Радиографический способ контроля сварных швов

Радиографический контроль: увидеть объект насквозь

Для выявления подповерхностных дефектов радиографический контроль сварных соединений (РК, РГК) был и остаётся одним из наиболее надёжных и достоверных видов НК. Метод «эксплуатирует» проникающую способность рентгеновских лучей. Они по-разному поглощаются металлом и внутренними дефектами, и это отчётливо видно на рентгеновских снимках. По результатам их расшифровки стык можно смело признать годным либо забраковать.

Метод используется для наиболее ответственных объектов, включая магистральные и технологические нефте- и газопроводы, РВС, всевозможные сосуды, работающие под давлением, трубопроводную арматуру и пр. Рентген активно применяется в заводских лабораториях и службах ОТК на предприятиях по производству оборудования для атомных электростанций – насосов, корпусов и теплообменников парогенераторов, котлов и т.д. Метод успешно практикуется и в авиакосмической отрасли – для обследования ответственных деталей из композитов.

Технология проведения рентгеновского контроля сварных швов

Сильные и слабые стороны рентген-контроля сварных швов

Однако при всех своих достоинствах радиографический контроль сварных соединений не идеален. Прежде всего, согласно ГОСТ 7512, данный способ не предназначен для выявления:

• несплошностей и включений, размер которых в направлении просвечивания меньше, чем удвоенная чувствительность контроля;
• непроваров и трещин с плоскостью раскрытия, отличающейся от направления просвечивания. При этом величина их раскрытия ниже, чем нормированное значение. Для каждой радиационной толщины оно своё – и может составлять 0,1–0,5 мм;
• любых несплошностей и включений, изображение которых на снимке «накладывается» на изображение посторонних деталей либо места резкого изменения толщины металла.

На этом недостатки не заканчиваются. Рентген не совершенен ещё и потому, что:

• основан на использовании рентгеновского излучения – опасного для человеческого здоровья и окружающей среды. Отчасти это проблема компенсируется дополнительными выплатами для персонала, ранним выходом на пенсию и прочими льготами. Во избежание несчастных случаев перед проведением РК рабочую зону огораживают при помощи ленты. Дополнительно используются сигнальные огни для предупреждения посторонних лиц;
• связан с трудоёмкой фотохимической обработкой снимков. Этот пункт актуален только для традиционного радиографического контроля, построенного на плёночных технологиях. В цифровой радиографии всё проще и быстрее. Но этот способ пока только набирает популярность. ГОСТ Р 50.05.07-2018, например, строго предписывает использование плёнок. А это значит, что нужно разбираться в проявке, знать и соблюдать правила работы с реактивами, решать проблему утилизации отходов и т.д. Всё это создаёт дополнительные требования к персоналу;
• требует оформления лицензии на работу с ИИИ, санитарно-эпидемиологического заключения и иных разрешительных документов;
• предполагает существенные затраты. Стоимость рентген-аппаратов достигает несколько миллионов рублей, не говоря о дополнительном оборудовании и постоянной потребности в расходниках (об этом ниже). Правда, цифры здесь относительны, так как проведение РК позволяет избежать по-настоящему страшных аварий, ущерб от которых нельзя оценить никакими деньгами. Как пример – просвечивание швов обечайки реакторной установки на АЭС.

Оборудование и материалы для рентгеновского контроля сварных соединений

Традиционный радиографический метод контроля сварных соединений нуждается и в большом количестве расходных материалов. К таковым относятся форматные и рулонные рентгеновские плёнки, реагенты (проявитель, фиксаж, стартер, концентраты для очистки проявочной техники), флюоресцентные и свинцовые усиливающие экраны. Резку плёнок осуществляют при помощи специальных резаков. От качества расходников и умения работать с ними напрямую зависит качество рентгенограмм и контроля в целом. Первое, на что обращают внимание технадзоры при ознакомлении со снимками в лаборатории, – это оптическая плотность изображения, правильность установки эталонов чувствительности, маркировки, отсутствие вуали и иных «артефактов» на изображении. Снимок считается документом, и это одно из важных преимуществ радиационных методов дефектоскопии. Поэтому и отношение к нему надлежащее: несоответствие карте контроля и НТД служит основанием для пересвета. В общем, правильный выбор плёночных систем и реактивов – это отдельная большая тема. По этой причине большинство дефектоскопистов РГК предпочитают работать с материалами какой-то одной марки. В России чаще всего применяют продукцию AGFA, иногда – Kodak, Fujifilm и «Тасму».

