книги / Ультразвуковой контроль сварных соединений

Представляется целесообразным привести несколько простых практических способов, повышающих достоверность ручного ультразвукового контроля сварных швов с использованием де­ фектоскопов общего назначения.

Не ранжируя по эффективности, приведем наиболее легко реализуемые способы:

1). Измерение амплитуды эхо-сигнала, его огибающей и ко­ ординат отражателя целесообразно проводить в режиме разверт­ ки «М» («заморозка»). Наши измерения показали, что в этом слу­ чае дисперсия отсчетов амплитуды уменьшается в 3...5 раз. При этом целесообразно одновременно измерять координаты отража­ теля X и У по двум каналам измерения (путем совмещения двух

строб-импульсов).

2). Производить количественную оценку качества подготовки поверхности под контроль с помощью датчиков ДШВ (ЦНИИТМАШ) и корректировку чувствительности дефектоскопа и изме­ рение дефектов с учетом фактической шероховатости и волни­ стости поверхности образцов и объекта контроля.

3). В режиме поиска дефектов сканирование производить ПЭП с веерной диаграммой направленности.

4). Оптимизация угла ввода. Это самый простой и эффектив­ ный метод, хорошо зарекомендовавший себя на практике. Прозвучивание производится или несколькими ПЭП или одним ПЭП

сизменяемым углом ввода типа «вариальфа», и S3измеряется при

максимальном значении амплитуды эхо-сигнала.

5). Измерение эквивалентной площади 5Эна разных частотах.

Поскольку амплитуда эхо-сигнала Л сильно зависит от bJX, где Ья - поперечный размер отражателя, желательно проводить прозвучивание в возможно широком диапазоне частот и S3измерять для максимальных значений А/А0 (А0 - опорный уровень). В [129] показано, что при измерении таким способом А/А0 от раз­

лично ориентированных (относительно нормали) коррозионных трещин в диапазоне частот от 0,6 до 5,3 МГц наблюдается доста­ точно тесная корреляция с данными металлографии.

6) . Дифференцированная оценка 5Э в зависимости от типа дефекта. Предварительно анализируются тип и протяженность дефекта по одному или совокупности наиболее информативных признаков [96]. Эквивалентная площадь S3 в зависимости от

того, компактный или протяженный дефект оценивается по со­ ответствующим АРД-диаграммам, построенным для компакт-

кусирующие ПЭП (а = 4 5 °,/= 5 МГц) обеспечивают среднюю по­ грешность измерения величины дефекта по высоте х = 0,07 мм с

сгх =1,73 мм. В то же. время стандартный ПЭП на те же параметры имеет погрешность х =1,05 мм, стх =2,43 мм.

12). Применение PC-ПЭП типа «дуэт» с углом осмотра в ази­ мутальной плоскости 36°, углами ввода а = 65... 67° и использо­ ванием разной кратности отражений акустических осей приемно­ го и излучающего пьезоэлементов. Метод позволяет на 10.. 20 дБ уменьшить уровень помех, возникающих вследствие дифракции поперечных волн на ребре сопряжения усиления с поверхностью основного металла, и увеличить чувствительность к небольшим трещинам, расположенным по границе сплавления, при контроле швов толщиной 6...20 мм.

ГЛАВА 9

ОРГАНИЗАЦИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ВСТРОИТЕЛЬСТВЕ

9.1.З а д а ч и и с т р у к т у р а к о н т р о л ь н ы х с л у ж б

Решение проблемы повышения качества в строительстве в значительной мере зависит от рациональной организации кон­ трольных служб и правильной постановки задач, стоящих перед работниками этих служб.

Внастоящее время контрольные органы основное внимание обращают на приемочную функцию контроля, т.е. фиксирование дефектов в сварных соединениях. Сварщики считают своей зада­ чей непосредственное изготовление конструкций, а обязанность контролеров сводится к определению их годности. При таком положении наличие дефектов в швах рассматривается как нор­ мальное явление: качество сварки определяет оператордефектоскопист, который зачастую не имеет возможности вы­ явить все дефекты, не говоря об их анализе. Таким образом, меж­ ду контролерами и технологами нет действенной активной об­ ратной связи. Установление такой связи является важным резер­ вом дальнейшего повышения качества и эффективности строи­ тельных работ.

