3.6. Проведение неразрушающего контроля

Контролю неразрушающими методами следует подвергать сварные соединения и основной металл сосуда.

Контроль выполняет специализированная организация, имеющая опыт работ, обладающая методической документацией на контроль, аттестованными специалистами, технической базой.

Контроль сварных соединений предусматривает применение не менее двух неразрушающих методов, один из которых предназначен для обнаружения поверхностных дефектов, а другой - для выявления внутренних дефектов в сварных соединениях. Применяемые методы выбираются по усмотрению специалистов, проводящих техническое диагностирование.

Для выявления дефектов в сварных соединениях могут использоваться следующие неразрушающие методы контроля:

визуально-измерительный;

ультразвуковая дефектоскопия;

радиографический контроль;

капиллярная дефектоскопия или магнитопорошковый контроль;

акустико-эмиссионный контроль;

токовихревой метод контроля и другие, обеспечивающие требуемый объем контроля и точность выявления дефектов.

3.6.1. Контроль сварных соединений ультразвуковым или радиографическим методом

3.6.1.1. Неразрушающий контроль сварных соединений следует проводить ультразвуковым (УЗК) или радиографическим (РК) методом в соответствии с действующими на данный момент нормативно-техническими документами на данные методы для выявления внутренних дефектов сварных соединений в виде трещин, непроваров, пор и неметаллических включений.

3.6.1.2. Для проведения контроля методом УЗК или РК применяется аппаратура, предназначенная для этих целей и обладающая необходимой чувствительностью.

3.6.1.3. При разработке индивидуальных программ технического диагностирования в них следует указывать зоны и объем контроля сварных соединений сосудов.

3.6.1.4. Контроль сварных соединений и основного металла сосудов и устранение выявленных недопустимых дефектов рекомендуется проводить в следующем порядке:

анализ технической документации по изготовлению, эксплуатации, ремонтам и контролю, ранее проведенным на сосуде;

визуальный контроль;

выдача задания на подготовку сварных соединений для дефектоскопии;

магнитопорошковый или капиллярный контроль;

ультразвуковой или радиационный контроль;

устранение выявленных недопустимых дефектов;

дефектоскопия ремонтируемых участков.

3.6.1.5. Объем дефектоскопического контроля сварных соединений сосудов зависит от группы сосуда (табл. 6 Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96)), от объема контроля, выполненного в процессе изготовления сосуда и в процессе его эксплуатации, и определяется в каждом конкретном случае специалистами, проводящими диагностирование. Необходимо, чтобы объем полученной информации позволял достоверно судить о техническом состоянии всех несущих элементов сосуда. Объем контроля сварных соединений определяется в процентах от общей длины сварных швов.

3.6.1.6. В случае обнаружения при осмотре сосуда локально деформированных участков (например, вмятин, выпучин, гофров и т.п.) деформированную зону и прилегающую к ней зону недеформированного металла шириной 100 - 150 мм по периметру следует подвергнуть контролю на отсутствие трещин с помощью дефектоскопии.

3.6.1.7. Дефектоскопии следует подвергать элементы оборудования или сварные соединения, качество металла которых вызывает сомнение.

3.6.1.8. При назначении выборочного (неполного) контроля сварных соединений следует учитывать, что участки пересечения продольных и кольцевых сварных швов обязательно должны быть включены в зоны контроля.

3.6.1.9. При технической невозможности осмотра внутренней или наружной поверхности сосуда объем контроля сварных соединений независимо от группы сосуда должен составлять 100%.

3.6.1.10. При обнаружении недопустимых дефектов в процессе неполного контроля сварных соединений объем контроля должен быть увеличен не менее чем вдвое. В первую очередь следует расширить зоны контроля сварных швов в местах обнаружения дефектов.

3.6.1.11. После проведения ультразвукового контроля в необходимых случаях дополнительно для уточнения характера дефектов и глубины их расположения может быть применен радиографический метод, метод послойного вскрытия сварного соединения или металлографический метод.

