Интернет - Библиотека
Нормативная документация
Главная Государственные стандарты Строительная документация Техническая документация
ГОСТ ГОСТ Р СНиП СанПиН СП НПБ ВСН СТО МУК
   
ФЗ Постановление Приказ ТЕР РД ОСТ ФЕР ТТК ТУ

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ
17230282.27.100.005-2008

Основные элементы котлов, турбин
и
трубопроводов ТЭС.
Контроль
состояния металла.
Нормы
и требования

Москва 2008

Предисловие

Настоящий стандарт организации (СТО) устанавливает нормы и требования к методам, средствам контроля, к организации и порядку проведения контроля, а также к процедуре продления срока службы основных элементов тепломеханического оборудования: котлов, турбин и трубопроводов (далее «оборудования») тепловых электрических станций (ТЭС).

Выполнение установленных в СТО норм и требований обеспечивает надежность и безопасность оборудования на всех стадиях его жизненного цикла при условии использования оборудования по прямому назначению в соответствии с эксплуатационными инструкциями, не противоречащими конструкторской (заводской) документации, на протяжении срока, установленного технической документацией, с учетом возможных нештатных (опасных) ситуаций.

Минимально необходимые требования по оценке безопасного состояния оборудования на стадии его эксплуатации вынесены в отдельный стандарт (СТО № ... «Тепловые электрические станции. Методики оценки состояния основного оборудования»). Требования настоящего СТО корреспондируются с требованиями СТО № ... к контролю одноименного оборудования в случаях совпадения целей указанных стандартов.

В настоящий СТО включены и актуализированы все требования, содержащиеся в «Типовой инструкции по контролю металла и продлению срока службы основных элементов котлов, турбин и трубопроводов тепловых электростанций» и в других нормативных документах, регламентирующих порядок контроля, оценки технического состояния и продления срока службы оборудования ТЭС, а также требования к материалам и расчёты на прочность.

СТО базируется на применении:

а) международных стандартов, допущенных к использованию в РФ в установленном порядке;

б) национальных стандартов, в том числе национальных стандартов других стран, если их требования не ниже требований стандартов РФ;

в) стандартов организаций, нормативных документов федеральных органов исполнительной власти, устанавливающих требования к методам и средствам контроля, критериям оценки качества и методам оценки технического состояния оборудования ТЭС;

Для реализации поставленных целей по обеспечению безопасности и надежности оборудования в настоящем СТО:

- введена классификация оборудования, позволяющая оптимальным образом организовать процедуру его контроля;

- сформулированы требования к металлу контролируемого оборудования, в том числе к материалам изготовления элементов и полуфабрикатов, к применяемым методам, средствам и объему контроля на различных стадиях жизненного цикла оборудования, а также к порядку продления срока его службы после отработки назначенного ресурса;

- сведена воедино взаимосвязь свойств материалов, требований к контролю изделий и рекомендуемых параметров эксплуатации этих изделий;

- установлен алгоритм расчёта оборудования на прочность по основным видам расчета (статическая прочность, сопротивление хрупкому разрушению, циклическая прочность, длительная прочность) и сформулированы требования по определению допускаемых напряжений;

- с учетом повышенных требований безопасности отдельно приведён алгоритм расчёта оборудования по обоснованию его работоспособности после отработки назначенного срока службы;

- установлены нормы и критерии оценки качества основного металла и сварных соединений оборудования по результатам неразрушающего контроля, а также критерии качества по составу, структуре и полному комплексу свойств металла;

- сформулированы требования по определению возможности, условий и срока эксплуатации оборудования сверх назначенного срока (ресурса) на основании результатов контроля и исследований металла;

- установлен перечень стандартов, используемых для соблюдения требований настоящего СТО; установлена приоритетность применения настоящего СТО и нормативных источников.

Необходимые изменения в настоящий стандарт (вызванные расширением опыта эксплуатации, внедрением новых типов оборудования либо модернизацией устаревшего оборудования, изменением нормативной базы и иными причинами) вносятся установленным порядком.