Всвязи с этим перед службой контроля ставятся дополни­ тельные задачи. Она должна не только фиксировать, но и анали­ зировать причины брака, предупреждать его возникновение и вместе с тем давать объективную оценку качества сварки. Этим задачам должны соответствовать квалификация персонала и ор­ ганизационные формы служб контроля, которые в строительной индустрии еще сильно отстают от прогресса техники и организа­ ции производства.

Несовершенство структуры службы качества и низкий уро­ вень механизации дефектоскопии приводят к необоснованно

большому числу операторов и соответственно возрастанию за­ трат на контроль. На ряде строительных объектов затраты на контроль достигают 50% стоимости продукции, что нельзя счи­ тать нормальным.

На заводах и в монтажных организациях строительной отрас­ ли действуют различные формы служб неразрушающего контро­ ля. Наибольшее распространение нашли две формы организаци­ онного построения этих служб. Первая - когда контролем зани­ мается физическая лаборатория, входящая в состав центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ); во втором случае дефектоскопию проводит .сектор или группа неразрушающих методов испытаний при отделе технического контроля (ОТК). Организационная фор­ ма, при которой служба дефектоскопии каким-либо образом под­ чинена ОТК, не является прогрессивной. Опыт применения фи­ зических методов контроля в родственных министерствах, на­ пример тяжелого и энергетического машиностроения, показал, что наиболее оптимальной является такая структура, когда служ­ ба неразрушающего контроля выделена в самостоятельное под­ разделение и функционально подчинена главному инженеру.

На заводах большой мощности таким подразделением может быть отдел неразрушающих методов контроля (ОНМК), в кото­ рый должны входить различные лаборатории: рентгеновская, ультразвуковая, магнитная, капиллярная и герметичности.

В штате отдела должны быть: начальник отдела и его замес­ титель, начальники лабораторий, ннженеры-дефектоскописты (старшие операторы), операторы-дефектоскописты, мастера - наладчики аппаратуры.

Число инженеров должно устанавливаться из расчета один инженер на 4...5 операторов. На заводах, которые применяют неразрушающие методы контроля в небольшом объеме, целесо­ образно иметь лабораторию или группу дефектоскопии при ЦЗЛ: В этом случае в штате лаборатории целесообразно иметь замес­ тителя начальника ЦЗЛ по физическим методам контроля. Струк­ тура физической лаборатории должна быть похожей на структуру ОНМК.

На строительных площадках и трассах контроль качества производится полевыми испытательными лабораториями (ПИЛами). Эти лаборатории обычно прикомандировываются к строи­ тельным или монтажным управлениям на время строительства объекта. Административно лаборатории входят в состав цен­ тральной полевой испытательной лаборатории (ЦПИЛ) при сва-

рочно-монтажном тресте. На наш взгляд, монтажному или строи­ тельному управлению наиболее целесообразно иметь постоянно действующую лабораторию неразрушающего контроля, которая должна подчиняться главному инженеру. В случае необходимо­ сти в состав этой лаборатории должна входить передвижная де­ фектоскопическая лаборатория (ПДЛ), смонтированная на специ­ ально оборудованной автомашине.

Для оперативного комплексного контроля качества сварки необходимо разработать маневренную лабораторию, которая бы­ ла бы оснащена аппаратурой для ультразвуковой, радиационной

имагнитной дефектоскопии. Примерный штат лаборатории кон­ троля при управлении должен включать: начальника лаборато­ рии, инженеров-дефектоскопистов 1...2 чел., операторовдефектоскопйстов 4...8 чел., шоферов передвижной лаборатории 2...3 чел.

При сварочно-монтажных трестах целесообразно иметь сек­ тор физических методов контроля. Основными задачами сектора должны быть наблюдение за правильным ведением технической документации на производство контроля, проверка работы опера­ торов и оказание технической помощи лабораториям при управ­ лениях. Сектор должен состоять из небольшого числа инженеровдефектоскопистов, являющихся специалистами по различным методам контроля. Учитывая, что контрольные службы на заводе

истроительных площадках должны выполнять не только прие­ мочную функцию, но и, в первую очередь, предупреждать брак, необходимо в ОНМК, ЦЗЛ или тресте иметь бюро статистиче­ ских методов контроля. Это бюро должно проводить сбор, обра­ ботку и анализ информации по результатам неразрушающего контроля и тем самым способствовать активному управлению качеством сварки.

