Разработка технологических карт ВИК. Катушки 426,0x13,0 мм. Наш опыт
...В далёком 2020 году я имел честь присутствовать на финальном этапе Всероссийского конкурса специалистов неразрушающего контроля в Москве. Финалистам предстояло разрабатывать технологические карты по разным видам контроля, и со своим приветственным словом тогда выступил руководитель научно-учебного центра «Качество» Георгий Павлович Батов. Дословно не воспроизведу, но мысль там была примерно следующая: при разработке техкарты нужно стараться излагать всё предельно ясно и чётко – настолько, чтобы понять её и произвести контроль по ней мог даже самый неподготовленный дефектоскопист. Лично мне следовать этому напутствию ещё проще – ведь мне даже представлять себе такого человека не нужно...Так вот. В декабре 2021 года на канале «Дефектоскопист.ру» вышел сюжет об эксперименте нашей редакции по изготовлению, скажем так, тренировочных образцов сварных соединений, на которых мы могли бы попробовать произвести контроль. По итогу мы получили четыре готовых изделия со стыковыми сварными соединениями: пластина толщиной 10 мм, пластина толщиной 20 мм и две катушки диаметром 426 мм и с толщиной стенки 13 мм.
По итогу на катушках мы решили производить два вида контроля: визуальный и измерительный, плюс ультразвуковой. По ВИК нам пришлось сделать две техкарты: для строительства и для эксплуатации. В остальном – обе технологические карты по ВИК будут практически идентичны. Мы попробовали их разработать «с нуля», своими силами, насколько смогли. А чтобы понять, насколько мы справились с этой задачей, в конце сегодняшнего сюжета мы сравним готовые технологические карты с выкладками приложения «НК-Консультант». В этом приложении, напомню, можно выбрать руководящий документ, задать параметры объекта контроля – и приложение выдаст пошаговые указания по проведению контроля выбранным методом. То есть, по сути, получается та же техкарта. Поскольку приложение разработано дефектоскопистами II и III уровня с огромным стажем, то мы вполне можем ориентироваться на приложение «НК-Консультант» как на некий эталон применительно к нашей сегодняшней теме.
Сами технологические карты перечитывать я не буду. Кому будет интересно – их всегда можно будет скачать и всё внимательно посмотреть. Я лишь прокомментирую некоторые моменты.
По поводу оформления технологической карты. В СТО Газпром 2-2.4-083-2006 нет типовой формы для неё – есть только для заключений (приложение А). Как подсказали знающие люди, за основу для разработки техкарт берётся приложение К из ЛНА 0500-376-2015 «Альбом унифицированных форм для СТО ГТТ 0500-214-2015 «Регламент проведения строительного контроля Заказчика на объектах ПАО «Газпром» и ООО «Газпром трансгаз Томск». Поэтому я старался, конечно, ориентироваться на этот документ, но вообще мне больше симпатична типовая форма из регламента «Транснефти». По итогу получилось что-то среднее, но, фактически, вряд ли это прям так важно для нашего сюжета. Главным для нас было и есть верное описание технологии контроля, а форму – мы подобрали просто исходя из наших представлений об удобном структурировании информации.
По поводу контроледоступности: согласно п. 8.8 инструкции СТО Газпром 2-2.4-083-2006 при доступности основного металла и сварных соединений контроль следует выполнять не только с наружной, но и с внутренней стороны. И по идее, в нашем случае такой доступ имеется, однако, честно признаться, в момент изготовления катушек мы упустили этот нюанс и не зачистили обратную сторону шва и околошовную зону. А там и ржавчина, и шероховатость даже близко не та, какая нужна. Поэтому для нормального проведения визуального и измерительного контроля с внутренней стороны труб надлежащих условий нет. Так что в техкарте мы всё-таки прописали, например, пункт про контроль обратного валика корня шва и обязательно попробуем его выполнить, даже несмотря на то, что обратная сторона сварного соединения у нас не зачищена.
И да – по-хорошему, соединяемые детали (в данном случае – трубы) были бы отбракованы ещё на этапе входного контроля ввиду того, что на основном металле хватает своих дефектов. Поэтому, по идее, ещё до сборки и уж тем более до сварки в случае с таким металлом дело бы вряд ли дошло. К тому же на основной металл, по-хорошему, нужна своя карта, там свои руководящие документы (ГОСТ Р 50279-2003, ГОСТ 32528-2013 и др.). Так что имеем то, что имеем, и занимаемся только сварными соединениями.