Сведения о стандарте

РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Всероссийский теплотехнический институт» (ОАО «ВТИ»);

ВНЕСЕН

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом ОАО РАО «ЕЭС России» 329 от 30.06.2008.

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. 1

1. Область применения. 6

2. Нормативные ссылки. 5

3. Термины, определения, обозначения и сокращения. 10

4. Контроль энергооборудования. Требования к методам и средствам.. 14

4.1. Общие положения. 14

4.2. Неразрушающий контроль. 16

4.2.1. Визуальный и измерительный контроль. 16

4.2.2 Ультразвуковой контроль. 19

4.2.3 Радиографический контроль. 43

4.2.4 Магнитопорошковый контроль. 55

4.2.5. Капиллярный контроль. 63

4.2.6. Вихретоковый контроль. 69

4.2.7. Акустико-эмиссионный контроль. 73

4.2.8 Магнитный контроль тепловой неравномерности поверхностей нагрева пароперегревательного тракта котлов. 78

4.2.9. Измерение твёрдости металла. 81

4.2.10 Металлографический контроль (анализ) 83

4.2.11 Стилоскопирование. 86

4.3 Разрушающий контроль. 91

4.3.1 Требования к проведению вырезок металла (отбору проб) и изготовлению образцов. 91

4.3.2 Исследование макроструктуры.. 95

4.3.3 Исследование микроструктуры.. 96

4.3.4. Исследование микроповрежденности структуры.. 98

4.3.5. Определение механических свойств материалов (механические испытания) 99

4.3.6. Технологические испытания металлов. 101

4.3.7. Определение критической температуры хрупкости материалов. 103

4.3.8. Испытание на длительную прочность и ползучесть. 105

4.3.9. Методы измерения твердости в стационарных условиях. 113

4.3.10 Испытания на микротвёрдость вдавливанием алмазной пирамиды.. 116

4.3.11 Метод измерения горячей длительной твердости (для косвенной оценки жаропрочности) 117

4.3.12 Определение механических свойств сварных соединений (механические, технологические испытания, измерения твердости) 119

4.3.13 Определение химического состава металла. 122

4.3.14 Фазовый анализ сталей. 127

5. Порядок проведения контроля оборудования. 136

5.1. Общие положения. 136

5.2. Виды контроля. 136

5.3. Входной контроль. 137

5.3.1 Общие положения. 137

5.3.2 Методы и объёмы входного контроля. 138

5.4. Эксплуатационный (периодический) контроль. 140

5.4.1 Общие положения. 140

5.4.2 Парковый ресурс тепломеханического оборудования. 141

5.4.3 Методы, объёмы и периодичность эксплуатационного контроля металла и сварных соединений. 150

5.5 Контроль внеочередной. 188

5.6 Контроль металла после отработки назначенного срока службы (ресурса) 189

5.6.1 Общие положения. 189

5.6.2 Котлы энергетические (барабанные и прямоточные) высокого давления*) и СКД. 190

5.6.3 Паропроводы, эксплуатирующиеся при температуре выше 450 °С.. 201

5.6.4 Паропроводы горячего промперегрева, изготовленные из центробежнолитых (ЦБЛ) труб. 210

5.6.5 Станционные питательные трубопроводы.. 212

5.6.6 Паровые турбины.. 214

5.6.8 Трубопроводы с температурой эксплуатации до 450 °С и давлением до 8,0 МПа. 220

5.6.9 Сосуды, работающие под давлением.. 248

5.6.10 Паровые котлы с рабочим давлением до 4,0 МПа включительно и водогрейные котлы с температурой воды выше 115 °С.. 260

6. Требования по надёжности и безопасности оборудования. 297

6.1. Общие принципы.. 297

6.2. Технические требования к материалам изготовления элементов и полуфабрикатов. 298

