О чувствительности при радиографическом контроле объектов Ростехнадзора

  • Автор темы В мире НК
  • Дата начала
Ответить
В

В мире НК

Guest
О чувствительности при радиографическом контроле объектов Ростехнадзора

Об авторе


Необходимо войти для просмотра
Сперанский Сергей Константинович
Начальник отдела ООО «Нижегородский центр технической диагностики, экспертизы и сертификации»,
к. т. н., III уровень по радиационному виду НК.
Стаж работы в области НК

Радиография - метод НК, результаты которого во многом зависят от полноты выполнения требований к параметрам и условиям его проведения: энергии излучения (анодному напряжению рентгеновской трубки); типу пленки; типу и толщине усиливающих экранов; способу зарядки кассет, схеме просвечивания сварного соединения, условиям фотообработки и расшифровки рентгеновских снимков. При проведении контроля в полевых, производственных и монтажных условиях ряд требований выполнить значительно сложнее, чем в стационарных и лабораторных условиях. В нестационарных условиях в качестве источника излучения зачастую используются наиболее безопасные импульсные рентгеновские аппараты, имеющие низкий ток и нерегулируемую энергию рентгеновского излучения. Для регистрации изображения применяются крупнозернистые рентгеновские пленки, которые более чувствительны к излучению, однако, обладают невысокой контрастной и детальной радиографической чувствительностью. Кроме того, используются усиливающие флуоресцентные экраны, дополнительно увеличивающие геометрическую нерезкость.

Конечным этапом процесса просвечивания является получение радиограммы, пригодной к расшифровке изображения сварного шва и околошовной зоны, а также для оценки их качества. Один из основных критериев пригодности снимка - достигнутая радиографическая чувствительность, определяемая по эталонам. Соблюдение заложенной в НТД технологии подготовки и проведения просвечивания должно обеспечивать чувствительность контроля, требуемую по НТД, то есть, согласно [1], возможность надежного обнаружения дефектов, размеры которых в направлении просвечивания не менее удвоенных видимых минимальных размеров их имитаторов на эталонах чувствительности. При контроле в нестационарных условиях чувствительность контроля часто оказывается на пределе требований, установленных НТД.

Необходимо войти для просмотра
Рис. 1. Относительная (1) и удвоенные значения (2) чувствительности к в зависимости от радиационной толщины S по ГОСТ 7512-82 для 1, 2 и 3 классов (а - в соответственно)​

Как видно из рис. 1, где в зависимости от радиационной толщины контролируемого материала представлена относительная чувствительность контроля и удвоенные ее значения для разных классов по [1], дефекты, размеры которых в направлении просвечивания менее достигнутой чувствительности, попадают в область А, ограниченную графиком 1, и не могут быть выявлены при расшифровке радиограммы сварного шва. Не может быть гарантировано обнаружение дефектов, размеры которых находятся в области В между значениями, ограниченными графиками 1 и 2. С достаточной вероятностью будут выявляться лишь дефекты с размерами в направлении просвечивания, превышающими удвоенные значения чувствительности (график 2, область С).

Для объектов повышенной опасности, подведомственных Ростехнадзору, требования по чувствительности контроля и допустимости обнаруженных дефектов устанавливают нормативно-технические документы по сварке и контролю, а также методики НК конкретных объектов.

ОБЪЕКТЫ КОТЛОНАДЗОРА

Объем, порядок контроля и нормы оценки качества сварных соединений паровых и водогрейных котлов, а также трубопроводов пара и горячей воды при их изготовлении должны отвечать требованиям [2], а при монтаже и ремонте - требованиям [3]. Контроль сварных соединений проводится по [1] и [4].

Отраслевой стандарт [4] определяет, что при просвечивании в стационарных условиях чувствительность должна соответствовать 1 классу, а при работах в цехе или на монтаже переносными (передвижными) установками - 2 классу [1]. Согласно руководящему документу [2] в корне шва свариваемых трубопроводов могут быть допущены непровары глубиной (высотой) до 10 % номинальной толщины стенки, но не более 2 мм.

