, что магнитная проницаемость дефекта значительно ниже магнитной проницаемости основного металла. В результате этого часть магнитно-силовых линий вытесняется дефектом на поверхность, образуя местный магнитный поток рассеяния.

Методами магнитного контроля не могут быть обнаружены дефекты, которые вызывают возмущение в распределении силовых линий магнитного потока без образования местного потока рассеяния. Возмущение потока зависит от величины и формы дефекта, глубины его залегания и его ориентации относительно направления магнитного потока. Поверхностные дефекты, расположенные перпендикулярно магнитному потоку, создают значительные потоки рассеяния; дефекты, ориентированные вдоль направления магнитных силовых линий, практически не вызывают появления потоков рассеяния. Наличие продольных и поперечных дефектов приводит к необходимости проводить двойной контроль с использованием комбинированного намагничивания.

В таблице 2 представлены стандарты магнитной дефектоскопии методом рассеяния магнитного потока. В таблице 2 не представлены стандартные методы неразрушающего контроля, действующие в РФ: ГОСТ Р 55680-2013 «Контроль неразрушающий. Феррозондовый метод» (действующий с 01.07.2015, заменяющий ГОСТ 21104-75); ГОСТ Р ИСО 10893-3-2016 «Трубы стальные бесшовные и сварные. Часть 3. Автоматизированный контроль методом рассеяния магнитного потока по всей поверхности труб из ферромагнитной стали для обнаружения продольных и (или) поперечных дефектов» (дата введения в действие 01.11.2016).

Таблица 2

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Испытание труб из ферромагнитной стали методом рассеяния по всей окружности флюса с помощью магнитного преобразователя для обнаружения продольных дефектов Обозначение заменяющего: ISO 10893-3:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стандартный метод контроля ферромагнитных трубных изделий рассеянием магнитного потока
	Обозначение заменяющего: ISO 10893-3:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов		Трубы стальные бесшовные напорные. Контроль всей периферийной поверхности труб из ферромагнитной стали путем исследования магнитных полей рассеяния для обнаружения поперечных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-3:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стальная труба - Метод рассеяния магнитного потока
		ISO 10893-3:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов

3) Вихретоковый контроль (вихретоковый метод)

Контроль вихретоковым методом - это формируемое ферромагнитной катушкой, находящейся вблизи поверхности контролируемого объекта, поле вихревых токов; анализ изменения электромагнитного поля вихревых токов под действием тех или иных дефектов. Метод применим только для проводящего материала. Вихретоковый контроль может быть использован для тестирования труб, сварного шва и трещин в поверхностном слое наплавки, и косвенного измерения длины дефекта.

В таблице 3 представлены стандарты тестирования вихретоковым методом, российские и китайские специализированные стандарты для дефектоскопии обсадных колонн данным методом отсутствуют. Однако на территории Российской Федерации действует ряд стандартов: ГОСТ 24289-80 «Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения», ГОСТ Р ИСО 15549-2009 «Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения», ГОСТ Р ИСО 12718-2009 «Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Термины и определения», ГОСТ Р 55611-2013 «Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения». На территории Китайской Народной Республики данный метод стандартизирован только для труб других классов (сортамента).

Таблица 3

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Контроль методом вихревых токов для обнаружения несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-2:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 2. Автоматический метод вихретокового контроля стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения дефектов
			Стандартный метод контроля вихревыми токами стальных трубных изделий с применением магнитного насыщения
		ISO 10893-2:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 2. Автоматический метод вихретокового контроля стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения дефектов
			Неразрушающий контроль. Контроль вихревыми токами. Словарь
			Неразрушающий контроль. Испытание вихревыми токами. Общие принципы
		BS-EN -0246-3-2000	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический метод контроля вихревыми токами стальных бесшовных и сварных (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) труб для обнаружения дефектов
			Стальная труба - Контроль вихретоковым методом (Аналог: ISO 9304-1989 Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Контроль методом вихревых токов для обнаружения несовершенств)
		GB/T 12604.6-2008	Неразрушающий контроль. Терминология. Вихретоковый метод
			Неразрушающий контроль. Импульсный вихретоковый метод
		JB/T 4730.6-2005	Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 6: Вихретоковый метод Обозначение заменяющего: NB/T 47013.6-2015 Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 6: Вихретоковый метод

4) Магнитный контроль (магнитопорошковый метод)

