Радиографический контроль сварных соединений газопроводов и нефтепроводов​

Радиографический контроль как метод неразрушающего контроля (НК) широко применяется для кольцевых стыковых сварных соединений промысловых и магистральных газопроводов, трубопроводов нефти и нефтепродуктов. Это один из ключевых методов дефектоскопии, в основе которого – использование проникающей способности электромагнитного ионизирующего излучения, источником которого чаще всего выступают переносные рентгеновские аппараты постоянного или импульсного потенциала.

Содержание:​

Суть радиографического метода НК сварных соединений трубопроводов
Технология проведения РК на трубопроводах
Оборудование, расходные материалы и вспомогательные принадлежности
Цифровые технологии радиографического контроля
Требования к лабораториям
Требования к персоналу
Где покупать оборудование и расходники для РК сварных стыков

1. Физические основы, возможности и ограничения радиографического метода НК сварных соединений​

Проходя через наплавленный металл сварного шва и основной металл в зоне термического влияния, рентгеновские лучи попадают на детектор – рентгеновскую плёнку, запоминающую пластину либо плоскопанельный детектор (DDA-системой). На полученном снимке (рентгенограмме, радиограмме) можно увидеть имеющиеся в сварном соединении внутренние (подповерхностные) и/или выходящие на поверхность дефекты: поры, непровары, шлаковые и флюсовые включения, трещины, подрезы и т.д. Выявленные дефекты классифицируют, измеряют их линейные размеры (длину вдоль шва и ширину поперёк шва, есть также лайфхаки для оценки глубины сквозных дефектов) и сопоставляют их с нормами отбраковки. Последние отражены в руководящих нормативно-технических документах (НТД) и технологических картах, в соответствии с которыми проводится радиографический контроль того или иного сварного соединения трубопровода. По результатам расшифровки рентгеновских снимков составляется заключение (акт, протокол) о годности либо негодности сварного соединения. В последнем случае, в зависимости от соотношения суммарной протяжённости дефектов и длины (периметра) стыка, его могут отнести к категории «Ремонт» или «Вырезать».

Радиографический контроль (РК) сварных соединений проводят при строительстве, ремонте и реконструкции промысловых и магистральных газопроводов, трубопроводов нефти и нефтепродуктов на объектах «Газпрома», «Транснефти», «Сургутнефтегаза», «Роснефти» и др. РК выполняют после других видов и методов НК – визуального и измерительного, капиллярного, ультразвукового и др. Радиационный метод активно практикуется на трубопроводах наружным диаметром до 1420 мм включительно, обычно с номинальной толщиной стенки до 50 мм включительно. Просвечиванию подлежит не только сам сварной шов, но и прилегающая к ней околошовная зона, ширина которой рассчитывается в зависимости от толщины свариваемых труб.

В сравнении с другими видами дефектоскопии, радиационный контроль имеет ряд преимуществ.

• Высокая чувствительность к внутренним дефектам, особенно к объёмным и объёмно-плоскостным.
• Меньше проблем из-за помех. Если вывести за скобки обратное рассеяние от земли, металлических и бетонных ограждений, которое относительно легко предотвращается использованием защитных экранов, то в сравнении с тем же ультразвуковым методом РК сопряжён с гораздо меньшим количеством возможных мешающих факторов. В случае с УЗК источников помех и шумов намного больше, от крупнозернистой структуры металла до шероховатости поверхности ввода.
• Наглядность результатов. Радиографический метод считается менее субъективным в сравнении с другими видами неразрушающего контроля, например, ультразвуковым. Если к квалификации дефектоскопистов УК предъявляются очень строгие требования, то в случае с РК на практике всё бывает немного проще. Порой непосредственно «светить» стыки могут одни люди – менее опытные дефектоскописты II, а то и I уровня. А вот расшифровкой снимков и оформлением заключений могут заниматься уже более сильные специалисты. В случае с трубопроводами, когда речь идёт о большом количестве однотипных кольцевых сварных соединений, радиографический метод отлично подходит для применения стандартизированных решений в целях повышения производительности контроля.
• Документальное подтверждение результатов. По итогам радиографического контроля сварных соединений трубопроводов составляется заключение, к которому подкрепляются рентгеновские снимки – на плёнках либо в оцифрованном виде. По маркировке на рентгенограммах их можно однозначно сопоставить с объектом контроля, датой его проведения, наименованием участка трубопровода и даже со сварщиком, выполнившим сварной шов.

При этом радиографический метод контроля сварных соединений трубопроводов имеет ряд условных недостатков и ограничений.

• Вредность ионизирующего излучения. На этой почве среди тех, кто занимается радиографическим контролем сварных соединений трубопроводов, часто возникают разногласия. Одни считают, что при соблюдении норм радиационной безопасности никакой угрозы здоровью работа с ИИИ не представляет. Другие убеждены, что рентген всё равно негативно влияет на организм, тем более что эти самые нормы соблюдаются далеко не всегда. Последняя точка зрения небезосновательна. Дело в том, что, например, на строящихся трубопроводах (трассах) сроки почти всегда очень сжатые. Контроледоступность стыков тоже не всегда идеальная – траншеи то и дело заливает талой или дождевой водой. И если колонна строительной техники успела уйти далеко, то часто дефектоскопист оказывается с такой ситуацией один на один, причём буквально: хотя нормы и требуют проводить РК звеном из 2–3 человек, на практике сварные швы газопроводов и нефтепроводов нередко светят в одиночку. К тому же не всегда есть необходимые крепёжные приспособления (заводские и самодельные «пауки» и штативы) для нормального закрепления рентген-аппарата на трубе. И в таких условиях, помноженных на цейтнот, люди нередко осознанно совершают страшную ошибку – светят «с рук», находясь в непосредственной близи от излучателя. Порой, конечно, это просто глупость и безответственно отношение к собственному здоровью. Однако бывают ситуации, когда люди всё хорошо понимают, но в силу разных обстоятельств идут на такое.
• Необходимость оформления лицензии. Для осуществления деятельности с использованием источников ионизирующего излучения (ИИИ) нужно оформить лицензию в Роспотребнадзоре, с которым также необходимо согласовывать приобретение, аренду, транспортировку, учёт ИИИ в лаборатории неразрушающего контроля (ЛНК).
• Потребность в сравнительно крупных затратах на оборудование, вспомогательные принадлежности и дефектоскопические материалы.
• Дополнительные издержки на обустройство отдельных помещений для фотолаборатории и хранения готовых рентгеновских снимков.
• Сложность химико-фотографической обработки радиографических плёнок. «Мокрая» фотообработка – довольно сложный процесс, где очень многое может пойти не так, начиная плохо промытыми баками и заканчивая следами пинцета на плёнках.
• Сравнительно невысокая чувствительность к плоскостным дефектам. Считается, что РК эффективнее для выявления объёмных дефектов, а для плоскостных – УЗК. Но на практике это различие зачастую не столь существенное.
• Трудность расшифровки. Нередко один и тот же дефект на снимке два разных специалиста оценивают по-разному. К тому же по рентгенограммам сложно (если вообще возможно) определить глубину залегания дефектов.

К проведению радиографического контроля допускаются только аттестованные дефектоскописты, подтвердившие квалификацию по СДАНК-02-2020 либо СНК ОПО РОНКТД-03-2021. Помимо уверенного владения физическими основами и практическими навыками по РК, специалисты должны подтвердить знание СП 2.6.1.2612-10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)» и СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности. Санитарные правила и нормативы (НРБ-99/2009)». Лицензия на осуществление деятельности с ИИИ оформляется в Роспотребнадзоре (для гамма-дефектоскопов требуется дополнительное разрешение Ростехнадзора) в соответствии с федеральным законом от 09.01.1996 года №3-ФЗ «О радиационной безопасности населения» и законом от 30.03.1999 года №52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». Для радиографического контроля трубопроводов с рентгеновскими аппаратами импульсного и постоянного потенциала также важно соблюдение «Гигиенических требований по обеспечению радиационной безопасности при рентгеновской дефектоскопии» СанПиН 2.6.1.3164-14. Для РК с применением гамма-дефектоскопов обязательными к исполнению являются также «Гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности при радионуклидной дефектоскопии» СП 2.6.1.3241-14.

2. Общий порядок проведения радиографического контроля кольцевых стыковых сварных соединений трубопроводов​

РК проводится в соответствии с технологической (операционной) картой, в которой должны быть отражены требования НТД к средствам контроля, схеме просвечивания, маркировке снимков, фокусном расстоянию, экспозиционное дозе, химико-фотографической обработке снимков, их расшифровке и оформлению результатов. В общем случае радиографический контроль кольцевых сварных соединений трубопроводов состоит из следующих операций.