3.6.1.12. Шероховатость поверхности сварных соединений, подлежащих УЗК, должна соответствовать нормативным требованиям. Для зачистки поверхности сварных соединений рекомендуется применять щетки, шлифмашинки, пескоструйную, химическую и другую обработку.

3.6.1.13. Качество сварных соединений сосуда признается неудовлетворительным, если при любом виде контроля будут выявлены наружные или внутренние дефекты, выходящие за пределы допускаемых величин, установленных нормативными документами.

3.6.1.14. Результаты контроля оформляются в виде заключения или протокола. Расположение участков контроля с привязкой к основным размерам элементов сосуда следует условно изображать на прилагаемой к заключению или протоколу схеме.

Рекомендуемая форма заключения по УЗК качества сварных соединений приведена в Приложении Б.

3.6.2. Контроль методами цветной и магнитопорошковой дефектоскопии

3.6.2.1. Контроль внутренней и (или) наружной поверхностей элементов сосудов методами цветной (ЦД) и магнитопорошковой (МПД) дефектоскопии следует проводить в соответствии с действующими на данный момент нормативно-техническими документами на данные методы для выявления и определения размеров и ориентации поверхностных и подповерхностных трещин, расслоений и других трещиноподобных дефектов.

3.6.2.2. Контроль методами ЦД и МПД проводят на контрольных участках поверхности элементов, указанных в программах диагностирования, и, кроме того, на участках поверхности, где по результатам визуального контроля или анализа эксплуатационно-технической документации предполагается наличие трещин, а также в местах выборок трещин, коррозионных язв и других дефектов и (или) в местах ремонтных заварок.

3.6.2.3. Результаты контроля поверхности элементов сосуда методом ЦД или МПД рекомендуется оформлять в виде заключений (протоколов), в которых следует приводить описание размеров, формы и месторасположения выявленных дефектов. Расположение участков контроля и выявленных дефектов следует условно изображать на прилагаемой к заключению (протоколу) схеме.

Рекомендуемая форма заключения по контролю поверхности элементов сосудов методами ЦД и МПД приведена в Приложении Б.

3.6.3. Метод акустико-эмиссионного контроля

3.6.3.1. Метод акустико-эмиссионного контроля (АЭК) должен применяться в соответствии с требованиями Правил организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (РД 03-131-97) [11].

3.6.3.2. Метод АЭК обеспечивает обнаружение и регистрацию только развивающихся дефектов. Поэтому он позволяет классифицировать дефекты не по размерам, а по степени их опасности.

3.6.3.3. Метод АЭК обеспечивает контроль всего сосуда с использованием одного или нескольких преобразователей акустической эмиссии (АЭ), неподвижно установленных на поверхности сосуда.

3.6.3.4. Положение и ориентация дефекта не влияют на его выявляемость.

3.6.3.5. Особенностью метода АЭК является сложность выделения полезного сигнала из помех в том случае, когда дефект мал, и вероятность выявления такого источника АЭ высока только при резком развитии дефекта и при приближении его размеров к критическому значению.

Поэтому метод АЭК рекомендуется применять в сочетании с другими методами НК в зависимости от характера дефектов.

3.6.3.6. При диагностировании сосудов, находящихся в эксплуатации, в целях сокращения объема работ по подготовке сосуда и контролю традиционными методами желательно первоначально провести АЭК объекта. В случае выявления источников АЭ в месте их расположения провести контроль одним из традиционных методов неразрушающего контроля (УЗК, РК, МПД или ЦД).

Возможна схема, при которой в случае обнаружения дефектов традиционными методами опасность того или иного дефекта выявляется в результате контроля сосуда методом АЭК.

Кроме того, в отдельных случаях, при возникновении сомнения в достоверности результатов применяемых методов контроля также может быть использован метод АЭК.

