В. А. Бобров (оао «ниихиммаш») Основными проблемами, возникающими при проведении узк аустенитных сварных швов по сравнению с углеродистыми и низколегированными сталями, являются значительное затухание и высокий ур
| Вид материала | Тезисы |
- Название организации, 28.01kb.
- Испытания прочности сварных швов испытания ручные, 28.58kb.
- Преимущества лизинга, 37.09kb.
- Применение протокола axi для микропроцессоров семейства "Эльбрус", 26.3kb.
- 1. Основные принципы организации бухгалтерского учета и налогового учета, 2258.14kb.
- Доклады сотрудников ОАО «ниихиммаш» На Международной конференции, 56.63kb.
- I. Положение общества в отрасли, 327.02kb.
- Задание {{1 }}тз 3 Основными проблемами экономики являются следующие: Rкак производить, 986.16kb.
- Утверждаю, 196.37kb.
- Темы рефератов. Бактериальная коррозия. Виды бактерий, развивающихся в нефтепроводных, 6.66kb.
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ И
КОНСТРУКТОРСКИЙ ИНСТИТУТ
ХИМИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
(ОАО «НИИХИММАШ»)
НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ
ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО ТЕХНОЛОГИИ
МАШИНОСТРОЕНИЯ (НПО «ЦНИИТМАШ»)
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
«КОНСТРУКЦИЯ» (ЗАО «КОНСТРУКЦИЯ»)
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
СЕВЕРНЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР
(ЗАО «СРТЦ ДИТЭКС»)
1 - ый
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ СЕМИНАР
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ И РАДИОГРАФИЧЕСКИЙ
КОНТРОЛЬ СОСУДОВ И АППАРАТОВ
ИЗ НЕРЖАВЕЮЩИХ И ДВУХСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ
В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ
ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ
Москва
2007 год
Тезисы докладов воспроизводятся в точном соответствии с авторским экземпляром
Особенности ультразвукового контроля сварных
соединений сосудов и аппаратов из хромоникелевых
сталей аустенитного и аустенитно-ферритного
классов
В.А. Бобров (ОАО «НИИХИММАШ»)
Основными проблемами, возникающими при проведении УЗК аустенитных сварных швов по сравнению с углеродистыми и низколегированными сталями, являются значительное затухание и высокий уровень структурных помех, вызванных рассеянием ультразвуковых волн в поликристаллическом материале. В крупнозернистых материалах, характерных для аустенитных сварных швов, эти проблемы усиливаются отклонением пучка ультразвуковых лучей от номинальной траектории и его трансформацией (расщеплением). Кроме того, анизотропия упругих свойств зерен шва вызывает изменение скорости распространения ультразвуковых волн. Поэтому для производственной дефектоскопии ультразвуком применяются специальные методики и средства контроля.
В настоящее время для УЗК аустенитных сварных швов применяют поперечные и продольные волны, фокусирующие и раздельно-совмещенные преобразователи, многочастотный способ и др. Известны три методики, первая заключается в выборе оптимальных параметров контроля, вторая - в применении статистических методов обнаружения сигналов на фоне структурных помех, третья – в компьютерной обработке сигналов и помех. Рядом исследователей построена математическая модель распространения ультразвуковых волн в аустенитном сварном шве, реализованная в виде пакета программ для персонального компьютера. Высокие технологии, которые могут быть реализованы при ультразвуковом контроле сварных соединений нержавеющих сталей, требуют значительных финансовых затрат и длительного периода в постановке на серийное производство компактных дефектоскопов для ручного контроля.
В докладе обобщен лабораторный (экспериментальный и теоретический) и производственный опыт работы ОАО «НИИХИММАШ» совместно с заводами отрасли за более чем двадцатилетний период по ультразвуковому контролю сварных соединений нержавеющих сталей в диапазоне толщин стенок сосудов и аппаратов от 4 до 30 мм.
Методика ультразвукового контроля, разработанная НИИХИММАШем, основывается на использовании серийных ультразвуковых дефектоскопов универсального типа, например, УИУ «Сканер», выпускаемых фирмой ЗАО «АЛТЭС».