9.2.ПОДГОТОВКА И СЕРТИФИКАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Одним из важнейших факторов обеспечения надежности не­ разрушающего контроля, наряду с характеристиками контролепригодности объекта и высокими техническими и метрологиче­ скими параметрами средств контроля, является квалификация персонала, осуществляющего контроль.

Ультразвуковой контроль по сравнению с другими методами характеризует высокая чувствительность к различного вида де­ фектам, более широкая область применения по номенклатуре объектов и, в то же время, сложность расшифровки и идентифи­ кации результатов при значительном влиянии субъективного фактора, поэтому для его проведения требуются операторы высо­ кой квалификации.

Успешная сертификация позволяет повысить объемы знаний и уровень квалификации, что, в конечном итоге, способствует обеспечению достоверности и объективности результатов кон­ троля, решению таких задач, как контроль промышленной про­ дукции, в том числе потенциально опасных объектов, определе­ ние возможности ввода в действие объектов или продление срока действия отработавших нормативный срок службы объектов.

Вопросы подготовки и сертификации специалистов в области неразрушающего контроля определены в системах и стандартах многих стран.

ВСША, Канаде и других странах, тесно связанных с рынком США, действует инструкция SNT-TC-1A, содержащая указания по составлению программы аттестации и выдаче свидетельств о квалификации.

Вскандинавских странах для сертификации персонала была принята система «Nordtest», в Китае и Японии действуют соот­ ветственно нормы GB-9445H NDIS-0601.

Развитие рыночных отношений и, в частности, рынка ES, по­ требовало гармонизации критериев сертификации промышленно­ го персонала, и в первую очередь, в области неразрушающего контроля.

Ссередины 80-х годов проводилась работа по созданию меж­ дународного стандарта ИСО 9712 по квалификации и сертифика­ ции персонала, который был принят в 1991 г. и оказал влияние на последующие национальные и европейские нормы по сертифика­ ции персонала.

Впродолжение этого Европейским комитетом по стандарти­ зации утвержден стандарт EN 473 «Определение уровня квали­ фикации и сертификация персонала в области неразрушающего контроля. Основные принципы», который учитывает требования стандарта ИСО 9712 и устанавливает требования к квалификации персонала, осуществляющего неразрушающий контроль про­ мышленной продукции и систему его сертификации. Согласно Европейской системе, ответственным за сертификацию должен

быть независимый орган, организованный в соответствии с тре­ бованиями стандарта EN 45013. Постепенно другие системы гар­ монизируются в соответствии с европейской.

Европейская Федерация неразрушающего контроля опреде­ лила Независимые органы по сертификации персонала в области неразрушающего контроля стран Европы (14 стран), сертификаты которых имеют широкое взаимное признание, в том числе два Независимых органа в России.

Начало развития системы сертификации персонала, выпол­ няющего неразрушающий контроль в странах бывшего СССР,

относится к началу 80-х годов. В 1987 был выпущен первый до­ кумент «Положение по аттестаций специалистов по неразру­ шающему контролю». Система функционировала под руково­ дством Национального Аттестационного комитета по неразру­ шающему контролю.

В 1997 году в связи с вводом в действие в России Межгосудар­ ственного стандарта ГОСТ 30489 (аналог EN 473) «Квалификация и сертификация персонала в области неразрушающего контроля. Общие принципы» система Национального Аттестационного ко­ митета преобразовалась в две в настоящее время функционирую­ щие системы, зарегистрированные в Госстандарте России.

Вышеупомянутые системы являются системами доброволь­ ной сертификации и распространяются на все методы неразру­ шающего контроля и на широкую область промышленных секто­ ров. Одновременно с ними действует система обязательной сер­ тификации, действующая в соответствии с «Правилами аттеста­ ции специалистов, проводящих контроль технических устройств опасных производственных объектов, поднадзорных Госгортех­ надзору России».