• Нарезка плёнки и зарядка кассет. Форматную либо рулонную радиографическую плёнку нарезают «в размер» под конкретный объект контроля, с учётом периметра и ширины шва, околошовной зоны и пр. Удобнее это делать при помощи специальных резаков. Зачастую плёнка упакована в конверты либо пакеты со свинцовыми усиливающими экранами, поэтому они нарезаются вместе. Но есть и варианты упаковки без экранов – тогда экраны нарезаются отдельно. Форматную радиографическую плёнку «заряжают» в кассеты из светонепроницаемого материала со специальными кармашками, в которые также укладывают маркировочные знаки, а в ряде случаев – и эталоны чувствительности. Рулонная плёнка, как правило, поставляется в виде жаростойкой влагонепроницаемой ленты из светонепроницаемого материала, устойчивого к изгибам. В такой упаковке применять рулонную плёнку для радиографического контроля кольцевых сварных соединений можно и без кассет, если нет осадков.
• Разметка сварного соединения. На кольцевом сварном соединении должна быть обозначена точка начала отсчёта координат. Поскольку радиографический контроль проводится на трубопроводах, как минимум, после визуального и измерительного контроля, то отсчёт координат ведут из одной и той же точки. При этом их отсчитывают по часовой стрелке относительно направления рабочей среды в трубопроводе. По аналогии с часовым циферблатом, периметр кольцевого сварного соединения разделяют на участки по 300, 400 или 500 мм – с учётом размера форматной рентген-плёнки. Если для РК трубопровода используется рулонная плёнка и рентгеновский аппарат с панорамной геометрией излучения, то можно ограничиться установкой мерительного пояса, например, на липучке.
• Расчёт фокусного расстояния и подбор экспозиционной дозы. Анодное напряжение и длительность экспозиции подбираются в зависимости от радиационной толщины объекта контроля таким образом, чтобы, с одной стороны, обеспечить соответствие заданному классу чувствительности по руководящим НТД. С другой стороны – важно по возможности снижать экспозиционную дозу, чтобы не создавать угрозу для радиационной безопасности персонала. Под радиационной толщиной, согласно ГОСТ Р 55776-2013 «Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения» (п. 2.1.5), имеется в виду суммарная длина участков оси рабочего пучка направленного первичного ионизирующего излучения в материале контролируемого объекта.
• Позиционирование рентген-аппарата (либо гамма-дефектоскопа) и экспозиция. Для закрепления рентгеновских аппаратов на трубопроводах применяются стяжные ремни и специализированные штативы и иные крепёжные приспособления.
• Химико-фотографическая обработка радиографических плёнок. Выполняется вручную – в тазиках, вертикальных баках, ванночках-кюветах, либо в ручных танковых, либо в автоматических проявочных машинах. Для проявления применяются жидкие растворы – фиксаж и проявитель – из-за чего такую технологию фотообработки ещё называют «мокрой». Следующий важный этап – сушка. Для этого плёнки подвешивают, например, на бельевой верёвке либо используют сушильные машины и шкафы. При работе с автоматическими проявочными машинами дополнительная сушка не нужна: на выходе из машины плёнки полностью готовы к расшифровке.
• Оценка пригодности снимка. Рентгеновские плёнки просматривают на негатоскопах – настольных устройствах со смотровым окном и мощным осветителем, чаще светодиодным. На радиограммах должно присутствовать изображение сварного соединения, то есть сварного шва с зоной термического влияния, или околошовной зоной (ОШЗ). Также на снимке должны присутствовать изображения маркировочных знаков, эталонов чувствительности и пр. Они не должны перекрывать сварной шов и ОШЗ (исключение – проволочные и дуплексные ИКИ). На плёнках недопустимы царапины, пятна, полосы, загрязнения, следы статических разрядов, повреждения эмульсионного слоя, изображения посторонних предметов на сварном шве и ОШЗ, разводы и прочие артефакты. При оценке рентгенограмм также измерять оптическую плотность почернения – чаще всего НТД требуют, что она составляла не менее 1,5. В учебно-справочной литературе и НТД значения оптической плотности часто выражают в е. о. п. (единицы оптической плотности) или Б (Беллы), хотя ряд авторитетных экспертов в области РК, например, Станислав Владимирович Шаблов, настаивают на том, что оптическая плотность должна выражаться в безразмерных единицах. В ГОСТ 8.588-2006 "Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений оптической плотности материалов" и в других НТД оптическая плотность почернения выражается в Б (бел). Как бы то ни было, измерения производят при помощи денситометров с действующей поверкой, то есть внесённых в Госреестр СИ РФ, с предварительной калибровкой на мерах оптической плотности. Чаще всего денситометры представляют собой карманные приборы с выносным датчиком, но есть модели негатоскопов и со встроенным денситометром. Если снимки не соответствуют положениям НТД и требованиям заказчика, то дефектоскопистам приходится возвращаться к трубопроводу и повторно просвечивать сварное соединение. Это называется пересвет.
• Расшифровка. Выявлением дефектов на рентгеновских снимках занимаются наиболее опытные дефектоскописты РК. Просмотр радиограмм выполняют при помощи луп, трафаретов, линеек, шаблонов радиографа и пр. Задача расшифровщика в том, чтобы обнаружить все запечатлённые на снимке несплошности, классифицировать их и измерить линейные размеры. Для просмотра рулонных и форматных рентгеновских плёнок разных размеров используются сменные маски, которые накладывают на смотровое окно негатоскопа. Расшифровка оцифрованных рентгеновских снимков и цифровых рентгенограмм, полученных с применением технологий компьютерной либо цифровой радиографии, осуществляется в специализированном программном обеспечении (ПО). При работе с таким ПО оператору доступна масса возможностей, включая всевозможные графические фильтры, измерение размеров несплошностей, масштабирование, обрезка изображений, просмотр в негативе и позитиве, автоматическое объединение нескольких снимков в одну рентгенограмму кольцевого сварного соединения. Одна из самых распространённых программ для работы с цифровыми технологиями радиографического контроля – X-Vizor (разработано в РФ).
• Оформление заключения. Зафиксированные дефекты записывают в заключении с использованием сокращённых записей и шаблона в соответствии с руководящим документом на контроль. Современное ПО для работы с оцифрованными снимками и цифровыми радиограммами помогает автоматически заполнять заключение в соответствии с выбранным НТД. Такая функция реализована, например, в той же программе X-Vizor. В заключении делается вывод о годности либо негодности сварного соединения. В последнем случае, в зависимости от требований НТД, типа и суммарной протяжённости дефектов сварной шов могут относить к категории «Ремонт» и «Вырезать». Во многих НТД, по которым проводится радиографический контроль на промысловых и магистральных трубопроводах, к категории «Ремонт» сварное соединение относят в случае, если суммарная протяжённость дефектов не превышает 1/6 периметра стыка. Если превышает – то это уже категория «Вырезать» («На вырез»). Но конкретные требования, повторимся, варьируются в зависимости от НТД. Важным приложением к заключению служат сами рентгеновские снимки. Заказчику передаются сами плёнки и/или оцифрованные снимки либо цифровые рентгенограммы. Также факт проведения РК и его результаты подтверждаются внесением соответствующей записи в специальный журнал, который ведут в лаборатории.

При проведении радиографического контроля сварных соединений трубопроводов особое внимание уделяется радиационной защите персонала и соблюдению упомянутых выше СП 2.6.1.2612-10 (ОСПОРБ 99/2010) и СанПиН 2.6.1.2523-09 (НРБ-99/2009). Перед просвечиванием стыка место проведения РК оцепляют оградительной лентой. Для дополнительного оповещения посторонних лиц на площадке блоки управления к рентгеновским аппаратам оснащаются звуковой и световой сигнализацией, которая срабатывает с включением рентгена.

3. Оборудование и принадлежности для радиографического контроля кольцевых стыковых сварных соединений трубопроводов​

Если говорить о «классической» плёночной радиографии, то для просвета стыков на газопроводах и нефтепроводах понадобятся следующие принадлежности.