НИИХИММАШем проведены теоретические и экспериментальные исследования ручного и автоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений нержавеющих сталей и установлено влияние различных факторов на выбор основных параметров контроля.
Авторы работы исследовали распределение ферритной фазы в сварных соединениях из сталей 12Х18Н10Т, 12Х18Н9, 10Х17Н13М2Т, 03Х13АГТ9, 07Х13АГ20 и 06Х17ГНДАМБ.
Сварка образцов производилась плазменнодуговой (ПДС), ручной электродуговой (РЭДС) и автоматической аргонодуговой (ААрДС). Наиболее равномерное распределение феррита наблюдалось в образцах сваренных ПДС, худшее – РЭДС. Измерения были выполнены альфа – фазометром типа ФА- 1. Неоднородность металла шва высоколегированных сталей может вызываться как случайными причинами, так и причинами, закономерно связанными с сущностью самого процесса сварки, при этом значительное влияние на процесс структурообразования оказывает стабильность режимов сварки.
Влияние ферритной фазы на затухание продольных волн исследовали на образцах – наплавках, в которых ее содержание изменялось в пределах от 1 до 70%.
Сварку производили специальными электродами, изготовленными на основе электродов ОЗЛ-8 с различным содержанием металлического хрома, вводимого в покрытие.
Наплавку образцов выполняли многослойной электродуговой сваркой в 25-30 слоев на основном металле из стали 12Х18Н10Т. На этих же образцах измерялась скорость распространения продольных волн.
При экспериментах использовались прямые, наклонные и фокусирующие преобразователи с частотой 2,5 МГц /24-26/. Скорость продольных волн в этих сталях изменялась в пределах 5600-5650 м/сек. В сварных же швах (измерения проводились на образцах, на которых были удалены валики усиления) скорость продольных волн колебалась от 5150 м/сек. до 5250 м/сек.
Следует отметить существенное различие скоростей волн в основном металле и сварном шве. Поэтому на их границе будут происходить явления преломления, отражения и трансформации волн, а также скачок изменения затухания.
Другой переменной величиной является затухание, значение которого зависит от вида сварки, разделки кромок и содержания ферритной фазы. Поэтому в нормативных документах на ультразвуковой контроль швов нержавеющих сталей их влияние учитывается с помощью применения специальных средств и методик.
Перед проведением УЗК сварных швов этих сталей в производственных условиях необходимо предварительно измерить затухание, содержание ферритной фазы и скорость.
Исследования показали, например, что при содержании ферритной фазы более 4-5% для сварных швов нержавеющих сталей толщиной 4-30 мм их можно надежно контролировать ультразвуковым методом.
Обобщенные данные завода за последние семь лет показывают, что ультразвуком контролируются примерно 30%, остальные радиографией. При этом установлено, что плоскостные дефекты УЗК выявляются лучше, чем РК.
Шлаковые включения обнаруживаются УЗК и РК примерно одинаково, а поры – лучше выявляются РК.
Если вопрос о методе контроля принимают специалисты завода, то ультразвуком контролируют сосуды, предназначенные для работы при циклических нагрузках, или когда возникают организационные трудности, связанные с радиографией. Мы считаем, что угловые швы, в любом случае, следует контролировать ультразвуком.
В настоящее время разрабатывается третья редакция нормативного документа.
Современные цифровые методы радиографического контроля оборудования и изделий машиностроения
Капустин В.И., Стасеев В.Г. (НПО «ЦНИИТМАШ»)
Радиографический метод является основным методом неразрушающего контроля сварных соединений объектов опасных производств, оборудования и изделий химического машиностроения. С развитием компьютерной техники появилась возможность повысить достоверность и производительность радиографического контроля за счёт внедрения компьютерного процесса расшифровки снимков, а также возможность архивирования и хранения радиографических изображений в цифровом виде.