Необходимо войти для просмотра
Рис. 2. Чувствительность (1) контроля; ее удвоенные значения (2) и минимальная глубина непроваров, недопустимая в соответствии с [2] по отношению к толщине одной (3) и двух (4) стенок трубы, в зависимости от радиационной толщины S при контроле по 1 и 2 классам [1] (а и б соответственно)​

Из рис. 2 видно, что при контроле трубопроводов через одну стенку с чувствительностью по 1 и 2 классам непровары минимальной глубины, недопустимой по [2], попадают в область С и будут надежно выявляться (график 3). При просвечивании через две стенки недопустимые размеры дефектов (график 4) находятся в области С и частично в области В, и вероятность выявления таких непроваров будет меньше.

Необходимо войти для просмотра
Рис. 3. То же, что на рис. 2 при контроле в соответствии с требованиями [5]​

Чувствительность контроля при монтаже и ремонте паровых и водогрейных котлов и трубопроводов пара и горячей воды установлена руководящим документом [5] и заметно хуже, чем даже по III классу [1], как это видно из сравнения графиков 1 и 2 на рис. 3 и рис. 1в. Вместе с тем, нормы оценки качества по [3] такие же, как и в [2] (графики 3 и 4 на рис. 2 и 3).

Это означает, что при монтаже и ремонте паровых и водогрейных котлов, а также трубопроводов пара и горячей воды радиографический контроль не позволит обнаружить непровары минимальной недопустимой глубины при просвечивании через две стенки с чувствительностью, заложенной в НТД.
 

Вложения

  • 00.jpg
    00.jpg
    3.7 KB · Просмотры: 618
  • 01.jpg
    01.jpg
    30.3 KB · Просмотры: 589
  • 02.jpg
    02.jpg
    33.2 KB · Просмотры: 562
  • 03.jpg
    03.jpg
    26.2 KB · Просмотры: 552
В

В мире НК

Guest
ГАЗОНЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЫ. ОБЪЕКТЫ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ И ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

Методику проведения радиографического контроля сварных швов магистральных и промысловых трубопроводов и нормы оценки их качества в процессе строительства устанавливают ведомственные строительные нормы [6]. В соответствии с этим документом чувствительность контроля не должна превышать половины размера по глубине минимального из недопустимых дефектов, но не более третьего класса при давлении до 10 МПа включительно, а при давлении свыше 10 МПа - второго по [1].

Необходимо войти для просмотра
Рис. 4. Чувствительности контроля по 1 классу [1] (1) и в соответствии с требованиями [6] (2) и минимальная глубина непроваров, недопустимая в соответствии с [6] по отношению к толщине одной (3) и двух (4) стенок трубы, в зависимости от радиационной толщины S​

Установленные [6] минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания для непровара в корне шва составляют 5 % от толщины одной стенки (рис. 4, график 3), или 2,5 % по отношению к толщине двух стенок (рис. 4, график 4), но не более 1 мм. Определенная согласно этим требованиям чувствительность контроля приведена на рис. 4, график 2. Она оказывается выше чувствительности по 1 классу (рис. 4, график 1) и позволяет выявлять минимальные недопустимые дефекты. Однако следует отметить, что в монтажных и полевых условиях затруднительно достичь такого качества подготовки и проведения просвечивания, которое обеспечило бы чувствительность лучше 1 класса [1].

Необходимо войти для просмотра
Рис. 5. Схема просвечивания через две стенки с определением чувствительности контроля по толщине одной стенки​

При контроле труб большого диаметра через две стенки в соответствии с [6] чувствительность определяется, исходя из контролируемой толщины одной стенки (рис. 5). Это является отступлением от [1], по требованиям которого чувствительность должна устанавливаться, исходя из радиационной толщины. При просвечивании через две стенки вторая стенка, экранирующая сварной шов, дополнительно ослабляет излучение и ухудшает чувствительность контроля. С учетом этого фактически достигнутая по [6] относительная чувствительность (абсолютная чувствительность контроля толщины одной стенки по отношению к радиационной толщине, то есть к толщине двух стенок), как и в предыдущем случае, должна быть лучше 1 класса [1].