• Маркировочные знаки. Представляют собой литеры кириллического и латинского алфавита с цифрами и специальными символами (дефисы, стрелки) для маркировки рентгеновских снимков. Изготавливаются из материалов, наиболее благоприятных для получения чёткого изображения на радиограмме. Чаще всего это свинец. Используются для условных обозначений на рентгенограммах объекта контроля, номера участка трубопровода, номера сварного соединения, клейма сварщика (или шифра бригады сварщиков), номера плёнки и пр. Требования к маркировке варьируются в зависимости от нормативно-технических документов и пожеланий заказчиков. Маркировочные знаки поставляются в наборах – пластиковых пеналах с ячейками и пинцетом для удобного составления «наборки». В зависимости от варианта исполнения маркировочные знаки закрепляются на подложке при помощи клипс либо «липучек».
• Индикаторы качества изображения (ИКИ), или эталоны чувствительности. В российской практике чаще всего применяются канавочные, проволочные и дуплексные (двухпроволочные) индикаторы качества изображения, реже – ступенчатые и пластинчатые. ИКИ должны быть изготовлены из металла либо сплава, по химическому составу аналогичного контролируемому материалу. Для радиографического контроля сварных соединений промысловых и магистральных трубопроводов чаще всего используются железные ИКИ. Канавочные эталоны чувствительности считаются средствами измерения, а потому должны быть внесены в Госреестре СИ РФ и подлежат поверке раз в 5 лет. На проволочные и дуплексные ИКИ данное требование не распространяется. Эталоны чувствительности необходимо устанавливать со стороны трубопровода, обращённой к ИИИ, хотя на практике допускаются отступления от этого правила, например, при панорамном просвечивании и расположении рентген-аппарата внутри трубы. ИКИ закрепляются на поверхности трубопровода при помощи пластилина или скотча (хотя встречаются и эталоны в пластиковых блистерах со встроенными магнитами) таким образом, чтобы его изображение на рентгенограмме не перекрывало сварной шов и околошовную зону. Исключение составляют разве что проволочные ИКИ, которые, напротив, располагают поперёк шва. Изображение ИКИ в обязательном порядке должно присутствовать на готовой радиограмме. Эталон должен быть виден полностью, причём оптическая плотность в этом месте на снимке должна отличаться от оптической плотности изображения шва и ОШЗ не более чем на 1,5. Дополнительно к индикаторам качества изображения при проведении радиографического контроля трубопроводов могут применяться имитаторы вогнутости-выпуклости корня сварного шва. Оценка выполняется путём сравнения оптической плотности изображения контролируемого стыка и имитатора. Но на газопроводах и нефтепроводах такое встречается не часто.
• Мерительные пояса. Изготавливаются под разные диаметры из эластичного, но не растягивающегося материала, например, из ПВХ. Внутри пояса зашиты свинцовые маркировочные знаки. По их изображениям на радиограмме определяют местоположение дефектов относительно начала отсчёта координат.
• Радиографическая плёнка и реактивы для её химико-фотографической обработки. Рентген-плёнка – по состоянию на 2023 год остаётся наиболее распространённым типом детекторов для получения радиационных изображений при проведении РК. Рулонные и форматные плёнки повсеместно используются для радиографического контроля газопроводов, трубопроводов нефти и нефтепродуктов. Рулонные – обычно используются для панорамных экспозиций, форматные – для работы с направленными рентгеновскими аппаратами. Рентгеновские плёнки применяются в сочетании с усиливающими экранами (см. ниже) и реактивами для химико-фотографической обработки. Для обеспечения требуемого класса чувствительности радиографического контроля важна комбинация всех трёх компонентов (плёнка + экраны + химия). Данный «комплекс» называют плёночной системой. С марта 2023 года в России введены посвящённые этому стандарты ГОСТ Р ИСО 11699-1-2023 «Контроль неразрушающий. Радиографические плёнки для промышленной радиографии. Часть 1. Классификация плёночных систем для промышленной радиографии» и ГОСТ Р ИСО 11699-2-2022 «Контроль неразрушающий. Радиографические плёнки для промышленной радиографии. Часть 2. Контроль обработки плёнок с помощью опорных значений». Проявление снимков на экспонированных радиографических плёнках осуществляется в специально оборудованных фотолабораториях. К таким помещениям предъявляется ряд требований, ключевые из которых – наличие холодного и горячего водоснабжения, промышленной канализации, вентиляции, поддержание относительной влажности воздуха не менее 60–70%, наличие не актиничного освещения, металлических рабочих поверхностей и пр. Отдельное помещение также требуется для хранения реактивов и пачек с рентгеновской плёнкой (причём они должны храниться раздельно) и ещё одно – для хранения готовых рентгенограмм. На практике после проведения радиографического контроля снимки сварных соединений зачастую передаются заказчику – например, генеральному подрядчику трубопровода. Федеральные нормы и правила «Основные требования к проведению неразрушающего контроля технических устройств, зданий и сооружений на опасных производственных объектах» (приказ Ростехнадзора от 01.12.2020 года №478) требуют хранить результаты НК (а рентгенограммы относятся к таковым) в течение всего срока эксплуатации объекта – в составе его эксплуатационных документов и в течение 5 лет – в лаборатории. Те же ФНиП разрешают вести архив в электронном виде. Это очень практично, поскольку избавляет ЛНК от дополнительных затрат на хранение рентгеновских снимков и хлопот с тиосульфатными тестами. Поэтому в последние 10 лет в России активно развиваются цифровые технологии радиографического контроля. В их числе – оцифровка рентгеновских снимков (см. ниже). Что касается фиксажа, то у него есть свой «срок службы»: после проявления определённого количества плёнок отработанный фиксажный раствор, а нередко и промывную воду сдают на утилизацию, которой занимаются специализированные предприятия, оформившие лицензию в Федеральной пробирной палате. Одна из таких организаций является партнёром «Дефектоскопист.ру».
• Усиливающие экраны. Бывают металлические (чаще всего свинцовые либо стальные, но ещё бывают медные, вольфрамовые и танталовые), металлофлуоресцентные (они же металлофлуоресцирующие, флюорометаллические) и флуоресцентные (или флуоресцирующие – не суть). Назначение усиливающих экранов для промышленной радиографии в том, чтобы обеспечить более высокую оптическую плотность почернения и контрастность рентгеновских снимков без повышения времени экспозиции и дозовой нагрузки. Без них рентгеновская плёнка поглощает не более 1% энергии рентгеновского либо гамма-излучения. Расположение усиливающих экранов с одной или двух сторон радиографической плёнки резко повышает контрастность рентгенограмм благодаря вторичным электронам, которые они испускают и которые почти на 100% поглощаются эмульсионным слоем плёнки. Для радиографического контроля кольцевых стыковых сварных соединений трубопроводов применяются рулонные рентгеновские и форматные плёнки в вакуумной упаковке, внутри которой обеспечен очень плотный контакт со свинцовыми усиливающими экранами толщиной порядка 0,027 мм. Очень популярны и металлофлуоресцентные, состоящие из свинцовой подложки-фольги, чувствительного к рентгену люминофора, противорассеивающего слоя и защитного покрытия. Также ввиду широкого распространения в РФ импульсных рентгеновских аппаратов, на практике встречаются и флуоресцирующие экраны на подложке из полиэстера. В качестве люминофора у них используется вольфрамат кальция с оксисульфидом иттрия, активированным тербием, а также флюробромид бария, активированный европием, и др. Именно с аппаратами типа «Арион», «Арина», «Памир», «Пион», «Шмель», Pulsar и другими флуоресцентные экраны особенно эффективны ввиду кратного сокращения времени экспозиции. Без этого многие стыки в принципе непригодны к радиографическому контролю с импульсными ИИИ. Однако есть у флуоресцирующих экранов и большой недостаток – это существенное снижение резкости, контрастности и разрешающей способности снимков. Потеря информативности может быть настолько ощутимой, что многими НТД запрещено использовать флуоресцирующие экраны. Тем не менее, производители таких экранов (например, ЗАО «РЕНЕКС» в Новосибирске) тоже не стоят на месте и пробуют выпускать флуоресцентные экраны «повышенной разрешающей способности», добавлять в рентгенолюминофоры специальные красители для поглощения рассеянного излучения и пр.
• Резаки. Гильотинные, роликовые и сабельные резаки с наглядной разметкой, шкалами и упорами обеспечивают наиболее точную, быструю и безопасную резку рентгеновских плёнок и усиливающих экранов. Конечно, на практике плёнку режут ножницами, особенно в полевых условиях, например, при проведении радиографического контроля строящихся трубопроводов. Особенно это удобно для рулонной плёнки. Но как бы то ни было, резаки – при своевременной заточке либо замене лезвий – не оставляют на плёнках и экранах механических повреждений (рваных краёв и заусенцев), которые, в свою очередь, могут привести к накоплению электростатических разрядов и, следовательно, к браку при фотообработке снимков.
• Кассеты. Представляют собой чехлы (конверты) из светонепроницаемых материалов для защиты радиографических плёнок, которые перед контролем сварного соединения закладывают («заряжают») внутрь кассеты. Стандартная кассета состоит из двух конвертов – внешнего из прорезиненной ткани (например, капрона) и внутреннего из чёрного светонепроницаемого материала (например, лавсан-ПВХ). Материалы подбираются таким образом, чтобы минимизировать риск возникновения статических разрядов и брака на проявленных рентгенограммах. Наличие талька между внешним и внутренним конвертом не даёт им слипаться. Окантовка кассет дополнительно защищает их от попадания влаги внутрь. Ключевые требования к кассетам: светонепроницаемость, износостойкость, гибкость, морозостойкость (устойчивость к растрескиванию при отрицательных температурах), влагостойкость, хорошие текстильные застёжки-клапаны («липучки» или «пряжки»). Обязательный атрибут кассет – карманы для маркировочных знаков и индикаторов качества изображения, причём они должны быть расположены таким образом, чтобы ИКИ не накладывались на изображение сварного шва и ОШЗ на снимке. Часто кассеты прошиты по периметру, но встречаются и клееные экземпляры (например, «Спрут К1»), в которых за счёт отсутствия простроченных швов более эффективно используется «рабочая» площадь кассеты и появляется возможность максимально близко стыковать её край с краем плёнки. Как мы отметили выше, при работе с рулонной рентгеновской плёнкой можно выполнять панорамные экспозиции кольцевых сварных соединений трубопроводов вообще без кассет. Для форматной рентгеновской плёнки и фронтальных экспозиций при помощи рентгеновских аппаратов с направленной геометрией излучения на рынке можно найти специальные пояса типа «Спрут Ф» от ООО «АРИОН» или «Панорама» от ГК «ЛИТАС». В таком поясе можно расположить сразу несколько кассет, причём он сшит таким образом, что плёнки перекрывают друг друга не менее чем на 20 мм. Таким образом, при проведении радиографического контроля сварного соединения трубопровода для панорамной экспозиции можно использовать даже форматную плёнку. У некоторых таких поясов есть вшитый мерительный пояс или даже эталоны чувствительности. Кассеты нужно поддерживать в чистоте и беречь от попадания внутрь влаги, песка и иных загрязнений, которые могут оставить повреждения на плёнке. И конечно, кассеты для радиографических плёнок вполне подходят и для запоминающих пластин – для работы с технологией компьютерной радиографии. На поверхности трубопровода кассеты и рулонную плёнку закрепляют при помощи магнитных держателей, жгутов, армированного скотча и пр. В некоторые кассеты для более плотного прижима вшивают дополнительные магниты. Для дополнительного удобства производители (например, «ЛИТАС», «АРИОН») наносят на кассеты маркировку с указанием типоразмера.