Процесс расшифровки снимков является субъективной операцией. Объективность и достоверность зависит от многих факторов: квалификации дефектоскопистов, технологии проведения контроля, зашумленности радиографических изображений, связанной с образованием квантовых шумов, зернистости пленок и т.д.
В настоящее время разработаны и разрабатываются различные программно – аппаратные комплексы, направленные на автоматизацию процесса расшифровки и архивации.
Однако, при этом необходимо учитывать, что зарубежные комплексы на территории РФ применять невозможно, поскольку они не прошли испытания и их программные обеспечения не адаптированы к требованиям Российских нормативных документов.
На основании экспериментальных исследований по внедрению аппаратно-программных комплексов типа КАРС специалистами ОАО НПО «ЦНИИТМАШ», РГУ нефти и газа им. Губкина, ООО «Золотая Заря Инвест» и Коломенского института (филиала) Московского государственного открытого университета были разработаны следующие требования:
1.Аппаратно-программный комплекс для контроля сварных соединений нефтегазопроводов должен:
-проводить измерения оптической плотности в диапазоне от 0,00 до 3,50 Б с абсолютной погрешностью:
-в диапазоне от 0,00 до 2,00………………………………±0,08 Б;
-в диапазоне от 2,01 до 3,50 Б…………………………….±0,20 Б;
-проводить измерения геометрических размеров изображений дефектов (длины, ширины, диаметра, площади) в диапазоне от 0,2 до 400 мм с абсолютной погрешностью:
-при определении линейных размеров (длины и ширины) в диапазоне от 0,2 до 1,5мм……………………………………………..…±0,1мм;
-при определении линейных размеров (длины и ширины) в диапазоне свыше 1,5 мм до 400 мм……………………………………….±0,6мм;
-при определении диаметров в диапазоне от 0,2 до 4,0мм:. ±0,15мм;
-при определении площадей скоплений дефектов с диапазоном измерения по горизонтали от 0 до 50мм, по вертикали от 0 до 20мм…..0,6мм;
- проводить измерения изображений дефектов в лучевом направлении (глубины дефектов) в диапазоне от 0,1 до 3,0мм с относительной погрешностью, не более………………………………………………………….±30%;
- определять чувствительность радиографического контроля в диапазоне от 0,1 до 4,0мм с относительной погрешностью, не более…………±20%;
- архивировать радиографические снимки в базе данных;
- классифицировать изображение дефектов в соответствии с требованиями нормативных документов;
- оформлять протоколы расшифровки радиографических снимков с учетом требований норм оценки качества контролируемого объекта.
2. Программное обеспечение должно работать и устанавливаться с компакт-диска WINDOWS 98, 2000, XP или других программных обеспечений аналогичного назначения.
3. Программное обеспечение при анализе радиографических снимков должно обеспечивать гибкую интерактивность во взаимодействии дефектоскописта с комплексом, включая следующие возможности:
-выделение области «интереса» (участка контроля) подлежащей компьютерной расшифровке;
-оконтуривание изображений дефектов для их анализа по инициативе дефектоскописта или проводить оконтуривание автоматически;
-измерение расстояния между точками, заданными дефектоскопистом;
-осуществление гибкой корректировки норм оценки дефектов и их идентификацию в соответствии со спецификой объекта контроля.
4. Аппаратно-программный комплекс должен быть аттестован в независимом органе по аттестации средств неразрушающего контроля в системе экспертизы промышленной безопасности в качестве средства измерения.
При выборе системы переноса изображения с радиографической пленки в цифровой код следует учитывать требования нормативных документов: а также возможность потери информации при оцифровке изображений сварных соединений на снимках.
Оценку величины потери информации следует осуществлять с помощью метрологической аттестации измерительного тракта аппаратно-программных комплексов с использованием специальных средств измерения :наборов мер оптической плотности, трафаретов для оценки размеров дефектов, образцов-имитаторов сварных соединений с заданными размерами дефектов: ТОК-0,5, ТОК-10, ТОК-20, ТОК-30, ТОК-40.