В этих случаях решение о допуске сосуда в эксплуатацию или о его ремонте принимается по результатам проведенного АЭК.

3.6.3.7. В случае наличия в сосуде дефекта, выявленного одним из методов НК, метод АЭК может быть использован для слежения за развитием этого дефекта.

3.6.3.8. Метод АЭК в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (ПБ 10-115-96), должен применяться при пневмоиспытаниях сосудов в качестве сопровождающего метода, повышающего безопасность проведения испытаний. В этом случае целью применения АЭК является обеспечение предупреждения возможности разрушения сосуда.

Рекомендуется использовать метод АЭК и при гидравлических испытаниях сосудов.

3.6.3.9. АЭК сосудов проводится специализированными организациями и аттестованными специалистами не ниже уровня квалификации, установленного действующими нормативно-техническими документами.

Рекомендуемые формы протокола и заключения по результатам контроля методом АЭК приведены в Правилах организации и проведения акустико-эмиссионного контроля сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов (РД 03-131-97).

3.6.4. Ультразвуковая толщинометрия

3.6.4.1. Ультразвуковая толщинометрия (УЗТ) применяется в целях определения количественных характеристик утонения стенок элементов сосуда в процессе его эксплуатации. По результатам УЗТ определяют скорость коррозионного или коррозионно-эрозионного изнашивания стенок и устанавливают расчетом на прочность допустимый срок эксплуатации изношенных элементов, уровень снижения рабочих параметров или сроки проведения восстановительного ремонта.

3.6.4.2. Для измерений толщины металла могут быть использованы ультразвуковые толщиномеры, соответствующие требованиям действующей нормативно-технической документации и обеспечивающие погрешность измерения не более +/- 0,1 мм.

3.6.4.3. Контроль толщины стенки проводят в местах элементов сосуда, указанных в специальных инструкциях, в типовых или индивидуальных программах диагностирования, а также в зонах интенсивного коррозионно-эрозионного износа металла, в местах выборок дефектов и на поверхности вмятин или выпучин.

3.6.4.4. Толщинометрия может проводиться как по наружной, так и по внутренней поверхностям сосуда. Измерения осуществляются по четырем образующим обечайки и четырем радиусам днищ через 90° по окружности элемента. На каждой царге обечайки сосуда проводится не менее трех измерений по каждой образующей (в середине и по краям).

На днищах проводится не менее пяти измерений: на каждом из четырех радиусов и в центре. При обнаружении зон с расслоением металла число точек измерения в этом месте должно быть увеличено до количества, достаточного для установления границ (контура) зоны расслоения металла.

3.6.4.6. В случае невозможности выполнения УЗТ сосуда по полной программе число точек замера толщины стенок должно быть таким, чтобы обеспечить максимально надежное представление о состоянии сосуда и проведение прочностных расчетов. Для повышения достоверности результатов замеров толщины стенок рекомендуется использовать статистический подход, изложенный в п. 4.2.

3.6.4.7. В местах измерения толщины поверхность должна быть зачищена до металлического блеска. Толщина металла определяется как среднее значение из результатов трех измерений.

3.6.4.8. Результаты УЗТ элементов сосуда рекомендуется оформлять в виде заключений (протоколов), в которых следует приводить схему расположения мест замера толщины и таблицу значений измеренной толщины.

Рекомендуемая форма заключения по УЗТ элементов сосуда приведена в Приложении Б.

3.6.5. Вихретоковая дефектоскопия

Вихретоковый неразрушающий контроль - это контроль, основанный на взаимодействии внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этим полем в объекте контроля.

Этот метод эффективен для выявления поверхностных и подповерхностных трещин в ферромагнитных материалах. Достоинством вихретокового контроля является сравнительная простота, высокая производительность и чувствительность. Метод может быть использован для контроля металла в околошовных зонах сварных швов, особенно в местах концентрации напряжений (местах приварки патрубков, люков, горловин, фланцев и др.). Метод эффективен для выявления трещин коррозионного растрескивания, а также межкристаллитной коррозии, но он не может быть рекомендован для контроля сварных швов в целях выявления внутренних дефектов. Поэтому при диагностировании сосудов и аппаратов наиболее целесообразно применять вихретоковый метод в сочетании с ультразвуковым, радиографическим или акустико-эмиссионным методами.