• Переносные рентгеновские аппараты постоянного потенциала. Для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов в России широко применяются р/а постоянного действия марок «Радон», ICM, RayCraft, РПД, СБК, «Арсенал», «Март», Site-X, YXLON и др. Рентгеновское излучение в «постоянниках» возникает в результате термоэлектронной эмиссии электронов. Они оснащаются стеклянной либо металлокерамической рентгеновской трубкой в масляной либо элегазовой изоляции, с системой принудительного жидкостного либо воздушного охлаждения. Металлокерамические трубки считаются более надёжными. Рентгеновские генераторы постоянного потенциала хороши тем, что позволяют в широком диапазоне регулировать напряжение, силу тока и время экспозиции. Они позволяют выдавать большую экспозиционную дозу, а потому наиболее эффективны для радиографического контроля сварных соединений толстостенных трубопроводов большого диаметра. В зависимости от марки «постоянника» и плёночной системы максимально допустимая для просвечивания толщина по стали может составлять 60–80 мм и более. Ещё одно важное преимущество рентгеновских аппаратов постоянного потенциала – наличие режима автоматической тренировки для «прогрева» перед экспозицией, а также удобные функции, заложенные в пультах (блоках) управления. Например, в блоках управления к рентгеновским аппаратам ERESCO реализован калькулятор экспозиций. А пульт к «Радон-250» автоматически проверяет корректность заданных операторов значений напряжения, силы тока на рентгеновской трубке и времени экспозиции. От «постоянников» требуется как можно больший рабочий цикл (некоторые производители заявляют рабочий цикл 100% при температуре +20 градусов Цельсия), приемлемое соотношение мощности и веса, долговечность, доступность оперативной техподдержки за вменяемые деньги, тепло- и морозостойкость для уверенной работы круглый год, надёжные разъёмы и устойчивые к изломам кабели. Также может требоваться включение модели рентген-аппарата в реестры организаций – заказчиков работ по НК, наличие сертификации (например, в системе «ИНТЕРГАЗСЕРТ») и др. «Постоянники» могут иметь либо направленную, либо панорамную геометрию излучения.
• Переносные рентгеновские аппараты импульсного действия. Принцип их работы построен на взрывной эмиссии электронов. Регулировать силу тока и напряжение у импульсных ИИИ нельзя. Они применяются для радиографического контроля сварных соединений тонкостенных трубопроводов, с малой продолжительностью экспозиций. Во многом потому, что принудительная система охлаждения отсутствует – за это отвечает только изоляция. Чаще всего – масляная, как у серий «Арина», «Памир», «Пион», но встречаются и газонаполненные «импульсники» (например, «Арион», ИРА-320). Сама физика возникновения рентгеновского излучения в таких ИИИ предполагает большую термическую нагрузку на рентгеновскую трубку, из-за чего они, как правило, слишком долго не живут. Импульсные аппараты, как правило, легче «постоянников» (6–10 кг против 20–40 кг), компактнее и на порядок дешевле. По состоянию на май 2023 года, импульсный рентген-аппарат можно приобрести за 400 000–700 000 рублей. Стоимость рентгеновских генераторов постоянного потенциала может достигать 2–4 млн рублей. Импульсные рентгеновские аппараты используются для фронтальных экспозиций через одну, через стенки и на эллипс, а также для панорамного просвечивания сварных соединений. Но ввиду небольшой мощности – подходят, скорее, для технологических трубопроводов малого диаметра, с толщиной стенки до 50 мм (при использовании флуоресцентных экранов). Как и в случае с «постоянниками», управление импульсным рентген-аппаратом осуществляется при помощи переносного блока, который соединяют с самим ИИИ кабелем стандартной длиной 30 м. Дополнительно к этому к р/а «Арина» и «Памир», например, можно задействовать пульт дистанционного управления, который подключается к переносному блоку управления также посредством 30-метрового кабеля (итого расстояние между оператором и рентгеновским аппаратом может достигать 60 м). При проведении радиографического контроля сварных соединений трубопроводов в качестве источника питания для импульсных р/а часто используются обычные автомобильные аккумуляторы большой ёмкости либо специализированные источники питания со встроенным зарядным устройством типа «Литарин-5». При неаккуратном обращении с высоковольтным кабелем оператора может сильно ударить током. Например, если случайно прикоснуться к контакту центральной части кабельной либо блочной части высоковольтного разъёма. Чтобы избавить персонал от подобных рисков, многие лаборатории внедряют у себя импульсные рентген-аппараты со встроенными («Арион-300 моноблок») либо быстросъёмными аккумуляторами («Арина-3М», «Пион-2ММ»).
• Рентгенографические кроулеры. Это самоходные комплексы с одним или двумя электродвигателями мощностью до 0,25 лошадиных сил (150-250 Вт), предназначенные для перемещения ИИИ внутри трубопровода и панорамного просвечивания кольцевых сварных соединений. Рентгенографические кроулеры чаще используются с рентгеновскими аппаратами постоянного потенциала (JME, Balteau, SNAKE, C-300, RayCraft, «АРГО»), но есть модели и для импульсных р/а («СИРЕНА-5»). Управление мобильными внутритрубными устройствами осуществляется при помощи электромагнитной системы (магнетопа) либо изотопных трекеров («реперов»). Отдельная радиосистема с радиусом действия до 6 км («АРГО-4») обычно предусмотрена для автоматического возврата кроулера. Датчики конца трубы препятствуют случайному выпадению кроулера из трубы, а датчики льда и воды – от поломок внутри трубопровода. Шасси у рентгенографических кроулеров делаются быстросъёмными, причём обычно в комплектации предусматриваются колёса с резиновым покрытием и полуоси под разные диаметры. На рынке можно подобрать кроулеры для трубопроводов диаметром от 150 мм (JME 6) до 1829 мм (JME 24), но есть и более универсальные варианты для диаметров до 1200 мм (JME 10:CR2, «СИРЕНА-5»). Питание рентгенографических кроулеров осуществляется от аккумуляторов, чаще свинцово-кислотных (JME) и литий-железо-фосфатных («АРГО»), но в последние годы всё чаще применяются литий-ионные батареи. Помимо двигателя, аккумуляторы кроулеры питают и рентген-аппарат, служащий источником ионизирующего излучения. Поэтому ёмкость у таких батарей составляет не менее 20 А/ч (у наиболее мощных моделей типа JME 24 – 50 А/ч). В зависимости от температуры, преодолеваемых уклонов, параметров экспозиций и «возраста» аккумуляторов их ресурса может хватить на 4–6 часов работы. При работе на трассе важна ещё и скорость зарядки – по этим соображениям для свинцово-кислотных АКБ, например, используются многоканальные устройства. У наиболее продвинутых кроулеров (например, JME) предусмотрены датчики температуры и автоматический подогрев высоковольтной части для поддержания работоспособности комплекса даже на морозе. Привод у большинства кроулеров полный – для преодоления участков с углом наклона до 20 (при благоприятных условиях – и до 40) градусов. Средняя скорость перемещения кроулеров для радиографического контроля трубопроводов не превышает 10–20 метров в минуту. Гораздо важнее точность позиционирования относительно просвечиваемого сварного соединения. На горизонтальных участках хорошей считается погрешность ±5 мм. На участках с наклоном она, естественно, получается выше. Что касается ИИИ, то с учётом ёмкости аккумуляторов, у разных моделей есть «лимит» по максимально допустимому напряжению рентгеновского излучателя. С кроулером RayCraft 24-56, например, могут применяться рентген-аппараты с выходным напряжением до 300 кВ и током трубки до 3 мА. Сам ИИИ, к слову, должен позиционироваться по высоте таким образом, чтобы рентгеновский блок находился посередине просвечиваемой трубы. Для выставления аппарата в конструкции кроулера предусмотрены специальные подвесные каркасы, направляющие стойки и каретки. Наконец, немаловажной характеристикой рентгенографических кроулеров остаётся вес. В зависимости от ёмкости аккумуляторов и веса рентген-аппарата, масса всего комплекса в сборе может достигать 150 кг, а то и 200 кг. По этой причине при подготовке к радиографическому контролю сварных соединений кроулер загружают в трубопровод либо по направляющим опорам (например, доскам), либо из кузова автомобиля (передвижные лаборатории часто обустраивают на шасси фургонов «Газель», УАЗ и др.). Несмотря на эти трудности и высокую стоимость самоходных комплексов, рентгенографические кроулеры широко используются для радиационного контроля газопроводов и нефтепроводов. Благодаря производительность бригады и скорость проведения РК вырастают в разы. Если кроулера нет, то для панорамной схемы просвечивания сварных швов дефектоскопистам приходится самим лезть внутрь трубы, выставлять р/а на нужном стыке, отползать на безопасную дистанцию и включать рентген. И так – на всех стыках, пока снаружи трубы напарник готовит их к просвечиванию. В этом случае облегчить работу дефектоскопистов могут разве что тележки – например, специализированная «АРИОН ТУ-1».
• Гамма-дефектоскопы. Иногда для рентгено-гаммаграфического контроля сварных соединений трубопроводов используются и гамма-дефектоскопы типа «Гаммарид-192/120М», «УНИГАМ-М», «Стапель 5SE75IR192», «РИД-К/100» и др. Они легче рентгеновских генераторов постоянного потенциала, компактнее, не нуждаются в электропитании, могут просвечивать сварные швы трубопроводов с радиационной толщиной до 80 мм, не боятся жары, холода, сырости – в условиях трассы их безотказность как нельзя кстати. При этом гамма-дефектоскопы не лучшим образом подходят для тонкостенных объектов (толщиной до 10 мм), живут в среднем меньше «постоянников» и создают массу дополнительных проблем для лаборатории. Для работы с гамма-источником необходимо получить разрешение в Ростехнадзоре, приобрести транспортно-зарядный контейнер и обустроить специальное хранилище, например, в виде свинцового кейса. Больше хлопот с учётом, больше бюрократической волокиты, строже требования к персоналу и транспорту для перевозки таких ИИИ. Поэтому «постоянники» и «импульсники» на трубопроводах всё же применяются намного чаще.