Таким образом, приведенный анализ отечественных и зарубежных аппаратно-программных комплексов для расшифровки и архивации радиографических снимков позволил сформулировать к ним требования ,как к системе оцифровки изображений, так и к программному обеспечению с учетом требований к сварным соединениям объектов опасных производств ,оборудования и изделий химического машиностроения.
Особенности радиографического контроля изделий и оборудования химического машиностроения, изготовленных из аустенитных материалов
Капустин В.И., Стасеев В.Г. (НПО «ЦНИИТМАШ»)
Зуев В.М. (ОАО «Ижорские заводы», г. Санкт-Петербург)
При радиографическом контроле аустенитных и других сварных соединений с крупнозернистой структурой металла на снимках появляются ложные изображения дефектов, связанные с интерференцией, дифракцией, полным внутренним отражением на границах кристаллов гамма излучения, заметно проявляющиеся при взаимодействии мягкой длинноволновой части рентгеновского спектра с крупнозернистой структурой просвечиваемого металла.
Идентификация (распознавание) изображений структуры основывается на общей схеме идентификации изображений сомнительного происхождения, включающей в себя три последовательных этапа, причем каждый последующий этап реализуется, если предыдущие этапы не дают гарантированного однозначного ответа на вопрос о происхождении идентифицируемых изображений:
1. Использование эталонных снимков с характерными изображениями различной природы.
2. Проведение повторного просвечивания сомнительных участков сварных соединений при измененных параметрах просвечивания.
3. Послойное вскрытие или металлографические исследования (вырезка шлифов) сомнительных участков сварных соединений.
В ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" разработана специальная методика идентификации рентгеновских изображений структурного происхождения, позволяющая предотвращать перебраковку сварных соединений по изображениям структуры и исключать пропуск дефектов, скрываемых структурными шумами.
Методика включает в себя использование набора (альбома) эталонных снимков с типичными изображениями структуры металла сварных соединений и, в сомнительных случаях, проведение повторного просвечивания сварных соединений.
В альбом эталонных снимков входят снимки с типичными ложными изображениями, структурное происхождение которых подтверждено послойным вскрытием или металлографическими исследованиями сварных соединений.
При высококонтрастном фоне структурных пятен и полос, когда использование эталонных снимков может привести к недобраковке, методика предусматривает повторное просвечивание, устраняющее структурный фон. Этот методический подход, при сохранении заданной чувствительности контроля, является единственным известным способом обеспечения требуемой выявляемости дефектов и достоверности контроля. Повторное просвечивание проводят фильтрованным рентгеновским излучением (свинцовый фильтр толщиной 0,5–3 мм на выходном окне рентгеновской трубки) или, при толщинах стали свыше 20–40 мм, где использование рентгеновского фильтра затруднено из-за значительного возрастания времени экспонирования, гамма-излучением изотопов Иридий–192 или Кобальт–60 без изменения направления просвечивания. В этом случае на втором снимке изображения структурных помех либо отсутствуют, либо имеют малый (на уровне шумов) контраст.
Современные методы и приборы контроля вибраций,
в том числе при рабочих температурах до 300С
Войтенко В.Б., Стасеев В.Г., Панич А.Е., Вусевкер В.Ю., Хайретдинов В.У.
(НПО «ЦНИИТМАШ»)
Виброакустический контроль, наряду с другими методами неразрушающего контроля, является информативным методом технической диагностики работающего промышленного оборудования.
Одним из важнейших средств предупреждения возникновения аварийных ситуаций является осуществление непрерывного контроля вибрации и пульсации давления работающего оборудования. Корреляция вибрации и пульсации давления позволяет на ранней стадии обнаружить возникшие неисправности оборудования и тем самым продлить срок его работы или предотвратить возникновение аварийной ситуации.
ОАО НПО «ЦНИИТМАШ» в течение многих лет занимается разработкой и изготовлением преобразователей вибрации и пульсации давления, которые используются в системах диагностики отечественных и зарубежных производственных объектов АЭС.