3.6.6. Замеры твердости

3.6.6.1. Замеры твердости основного металла и сварных соединений сосудов рекомендуется производить в следующих случаях:

если показатель твердости является одной из определяющих характеристик свойств основного металла и сварных соединений по паспорту и в результате условий эксплуатации сосуда (температура, давление, среда) или в результате аварийной ситуации могли произойти необратимые изменения этого показателя;

для оценки механических свойств по показателю твердости в случае необратимых изменений этих свойств в результате условий эксплуатации сосуда или в результате аварийной ситуации;

для оценки механических свойств в случае необходимости идентификации основных и сварочных материалов при отсутствии сведений о них (например, при утрате и связанной с этим необходимостью восстановления паспорта сосуда), а также в случае необходимости идентификации импортных сталей.

Вероятность необратимых изменений и соответственно необходимость замера твердости в этом случае определяет специализированная организация, выполняющая техническое диагностирование сосудов.

3.6.6.2. Для измерения твердости ударным методом деталей с толщиной менее 10 мм рекомендуется пользоваться только приборами с малой энергией удара типа "Эквотип" с индентором-датчиком "С" либо приборами типа УЗИТ-2М или ХПО-10.

В каждой точке (шов, зона термического влияния, основной металл) производится не менее трех замеров; в протокол заносятся минимальные, максимальные и средние значения твердости.

В случае получения результатов измерения твердости, не соответствующих требованиям стандартов, производится не менее двух дополнительных замеров на расстоянии 20 - 50 мм от точек, показавших неудовлетворительный результат.

При подтверждении полученного значения твердости производится выявление размеров участка или длины шва с отклонениями по твердости. Количество дополнительных замеров твердости и их частоту определяют специалисты, проводящие диагностирование.

3.6.6.3. Зачистку площадок для измерения твердости рекомендуется производить шлифовальными машинами. Размер площадок определяется исходя из конструкции инденторов твердомера. Оптимальный размер 50 x 50 мм. Глубина вышлифовки при первой серии замеров твердости должна быть в пределах 0,5 мм, при второй серии замеров - 1,5 - 2,5 мм. Чистота поверхности должна быть не ниже Rz20.

3.6.6.4. Оценку механических свойств по показателям твердости производят аналоговым путем или по формулам, полученным расчетно-экспериментальным методом.

Временное сопротивление и предел текучести могут быть определены с помощью переносных твердомеров по ГОСТ 22761-77 [12] и ГОСТ 22762-79 [13].

3.6.6.5. Результаты замера твердости и перевода показателей твердости в показатели механических свойств оформляются в виде заключения, подписываемого специалистами организации, проводящей диагностирование сосудов.

3.6.7. Металлографический анализ

3.6.7.1. Металлографический анализ следует производить в следующих случаях:

для подтверждения изменений характеристик твердости и механических свойств, определяемых в случаях, оговоренных подп. 3.6.6.1 настоящих Методических указаний;

при необходимости уточнения характера дефектов, выявленных при контроле наразрушающими методами.

3.6.7.2. Металлографический анализ выполняется путем приготовления микрошлифа непосредственно на сосуде, травления, снятия с него полистирольной реплики и последующего осмотра и фотографирования структуры со снятой реплики на оптическом микроскопе с разрешающей способностью до x400.

3.6.7.3. При технической возможности вырезки образцов из сосуда металлографический анализ производится на микрошлифах, изготовленных из этих образцов.

3.6.7.4. Результаты металлографического анализа оформляются в виде заключения, подписываемого специалистами организации, проводящей диагностирование сосудов.