Необходимо войти для просмотра
Рис. 6. Схема просвечивания через две стенки за одну или две установки источника излучения на плоскую кассету (схема просвечивания «на эллипс»)​

При просвечивании трубопроводов малого диаметра «на эллипс» (рис. 6) чувствительность по [6] определяется, исходя из удвоенной толщины стенки, что соответствует требованиям [1]. Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания равны 5 % от толщины одной стенки или 2,5 % по отношению к толщине двух стенок, но не более 1 мм.

Необходимо войти для просмотра
Рис. 7. Чувствительность контроля по 2 классу [1] (1); ее удвоенные значения (2) и минимальная глубина непроваров, недопустимая в соответствии с [6] по отношению к толщине одной (3) и двух (4) стенок трубы, в зависимости от радиационной толщины S)​

Как видно из рис. 7, относительные размеры таких дефектов расположены в областях А и В. Это означает, что если чувствительность просвечивания соответствует 2 классу, обнаружение их маловероятно, а если учесть, что направление просвечивания не совпадает с плоскостью раскрытия непроваров, можно сделать вывод о практической невозможности обнаружения таких дефектов при заданной чувствительности.

Чувствительность радиографического контроля внутренних и наружных газопроводов до 2003 г. регламентировалась санитарными нормами и правилами [7]. В 2003 г. были введены в действие документы [8] и [9], согласно которым чувствительность установлена по 3 классу. Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непровара в корне шва) составляют 10 % от толщины стенки свариваемых труб.
 

Вложения

  • 07.jpg
    07.jpg
    30.6 KB · Просмотры: 496
  • 06.jpg
    06.jpg
    44.8 KB · Просмотры: 503
  • 05.jpg
    05.jpg
    48 KB · Просмотры: 521
  • 04.jpg
    04.jpg
    25 KB · Просмотры: 527
В

В мире НК

Guest
Необходимо войти для просмотра
Рис. 8. Чувствительность контроля по 3 классу [1] (1); ее удвоенные значения (2) и минимальная глубина непроваров, недопустимая в соответствии с [9-11] по отношению к толщине одной (3) и двух (4) стенок трубы, а также минимальная глубина непроваров, недопустимая в соответствии с [12, 13] (4), в зависимости от радиационной толщины S​

При просвечивании трубопровода на «эллипс» чувствительность согласно [9] определяется по толщине двух стенок. Как следует из рис. 8, график 4, минимальные недопустимые дефекты при радиационных толщинах до ~ 30 мм (толщине стенки до ~ 15 мм) или вообще не могут быть обнаружены, или вероятность их выявления будет малой.

Необходимо войти для просмотра
Рис. 9. Чувствительность контроля по 1 классу [1] (1); ее удвоенные значения (2); чувствительность контроля по схеме на рис. 5 по отношению к радиационной толщине (толщине двух стенок трубы) (3) и минимальная глубина непроваров, недопустимая в соответствии с [9] по отношению к толщине одной (4) и двух (5) стенок трубы, в зависимости от радиационной толщины S​

При контроле труб большого диаметра через две стенки (рис. 5) чувствительность контроля в соответствии с [9] определяется, исходя из контролируемой толщины одной стенки. Из рис. 9 видно, что определенная таким образом чувствительность соответствует 1 классу. Непровары с минимальной недопустимой глубиной будут достаточно надежно выявляться при заданной чувствительности. Однако, как и в предыдущем случае, такой подход противоречит требованиям [1].

Чувствительность просвечивания соединений вертикальных сварных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов согласно [12] устанавливается по 3 классу. Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непровара в корне шва) составляют 5 % от толщины свариваемого проката, но не более 2 мм. Такие дефекты, как это видно из рис. 8, график 4, при установленной чувствительности не будут надежно выявляться до радиационных толщин ~ 30 мм.

ГРУЗОПОДЪЕМНЫЕ КРАНЫ

Основные положения радиационного контроля сварных конструкций грузоподъемных машин устанавливает [14]. Чувствительность контроля по этому документу должна соответствовать 3 классу.