6.3 Расчёты на прочность. 299

6.3.1 Методологические принципы.. 299

6.3.2 Основные определения. 301

6.3.3. Допускаемые напряжения. 302

6.3.4 Расчёт по выбору основных размеров. 305

6.3.5 Поверочный расчёт на статическую прочность. 305

6.3.6 Расчёт на циклическую прочность. 306

6.3.7 Расчёт на длительную циклическую прочность. 306

6.3.8 Поверочный расчёт на хрупкую прочность. 307

7. Нормы контроля и критерии качества металла. 308

7.1. Котлы энергетические высокого давления и СКД.. 308

7.1.1. Трубы поверхностей нагрева. 308

7.1.2. Коллекторы котлов. 309

7.1.3. Перепускные трубы.. 309

7.1.4. Барабаны.. 311

7.2. Трубопроводы пара и горячей воды.. 311

7.2.1. Общие требования к состоянию трассы и опорно-подвесной системы трубопроводов. 311

7.2.2. Деформированные (катаные) трубы из сталей перлитного класса, работающие при температуре выше 450 °С.. 312

7.2.3. Центробежнолитые трубы из стали 15Х1М1Ф, работающие при температуре выше 450 °С.. 313

7.2.4. Питательные трубопроводы.. 314

7.2.5. Трубопроводы, работающие при температуре до 450 °С и давлении до 8 МПа. 314

7.3. Паровые турбины.. 316

7.3.1. Цельнокованые роторы высокого и среднего давления, работающие при температуре 450 °С и выше. 316

7.3.2 Литые корпуса цилиндров, стопорных и регулирующих клапанов паровых турбин, паровой арматуры и другие литые детали паропроводов котлов, работающие при температуре 450 °С и выше. 317

7.3.3. Валы роторов среднего и низкого давления, работающие при температуре ниже 450 °С.. 317

7.3.4. Насадные диски роторов среднего и низкого давления, работающие при температуре ниже 450 °С.. 318

7.3.5. Рабочие и направляющие лопатки. 318

7.3.6. Диафрагмы.. 319

7.4. Газовые турбины.. 320

7.4.1. Рабочие и направляющие лопатки турбины и компрессора. 320

7.4.2. Камера сгорания. 321

7.4.3. Корпусные детали турбины и компрессора. 321

7.4.4. Роторы турбины и компрессора. 322

7.4.5. Диафрагмы.. 322

7.4.6. Крепеж.. 322

7.5. Сосуды, работающие под давлением.. 322

7.6. Сварные соединения. 324

7.6.1. Общие критерии качества металла сварных соединений. 324

7.6.2. Сварные соединения коллекторов котлов и паропроводов с температурой эксплуатации выше 450 °С из теплоустойчивых хромомолибенованадиевых сталей. 324

7.6.3. Сварные соединения трубопроводов с температурой эксплуатации до 450 °С.. 326

7.6.4. Критерии качества ремонтных заварок корпусных элементов турбин, элементов котлов и трубопроводов. 327

7.7 Паровые котлы с рабочим давлением до 4,0 МПа (включительно) и водогрейные котлы с температурой выше 115 °С. 327

8. Порядок проведения работ при продлении срока службы оборудования после отработки назначенного ресурса (срока службы) 329

8.1. Общие положения. 329

8.2 Котлы энергетические (барабанные и прямоточные) с номинальным давлением перегретого пара выше 4,0 МПа. 330

8.2.1. Трубы поверхностей нагрева. 330

8.2.2 Коллекторы (камеры) котла. 340

8.2.3 Пароперепускные трубы котла, работающие при температуре выше 450 °С. 344

8.2.4. Литые детали Ду 100 и более. 344

8.2.5. Барабаны.. 347

8.3 Паропроводы из сталей перлитного класса, работающие при температуре выше 450 °С.. 349

