Разработка технологических карт по ультразвуковому контролю в режиме ВРЧ. Катушки 426x13 мм. Наш опыт
В предыдущих выпусках мы рассказали о том, как пытались составить технологические карты для визуального и измерительного и ультразвукового контроля. Напомню, по итогу мы попробовали разработать:- две техкарты визуального и измерительного контроля: одна – для строительства, вторая – для эксплуатации;
- три техкарты ультразвукового контроля с применением АРД-диаграмм: одна – для эксплуатации, две – для строительства. Из них первая – с автоматической калибровкой задержки в призме, вторая – с ручной калибровкой задержки в призме.
В завершение этого цикла мы расскажем о нашей попытке составить ещё две технологические карты ультразвукового контроля в режиме временной регулировки чувствительности (для строительства, для эксплуатации, для поискового усиления +6 дБ). Как и в прошлых выпусках, мы пройдёмся по содержимому техкарт, особенно по тем разделам, где есть существенные отличия от инструкций для использования АРД-диаграмм.
Раздел Параметры контроля – по задумке, здесь содержится базовый минимум информации, необходимый для проведения контроля. То есть здесь изложены ключевые параметры контроля, знание которых может оказаться достаточным для того, чтобы выполнить настройку и контроль. Предполагается, что опытным дефектоскопистам это может сэкономить время, избавив их от необходимости каждый раз перечитывать нашу техкарту, которую мы нарочно сделали как можно более подробной.
Далее, в п. 2.2 «Подготовка дефектоскопа к настройке глубиномера чувствительности» сразу оговаривается включение б-Зоны. Поскольку мы будем рассматривать настройку с ручной калибровкой протектора (задержки в призме), нам понадобятся показания пути по лучу в б-Зоне и разницу между показаниями в а-Зоне и б-Зоне (Sаб). Поэтому б-Зону мы будем включать в самом начале настройки.
Следующий пункт, п. 2.3.5: в параметре Показание 4 мы решили оставить вариант ERS. Остальные величины нам всё равно ни к чему, зато так можно было бы переключаться между режимами ВРЧ и АРД. При условии, конечно же, что кривые ВРЧ и АРД созданы и настроены. То есть после включения АРД оператор может в любой момент перейти в меню Датчик, в подменю первого или второго уровня ВРЧ/АРК и включить режим ВРЧ. Сразу после этого в параметре ERS будет отображаться прочерк, но при желании – режим ВРЧ можно в любой момент выключить, и тогда в поле показания ERS вновь будет отображаться какое-то значение. Вот так, без сложной дополнительной настройки, без дополнительных подтверждений – оператор может переключаться между разными режимами.
Причём, что любопытно, результат в поле ERS отображается также в том случае, если вместе с режимом АРД включён ещё и режим АРК. В этом случае на экране УСД-60ФР дополнительно к кривым АРД отображается ещё и кривая АРК красного цвета.
Но вернёмся к нашей техкарте. Самый любопытный раздел – это, конечно же, п. 2.3 «Настройка чувствительности». В регламенте есть опорный уровень, который в нашем случае устанавливается по сигналу от зарубки в настроечном образце с последующим введением соответствующих поправок. Также есть контрольный уровень (уровень фиксации) и браковочный уровень. Браковочный уровень в нашем случае настраивается по зарубке. По сути, он изначально равен опорному уровню, но с учётом поправок на чувствительность и на шероховатость. Соответственно, если поправок нет, то опорный уровень идентичен браковочному. Браковочный уровень у нас равен 80% высоты экрана, её на развёртке обозначает а-Зона. С одной стороны, это достаточно высоко, чтобы обеспечить необходимое усиление и чувствительность контроля. С другой стороны – это несколько ниже 100% высоты экрана, а потому удобно с точки зрения визуального наблюдения за высокой сигнала. Ну и плюс 80% ровно делится на два, кратно ячейкам на развёртке. Контрольный уровень, он же уровень фиксации – вдвое меньше браковочного, на 40% высоты экрана. За него у нас будет отвечать б-Зона. И по идее, на этом всё – выбранные нами регламенты не требуют дополнительных шагов для настройки чувствительности. Ни в регламенте СТО Газпром 2-2.4-083-2006, ни во «Временных требованиях», которые рассматривались нами в качестве руководящих документов, ничего не говорится о поисковом уровне. Как такового там его нет.