• Дозиметры. Компактные приборы в форм-факторе отдельного электронного блока либо наручных часов, предназначенные для измерения мощности и эффективной дозы ионизирующего излучения. Главный элемент дозиметра – это детектор, чувствительный к рентгеновскому излучению и преобразующий связанные с ним явления в электронный сигнал, доступный для обработки, результат которой отображается на дисплее. В качестве такого детектора может использоваться сцинтиллятор, счётчик Гейгера, ионизационная камера, полупроводниковый диод и пр. Некоторые дозиметры сочетают в себе функционал радиометра – устройства для измерения радионуклидов и плотности потока ионизирующих излучений в некоем источнике либо среде. При проведении радиографического контроля сварных соединений трубопроводов дозиметры и дозиметры-радиометры решают две важные задачи. Во-первых, помогают следить за радиационным фоном на месте проведения работ и за дозовыми нагрузками на персонал. Дефектоскопист РК может задать прибору пороговые значения – и если доза будет превышать допустимый уровень, то сработает световая и звуковая сигнализация. Во-вторых, дозиметр помогает в подборе напряжения, силы тока и времени экспозиции при подготовке рентген-аппарата к просвечиванию сварного соединения. Зачастую к таким приборам прилагается пульт дистанционного управления, так что оператор может расположить сам дозиметр на шве рядом с ИИИ, отойти на безопасное расстояние, включить рентген и оценить дозу по результату на дисплее ПДУ. Немного иначе это работает в случае с «карандашами» ИД-02: накопленную дозу считывают по шкале через окуляр встроенного микроскопа. На рынке есть дозиметры, способные измерять мощность непрерывного, импульсного и даже гамма-излучения. Помимо ИД-02, для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов в России широко применяются дозиметры «Атомтех» и «Полимастер». Поскольку всё это средства измерения, то к использованию допускаются приборы, внесённые в Госреестр СИ РФ и прошедшие поверку в аккредитованной метрологической службе.
• Экспонометры. По сравнению с дозиметрами это более продвинутое и удобное решение для подбора времени и дозы экспозиции. Таких приборов немного, наиболее распространённый в профессиональных кругах – экспонометр Xtime, о разработке и реальной практике применения которого можно почитать здесь. Xtime позволяет быстрее, точнее и проще подобрать время экспозиции, причём с учётом характеристик ИИИ, радиационной толщины, рентгеновской плёнки, усиливающих экранов и даже температуры воздуха. Оператору нужно лишь выбрать необходимые параметры в настройках экспонометра, установить его на сварном шве в месте с наибольшим усилением, запустить рентгеновский аппарат. После выключения рентгеновского излучения на экране прибора высвечивается рекомендуемое время экспозиции, которое и нужно задать для просвета данного объекта контроля, с данным ИИИ и плёночной системой. Подробная инструкция по работе с Xtime доступна на форуме. Своя модель экспонометра, «Экспресс-31», есть и у Регионального центра аттестации, контроля и диагностики (РЦАКД) – подразделения Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности ФГАУ ВО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет».
• Баки. Вообще, как показал опрос форумчан «Дефектоскопист.ру», порядка 63% дефектоскопистов РК проявляют рентгеновские плёнки в ванночках-кюветах и тазиках. Однако «по науке» более предпочтительной ёмкостью для ручной химико-фотографической обработки радиографических плёнок являются вертикальные баки-танки из нержавеющей стали. В таких баках обеспечивается равномерное воздействие на эмульсионные слои. Благодаря использованию рамок с зажимами контакт между форматными плёнками в процессе фотообработки минимален, при этом снижается риск их слипания, повреждений, возникновения артефактов из-за статических разрядов, загрязнений и пр. Для рулонных плёнок, которые особенно активно используются для радиографического контроля кольцевых сварных соединений трубопроводов, удобнее пользоваться катушками из нержавеющей стали. Чтобы было проще следить за временем проявления, фиксирования, промывки и сушки – фотолабораторию можно оснастить цифровым таймером с прямым и обратным отсчётом.
• Проявочная и сушильная техника. Проявочные машины подразделяются на ручные танковые и автоматические. Первый тип отличается от ручной проявки в баках тем, что в них создаётся принудительная циркуляция проявляющей и фиксажного раствора, а также промывной воды. Терморегуляторы поддерживают их оптимальную температуру, а таймер – отсчитывает время каждого этапа фотообработки. Перемещение плёнок из одного бака в другой выполняет оператор. Встроенной сушки нет – сушильную станцию необходимо приобретать отдельно. Примеры ручных танковых машин – РТП-5, «АРИОН ПР-К». Гораздо более практичное и эффективное решение – автоматические проявочные машины, которые предполагают минимальное вовлечение оператора в фотообработку. По сути, лаборанту остаётся лишь загружать плёнки в приёмный лоток (загрузочное устройство), вовремя менять растворы и периодически делать промывку. Непосредственно процесс химико-фотографической обработки происходит в закрытых баках. Проявочная машина сама идентифицирует плёнки и подбирает режим обработки (за это отвечают ИК-сенсоры и микропроцессор), поддерживает циркуляцию реагентов (посредством насосов), сама перемещает плёнки от одного резервуара к другому по системе роликовой протяжки, сама промывает плёнку и сама осуществляет ИК-сушку перед тем, как подать на выходной лоток полностью готовые к расшифровке снимки. Информация о текущем этапе фотообработки, его длительности, температуре растворов и промывной воды, мощности ИК-осушителя и иные служебные сведения отображаются в режиме реального времени на панели управления. Автоматические проявочные машины широко используются для форматных и рулонных рентген-плёнок при проведении радиографического контроля сварных соединений трубопроводов. Для этого в передвижных лабораториях предусматривают отдельный отсек под проявочную фотолабораторию, причём особое внимание уделяется контейнерам для запаса воды. Для плёночной радиографии её нужно много. В полевых условиях не всегда удаётся достать нужный объём чистой воды – поэтому используют фильтры. Это важно, потому что грязная вода почти гарантированно оставляет на рентгенограммах пятна, жёлтую или дихроичную вуаль, налёт и пр. Если проблем с водой нет, то при прочих равных автоматические проявочные машины позволяют в разы повысить производительность фотолаборатории и сократить количество брака при проявлении рентгеновских снимков. В зависимости от размера плёнки и состояния растворов цикл фотообработки занимает от 2,5 до 17 минут. Для сравнения, ручная химико-фотографическая обработка с учётом сушки может занять несколько часов. В российских лабораториях популярны проявочные машины AGFA, Kodak, «КАРА НЕВА», Colenta. Что касается сушки – то в полевых условиях рентгеновские плёнки сушат в подсобных помещениях, но некоторые мобильные лаборатории всё же тратятся на сушильные шкафы, в которых снимки равномерно обдуваются тёплым проточным воздухом.
• Негатоскоп. Настольный прибор с мощной светодиодной лампой и просмотровым окном, на котором просматривают рентгенограммы. Негатоскоп подсвечивает изображение на рентгеновском снимке, позволяя тем самым выполнять его расшифровку. В современных лабораториях, выполняющих работы по радиографическому контролю сварных соединений на газо- и нефтепроводах, используются преимущественно негатоскопы со светодиодным осветителем. Полупроводники практически мгновенно набирают рабочую яркость, меньше греются, дольше сохраняют интенсивность освещения (у хороших моделей она снижается не более чем на 10% за 5 лет эксплуатации), демонстрируют равномерное распределение света по площади смотрового окна. У наиболее продвинутых отечественных негатоскопов («НС АРГО», «СД АРГО», «Гелиос», «XRS») перепады яркости по освещённому полю не превышает 5%. Как мы отмечали выше, обычно за расшифровку снимков в лаборатории отвечают наиболее опытные сотрудники, которым приходится проводить за негатоскопом по нескольку часов. Чтобы хоть немного снизить нагрузку на зрение дефектоскописта, в современных негатоскопах доступна регулировка яркости свечения экрана, а также накладные маски разных типоразмеров. Поскольку рентген-плёнки часто бывают разных форматов, то при расшифровке важно иметь под рукой маски, которые закрывали бы «лишнюю» часть смотрового окна, чтобы свет не мешал сосредоточиться непосредственно на изображении сварного шва и ОШЗ. При отсутствии таких масок дефектоскописты делают их самостоятельно, заклеивая свободную часть освещённой области, например, картоном или обрезками рентген-плёнки. При использовании технологий цифровой и компьютерной радиографии необходимость в приобретении негатоскопа отсутствует.
• Денситометр. Прибор с подключённым по кабелю измерительным зондом для измерения оптической плотности почернения рентгеновских снимков. Большинство НТД требуют, чтобы она составляла от 1,5 до 4,0. И как мы отметили выше, прежде чем приступить к расшифровке, дефектоскопист РК должен проверить, удовлетворяет ли рентгенограмма этому условию. Денситометры могут быть встроены в негатоскоп (НС 85x440-5004 СД), но чаще всего это отдельный прибор. Поскольку он является средством измерения, то должен быть внесён в Госреестр СИ РФ и подлежит ежегодной поверке. Для проверки работоспособности денситометров понадобятся также меры оптической плотности с сертификатом о калибровке. Они представляют собой линейку (шкалу) с изображениями разной плотности почернения, от 0,1 до 4,0 («Градиент» от ГК «ЛИТАС») или до 5,0 («ЭЛИТЕСТ ЛОП-10»).
• Трафареты и универсальные шаблоны радиографа (УШР). Это вспомогательные инструменты для более качественной расшифровки рентгеновских снимков. Трафареты представляют собой прозрачную плёнку, на которой нанесены многочисленные шкалы разных типов в мм и градусах, а также круги и квадраты разных размеров. При расшифровке рентгенограммы дефектоскопист РК может приложить трафарет к изображению дефекта и, ориентируясь на разметку, точнее измерить его размеры. Трафареты удобнее обычных линеек и позволяют точнее «образмеривать» трещины, поры, шлаковые, вольфрамовые, флюсовые и иные включения. Поставляются трафареты с сертификатом о калибровке. Универсальные шаблоны радиографа отличаются от них тем, что объединяют сразу несколько шаблонов, которые также изготовлены из прозрачной плёнки. На каждом таком шаблоне нанесены схематические изображения отрезков сварных швов для определённой номинальной толщины стенки трубопровода (например, 5–6 мм, 11–12 мм, ≥25 мм), а также схематичные изображения различных дефектов. К таковым относятся поры, трещины, вольфрамовые и шлаковые включения, подрезы, утяжины, превышение проплава (провисы) и пр. На шаблонах они изображены максимально допустимых размеров для той или иной конкретной толщины. Дефектоскописту РК нужно подобрать шаблон, соответствующие толщине объекта контроля, наложить его на рентгеновский снимок и сравнить изображение дефекта с разметкой. Если размеры дефекта достигают или превышают максимально допустимые значения, то это брак. В продаже есть шаблоны радиографа, разработанные с учётом норм отбраковки по разным отраслевым НТД. При работе с плёночной радиографией всё это может здорово ускорить расшифровку, но для цифровой и компьютерной радиографии не так актуально. Там функции трафаретов и УШР выполняет программное обеспечение.