При разработке преобразователей мы работаем в творческом содружестве с НКТБ «Пьезоприбор» РГУ, которое разрабатывает и поставляет высокотемпературные чувствительные элементы. Высокотемпературная керамика типа ТНВ-1 и НТВ-1 имеет малый коэффициент d33, и только спеченные элементы по оригинальной схеме включения позволяют повысить коэффициент преобразования датчиков вибрации и пульсации давления.
Одна из важных задач, которую удалось решить в последние годы, была разработка не имеющего аналога в мире сверхминиатюрного ( 5,230) радиационно-стойкого трехкомпонентного вибропреобразователя 3ПА-7, способного длительное время работать в действующем атомном реакторе при температуре 350С.
Этот вибропреобразователь был использован в диагностическом зонде тепловыделяющих сборок (ТВС) и внутри корпусных устройств (ВКУ) атомного реактора на Кольской АЭС. Необходимость прямых измерений вибраций тепловыделяющих сборок (ТВС) и каналов нейтронного измерения (КНИ) связана с тем, что во внутриреакторном оборудовании оказались существенно изношенными узлы крепления ТВС, что вызывает их повышенную вибрацию, приводящую к разгерметизации и выходу из строя топливных элементов, что влечет за собой возникновение аварийной ситуации.
Лабораторией разработаны ряд уникальных моделей высокотемпературных радиационно-стойких преобразователей вибрации и пульсации давления для использования в системах диагностики атомного энергетического оборудования. Это двухкомпонентные внутритвельные преобразователи 2ПА-6Т для контроля вибрации тепловыделяющих сборок, трехкомпонентные преобразователи 3ПА-40ТК для контроля вибрации корпуса реактора, высокотемпературные (до 650С) преобразователи для контроля пульсации давления в теплообменном оборудовании.
Ряд преобразователей оснащен внутренней системой контроля исправности, позволяющей осуществлять контроль исправности преобразователя, соединительной линии и вторичной аппаратуры без съема преобразователя с объекта.
В 2006г. в составе системы вибрационного контроля наши высокочастные и высокотемпературные датчики вибрации типа 1ПА-40 установлены на строящуюся АЭС «Бушер» (Иран).
Это только несколько примеров наших разработок. Однако наши датчики могут успешно быть использованы и в других отраслях промышленности: для мониторинга пожаров и взрывоопасных производственных объектов, в тяжелом и химическом машиностроении и других областях.
Мы тесно работаем в кооперации с рядом организаций: ФГУП ОКБ «Гидропресс», ЗАО «Диапром», ООО «ИНКОР», ОКБМ г. Нижний Новгород.
Современное оборудование, принадлежности, технологии и материалы для радиографического контроля
Капустин В.И., Стасеев В.Г. (НПО «ЦНИИТМАШ»)
Лаборатория радиационной дефектоскопии — ЛРД была основана в составе ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" в начале 50-х годов прошлого столетия и одна из первых в Советском Союзе разработала технологию промышленного использования мощных радионуклидных источников в машиностроении для дефектоскопии толстостенных изделий
Стержневая техническая политика лаборатории основывается на использовании новейших достижений фундаментальной науки в разработках лаборатории с явно выраженной целью создания таких технологий и средств контроля, которые могут быть реально освоены на заводах и принесут ощутимую пользу.