8.3.1 Общие положения. 349

8.3.2. Порядок определения индивидуального (остаточного) ресурса. 350

8.3.3. Расчёт напряжений в элементах паропроводов. 351

8.3.4 Определение эквивалентной температуры эксплуатации и эквивалентной наработки. 355

8.3.5 Определение эквивалентного давления эксплуатации. 356

8.3.6 Определение индивидуального (остаточного) ресурса. 357

8.3.7 Поверочный расчёт на прочность и самокомпенсацию паропровода. 360

8.3.8 Условия продления эксплуатации паропроводов. 362

8.4 Паропроводы горячего промперегрева, изготовленные из центробежнолитых (ЦБЛ) труб. 363

8.5 Станционные питательные трубопроводы.. 365

8.6. Паровые турбины.. 368

8.7. Газовые турбины.. 372

8.8. Трубопроводы с температурой эксплуатации до 450 °С и давлением до 8,0 МПа. 373

8.9. Сосуды, работающие под давлением.. 375

8.10 Паровые котлы с давлением до 4,0 МПа и водогрейные котлы с температурой выше 115 °С. 378

8.11 Требования к оформлению Заключения (Экспертного или Экспертизы промышленной безопасности) по результатам обследования и продлению срока службы оборудования. 381

9 Оценка и подтверждение соответствия. 383

Приложение А  (рекомендуемое) 384

Приложение Б  (рекомендуемое) 388

Приложение В  (обязательное) 392

Приложение Г  (обязательное) 392

Приложение Д  (обязательное) 393

Приложение Е  (обязательное) 394

Приложение Ж  (обязательное) 395

Приложение И  (обязательное) 396

Приложение К  (обязательное) 397

Приложение Л  (обязательное) 398

Приложение М  (обязательное) 399

Приложение Н  (рекомендуемое) 400

Приложение П  (обязательное) 404

Приложение Р  (рекомендуемое) 441

Приложение С  (рекомендуемое) 443

Приложение Т  (рекомендуемое) 448

Приложение У  (рекомендуемое) 455

Приложение Ф  (обязательное) 461

Приложение X  (рекомендуемое) 475

Приложение Ц  (рекомендуемое) 479

Библиография. 481

 

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ КОТЛОВ, ТУРБИН И ТРУБОПРОВОДОВ
ТЭС

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛА.
НОРМЫ
И ТРЕБОВАНИЯ

Дата введения 30.06.2008

1. Область применения

1.1 Стандарт распространяется на основное и вспомогательное тепломеханическое оборудование ТЭС, работающее под избыточным давлением свыше 0,07 МПа или при температуре свыше 115 °С.

1.2. Требования настоящего СТО направлены на обеспечение безопасности и надежности элементов следующего оборудования ТЭС:

- энергетических котлов барабанных и прямоточных с номинальным давлением перегретого пара выше 4,0 МПа (экранные поверхности нагрева и экономайзеры, пароперегреватели, коллекторы, перепускные трубы, барабаны);

- трубопроводов пара и горячей воды;

- паровых турбин;

- газовых турбин;

- сосудов, работающих под давлением;

- котлов паровых и водогрейных с давлением до 4,0 МПа (включительно).

1.3 СТО предназначен для применения генерирующими компаниями, эксплуатирующими, специализированными, экспертными, монтажными, ремонтными организациями или иными привлеченными организациями, аккредитованными в установленном порядке, деятельность которых связана с обеспечением надежного и безопасного состояния поименованного в п. 1.2 оборудования.

1.4 СТО устанавливает порядок, правила и методы контроля, а также оценки технического состояния, нормы и критерии качества оборудования ТЭС на стадии входного контроля (после выполнения монтажа, перед пуском в эксплуатацию), в процессе эксплуатации, после нештатных ситуаций (аварий), после отработки назначенного срока службы (ресурса).

1.5 Требования, установленные настоящим СТО, могут использоваться при подтверждении соответствия перечисленного в п. 1.2 оборудования (согласно закону № 184-ФЗ «О техническом регулировании»).