При проведении радиографического контроля сварных соединений трубопроводов также используются принадлежности для обеспечения радиационной безопасности персонала. Это знаки радиационной опасности с опорными стойками, оградительная лента и сигнальные фонари.

И конечно, даже такой обширный перечень оборудования и принадлежностей далеко не исчерпывающий. Для РК на трубопроводах применяются еще большое количество полезных мелочей. Как пример – красно-чёрная неактиничная светонепроницаемая бумага, из которого можно изготовить защитный конверт для рентгеновской плёнки и которую можно проложить между плёнками и кассетами при транспортировке для защиты от статики. Другой пример – термоодеяла для эксплуатации рентгенографических кроулеров при низких температурах. Для более точного позиционирования рентген-аппаратов и направления пучка излучения на рынке можно найти лазерные целеуказатели. Также к рентгеновским аппаратами можно приобрести съёмные кожухи-диафрагмы формирования потока ионизирующего излучения в нужном направлении. А ещё есть аппараты для смешивания реактивов для фотообработки, щипцы для удаления лишней влаги с рентген-плёнки и так далее. РК – один из самых требовательных видов НК с точки зрения технической оснащённости лаборатории, особенно если специализироваться на плёночной радиографии.

4. Цифровые технологии РК для технологических, промысловых и магистральных трубопроводов​

В противовес к плёночной радиографии, к цифровым технологиям относятся следующие направления в радиографическом контроле.