Дальше – к вопросу о нормативных документах. Не знаю, насколько правомерным будет указывать в технологической карте РД 03-606-03, ведь она попала под регуляторную гильотину и была отменена с 1 января 2021 года. Однако альтеративного регламента пока не приняли, зато появился ответ Управления государственного строительного надзора (исх. №09-00-06/7532 от 22.10.2021) на запрос одного из форумчан о том, что данная инструкция может применяться в качестве справочного документа. Поэтому мы всё-таки указали её в разделе «Нормативные документы» и сделаем соответствующую отметку.
Параметры объекта – те же, что мы выбирали ещё в прошлом году, когда мы занимались изготовлением катушек. Объект – газопровод III категории, уровень качества «С», предел текучести основного металла труб – от 350 до 412 МПа.
Шифр карты и наименование объекта – мы взяли с потолка, если что.
Следующий важный раздел – условия проведения контроля. Перво-наперво, нужно разобраться с контроледоступностью. В нашем случае это не суть как важно, поскольку мы можем позиционировать изделие как угодно, но данное уточнение всё же показалось необходимым. И здесь же – мы решили немного конкретизировать требования к обзору для глаз специалиста и привели выдержку из РД 03-606-03 (п. 6.1.4).
Далее – освещённость контролируемых поверхностей. Она должна не менее 500 лк, как того требует п. 8.14.2 инструкции.
Средства контроля. Набор, в целом, стандартный. Люксметра у нас пока нет, это грустно и неправильно, но в технологической карте мы должны его указать. Модель я взял с потолка – просто выбрал ту, которая приглянулась дизайном корпуса. Инструкция «Газпрома» (п. 8.13.1) требует, чтобы визуальный контроль проводился с применением оптических приборов, диапазон увеличения которых составляет от 4 до 7 крат. Увеличительными приборами с ровно таким диапазоном мы не располагаем, но в наборе предусмотрена лупа с возможностью увеличения от 3 до 5 крат и вторая лупа с возможностью увеличения до 10 крат. Так что нужный нам диапазон мы перекрываем, на том и успокоимся. И ещё один нюанс со средствами измерения – это шаблон сварщика. Если посмотреть в паспорт УШС-3, то, например, высоту усиления стыковых швов и глубину дефектов он измеряет с погрешностью ±0.5 мм. При этом – высота усиления шва по рассматриваемым нами инструкциям СТО Газпром 2-2.4-083-2006 и СТО Газпром 2-2.2-136-2007 должна составлять от 1.0 до 3.0 мм, а допустимая чешуйчатость – и вовсе должна быть в пределах 1.0 мм. Согласно таблице 7, для измерения первого параметра надо бы использовать что-то с погрешностью не более 0.3-0.4 мм, а для второго – и вовсе с погрешностью не более 0.2 мм. И это уже не говорим про подрезы, которые для рассматриваемого нами соединения и вовсе не должны превышать 0.5 мм. Следовательно, УШС-3 не совсем вписывается в эти требования.
Тем не менее, мы всё-таки решили пойти немного дальше и добавить в наши технологические карты, скажем так, альтернативу УШС-3, только более точную. В качестве такой альтернативы мы попробуем использовать приспособление для измерения смещения кромок и подрезов ПСК-10М ЭЛИТЕСТ, любезно предоставленное нашим спонсором, группой компаний «РЕНТЕСТ». Для измерения глубины дефектов и смещения кромок такой инструмент лишним не будет.
Подготовка к контролю. Опять же, необходимо убедиться в том, что созданы надлежащие условия для визуального осмотра и измерений и что объект отвечает базовым требованиям контролепригодности. Конкретно для визуального и измерительного контроля достаточно шероховатость Rz=80 мкм (Ra=12.5 мкм), хотя для последующего контроля другими физическими методами, например, магнитопорошковым или ультразвуковым, требуется уже Rz=63 мкм или Rz=40 мкм. Поэтому, возможно, был бы смысл написать иначе и сразу запрашивать шероховатость получше, чем Rz=80 мкм, но в техкартах по другим видам контроля соответствующие положения тоже обязательно должны быть, поэтому оставили так. Может, стык даже по ВИКу не пройдёт – в этом случае нет смысла сильно тратиться на его зачистку.