1.6 СТО не учитывает все возможные особенности исполнения его требований на разнотипном оборудовании. В развитие настоящего стандарта каждая генерирующая компания может в установленном порядке разработать, утвердить и применять собственный стандарт организации (СТО ТЭС), учитывающий особенности конкретного оборудования и не противоречащий требованиям действующих нормативных документов, настоящего стандарта и конструкторской (заводской) документации.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.1997 г., № 116-ФЗ

Федеральный закон «О лицензировании отдельных видов деятельности» от 08.08.2001 г., № 128-ФЗ

Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27.12.2002 г., № 184-ФЗ

Международный стандарт ИСО МЭК РУК.2-86 Общие термины и определения в области стандартизации и смежных видов деятельности (Руководство)

ГОСТ 11878-66 Сталь аустенитная. Методы определения содержания альфа фазы. С изменениями 1, 2

ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.2.007.0-75 ССБТ. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.2.033-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования

ГОСТ 12.2.061-81 ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам

ГОСТ 12.2.062-81 ССБТ. Оборудование производственное. Ограждения защитные

ГОСТ 25.506-85 Расчёты и испытания на прочность. Методы механических испытаний металлов. Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении.

ГОСТ 27.002-89 Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытания на растяжение

ГОСТ 1763-68 (ИСО 3887-77) Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя. С изменениями № 1 - 4.

ГОСТ 1778-80 Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений. С изменениями № 1, 2.

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения с Изменением № 1

ГОСТ 2999-75 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу с Изменениями № 1, 2

ГОСТ 3248-81 Металлы. Методы испытания на ползучесть с Изменением № 1

ГОСТ 3722-81 Подшипники качения. Шарики. Технические условия

ГОСТ 3728-78 Трубы. Метод испытания на загиб. С изменениями № 1, 2

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна

ГОСТ 5640-68 Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов

ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств

ГОСТ 7122-81 Швы сварные и металл наплавленный. Методы отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 7512-82 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод

ГОСТ 7564-97 Общие правила отбора проб, заготовок образцов для механических и технологических испытаний

ГОСТ 7565-81 Стали и сплавы. Метод отбора проб определения химического состава

ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры

ГОСТ 8693-75 Трубы металлические. Метод испытания на бортование

ГОСТ 8694-75 Трубы. Метод испытания на раздачу

ГОСТ 8695-75 Трубы. Метод испытания на сплющивание с Изменением № 1

ГОСТ 8817-82 Металлы. Методы испытания на осадку

ГОСТ 9012-59 Металлы и сплавы. Метод определения твердости по Бринелю. С изменениями № 2, 3, 4, 5

ГОСТ 9013-59 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Роквеллу шкалы А, В, С. С изменениями № 1, 2, 5

ГОСТ 9031-75 Меры твердости образцовые. Технические условия. С изменениями № 1, 2, 3

ГОСТ 9377-81 Наконечники и бойки алмазные к приборам для измерения твердости металлов и сплавов. Технические условия. С изменением № 1

ГОСТ 9450-76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников. С изменениями № 1, 2

ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах

ГОСТ 9651-84 (ИСО 783-89) Металлы. Метод испытания на растяжение при повышенных температурах

ГОСТ 10006-80 Трубы металлические. Методы испытания на растяжение. С изменениями № 1 - 4

ГОСТ 10145-81 Металлы. Метод испытания на длительную прочность

ГОСТ 10243-75 Сталь. Методы испытаний и оценка микроструктуры

ГОСТ 10708-82 Копры маятниковые. Технические условия

ГОСТ 11150-84 Металлы. Метод испытания на растяжение при пониженных температурах

ГОСТ 12345-2001 Стали легированные и высоколегированные. Метод определения серы

ГОСТ 12346-78 (ИСО 439-82; ИСО 4829-1-86) Стали легированные и высоколегированные. Метод определения кремния

ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Метод определения фосфора С изменением № 1

ГОСТ 12348-78 (ИС0629-82) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения марганца

ГОСТ 12349-83 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения вольфрама. С изменением № 1

ГОСТ 12350-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома

ГОСТ 12351-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия. Изменение № 1

ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля. С изменением № 1

ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена. С изменением № 1

ГОСТ 12356-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана. С изменениями № 1, 2

ГОСТ 12503-75 Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования. С изменением № 1

ГОСТ 14019-80 (ИСО 7438:1985) Материалы металлические. Метод испытания на изгиб

ГОСТ 14249-89 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность

ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые. С изменением № 1

ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ 18322-91 Система технического обслуживания и ремонта техники. Термины и определения

ГОСТ 18442-80 Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования

ГОСТ 18661-73 Сталь. Измерение твердости методом ударного отпечатка

ГОСТ 19040-81 Трубы металлические. Метод испытания на растяжение при повышенных температурах

ГОСТ 20700-75 Шпильки, гайки и шайбы для фланцевых соединений с температурой среды от 0 до 650 °С

ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения

ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитно-порошковый метод

ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения содержания общего углерода и графита

ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения содержания серы

ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения содержания фосфора

ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения содержания кремния

ГОСТ 22536.5-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения содержания марганца

ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения хрома

ГОСТ 22536.8-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения содержания меди

ГОСТ 22536.12-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Метод определения содержания ванадия

ГОСТ 22761-77 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринелю переносными твердомерами статического действия

ГОСТ 22838-77 Сплавы жаропрочные. Методы контроля и оценки микроструктуры

ГОСТ 22975-78 Металлы и сплавы. Метод определения твердости по Роквеллу при малых нагрузках (по Супер-Роквеллу)

ГОСТ 23677-79 Твердомеры для металлов. Общие технические требования

ГОСТ 23764-79 Гамма дефектоскопы. Общие технические условия

ГОСТ 24030-80 Трубы бесшовные из коррозионностойкой стали для энергомашиностроения. Технические условия

ГОСТ 24034-80 Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения

ГОСТ 24732-81 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы магнитные и вихретоковые. Технические требования

ГОСТ 24755-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность укрепления отверстий

ГОСТ 25859-83 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность при малоцикловых нагрузках

ГОСТ 28473-90 Стали легированные и высоколегированные. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 28702-90 Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования

ГОСТ 28840-90 Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования

ГОСТ 29328-92 Установки газотурбинные для привода турбогенераторов. Общие технические условия

ГОСТ Р.51898-2002 Аспекты безопасности. Правила включения в стандарты

ГОСТ Р.51901.1-2002 Менеджмент риска. Анализ риска технических систем

ГОСТ Р.51901.2-2002 Менеджмент риска. Система менеджмента надёжности

ГОСТ Р.52727-2007 Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика Общие требования.

СТО 17330282.27.100.001-2007 Тепловые электрические станции. Методики оценки состояния основного оборудования. (Введён в действие 28.03.2007 г. Приказом № 200).

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменён (изменён), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменённым (изменённым) документом. Если ссылочный документ отменён без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3. Термины, определения, обозначения и сокращения

В настоящем СТО применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 авария: Разрушение сооружений и (или) технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте; неконтролируемые взрыв и (или) выброс опасных веществ (№116-ФЗ).

3.2 аккредитация: Официальное признание органом по аккредитации компетентности физического или юридического лица выполнять работы в определенной области оценки соответствия (№184-ФЗ).

3.3 аккредитация лаборатории: Официальное признание того, что испытательная лаборатория правомочна осуществлять конкретные испытания или конкретные типы испытаний (EN 45002).