Основные документы Госгортехнадзора России, в том числе Правила устройства и безопасной эксплуатации различного вида оборудования и технических устройств, а также нормативно­ методическая документация, согласованная с Госгортехнадзором (руководящие документы, технические инструкции по различным видам неразрушающего контроля, технического диагностирова­ ния опасных производственных объектов), устанавливают требо­ вания к подготовке и уровню квалификации специалистов по не­ разрушающему контролю.

В связи с этим важное значение имеют независимость, объ­ ективность, беспристрастность и идентичность подхода к оцен­ ке квалификационного уровня и практических навыков специа­ листов.

Основные принципы систем России идентичны и соответст­ вуют требованиям стандарта EN 473.

Сертификация (аттестация) персонала в области неразру­ шающего контроля направлена на определение и подтверждение квалификационного уровня специалистов по одному или не­ скольким методам неразрушающего контроля промышленной продукции определенного вида, соответствующего производст­ венному сектору.

Квалификация - это наличие подготовки, профессиональных знаний, мастерства, опыта, а также соответствующего состояния здоровья, которые дают возможность персоналу надлежащим образом осуществлять работы по неразрушающему контролю.

Независимый орган по сертификации - это организация, от­ вечающая требованиям стандарта EN 45013 и ведущая сертифи­ кацию персонала неразрушающего контроля.

Производственный сектор - определенная отрасль производ­ ства или технологии, где используются специальные технические приемы неразрушающего контроля, требующие специальных знаний, мастерства, оборудования, ориентированных на конкрет­ ную продукцию. Термин «производственный сектор» может от­ носится как к продукции (сварные швы, отливки), так и к целой отрасли производства (авиационная, нефтехимическая и т.д.).

Сертифицируемый специалист в перечисленных системах оценивается на один из трех уровней в соответствии с его квали­ фикацией. Определены основные требования и права специали­ стов I, И, III уровней.

Лицо, сертифицируемое на I уровень, имеет квалификацию для проведения работ по неразрушающему контролю в соответ­ ствии с письменными инструкциями и под наблюдением специа­ листа II или III уровня.

Специалист I уровня должен знать основные физические процессы, на которых базируется метод контроля, параметры и технологию проведения контроля, принципы построения аппара­ туры и преобразователей, назначение и область применения, сис­ тему оценки и отображения результатов контроля.

Специалист 1 уровня должен уметь:

•настраивать оборудование;

•осуществлять контроль;

•регистрировать и классифицировать результаты в соответ­ ствии с критериями, установленными в документах;

•предоставлять отчет по результатам контроля.

Специалист не несет ответственность за выбор метода контроля или средств и оборудования контроля, а также оценку результатов контроля.

Специалист II уровня должен знать физические основы и процессы, на которых базируются ультразвуковые методы кон­ троля, схему акустического тракта, системы расчета параметров контроля, разработки технологии контроля (технологической карты), знание устройства и расчета преобразователей, принципы построения дефектоскопов и автоматизированных систем управ­ ления технологическими процессами неразрушающего контроля, принципы применения компьютерной обработки и анализа ин­ формации о дефектах, методы оценки чувствительности в зави­ симости от физических явлений, положенных в их основу, прави­ ла выбора или применения отдельных методов неразрушающего контроля или их рационального сочетания, в том числе с метода­ ми разрушающего контроля.

Специалист II уровня должен быть компетентным в:

•разработке технологии контроля по видам объектов;

•выборе технических средств, аппаратуры, стандартных и контрольных образцов;

•определении ограничений в применении метода контроля, по которому ему присвоен II уровень квалификации;

•понимании стандартов, нормативных документов, техни­ ческих условий, переработке их в инструкции по практи­ ческому контролю;

•определении области возможного применения физических процессов и явлений для определения дефектности кон­ кретных изделий из различных материалов и сплавов;

•назначении общих критериев оценки качества материалов и изделий в зависимости от выбранных способа и схемы контроля и характеристик, реализующих их средств кон­ троля, в том числе и автоматизированных;

•настройке аппаратуры и систем контроля;

•осуществлении контроля и наблюдении за выполнением всех обязанностей специалистами I уровня;

•расшифровке и оценке результатов контроля в соответст­ вии с применяемой нормативно-методической документа­ цией. Оформлении заключения;

•подготовке письменных инструкций по контролю;