Отдельную категорию принадлежностей составляют аксессуары, задача которых в том, чтобы упростить расшифровку и сделать её более точной. Так, в лабораториях РГК очень востребованы:

• трафареты (мерные шаблоны). Это прозрачные плёнки, на которые нанесены линейки и прочая вспомогательная разметка. С такими трафаретами намного легче измерять выявленные трещины, поры и другие дефекты;
• меры оптической плотности. Представляют собой фрагменты рентгеновской плёнки различной оптической плотности. Используются для настройки денситометра и визуального сравнения с имеющимся снимком;
• универсальные шаблоны радиографа. Более «продвинутая» версия трафаретов с дополнительными разметками, маркерами и иными вспомогательными изображениями. При наличии УШР гораздо проще определять вид дефектов, их диаметр, протяжённость, глубину и др.

Обучение и аттестация специалистов радиографического контроля

Проводить радиографический контроль сварных швов с оформлением заключений могут только аттестованные лаборатории аттестованные и/или сертифицированные специалисты по СДАНК-02-2021 или СНК ОПО РОНКТД-02-2021 (в зависимости от того, в какой Системе НК нужно подтвердить компетенцию, чтобы зайти на объект заказчика). Для аттестации на I и II уровень необходимо иметь среднее или высшее техническое образование какого-либо инженерного вуза либо университета. Дополнительно нужно пройти специализированные курсы по программе, согласованной с Независимым органом по аттестации персонала. Для кандидатов на присвоение II квалификационного уровня вместо этого могут зачесть опыт работы по НК с составлением методических документов.

Подготовка соискателей для допуска к квалификационным экзаменам по радиографическому контролю должна занимать не менее 40 (для I уровня) или 80 (для II уровня) часов. Производственный опыт для II квалификационного уровня должен быть не менее 12 месяцев (для аттестации в Единой системе оценки соответствия).

Что касается III уровня, то для его получения кандидату желательно иметь II уровень. В этом случае для аттестации в ЕС ОС требуется подтвердить 18 месяцев производственного стажа.

Источник

Радиографический контроль сварных соединений

Содержание:

Возможностью применять радиографический метод контроля сварных соединений мы обязаны немецкому физику Вильгельму Рентгену. В 1895 году он открыл электромагнитное излучение на коротких волнах. Эти лучи были названы в честь него рентгеновскими.

Первое широкое применение рентгеновские лучи нашли в медицине. Метод позволил спасти много человеческих жизней. В свою очередь, рентгеновский контроль сварных соединений помогает спасти сварные швы от образовавшихся в процессе сварки дефектов. Метод рентгеновской дефектоскопии позволяет обнаружить в сварных соединениях трещины, раковины, пустоты, полости, инородные включения.

Радиографический контроль сварных соединений это — это метод контроля, позволяющий обнаружить имеющиеся внутри сварных швов погрешности, основанный на изменении характеристик рентгеновских лучей при столкновении с ними. Такой контроль возможен благодаря способности этих волн проникать вглубь металла достаточно глубоко. Контроль этим методом проводится согласно ГОСТу 75-12, в котором перечислены все контролируемые этим способом дефекты.

Область применения

После окончания процесса сваривания и остывания конструкции необходимо оценить качество работы и при обнаружении недостатков принять меры. Контроль начинается с визуального осмотра. При наличии дефектов, имеющихся внутри шва необходимо прибегнуть к другим методам поиска. Они должны относиться к категории неразрушаемых. Не все обладают необходимой точностью. Рентгенография сварных соединений является одним из неразрушаемых способов, дающим точную информацию о состоянии внутри сварного шва.