Положение точки начала отсчёта и направление отсчёта координат – в соответствии с временными требованиями «Газпрома» (рис. 5.2).
Порядок проведения контроля. Здесь мы постарались отразить то, что визуальный и измерительный контроль состоит из двух последовательных этапов – собственно, визуального осмотра и измерений. Порядок измерений – указали в соответствии с руководящими документами, о которых говорили ранее.
Далее мы вплотную подошли к самому интересному – выявляемым дефектам и оценке качества сварных соединений. Для выбранной нами III категории газопроводов в инструкции «Газпрома» есть таблица 5, где дефекты чётко разделены на внутренние и поверхностные. Соответственно, в технологической карте мы можем смело прописывать дефекты, перечисленные в п. 8.15 и п. 8.21.3. Но – если мы берём строительство, то смотрим таблицу 2, а там нет разделения на внутренние и поверхностные. Нам остаётся лишь ориентироваться на определения терминов «внутренний дефект» (п. 3.3) и «поверхностный дефект» (п. 3.23). Конечно, мы убрали из своего перечня дефектов межслойные непровары (Db) и непровары по разделке кромок (Dc1), поскольку уж они-то по определению не могут иметь выход на внешнюю либо внутреннюю поверхность. А вот со всем остальным – были долгие сомнения, стоит ли оставлять, например, вольфрамовые включения. За 10 лет проекта «Дефектоскопист.ру» не припомню, чтобы нам присылали фотографии сварных швов, где такое включение было бы поверхностным дефектом. Однако – в РД 03-606-03 этот дефект присутствует (приложение А), равно как и шлаковое, и флюсовое включение, и поры, и другие дефекты, которые, стало быть, могут иметь выход на поверхность. Поэтому мы решили их тоже включить в нашу карту – мало ли что может встретиться на практике, а так в ней уже будут чёткие нормы оценки качества.
Что касается технологической карты для газопровода в эксплуатации, то здесь всё сложно. Открытых вопросов по итогу осталось немало. В частности, по поводу схематизации групповых дефектов: мы должны измерить их высоту (H), длину вдоль шва (Ll) и длину поперёк шва (Lt). Но если посмотреть таблицу 5, в которой содержатся нормы оценки качества для рассматриваемой нами категории газопровода, то там эти размеры приводятся только для групповых цепочек и скоплений пор и шлаковых включений (Ab, Bb, Ac, Bc). Однако все они, согласно той же таблице, являются внутренними дефектами, а значит, не имеют выхода на поверхность и не могут быть выявлены визуальным и измерительным контролем. Но как тогда это всё вообще относится к визуальному и измерительному контролю? Поначалу мы истолковали это таким образом, что после схематизации групповых дефектов мы должны измерять их высоту (глубину), длину вдоль и поперёк шва точно так же, как и для одиночных дефектов, просто брать наибольшие значения и, суммируя их длину, прибавлять к этому значению ещё и расстояние между ними. А что касается разницы в строчных (h, ll, lt) и прописных (H, Ll, Lt) обозначений, то, как мы предположили, конкретно для визуального и измерительного контроля это не важно. То есть в ходе схематизации мы получим групповой дефект, то оценивать его мы будем по той же норме, по которой оценивали бы одиночный. Поэтому в п. 2.3.1 нашей технологической карты мы сделали небольшой «финт ушами», по сути, поставив знак равенства между строчными и прописными обозначениями.
Однако всё равно терзали сомнения. Во-первых, согласно алгоритму оценки качества сварных соединений (рисунок 3), ВИК – всего лишь начальный этап, вслед за которым идёт дефектоскопия другими методами неразрушающего контроля. Во-вторых, схематизация групповых дефектов (таблица 3) не ограничивается только поверхностными дефектами. Там и внутренние, и в разных сочетаниях между собой, компланарные и некомпланарные. Да чего там: ведь даже на схемах для определения линейных размеров одиночных и групповых дефектов (рисунок 1 и 2) изображены внутренние дефекты, не имеющие выхода на поверхность и, стало быть, недоступные для выявления визуальным и измерительным методом. В общем, смущало то, что всё это как-то сложновато и слишком академично что ли, по крайней мере, для визуального и измерительного контроля, который, по идее, должен быть самым простым и оперативным.