По задумке, работать это должно следующим образом. Настраиваем опорный уровень по опорному отражателю и вносим поправки (они есть в техкарте для эксплуатации) – и тем самым получаем браковочный уровень. Далее – выполняем сканирование. Если сигнал от дефекта превышает а-Зону, то это однозначно брак по амплитудному критерию. Если сигнал ниже б-Зоны, то такие дефекты пропускаем и не отражаем их в заключении. А вот если сигнал ниже а-Зоны и выше б-Зоны, то измеряем условные размеры, суммарную условную протяжённость дефектов и дальше оцениваем по нормам отбраковки. То есть в заключении мы будем указывать все дефекты, эхо-сигналы от которых превысят б-Зону. Как представляется, такой подход больше соответствует букве выбранных нами руководящих документов. Тем более что и в основном регламенте, и в наших техкартах предусмотрен поворот преобразователя в процессе сканирования. А значит, мы сможем прозвучивать сварные соединения с самых разных сторон, обходиться без дополнительного усиления и фиксировать максимальную амплитуду отражённых сигналов от дефектов, независимо от их пространственной ориентации. Ну, по крайней мере, в теории так.
Другой подход предполагает повышение усиления после настройки браковочного уровня. Зачастую на 6 дБ, но далеко не всегда. Делается это для того, чтобы не пропустить дефекты в процессе сканирования. Ведь, во-первых, при перемещении ПЭП неизбежно ухудшается акустический контакт, и через границу раздела проходит меньшее количество звуковой энергии. Во-вторых, акустическая ось ПЭП не всегда проходит над центром дефекта, а следовательно, в режиме поиска не всегда сразу наблюдается максимум эхо-сигнала.
При таком подходе удобнее настраивать браковочный уровень (а-Зону) на 50% высоты экрана, уровень фиксации (б-Зоны) – на 25% высоты экрана. Когда усиление будет поднято на 6 дБ, то 100% высоты экрана дефектоскопа будет соответствовать браковочному уровню, а-Зона будет обозначать контрольный уровень, б-Зона – это будет как бы поисковый уровень, на 6 дБ ниже контрольного и на 12 дБ ниже браковочного уровня.
На всякий случай мы составили дополнительные версии технологических карт, в которых предусмотрено поисковое усиление +6 дБ. В этих техкартах, обратите внимание, есть, например, рекомендация по настройке кнопки dB. Мы предлагаем программировать её на значение +6 дБ. В последующем это упростит нам переключение между уровнями чувствительности, хотя заметим, что параметр Усиление доступен во многих меню и подменю УСД-60ФР. Здесь тоже можно задать шаг 6 дБ и накидывать либо опускать усиление на эту величину.
Но вернёмся к нашим картам. В них, повторюсь, предусмотрен поворот датчика в процессе сканирования, поэтому в основной версии техкарт мы обошлись без поискового усиления, как это и предписано основным регламентом. Ещё одно важное уточнение про поправку чувствительности, о которой мы уже упомянули. В рассматриваемом нами случае, в технологической карте ультразвукового контроля при эксплуатации предусмотрена поправка на чувствительность, -2 дБ. При этом: в режиме АРД для внесения поправки есть специальный пункт в меню. А вот в режиме ВРЧ поправка, по сути, вводится лишь регулировкой усиления. То есть: после установления опорного уровня, подняв уровень эхо-сигнала от зарубки на 80% высоты экрана, и настройки ВРЧ мы должны будем опустить усиление на -2 дБ и тем самым внести поправку чувствительности согласно таблице 21 регламента СТО Газпром 2-2.4-083-2006.