В дефектоскопии используется возможность рентгеновских лучей проникнуть вглубь на значительное расстояние благодаря тому, что их длина волны является небольшой. При сварке могут возникнуть ситуации, когда выбран неправильный режим или в сварочную ванну попали посторонние предметы. Образование невидимого брака понизит прочность и надежность всей конструкции, которая сможет выдержать меньшие нагрузки, чем планировалось.

Радиографический контроль сварных швов требует наличия специального оборудования. Затраты на него целесообразны в тех случаях, когда требования к характеристикам соединений высокие. Другой вариант — контроль конструкций, где другие методы применять затруднительно или невозможно. Примером может служить рентгенографический контроль сварных соединений трубопроводов.

Существуют лаборатории, специализирующиеся на контроле сварных соединений, где имеется все необходимое оборудование, и работают грамотные профессионалы. При желании контроль можно провести самостоятельно, овладев необходимыми навыками. Имеется возможность взять для этого прибор в аренду. Большой популярностью пользуются портативные аппараты. Они применяются как для контроля трубопроводов, так и для профильных и листовых соединений. Стационарные аппараты могут быть спроектированы индивидуально для решения конкретных задач.

Радиографический контроль сварных соединений трубопроводов проводится согласно отраслевому нормативному документу ОСТ 36-59, где указаны все требования к свариванию этих конструкций. В нем, в частности, сказано, что все данные по проведенному контролю заносятся в специальный журнал и хранятся в течение 10 лет после начала эксплуатации объекта.

Принцип работы

Рентгенография основана на свойстве лучей проникать внутрь материалов, в том числе металлов. Эта способность понижается с увеличением плотности металла и увеличивается с понижением плотности. Поскольку в местах с пустотами и трещинами плотность становится меньше, это сразу регистрируется прибором. При отсутствии дефектов структура металла остается стабильно плотной, и рентгеновские лучи поглотятся материалом. Чем выше плотность, тем степень поглощения будет выше.

Основным элементом аппарата для рентгеноскопии сварных швов служит излучатель, представляющий собой рентгеновские трубки. Его функция — генерировать лучи и выпускать их. Конструктивно излучатель представляет вакуумный сосуд. В нем имеются анод и катод, между которыми образуется электрический потенциал. При сильном ускорении электронов появляются рентгеновские лучи, и задается направление их выхода.

Лучи, прошедшие сквозь металл, падают на специальную светочувствительную пленку. На ней остается отпечаток, по которому можно судить, что находится внутри материала. Полную картину покажет расшифровка рентгеновских снимков сварных соединений. При желании или необходимости получать сведения постоянно, используют сцинтилляторы. Это дает возможность выводить изображение на монитор.

Имеется возможность сделать фотографии, получив рентгенограмму. На рентгенограмме будет иметься негативное изображение соединения. При наличии включений или, наоборот, пустот появятся их очертания другого цвета. Полученную рентгенограмму следует сравнить с типовой рентгенограммой для этого типа свариваемых деталей. Метод позволяет точно и оперативно оценить состояние сварного шва.

Подготовка к контролю

Перед началом процесса следует произвести подготовительные операции. Части будущего соединения внимательно осматривают. При наличии на них загрязнений и шлаков необходимо тщательно их очистить и обезжирить растворителем или спиртом. Это делается для того, чтобы наружные дефекты при просвечивании не вносили искажение в окончательный результат.

Пленки заряжают в соответствующие кассеты. Все соединения разделяют на отдельные интервалы и маркируют их. Это делается для того, чтобы можно было точно определить, какой снимок относиться к конкретному участку свариваемого шва. В том же порядке маркируют кассеты и пленки. Если шов имеет большую протяженность, возможен выборочный рентген-контроль сварных швов.