В Общих требованиях, нормах и технических условиях на изготовление, ремонт и реконструкцию грузоподъемных кранов [13, 15, 16] приведены нормы оценки качества сварных соединений по результатам радиографического контроля. Согласно [15], определяющему нормы браковки при контроле сварных соединений подъемно-транспортных машин в процессе их изготовления, монтажа, ремонта и реконструкции, недопустимыми дефектами являются любые обнаруженные трещины и любые непровары. Минимальные размеры обнаруживаемых дефектов в направлении просвечивания в данном случае будут соответствовать удвоенной чувствительности по [1] (рис. 1в).

При контроле сварных соединений в процессе изготовления, ремонта и реконструкции строительных кранов минимальными недопустимыми дефектами в направлении просвечивания по [13] и [16] являются непровары глубиной 5 % от толщины свариваемых кромок, но не более 2 мм. Как следует из рис. 8, график 4, при чувствительности по 3 классу и радиационных толщинах до ~ 30 мм такие дефекты либо вообще не будут обнаружены, либо выявляемость их будет низкой.

ОБОРУДОВАНИЕ ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫХ И ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Сосуды и аппараты

Чувствительность радиографического контроля сосудов и аппаратов и нормы оценки качества сварных соединений в зависимости от группы сосудов при их изготовлении и ремонте определяют [10, 11, 17 - 19]. Согласно этим документам для сосудов 1 - 4 групп установлена чувствительность контроля по 2 классу, а для сосудов групп 5а и 56 - по 3 классу [1].

Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непровара) в соответствии с [10] и [11] равны 10 % от толщины стенки, но не более 2 мм. Как видно из рис. 8, график 3, при схемах просвечивания «через одну стенку» такие дефекты будут надежно выявляться с заложенной в НТД чувствительностью.

Технологические трубопроводы

Требования по чувствительности и нормы оценки качества сварных соединений по результатам радиографического контроля технологических трубопроводов изложены в Правилах [20], а также в документах по монтажу, эксплуатации и ремонту [21, 22]. Согласно этим документам для трубопроводов с Ру свыше 10 МПа и категорий I и II необходимо обеспечить чувствительность на уровне 2 класса, а для трубопроводов категорий III, IV, и V - на уровне 3 класса по [1].

Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непро-вара по оси шва) составляют 5 % от толщины одной стенки или 2,5 % по отношению к толщине двух стенок, но не более 1 мм.

Как было показано, такие дефекты практически не могут быть обнаружены при заданной чувствительности.

ВЫВОДЫ

1. При контроле подведомственных Ростехнадзору

• объектов котлонадзора (при монтаже и ремонте);
• объектов газового надзора;
• магистральных трубопроводов;
• вертикальных сварных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов;
• строительных грузоподъемных кранов;
• технологических трубопроводов непровары с минимальной недопустимой по НТД глубиной не могут быть обнаружены радиографическим методом при чувствительности контроля, заложенной в НТД для этих объектов.

2. Если радиографическим методом контроля с заданной чувствительностью сварных швах указанных в п. 1 объектов обнаруживаются непровары, то они должны быть забракованы по глубине по следующим причинам:

- в соответствии с [1] при радиографическом контроле могут быть выявлены дефекты с размерами в направлении просвечивания не менее удвоенной чувствительности контроля; в данном случае удвоенные размеры превышают установленные нормативы;

- практически невозможна адекватная оценка глубины непровара путем сравнения плотности потемнения его изображения с плотностью потемнения изображения канавок эталона чувствительности, особенно при просвечивании под углом;

- согласно [23] при односторонней сварке с разделкой и без разделки кромок при толщине свариваемых кромок 6 -10 мм вероятность появления в корне шва недопустимых непроваров глубиной до 20 - 30 % от толщины примерно в 10 раз превышает вероятность появления непровара глубиной 5 - 10 %.
 

Вложения

  • 08.jpg
    08.jpg
    36.6 KB · Просмотры: 489
  • 09.jpg
    09.jpg
    41.5 KB · Просмотры: 482
В

В мире НК

Guest
Литература

1. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод.- М.: Изд-во стандартов, 1988 (переиздание - декабрь 1994 г.).

2. РД 2730.940.103-92 / Руководящий документ // Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды. Сварные соединения. Контроль качества. - М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992.