Ещё один любопытный момент - это «одинаковый уровень» сигналов от искусственного отражателя при прозвучивании прямым и однократно отражённым лучом. Это важно, например, когда нам нужно проверить корректность выравнивания сигналов. И вот здесь, помимо визуальной оценки высоты сигналов на развёртке, наверное, целесообразно задавать конкретные «рамки», в которых сигналы могут считаться «одинаковыми» по амплитуде. Например: согласно таблице 22 в регламенте «Газпрома» СТО 2-2.4-083-2006, дополнительной регулировки чувствительности не требуется, если её отклонение не превышает 3 дБ. Поэтому мы в своих технологических картах указали именно эту величину, хотя, например, в п. 10.6.5 того же регламента говорится о том, что разница между сигналом от отражателя и нормативным уровнем чувствительности не должна превышать 1 дБ. Если посмотреть другой документ, РД 34.17.302-97, то п. 4.3.8.1, например, гласит: контроль с использованием ВРЧ допускается для дефектоскопов, обеспечивающих выравнивание эхо-сигналов от равновеликих отражателей в зоне контроля с точностью ±2 дБ. Другой п. 4.5.13 также требует, чтобы относительная погрешность измерения амплитуд эхо-сигналов не превышала тех же самых ±2 дБ. Такая же норма есть в п. 7.3.1.9 стандарта ГОСТ Р 50.05.02-2018.
По п. 2.5.8: в предыдущем сюжете мы это не проговорили, но, учитывая, что карта предполагает проверку отклонения чувствительности, вероятно, амплитуду эхосигнала от искусственного отражателя стоит запомнить или записать себе где-то. Возможно, не было бы лишним даже добавить соответствующую рекомендацию, например, в п. 2.4.8, то есть чтобы напомнить оператору о том, что неплохо бы запомнить амплитуду эхо-сигнала от опорного отражателя после внесения соответствующей поправки, потому что впоследствии нам придётся сверяться с этой цифрой.
Нормы оценки качества сварных соединений – понятное дело, для строительства и для эксплуатации они свои.
Ну что ж, и напоследок – по традиции посмотрим, что нам предлагает приложение «НК-Консультант».
- Включаем интернет и запускаем приложение.
- Параметры объекта контроля приложение всё ещё помнит, другие мы пока не указывали.
- Метод контроля нас сегодня интересует ультразвуковой.
- В общем-то, почти все разделы мы рассмотрели в прошлом выпуске, когда говорили про АРД-диаграммы. Сегодня давайте внимательнее посмотрим раздел Выбор СОП, в котором изложены требования к настроечным образцам, их форме, материалу, искусственным отражателям. Здесь можно выбрать уровень качества, можно скорректировать толщину – и в зависимости от этого меняются значения ширины и высоты зарубки, максимально допустимая эквивалентная площадь, поправка чувствительности и другие переменные, выделенные жирным шрифтом.
- В разделе Ширина зоны зачистки – видим, что можно ввести длину ПЭП, и в зависимости от этого автоматически рассчитывается ширина подготовленной под контроль зоны. И здесь же содержатся рекомендации для механизированного ультразвукового контроля. У нашего датчика длина 36,5 мм, поэтому зона зачистки составит 102 мм. В нашей техкарте 102,1 мм. Не думаю, что это существенная разница.
- Отдельный раздел посвящён проверке параметров преобразователя на мерах СО-2 и СО-3.
- Раздел Нормы отбраковки – здесь, опять же, можно выбирать уровень качества, корректировать толщину стенки и диаметр. Нормы во второй таблице, изложенные согласно временным требованиям, совпадают с нормами оценки качества из нашей технологической карты для строительства. А вот если говорить про технологическую карту для эксплуатации, то здесь есть один интересный момент. Если посмотреть нормы отбраковки в первой таблице, то можно увидеть, что они изложены по рисунку 18, лист 2. Мы же моделировали немного другие параметры объекта, поэтому в техкарте для УЗК при эксплуатации мы ориентировались на рисунок 18, лист 3. Здесь опять же, как в случае с технологическими картами визуального и измерительного контроля. Разработчики приложения «НК-Консультант» делают акцент на нормах для строительства и ремонта. Поэтому то, что предлагает нам приложение, отличается от того, что мы изложили в своих техкартах, но просто потому, что мы взяли для рассмотрения не самую тривиальную ситуацию.
Ссылки на скачивание технологических карт для режима ВРЧ будут в описании к этому видео, равно как и ссылки на карты по визуальному и измерительному контролю и ультразвуковому контролю в режиме АРД.
На этом на сегодня всё. С технологическими картами мы пока закончили – но не исключаем, что будем вносить правки, ориентируясь на комментарии зрителей – опытных специалистов ультразвукового контроля. Поэтому будем признательны за содержательный отлик на эти видеосюжеты.