• Оцифровка радиографических снимков. Изображения с рулонных и форматных плёнок сканируют при помощи специальных оцифровщиков (дигитайзеров) и передаются на персональный компьютер (ПК) для последующей обработки и архивации. Из популярных в РФ дигитайзеров отметим Array 2905 HD, Vidar NDT PRO, а также серию комплексов «ОЦИФРОВЩИК», разработанных компанией «Ньюком-НДТ» (Санкт-Петербург) и внесённых в Госреестр СИ РФ. Оцифровка рентгеновских снимков избавляет от хлопот с хранением плёнок. Один из недостатков плёночной радиографии в том, что при некачественном фиксировании и/или промывке фотоматериалов артефакты на снимках могут появиться не сразу, а по прошествии спустя нескольких месяцев или даже лет. Чтобы этого не допустить, лаборантам приходится дополнительно выполнять тиосульфатный тест. Если же рентгенограммы оцифрованы – то их можно сделать несколько резервных копий и хранить, например, на внешнем жёстком диске, на SD-карте, на облачном сервисе и т.д. Кроме того, с оцифрованными снимками можно работать в специализированном ПО, о котором мы сказали выше. А значит – использовать для расшифровки массу современных инструментов, от фильтров и масштабирования до измерения размеров дефектов и автоматического оформления заключения по выбранному НТД. Скорость сканирования рентгенограмм зависит от разрешения. Чем оно выше, тем меньше скорость, и наоборот. В зависимости от требований к производительности оцифровки и детализации снимков, современные дигитайзеры позволяют сканировать снимки с разрешением от 20 до 200 мкм. Часто для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов оказывается достаточным разрешение 50–100 мкм. Процесс оцифровки рентгеновских плёнок был подробно показан на нашем YouTube-канале.
• Компьютерная радиография. Вместо рентгеновской плёнки здесь используется многоразовая запоминающая пластина (ЗП) – гибкий детектор рентгеновского излучения. Основу пластины составляет подложка из полиэтилентерефталата, рентгеночувствительный слой люминофора, противоореольное и защитное покрытие. Люминофор наносится только на одну сторону ЗП – в отличие от плёнки, у которого «рабочими» являются обе стороны. «Мокрой» химико-фотографической обработки в компьютерной радиографии тоже нет – изображение с фосфорной пластины считывается в специальном сканере. После сканирования можно запустить цикл автоматической очистки ЗП, после чего она вновь готова к экспозиции. Полученное цифровое изображение передается на ПК, где с помощью ПО выполняется обработка, расшифровка и архивация рентгенограмм. Запоминающие пластины можно «заряжать» в те же кассеты точно так же, как и форматную радиографическую плёнку, хотя для ЗП есть и специальные кассеты – мягкие виниловые и жёсткие пластиковые. Пластины вообще требуют аккуратного к себе отношения. Их нельзя ронять, трогать грязными и мокрыми руками. На трассе бывает всякое – но даже в таких условиях компьютерная радиография хорошо себя зарекомендовала для рентгена сварных швов трубопроводов. Особенно если пользоваться защитными перчатками и дополнительными конвертами из полиэтилена либо светонепроницаемой фотобумаги. Если экспонированную рентгеновскую плёнку можно извлекать из кассеты только при неактиничном свете, то с ЗП такого ограничения нет. Разве что не стоит обращать пластину рабочей стороной к источнику освещения. Сколько на практике живут запоминающие пластины? Зависит от массы факторов, но при соблюдении базовых правил эксплуатации их рабочий ресурс может достигнуть 2000 циклов «экспозиция-стирание», а то и больше.
• Цифровая (прямая) радиография. На сегодняшний день наиболее продвинутая технология, которая применяется для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов. За поглощение рентгеновского излучения и регистрацию изображения здесь отвечает цифровая матричная система (ЦТС), или система с матричным цифровым детектором (DDA), а проще говоря – плоскопанельный детектор. Это электронное устройство, в основе которого – CMOS либо TFT-матрица, покрытая слоем сцинтиллятора – материала, преобразующего ионизирующего излучения в свет. В промышленной радиографии наиболее широко применяются сцинтилляторы трёх видов: гадолиний, цезий-йод и аморфный кремний. Тип матрицы и сцинтиллятора подбирается с учётом радиационной толщины просвечиваемых стыков и дозовой нагрузки ИИИ. Так, считается, что цезий-йод благодаря своей игольчатой кристаллической структуре даёт более высокую чувствительность, чёткость и контрастность изображения, но не рекомендуется для РК разнотолщинных объектов. Для трубопроводов, у которых радиационная толщина соединяемых элементов идентичная или почти одинаковая, это может быть не критичным. Тем не менее, большинство плоскопанельных детекторов, применяемых для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов, построены на TFT-матрицах с оксисульфидом гадолиния или аморфным кремнием в качестве сцинтиллятора. На рынке можно подобрать плоскопанельный детектор для работы с «постоянником», «импульсником» или даже с гамма-источниками. Изображение может передаваться как по кабелю, так и по беспроводному соединению Wi-Fi. Поскольку речь идёт об эксплуатации в тяжёлых полевых условиях, то стандартом для плоскопанельных детекторов является степень защиты корпуса от падений, пыли и влаги IP67. Ведущие разработчики также снабжают свои цифровые матричные системы защитным ударопрочным кожухом. Детектор помещают внутрь и закрепляют на трубе при помощи стяжных ремней. Есть на рынке и автоматизированные комплексы: на трубопровод устанавливают направляющий пояс, по которому с одной стороны перемещается каретка с рентген-аппаратом, с другой – каретка с плоскопанельным детектором. Работают такие комплексы на аккумуляторах, изображение передаётся по Wi-Fi на ПК оператора. Помимо «жёстких» плоскопанельных детекторов, на рынке уже появились гибкие цифровые матричные детекторы. Пример – комплекс цифровой радиографии «КАРАТ РТС 1036». Он идеально подходит для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов, поскольку его можно «подогнать» под разные диаметры. Для просвечивания задействуется вся активная область – тем самым количество экспозиций уменьшается, а изображение получается без искажений (дисторсии). Считается, что плоскопанельные детекторы позволяют снижать дозовую нагрузку на ИИИ, сократить время экспозиций, но главное преимущество в том, что дефектоскопист сразу видит, каким получился рентгеновский снимок. Находясь на безопасном расстоянии от рентгеновского аппарата, оператор управляет им – через его блок управления, а детектором – через ПК при помощи специализированного ПО. Если сигнал стабильный, то рентгенограмма поступает всего за 5 с. Дефектоскописту остаётся убедиться, что на снимке корректно изображён сварной шов и ОШЗ, а также проверить чувствительность по ИКИ, базовое пространственное разрешение, нормализованное отношение сигнал/шум и отношение контраст/шум. Для измерения многих характеристик рентгенограмм в ПО доступны специальные инструменты, что ещё больше упрощает задачу оператору. Если снимок не удался – можно сразу запустить повторную экспозицию, буквально не вставая из-за ПК. Цифровая радиография избавляет от хлопот с «мокрой» химико-фотографической обработкой плёнок. Не нужно обустраивать фотолабораторию, не нужно тратиться на проявочную и сушильную технику. Даже сканер, как в случае с компьютерной радиографией, не нужен. Экономится огромное количество времени и повышается качество снимков, за счёт исключения сложностей фотообработки и связанных с этим артефактов.

Цифровые технологии радиографического контроля все шире применяются для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов. Один из основных посвящённых этому стандартов, ГОСТ ISO 17636-2-2017 «Неразрушающий контроль сварных соединений. Радиографический контроль. Часть 2. Способы рентгено- и гаммаграфического контроля с применением цифровых детекторов» был введён в действие ещё в 2018 году. И новых документов, в которых разрешается применение компьютерной и цифровой радиографии, становится всё больше. Из свежих примеров – СТО Газпром 15-1.3-004-2003 «Сварка и неразрушающий контроль сварных соединений. Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений промысловых и магистральных трубопроводов» (с 1 июля 2023 года) и Изменения №2, №3 к РД-25.160.10-КТН-016-15 «Магистральный трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов. Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных трубопроводов».

5. Требования к лабораториям для допуска к радиографическому контролю сварных соединений трубопроводов​

Чтобы получить право выполнения работ по неразрушающему контролю на опасных производственных объектах, подведомственных Ростехнадзору, лаборатория должна подтвердить свою компетентность, то есть пройти процедуру аттестации и/или аккредитации. По состоянию на май 2023 года, в РФ наиболее популярны две системы аттестации.

• Единая система оценки соответствия в области промышленной, экологической безопасности, безопасности в энергетике и строительстве (ЕС ОС). Под таким названием функционирует с 2009 года вследствие нескольких преобразований Системы экспертизы безопасности, созданной в 1998 году. Головная организация – НТЦ «Промышленная безопасность». Аттестация лабораторий неразрушающего контроля осуществляется в соответствии с документом СДАНК-01-2020. Аккредитация – в соответствии с «Требованиями к испытательным лабораториям» СДА-15-2009.
• Система неразрушающего контроля на опасных производственных объектах Российского общества по неразрушающему контролю и технической диагностике (РОНКТД). Функционирует с 2021 года. Центральный орган – СРО «Ассоциация «Национальное агентство контроля сварки» (НАКС). Аттестация лабораторий неразрушающего контроля осуществляется в соответствии с правилами СНК ОПО РОНКТД-03-2021.