Магнитопорошковый контроль - использование магнитного порошка, который адсорбируется в местах дефектов, образуя «магнитную метку» - валики черного магнитного порошка, контроль осуществляется визуально. Метод отражает поверхностные и внутренние дефекты, при этом чувствительность метода не зависит от окраски и металлизации поверхности. Магнитопорошковый метод предпочтительнее для ферромагнитных материалов по сравнению с методом проникающих веществ, так как более оперативен и прост в применении. Главный недостаток - ограниченный доступ к ферромагнитному материалу, для того чтобы полностью обследовать поверхность необходимы специальное оборудование и источник питания. После проведения испытаний наблюдается остаточная намагниченность, которую затруднительно устранить. В таблице 4 приведены международные стандарты по магнитопорошковому методу контроля обсадных колонн, китайские стандарты контроля данным методом, применяемые в машиностроении: контроль качества оборудования под давлением магнитопорошковым методом. В таблицу 4 так же не вошли стандарты, действующие на территории России, т.к. на них не было ссылок в определяющем ГОСТе 53366-2009: ГОСТ Р 56512-2015 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Типовые технологические процессы» (дата введения в действие 01.11.2016), ГОСТ Р ИСО 9934-1-2011 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Часть 1. Основные требования», ГОСТ Р ИСО 9934-2-2011 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Часть 2. Дефектоскопические материалы», ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод», ГОСТ Р ИСО 10893-5-2016 «Трубы стальные бесшовные и сварные. Часть 5. Магнитопорошковый контроль труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов» (дата введения в действие 01.11.2016).

Таблица 4

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные напорные бесшовные и сварные. Контроль тела трубы магнитопорошковым методом для обнаружения поверхностных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-5:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 5. Метод магнитопорошкового контроля бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов
			Руководство по магнитопорошковому контролю
	Трубы стальные напорные бесшовные и сварные. Контроль концов труб магнитопорошковым методом для обнаружения слоистых несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-5:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 5. Метод магнитопорошкового контроля бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов	ISO 10893-5:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 5. Метод магнитопорошкового контроля бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов
		GB/T 12604.5-2008	Неразрушающий контроль. Терминология. Магнитопорошковый метод
		JB/T 4730.4-2005	Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 4: Магнитопорошковый метод Обозначение заменяющего: NB/T 47013.4-2015 Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 4: Магнитопорошковый метод

5) Контроль проникающими веществами (капиллярная дефектоскопия)

Метод проникающих веществ основан на проникновении специальной жидкости - пенетранта - в полости поверхностных и сквозных несплошностей объекта контроля, с последующим извлечением пенетранта из дефектов. Наиболее распространенным методом является капиллярный способ, который подходит для диагностики объектов, изготовленных из металлов и керамики. Продолжительность дефектоскопии зависит от физических свойств жидкости, характера обнаруживаемых дефектов и способа заполнения жидкостью полостей дефектов. В течение получаса можно обнаружить поверхностную усталость, коррозионное растрескивание под напряжением и дефект сварного шва, метод позволяет определить размер трещины.

В ГОСТе 53366-2009 не указаны стандарты капиллярного метода контроля, выявления дефектов обсадной колонны, но в данным стандартом допускается применение других методов и способов неразрушающего контроля. В то же время ГОСТ Р ИСО 13680-2011 рекомендует пользоваться ИСО 12095 или АСТМ Е 165, которые приведены в таблице 5. Внутренние Российские стандарты неразрушающего контроля методом проникающих жидкостей разработаны и действуют, однако до настоящего момента для инспектирования обсадных колонн не применялись: ГОСТ Р ИСО 3059-2015 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль и магнитопорошковый метод. Выбор параметров осмотра» (дата введения в действие 01.06.2016), ГОСТ Р ИСО 3452-1-2011 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 1. Основные требования», ГОСТ Р ИСО 3452-2-2009 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 2. Испытания пенетрантов», ГОСТ Р ИСО 3452-3-2009 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 3. Испытательные образцы», ГОСТ Р ИСО 3452-4-2011 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 4. Оборудование», ГОСТ Р ИСО 12706-2011 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Словарь», ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий Капиллярные методы Общие требования».

В таблице 5 представлены относящиеся к данному методу диагностики обсадных колонн стандарты. Внутренние Китайские стандарты контроля методом проникающих жидкостей обсадных колонн отсутствуют.