Уже после того, как мы закончили наши технологические карты и показали их бывалым специалистам, которые очень много работают на объектах «Газпрома», ситуация прояснилась. Фишка здесь в том, что объекты в эксплуатации проходят комплексную диагностику, с применением самых разных видов контроля в совокупности. Полученные массивы результатов дефектоскопии очень тщательно обрабатываются, просчитываются, соотносятся с другими данными, прогоняются через математические модели – в общем, решение о дальнейшей судьбе опасного производственного объекта принимается на основании большой подготовительной работы.
В контексте всего этого определять нормы оценки качества для одного только визуального и измерительного контроля – в данном конкретном случае не очень корректно. И на этом фоне – стало понятно ещё и то, почему в приложении «НК-Консультант» всё, что относится к диагностике, вынесли вообще в отдельный раздел. Это реально другая степь. И более того: если вчитаться в п. 8.1 СТО Газпром 2-2.4-083-2006, то легко увидеть, что эксплуатация в нём не упоминается – только сборка, сварка и ремонт. Так что, полагаю, в разделе «Оценка качества» технологической карты было бы, наверное, умнее ссылаться на рисунок 3 и делать оговорку про то, что оценку качества сварных соединений необходимо выполнять только после проведения дефектоскопии другими методами, схематизации дефектов и прочих процедур. Но, поскольку мы не знали всего этого на этапе составления наших технологических карт, то оставили всё, как есть. В конце концов, это опыт – такой вот путь нам пришлось пройти, и для нас здесь важен каждый шаг.
Аналогичная ситуация – с шириной шва на его обратной (внутренней) стороне. Конкретных допусков по ширине обратной стороны (корня) шва для ручной дуговой сварки мы так и не нашли. Опять же – если заглянуть в ГОСТ 16037-80 или ГОСТ 5264-80, то для нашего сварного соединения С17 этот параметр вообще отсутствует. Полагаю, что ширина корня регламентируется только при двухсторонней сварки – и на рисунке 6 этот параметр предусмотрен именно на этот случай. В то время как у нас сварка односторонняя, поэтому в наших техкартах допусков на ширину шва с обратной стороны тоже нет.
Итак, мы разработали две технологические карты визуального и измерительного контроля кольцевых сварных соединений газопроводов, для строительства и для эксплуатации. В первом случае, как нам кажется, получилось что-то более-менее целостное и завершённое, а вот во втором случае – мы фактически лишь приоткрыли дверь в огромную вселенную, именуемую «диагностикой», где свои законы и порядки.
Теперь попробуем свериться с приложением «НК-Консультант». Повторюсь, поскольку его разрабатывали специалисты по неразрушающему контролю и технадзоры, которые много работали и работают на объектах «Газпрома», то выкладкам этого приложения можно доверять.
- Запускаем приложение. Оно может работать как с включенным, так и с выключенным интернетом. Правда, во втором случае возникнут трудности с загрузкой иллюстраций. Чтобы видеть не только текст, но и картинки – интернет мы, конечно же, предварительно включили.
- Выбираем категорию «Газпром».
- Указываем толщину соединяемых элементов – в нашем случае это 13 мм.
- Диаметр в нашем случае - 426 мм. Уровень качества - «С». Ручная дуговая сварка.
- Переходим к выбору метода контроля. Здесь же, к слову, видим раздел Диагностика, о котором мы уже упомянули. Выбираем ВИК.
- И видим, по сути, те же разделы технологической карты. По каждой категории – видим соответствующие выжимки из руководящих документов, но отфильтрованные с учётом параметров контроля, которые мы задали приложению ранее. И в качестве дополнительного бонуса – примечания от разработчиков.
- Посмотрим категорию Перелом осей. Здесь видим знакомые выдержки из инструкций и убеждаемся, что нормы отбраковки перелома осей действительно в них отсутствуют. Значит, нам не показалось.
- Отдельно здесь есть категории Визуальный послойный контроль и ВИК ремонтных участков, поэтому мы сюда заглянем, но подробно останавливаться не будем, поскольку это не относится к нашим задачам на сегодня.
В следующем выпуске мы расскажем про наш опыт разработки технологической карты ультразвукового контроля с применением АРД-диаграмм.