У правил аттестации ЛНК в обеих системах есть некоторые сходства. Так, и СДАНК-01-2020, и СНК ОПО РОНКТД-03-2021 разработаны с учётом ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий», на положения которого ссылаются оба документа. Сравнение правил аттестации ЛНК в обеих системах доступно здесь. Дополнительно к этому, для проведения радиографического контроля сварных соединений на трубопроводах «Транснефти», например, требуется отдельная аккредитация и внесение лаборатории в Реестр ЛНК, который ведёт НИИ «Транснефть».

Вне зависимости от конкретной системы аттестации и аккредитации, лаборатория неразрушающего контроля должна удовлетворять ряду общих, базовых требований.

• Беспристрастность, независимость и компетентность.
• Получение объективных и достоверных результатов НК.
• Ведение журналов, архива НТД, операционных технологических карт и результатов НК. ЛНК должна вести собственный радиационно-гигиенический паспорт и оформить в Роспотребнадзоре лицензию на осуществление деятельности с использованием ИИИ. Конкретные требования к документации могут отличаться в разных региональных управлениях Роспотребнадзора. Так, в лаборатории должна быть утверждённая инструкция по радиационной безопасности, положение о порядке проведения РК, положение об индивидуальном дозиметрическом контроле и службе радиационной безопасности. Проведение дозиметрического контроля также должно подтверждаться протоколами замеров и записями в специальном журнале. Факты выдачи дозиметров и ИИИ дефектоскопистам также должны отражаться в соответствующих журналах. Ещё в ЛНК может потребоваться план производственного контроля за обеспечением радиационной безопасности и отдельный план мероприятий по защите персонала и населения в случае радиационной аварии. Рентгеновские аппараты необходимо периодически осматривать – для этого ведут ещё один журнал. Измерение сопротивления изоляции р/а – тоже важная процедура, которая должна подтверждаться протоколом. Наконец, для учёта готовых рентгенограмм – тоже может потребоваться свой журнал.
• Наличие штата дефектоскопистов, достаточных для проведения РК звеном минимум из двух, а в ряде случаев – из трёх человек.
• Наличие обустроенных помещений специального назначения. Для ЛНК, работающих с плёночной радиографией, важно обустроить фотолабораторию, причём с отдельным помещением для раздельного хранения неэкспонированной рентгеновской плёнки и реактивов для её фотообработки. Хранилище для хранения ИИИ должно быть надёжно защищено от несанкционированного доступа третьих лиц. Временное хранилище ИИИ должно иметь санитарно-эпидемиологическое заключение.
• Наличие металлических контейнеров для перевозки ИИИ. Поскольку радиографический контроль сварных соединений трубопроводов предполагает использование рентген-аппаратов в нестационарных условиях, то по месту проведения работ лаборатория должна уведомить региональное управление Роспотребнадзора.

Что касается технической оснащённости, то для более эффективной работы лаборатории может понадобиться всё или почти всё из приведённого выше списка. Но для аттестации, просто для соблюдения формальных требований, можно обойтись минимально необходимым перечнем. Для плёночной радиографии – понадобится рентген-аппарат, проявочная машина, рентгеновская плёнка и реактивы для её фотообработки, негатоскоп, денситометр, канавочные и проволочные эталоны чувствительности, маркировочные знаки, магнитные держатели, лупа измерительная. Мебель для проявочной комнаты больше годится металлическая с обязательным заземлением – для защиты от многократно упомянутых здесь статических разрядов. Для поддержания влажности и умеренной температуры в помещении необходимо обустроить приточно-вытяжную вентиляцию, обзавестись увлажнителем и гигрометром. Само собой, к фотолаборатории должна быть подведена канализация, холодная и горячая вода, если нужно – с предварительной фильтрацией. Лаборантов нужно обеспечить спецодеждой из хлопковых тканей. Синтетика, нейлон, бамбук, вискоза, шерсть – категорически не рекомендуются из-за статики. Также в лаборатории всегда должны быть в наличии моющие средства и спирт – для ухода за экранами, кассетами, негатоскопами и пр.

Если лаборатория планирует работать только с компьютерной радиографии – то вместо проявочной машины, негатоскопа, денситометра, рентген-плёнки и реактивов можно обойтись запоминающими пластинами и сканером.

Наконец, поскольку речь идёт о радиографическом контроле сварных соединений трубопроводов, то ввиду труднодоступного местоположения последних ЛНК должна располагать транспортом с хорошей проходимостью. Часто передвижные лаборатории делают на шасси КамАЗ, ГАЗ, «Урал», УАЗ и других грузовиков и фургонов.

6. Требования к персоналу для выполнения радиографического контроля сварных соединений трубопроводов​

Перво-наперво, для работы дефектоскопистом не должно быть медицинских противопоказаний. Про требования к зрению можно почитать здесь. Перед трудоустройством и в последующем, минимум раз в год необходимо проходить медосмотр в соответствии с Приказом Минздрава от 29.01.2021 года №29н. Что касается вредности, то для получения надбавок персонал должен быть отнесён к группе «А» согласно упомянутым выше нормам НРБ-99/2009. Во многих лабораториях никаких доплат, увеличенного отпуска и прочих дополнительных поощрений для дефектоскопистов РК не предусмотрено, но кое-где это ещё действует.

Вне зависимости от группы, дефектоскописты РК должны хорошо знать положения СП 2.6.1.2612-10 (ОСПОРБ 99/2010)», СанПиН 2.6.1.2523-09 (НРБ-99/2009), СанПиН 2.6.1.3164-14. Для допуска к работе с гамма-дефектоскопами также придётся изучить СП 2.6.1.3241-14.

Для выполнения работ по радиографическому контролю сварных соединений трубопроводов дефектоскопист должен пройти сначала первичную аттестацию, затем раз в 3 года проходить переаттестацию. Аттестация персонала в ЕС ОС осуществляется по СДАНК-02-2020, в Системе неразрушающего контроля на опасных производственных объектах – по СНК ОПО РОНКТД-02-2021. Сравнение правил аттестации персонала НК доступно здесь. Непосредственно на трубопроводы обычно выезжают дефектоскописты I и II уровня. В действительности на I уровень аттестуются крайне редко. Фактически в этом часто нет смысла, поскольку I уровень не даёт права выдавать заключения по результатам РК. А просто светить стыки можно и без этого. Кстати, часто люди со стороны в профессию так и приходят – начинают с работы помощником (учеником) дефектоскописта. Для аттестации на II уровень необходим наработать хотя бы минимальный производственный стаж и сдать экзамен, состоящий из теоретической и практической части. Для этого нужно обратиться в Независимый орган по аттестации персонала – НОАП (в ЕС ОС) или в Аттестационный центр по аттестации специалистов НК (в СНК ОПО РОНКТД).


Помимо предаттестационной подготовки, которая обычно занимает до 2-х недель, можно пройти обучение на дефектоскописта РК в учебном центре. Примеры таких образовательных организаций – научно-учебный центр «Качество» в Москве и Региональный центр аттестации, контроля и диагностики (РЦАКД) в Томске. Большим преимуществом с точки зрения трудоустройства в ЛНК будет владение другими видами (методами) неразрушающего контроля, как минимум, понадобится ВИК. Как показал опрос на «Дефектоскопист.ру», большинство форумчан могут проводить 5 и более видов контроля.

Помимо требований к состоянию здоровья и квалификации, плюсом для дефектоскопистов РК будет готовность к длительным командировкам и, скажем так, стойкость к бытовым трудностям. Проживание в вагон-городках, трудности с поддержанием гигиены, нездоровое питание, постоянный цейтнот, длительная разлука с родными, жизнь вдали от цивилизации, ненормированный режим труда и отдыха, зимой – холод, летом – жара, насекомые и пр. Вахта подходит далеко не всем. Поскольку чаще всего радиографический контроль магистральных и промысловых трубопроводов проводится на месторождениях, а то и буквально в условиях дикой природы – где-нибудь глубоко в тайге, когда «тянут трассу». Ну и личные качества тоже не должны мешать выстраиванию здоровых взаимоотношений с коллегами. Наконец, прежде чем ехать на вахту, нужно точно убедиться в благонадёжности работодателя, в противном случае можно получить ворох проблем, включая дорогу домой за свой счёт и невыплаченные долги по зарплате. В помощь дефектоскописта на форуме доступен раздел «Чёрные списки».

7. Где купить оборудование для радиографического контроля сварных соединений трубопроводов​