3. РД 153-34.1-003-01. (РТМ-1с) / Руководящий документ // Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования. - М.: ПИО ОБТ, 2001.

4. ОСТ 108.004.110-87. Соединения сварные оборудования атомных электростанций. Радиографический контроль. - М.: 1988.

5. РД 34 10.068-91. Соединения сварные оборудования тепловых электростанций. Радиографический контроль. - М.: 1991.

6. ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Ч. I. - М.: ВНИИ по строительству магистральных трубопроводов, 1989.

7. СНиП 3.05.02-88. Строительные нормы и правила. Газоснабжение. - М.: Госстрой СССР, 1988.

8. СНиП 42-01-2002. Строительные нормы и правила Российской федерации. Газораспределитель- I ные системы. - 10. ОТУ 3-01. Сосуды и аппараты. I Общие технич. условия на ремонт корпусов. - Волго- I град: ОАО «ВНИКТИнефтехимоборудование», 2001.

9. Методика по проведению радиографического контроля качества сварных соединений стальных газопроводов систем газораспределения и газопот- I ребления (согласована с Госгортехнадзором России 30.10.2003 № 14-3/283). - В сб.: Методики прове- I дения экспертизы промышленной безопасности на объектах газоснабжения. Вып. 1. - Владимир: НП I «СЭЦ Промышленная безопасность», 2004.

10. ОТУ 3-01. Сосуды и аппараты. Общие техни- I ческие условия на ремонт корпусов. - Волгоград: I ОАО «ВНИКТИнефтехимоборудование», 2001

11. ПБ 03-584-03. Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. - М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2003.

12. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. - М: Госстрой СССР, 1988.

13. РД 22-207-88 / Руководящий документ // Машины грузоподъемные. Общие требования и нормы на изготовление. - М.: 1988.

14. РД РОСЭК-01-002-96 / Руководящий документ // Машины грузоподъемные. Конструкции металлические. Контроль радиационный. Основные положения. - М.: Росэк, 1997.

15. РД 24.090.97-98 / Руководящий документ // Оборудование подъемно-транспортное. Требования к изготовлению, ремонту и реконструкции металлоконструкций грузоподъемных кранов.

- М.: ВНИИПТМАШ, 1998.

16. РД 22-322-94 / Руководящий документ // Машины грузоподъемные. Технические условия на ремонт. - М.: 1994.

17. ГОСТ 23055-78. Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля. - М.: Изд-во стандартов, 1979 (с изменениями 1984 г.).

18. ОСТ 26-11-03-84. Швы сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Радиографический метод контроля. - М.:1985.

19. РДИ 38.18.020-95 / Инструкция // Радиографический контроль сварных соединений сосудов, аппаратов и трубопроводов. - Волгоград: ОАО «ВНИКТИнефтехимоборудование»,1995.

20. ПБ 03-585-03. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов.

- М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2003.

21. СНиП 3.05.05-84. Технологическое оборудование и технологические трубопроводы. - М.: Госстрой СССР, 1985.

22. РД 38.13.004-86 / Руководящий документ // Эксплуатация и ремонт технологических трубопроводов под давлением до 10,0 МПа (100 кгс/ см2). - М.: Химия, 1988.

23. Коновалов Н. Н. Нормирование дефектов и достоверность неразрушающего контроля сварных соединений. - М.: ФГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. -128 с.

24. ГОСТ 24034-80. Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1988.
 

admin

Admin
Регистрация
16.04.2012
Сообщения
6,689
Реакции
1,815
Адрес
Омск
Сперанский С.К. О чувствительности при радиографическом контроле объектов Ростехнадзора. − В мире НК. – Декабрь 2010 г. − № 4 (30). − С. 68–71. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
 

Вложения

  • 30_68_71.pdf
    30_68_71.pdf
    760.7 KB · Просмотры: 138

Игорь Антонович

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
23.02.2015
Сообщения
2,676
Реакции
629
Грамотно написано. А мы без графиков, по собственному опыту все это знали, очень наглядно получается когда вырезаешь катушки с непроварами.
 
Сверху