Таблица 5

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
	Трубы стальные сварные и бесшовные напорные. Испытание методом проникающих жидкостей Обозначение заменяющего: ISO 10893-4:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 4. Контроль методом проникающих жидкостей стальных бесшовных и сварных труб для обнаружения поверхностных дефектов	ISO 10893-4:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 4. Контроль методом проникающих жидкостей стальных бесшовных и сварных труб для обнаружения поверхностных дефектов
	Стандартная методика для капиллярного контроля. Общая промышленность	GB/T 12604.3-2005	Неразрушающий контроль. Терминология. Капилярный метод (Аналог: ISO 12706-2009 Контроль неразрушающий. Капиллярный контроль. Словарь) Обозначение заменяющего： GB/T 12604.3-2013 Неразрушающий контроль. Терминология. Капилярный метод
		GB/T 18851.1-2012	Неразрушающий контроль - Капиллярный метод - Часть 1: Общие принципы (Аналог: ISO 3452-1-2008 Неразрушающий контроль. Метод проникающих жидкостей. Часть 1. Общие принципы)
		JB/T 4730.5-2005	Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 5: Метод проникающих жидкостей Обозначение заменяющего： NB/T 47013.5-2015 Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 5: Метод проникающих жидкостей

6) Рентгеновский контроль (радиографический метод)

Рентгенографический метод предусматривает использование рентгеновского излучения, проходящего через металл шва и создающего на рентгенографической пленке изображение, отображающее наличие различных дефектов. Степень засвечивания пленки будет больше в местах расположения дефектов.

В соответствии с ГОСТ ИСО 3183-2012 «Трубы стальные для трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия» рентгенографическому контролю на расстоянии не менее 200 мм от торца трубы должен быть подвергнут сварной шов каждого из концов труб. Этому методу контроля подвергаются трубы:

• с одним или двумя продольными швами или одним спиральным швом, полученными способом сочетания дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа и дуговой сварки под флюсом;
• с одним или двумя продольными швами или одним спиральным швом, полученными способом дуговой сварки под флюсом.

В таблице 6 представлены соответствующие стандарты, относящиеся к радиографическому контролю сварного шва обсадной колонны. Часть стандартов по контролю сварных швов труб не указана.

Таблица 6

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
	Трубы стальные напорные, полученные дуговой сваркой под флюсом. Радиографический контроль сварного шва для обнаружения несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-6:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 6. Радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов	ISO 10893-6:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 6. Радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов
	Руководство по рентгенографическому тестированию	ISO 10893-7:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 7. Цифровой радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов
		JB/T 4730.2-2005	Неразрушающие методы контроля оборудования под давлением - Часть 2: Рентгеновское излучение Обозначение заменяющего: NB/T 47013.2-2015 Неразрушающие методы контроля оборудования под давлением - Часть 2: Рентгеновское излучение
		GB/T 12604.2-2005	Неразрушающий метод контроля. Терминология. Радиографический контроль (Аналог: ISO 5576:1997 Контроль неразрушающий. Промышленная радиология с использованием рентгеновских и гамма-лучей. Словарь)

1. В РФ и КНР при обследовании труб обсадных колонн на наличие дефектов различными неразрушающими методами контроля в основном ориентируются на международные стандарты ISO и АSТМ.
2. Неразрушающий контроль обсадных труб проводится в соответствии с, как минимум, одним и тем же международным стандартом как в России так и в Китае.
3. Основными методами неразрушающего контроля обсадных колонн по ГОСТ 632-1980 и ГОСТ 53366-2009 являются: ультразвуковой метод, метод рассеяния магнитного потока, вихретоковый метод и магнитопорошковый метод.
4. На территории Российской Федерации и Китайской Народной Республики разработаны внутренние стандарты неразрушающего контроля, которые не используются для выявления дефектов труб обсадных колонн, но используются в других промышленных областях.
5. В действующих внутренних стандартах и вновь принятых можно встретить ссылки на отмененные или устаревшие (существуют заменяющие) версии международных и внутренних стандартов.
6. Радиографический метод неразрушающего контроля применяется только для дефектоскопии сварных швов труб обсадных колонн.

XU Jin-long, CAO Biao, HONG Wu-xing, LU Shan-sheng, FENG Jun-han, HUA Bin, YANG Shu-jie Внутренние и международные стандарты методов неразрушающего контроля обсадных колонн / «Методы неразрушающего контроля» 2014 год, Vol 36, № 10, стр. 72-77

Тэги: вихретоковый контроль, капиллярная дефектоскопия, контроль проникающими веществами, магнитный контроль, магнитопорошковый контроль, метод рассеяния магнитного потока, неразрушающий контроль, неразрушающий контроль обсадных труб, обсадная труба, радиографический контроль, рентгеновский контроль, ультразвуковой контроль