Также необходимо подготовить оборудование, предназначенное для радиографии сварных швов. Вначале необходимо выбрать подходящий источник излучения. Критериями являются чувствительность, толщина металла и его плотность, конфигурация деталей, требуемая производительность. К примеру, для радиографического контроля сварных соединений, где возможны дефекты, имеющие большой размер, подходят изотопы, обладающие высокой энергией. Это обеспечит небольшое время просвечивания. Выбор пленки обусловлен толщиной металла и его плотностью. На приборах выставляют оптимальные режимы.

Методика процесса

Рентгенография сварных швов проходит несколько этапов:

1. Выбрать источник излучения.
2. Выбрать подходящий тип пленки.
3. Установить на оборудовании оптимальные режимы.
4. Поместить аппарат внутри изделия или снаружи и включить его.
5. Начать просвечивание сварного шва.
6. Вынуть пленку и проявить ее.
7. Произвести расшифровку.
8. Занести результаты в журнал установленной формы.

Выбранную кассету закрепляют на изделии. Для получения хорошей резкости изображения и определения достоверного размера дефекта на приборе следует установить эталон чувствительности. Эталон должен быть изготовлен из материала, характеристики которого приближены к характеристикам свариваемого металла.

В ГОСТе 7512 указаны три предпочтительных типов эталонов, применяемых для рентгена сварных швов:

1. Канавочные. Пластина, имеющая шесть канавок. Ширина у них одинаковая, а глубина разная.
2. Проволочные. Имеет семь проволок.
3. Пластинчатые. Пластина, имеющая отверстия нужных форм и размеров.

Проверяемые изделия можно разместить по отношению к аппарату двумя способами. Если они небольшие и могут поместиться в помещении, соединения помещаются внутри стационарного аппарата. При выездном контроле применяют компактные модели оборудования и устанавливают их на изделие.

Чтобы осуществить рентгенографический контроль сварных соединений шов следует размещать строго между излучателем и светочувствительной пленкой. После включения излучателя рентгеновские лучи начнут проходить через металл и попадать на пленку. Через несколько секунд снимок будет готов. Аппарат выключают. Кассету с пленкой вынимают и отдают для обработки и расшифровывания. После того, как будет понятно, что результат получен, аппарат можно снять с изделия или извлечь из него. Иначе, необходимо сделать повторный контроль.

Расшифровка

Расшифровку рентгенограмм осуществляют в затененном помещении на негатоскопе. Он представляет собой устройство, назначением которого является просмотр на просвет радиографических снимков, в том числе рентгенограмм. В негатоскопе предусмотрена возможность регулировки яркости освещения. При слишком большом его значении мелкие дефекты могут быть пропущены.

После расшифровки составляется заключение. Перед тем, как прибегнуть к этому методу, необходимо узнать, какие дефекты сварного шва выявляются с помощью радиографического контроля. К ним относятся:

Помимо этого, можно оценить величину вогнутости и выпуклости в местах, где визуальный осмотр невозможен. При записи результатов используются сокращения. Так, «Т» означает трещину, «Н» — непровар, «П» — пору, «Ш» — шлак, «В» — включение вольфрама, Пдр» — подрез. Рядом с буквами ставят размеры дефекта. Учитывается также характер распределения.

По этому признаку недостатки делятся на группы:

1. Отдельные.
2. Цепочки. На одной линии более трех дефектов.
3. Скопления. Расположение в одном месте не менее трех дефектов.

Размер дефекта обозначается в миллиметрах.

Преимущества

К достоинствам метода относятся:

• достоверность;
• быстрота контроля;
• определение места расположения;
• оценка размера;
• выявление скрытых недостатков;
• широкая область применения.

К недостаткам относится высокая цена оборудования, и необходимость изучения правил его использования.

Безопасность

При всех своих достоинствах метод является потенциально опасным для здоровья. Поэтому необходимо выполнять экранирование прибора. Контролер не должен находиться без необходимости в зоне облучения. Доступ туда посторонним лицам должен быть запрещен. Для этого следует вывесить предупреждающие знаки.

При работе в помещении его стены надо покрыть экранирующими пластинами. Контролер должен быть обеспечен комплектом защитной одежды. Перед началом процесса необходимо проверить исправность оборудования.

Интересное видео

Источник