Комплексный НК оборудования для атомной энергетики и химической промышленности

Об авторе

Необходимо войти для просмотра
Кретов
Евгений Федорович
Начальник ультразвукового отделения
Центральной лаборатории неразрушающих методов контроля
ОАО «Ижорские заводы», к. т. н.,
III уровень по акустическому виду НК.


Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок, а также сосуды высокого давления для химической промышленности на различных стадиях изготовления подвергаются контролю различными видами НК. Рассмотрим стадии и виды НК на примере изготовления емкости системы аварийного охлаждения зоны (САОЗ) для атомной электростанции водо-водяного энергетического реактора ВВЭР-1000. Емкость САОЗ представляет собой стальной сосуд диаметром около 4 м и толщиной стенки около 90 мм, состоящий из 2 кольцевых элементов (обечаек) и двух днищ. Высота обечайки составляет около 3 м. Требования к видам и объемам НК устанавливаются правилами контроля [1] и чертежной документацией на изготавливаемую продукцию.


В процессе изготовления днища (рис. 1) выполняются следующие виды НК:

• операционный визуальный и измерительный контроль;
• операционный УЗК листов до сварки (при таком контроле проверяется соответствие основной площади листов техническим требованиям к основному металлу; кромки листов, подлежащие сварке, проверяются на соответствие нормативным требованиям, предъявляемым к сварному шву);
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией кромок под сварку с целью выявления несплошностей, которые могут повлиять на качество будущего сварного шва;
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией сварного шва заготовки днища для выявления несплошностей, выходящих на поверхность заготовки;
• приемочный радиографический контроль сварного шва заготовки днища (при этом контроле выявляются все несплошности, возникшие при сварке и последующей термической обработке (отпуске); радиография сварного шва выполняется только один раз, поскольку дефекты, возникающие на последующих переделах, могут быть только трещинами с малым раскрытием, которые хорошо обнаруживаются ультразвуком и неэффективно выявляются радиографией);
• операционный УЗК сварного шва заготовки днища.

На этой стадии задача операционного НК - выявление и ремонт таких дефектов сварного соединения, которые могут получить развитие в процессе штамповки днища.

После штамповки днища выполняются:

• операционный визуальный и измерительный контроль;
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией сварного шва днища;
• операционный УЗК сварного шва днища;
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией кромки под сварку кольцевого шва днища с обечайкой;
• приемочный УЗК основного металла днища.


При изготовлении обечайки (рис. 2) выполняют следующие виды НК:

• операционный визуальный и измерительный контроль;
• УЗК основного объема листов до сварки (при вальцовке листы не испытывают таких значительных напряжений, как при штамповке, поэтому УЗК основного объема на этой стадии является приемочным, кромки листа контролируют ультразвуком с оценкой качества по нормам сварного соединения);
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией кромок под сварку полуобечаек.

После сварки предусмотрены:

• операционный визуальный и измерительный контроль;
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией сварных швов обечайки;
• приемочный радиографический контроль сварных швов обечайки;
• операционный УЗК сварных швов обечайки;
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией сварных швов обечайки;
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией кромок под сварку обечайки с днищем.

Подготовленные сборочные единицы корпуса сосуда давления объединяют путем кольцевых сварных швов (рис. 3).

На каждом сварном шве выполняют:

• операционный визуальный и измерительный контроль;
• операционный контроль магнитопорошковой дефектоскопией;
• приемочный радиографический контроль;
• операционный УЗК.

После сборки сосуда перед его окончательной термической обработкой на всех сварных швах повторяют НК магнитопорошковым и ультразвуковым методами.

Можно отметить основные особенности приведенного технологического процесса изготовления сосуда давления, связанные с применением НК. Во-первых, применяется комплексный НК, включающий различные методы, позволяющие наиболее полно выявить возможные несплошности как на поверхности, так и в объеме материала деталей. При этом первыми всякий раз являются визуальный, измерительный НК и магнитопорошковая дефектоскопия. Такая очередность установлена потому, что дефекты поверхности могут быть препятствием или помехой для проведения объемных методов контроля, следовательно, должны быть заранее удалены. Во-вторых, при обнаружении дефектов (недопустимых несплошностей) при операционном контроле на всех стадиях изготовления детали либо своевременно бракуются окончательно и заменяются (в случае брака листового проката по результатам УЗК), либо производится ремонт (в случае брака сварных швов). Ремонт сварных швов осуществляют путем удаления объема металла, содержащего дефект, с последующей заваркой ремонтируемого участка. Поверхностные дефекты чаще всего могут быть удалены путем вышлифовок без последующей заварки. На отремонтированном участке и прилегающих участках изделия выполняют повторный НК всеми видами, предусмотренными для сварного шва. В-третьих, надежность УЗК повышается за счет его неоднократного выполнения, причем, как правило, различными дефектоскопистами. В-четвертых, методический документ на проведение УЗК рекомендует устанавливать браковочный уровень при проведении операционного контроля несколько ниже (примерно на 3 дБ) нормативного для удаления несплошностей [2], которые могут получить развитие при окончательной термической обработке.


Следующей технологической операцией является окончательная термическая обработка - закалка с отпуском, вследствие которой снимаются остаточные напряжения, и материал получает заданные механические свойства. После этого выполняют приемочный НК: визуально-измерительный, магнитопорошковый и ультразвуковой. По результатам этого контроля принимается решение о возможности отгрузки готовой продукции потребителю.

Таким образом, применение комплекса методов НК на всех этапах изготовления продукции гарантирует требуемое высокое качество материалов и сварных соединений оборудования для атомной энергетики и химической промышлености.

Литература

1. ПН АЭ Г-7-010-89.Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля.
2. ПН АЭ Г-7-030-91. Унифицированные методики контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Ультразвуковой контроль. Ч. II. Контроль сварных соединений и наплавки.

Кретов Е.Ф. Комплексный НК оборудования для атомной энергетики и химической промышленности. − В мире НК. – Декабрь 2007 г. − № 4 (38). − С. 20−21. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.