Одним из приоритетных направлений деятельности лаборатории является внедрение как разработанных и изготавливаемых в лаборатории, так и в других организациях, в том числе зарубежных, новых приборов и технологий радиографического и рентгентелевизионного контроля объектов, подведомственных Ростехнадзору:
- негатоскопов НГС-1, НГС-2, НН-1 и НН-2, предназначенных для просмотра и расшифровки радиографических снимков. Негатоскоп НГС-1 имеет повышенную яркость и позволяет просматривать и расшифровывать радиографические снимки с оптической плотностью до 4,5 Б. Питание — от сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц,
- денситометра ДНС-2, предназначенного для измерения оптической плотности радиографических снимков. Питание — сеть переменного тока напряжением 220В, 50 Гц,
- установок для ручной фотохимической обработки рентгеновской пленки (рентгенограмм, радиограмм),
- рабочих столов рентгенлаборанта типа "РСРН", предназначенных для рациональной организации работ по перезарядке кассет пленкой,
- кассетниц для хранения радиографических кассет «КХКН-С», «КХКН-П» предназначеных для хранения радиографических (рентгенографических) кассет, наиболее часто применяемых в практике размеров (35×43, 30×40, 35×35, 15×30, 24×30, 18×24, 13×18, 9×12),
- установок для фотохимической обработки радиограмм (рентгенограмм),
- принадлежности для неразрушающего контроля:
- набор мер оптической плотности, предназначенный для визуальной оценки оптической плотности радиографических снимков и настройки денситометров,
- трафарет универсальный ТР-1 предназначенный для оценки размеров пор, непроваров, включений и других дефектов, выявленных при радиографическом контроле сварных соединений нефтегазопроводов, трубопроводов,
- канавочные и проволочные эталоны чувствительности,
- усиливающие экраны металлические из свинца и флуоресцентные марок ЭУ-В2, ЭУ-В2ПУ, ВП-2,
- фотофонари неактиничные ФНФ-2, ФНФ-3,
- пояса маркировочные,
- гибкие кассеты,
- радиографические пленки, химреактивы. При этом лаборатория оказывает консультационные услуги по выбору отечественных и зарубежных радиографических пленок с учетом специфики объекта контроля;
- другое современное оборудование для радиографического контроля.
Лаборатория также проводит испытания и аттестацию радиографических пленок и обрабатывающих химико-фотографических растворов как новых, так и с просроченным сроком годности (хранения) на базе Испытательной лаборатории ОАО НПО «ЦНИИТМАШ» (аттестат аккредитации № РОСС RU 0001 22ХII97).
Разработка новых руководящих документов по радиографическому контролю объектов Ростехнадзора
Капустин В.И., Стасеев В.Г. (НПО «ЦНИИТМАШ»)
Цель и задачи разработки проектов руководящих документов.
Целью разработки проектов руководящих документов является установление скорректированных общих технологических и методических требований к методу, технологии, средствам радиографического контроля, отражающих современный уровень развития неразрушающих методов контроля и радиационной техники, гармонизация с зарубежными стандартами.
В ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" в 2006г разработаны следующие руководящие документы:
- «Контроль неразрушающий. Радиографический метод. Общие требования» РД 01-2006;
- «Технология радиографического контроля сварных соединений» РД 02-2006;
- «Контроль неразрушающий. Принадлежности для промышленной радиографии» РД 03-2006;
- «Контроль неразрушающий. Радиографический метод. Сертификация радиографических пленок и обрабатывающих растворов. Общие требования» РД 04-2006;
-«Контроль неразрушающий. Радиографический метод. Классификация радиографических пленок» РД 05-2006.
Разработанные РД охватывают класс изделий, поднадзорных РОСТЕХНАДЗОРУ (Кроме оборудования АЭУ) и решают следующие основные задачи:
- формулировка показателей к классам радиографического изображения с учётом специфики радиографического контроля объектов;
- определение требований к классам радиографических пленок;
- уточнение общих требований к технологии радиографического контроля;
- уточнение общих требований к аппаратуре, принадлежностям, материалам (радиографическим плёнкам, химико-фотографическим растворам) и средствам для расшифровки снимков;
- уточнение требований к метрологической аттестации средств контроля и измерений для радиографического контроля;
- уточнение требований к испытаниям и сертификации радиографических пленок и обрабатывающих растворов;
- уточнение требований к испытательным лабораториям и Органу по сертификации радиографических пленок и обрабатывающих растворов;
- уточнение требований к компьютерным технологиям по расшифровке радиографических снимков;
- гармонизация с зарубежными документами требований к технологии контроля, средствам измерений, испытаниям и сертификации радиографических пленок.