Нормативные требования к ультразвуковому контролю сварных швов

Сварка – одна из наиболее надежных способов соединения металлических элементов. Она используется в самых ответственных отраслях, при сборке конструкций, подверженных интенсивным нагрузкам, статическим или динамическим. Магистральные нефтепроводы и газопроводы, резервуары для хранения углеводородного сырья, мосты – примеров использования сварки множество.

Основной минус технологии – трудоемкость. Справиться с задачей смогут только специалисты высокой квалификации, в распоряжении которых есть соответствующее оборудование. Одна небольшая ошибка ухудшает качество шва, лишает его прочности, увеличивает риск разрушения.

Для исключения негативных сценариев проводятся проверки. Простейший способ – визуальный, но он не позволяет обнаружить скрытые дефекты. На ответственных объектах допустимы физические методы контроля, в числе которых – ультразвуковые. В чем особенности ультразвукового контроля? Какие требования нужно соблюдать при его проведении?

Понятие

УЗК построен на высокой проникающей способности ультразвуковых колебаний. Акустические волны высокой частоты проникают в металлическую структуру. При отсутствии дефектов они распространяются прямолинейно, но при встрече с дефектами, будь то трещины или поры – отражаются, что фиксируется датчиком.

Электроника обрабатывает отраженный сигнал, что позволяет установить не просто факт наличия структурного повреждения, но его расположение, степень выраженности.

Преимущества

Сравнение УЗК с другими методиками показывает следующие его преимущества:

• Высокая разрешающая способность. Уверенно фиксируются поры и трещин, ширина и диаметр которых измеряются десятыми долями миллиметра. Обнаружить их не удастся ни визуальным осмотром, ни рентгеном.
• Безопасность. УЗК не представляет угрозы для металлических структур, не требует их частичного или полного разбора. Процесс безопасен и для специалистов. Не нужно ограничивать доступ в рабочую зону, использовать специальные защитные средства из-за радиационного излучения, как при рентгеновском контроле.
• Мобильность. Портативные дефектоскопы компактны, подходят для использования в полевых условиях. Процесс занимает минимум времени, для тщательного анализа метра шва специалисту хватит 5-10 минут.
• Проникающая способность. Ультразвук фиксирует даже дефекты, расположенные на глубине в десятки сантиметров. Этого достаточно для исследования крупногабаритных металлических конструкций.
• Сохранение работоспособности исследуемой системы. Временный вывод из строя не требуется. Это особенно важно для магистральных трубопроводов и других ответственных коммуникаций.

Выраженных недостатков у ультразвукового контроля нет. Объективный минус – несовместимость с аустенитными сталями и рядом других материалов, для которых характерна зернистая структура. Условные отрицательные моменты – необходимость тщательной подготовки основания. Оно должно быть чистым и гладким. Для лучшей проводимости акустического импульса рекомендуется покрытие специальным гелем.

Стандарты и регламенты

Для получения точных результатов, отражения их в отчетах, которые не вызовут нареканий со стороны уполномоченных контролирующих инстанций, при проведении УЗК нужно придерживаться определенных стандартов. В первую очередь, речь идет о некоторых ГОСТ:

• ГОСТ Р 55724-2013, определяющий требования к неразрушающим ультразвуковым проверкам.
• ГОСТ 3242-79, обозначающий общую специфику методик, позволяющих установить состояние сварных соединений.
• ГОСТ Р ИСО 17640-2016. Специализированный нормативно-технический документ для УЗК.

Персонал и оборудование

Специалисты, уполномоченные на проведение ультразвукового контроля, должны иметь соответствующую квалификацию, успешно сдавшие экзамены, что подтверждается удостоверениями и другими документами.

Главное требование к дефектоскопам – наличие действующего сертификата. Он выдается только лицензированному оборудованию, прошедшему поверку, подтверждающую точность измерений. Полученные в ходе исследования результаты фиксируются на бумаге, во встроенной памяти или съемном носителе, после чего – анализируются и оформляются в виде отчета.

Специфика стандартизации

Перед началом исследования шву присваивается определенная категория. Она зависит от эксплуатационных нагрузок, местоположения, специфики конструкции. Чем серьезнее последствия возможной аварии, тем более тщательной должна быть проверка, тем жестче – требования к целостности, прочностным характеристикам.

Требования к подготовке и исследованию

Без соблюдения инструкций не удастся получить точные результаты, правильно определить фактическое состояние шва, понять, нуждается ли он в ремонте. На этапе подготовки нужно придерживаться следующего алгоритма:

1. Зачистка исследуемой зоны. Недопустимы механические и химические загрязнения, нарушающие распространение акустической волны. Следует удалить окалину, пыль, следы отделочного материала, лака или краски.
2. Шлифовка. Требуется, если шероховатость поверхности превышает допустимое значение Rz 40. 
3. Нанесение геля. При отсутствии специализированного состава можно использовать глицерин. Смысл – обеспечение плотного акустического контакта, улучшение проводимости, повышение точности анализа.

Исследование

Перед работой нужно настроить устройство, ориентируясь на требования к качеству шва, материал, специфику конструкции, особенности ее эксплуатации. Если толщина исследуемого материала не превышает 2 сантиметров, достаточно базовых настроек, при больших значениях – более точных, с акцентом на чувствительности, чтобы точно фиксировать не только сами дефекты, но и их расположение, конфигурацию.

Требования к анализу

Требования предъявляются и к оценке собранной информации, подготовке отчета. Необходимо придерживаться следующего алгоритма:

1. Компиляция данных. В зависимости от модели, дефектоскоп выдает или сразу готовые сведения, или информацию, являющуюся основой для расчетов.
2. Определение выраженности, типа, расположения дефекта. Специалист должен установить, что было обнаружено – трещина, свищ или внутренняя полость, где она находится. Фиксируются как одиночные повреждения, так и комплексные, считающиеся наиболее опасными, способные привести к разрушению шва, протечкам.
3. Сопоставление результатов с нормами, закрепленными в эксплуатационных инструкциях и стандартах. Если дефекты слишком выражены, не укладываются в лимиты, конструкция требует немедленного вывода из эксплуатации, ремонта, замены.
4. Подготовка отчетной документации. Необходимо запротоколировать проверяемый объект, критерии, в соответствии с которыми проведена оценка, дату, модель используемого дефектоскопа и другие сведения. Протокол заверяется подписью уполномоченного специалиста и печатью.

Подведение итогов

УЗК – один из наиболее совершенных методов контроля сварных швов. Он безопасен и эффективен, подходит даже для наиболее ответственных областей и объектов, обследования мостов, магистральных трубопроводов, крупногабаритных производственных установок.

Чтобы получить точные результаты, подготовить отчет, отражающий реальное состояние соединений, не вызывающий вопросов у контролирующих инстанций, нужно ответственно подойти к процессу, соблюдать стандарты, инструкции и требования.