Примечание - термин «аккредитация лаборатории» может отражать признание как технической компетентности и объективности испытательной лаборатории, так и только ее технической компетентности. (ИСО/МЭК РУК.2-86);

3.4 безопасность: Отсутствие недопустимого риска (ГОСТ Р.51898 -2002);

3.5 индивидуальный ресурс: Назначенный ресурс конкретных узлов и элементов, установленный расчётно-опытным путём с учетом фактических размеров, состояния металла и условий эксплуатации.

3.6 инцидент: Отказ или повреждение технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, отклонение от режима технологического процесса, нарушение положений Федерального закона «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», других федеральных законов и иных нормативных правовых актов Российской Федерации, а также нормативных технических документов, устанавливающих правила ведения работ на опасном производственном объекте (если они не содержат признаков аварии).

3.7 испытательная лаборатория (центр): Лаборатория (центр), которая проводит испытания или отдельные виды испытаний определенной продукции (РД 03-85-95). [1]

3.8 контроль технического состояния: Проверка соответствия значений параметров объекта требованиям технической документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени (ГОСТ 20911-89).

Примечание - видами технического состояния являются, например, исправное, работоспособное, неисправное, неработоспособное и т.п. в зависимости от значений параметров в данный момент времени (РД 10-577-03). [2]

3.9 надежность: свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования (ГОСТ 27.002-89).

3.10 основные элементы оборудования: составные части или единицы тепломеханического оборудования ТЭС, работающие под давлением более 0,07 МПа или при температуре выше 115 °С.

Примечание - к тепломеханическому оборудованию ТЭС относятся котлы, трубопроводы пара и горячей воды, турбины паровые и газовые, сосуды, работающие под давлением.

3.11 владелец (эксплуатирующая организация): юридическое лицо независимо от его организационно-правовой формы, владеющее и использующее объект электроэнергетики на праве оперативного управления, хозяйственного ведения, аренды или иных законных основаниях. (ГК РФ, ст. 1079).

3.12 назначенный ресурс: Суммарная наработка, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния (ГОСТ 27.002-89).

3.13 назначенный срок службы: Календарная продолжительность эксплуатации объекта, при достижении которой эксплуатация объекта должна быть прекращена независимо от его технического состояния. Назначенный срок службы должен исчисляться со дня ввода объекта в эксплуатацию.

Примечание - При достижении объектом назначенного ресурса (срока службы) объект должен быть изъят из эксплуатации и должно быть принято решение, предусмотренное соответствующей нормативно-технической документацией - направление в ремонт, списание, утилизация, проверка и установление нового назначенного срока и т.д. (ГОСТ 27.002-89).

3.14 остаточный ресурс: Суммарная наработка объекта от момента контроля его технического состояния до перехода в предельное состояние. (ГОСТ 27.002-89).

3.15 опасность: Источник потенциального вреда или ситуация с потенциальной возможностью нанесения вреда (ГОСТ Р.51901.1-2002).

3.16 дефект: Каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям (требованиям, установленным нормативной документацией) (ГОСТ 15467-79).

3.17 недопустимый дефект: Дефект по своему характеру или (и) размерам, или (и) форме, или (и) местоположению нарушающий условия безопасной эксплуатации при регламентированных расчётных или эксплуатационных характеристиках.

3.18 отказ: Событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта (ГОСТ 27.002-89).

3.19 оценка и подтверждение соответствия

- оценка соответствия: Прямое или косвенное определение соблюдения требований, предъявляемых к объекту (№184-ФЗ);

- подтверждение соответствия: Документальное удостоверение соответствия продукции или иных объектов, процессов производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнения работ или оказания услуг требованиям технических регламентов, положениям стандартов или условиям договоров (№184-ФЗ).

3.20 парковый ресурс: Наработка однотипных по конструкции, маркам стали и условиям эксплуатации элементов теплоэнергетического оборудования, в пределах которой обеспечивается их безаварийная работа при соблюдении требований действующей нормативной документации (РД 10-577-03) [2].

3.21 предельное состояние оборудования: Состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно (ГОСТ 27.002-89).

3.22 система экспертизы промышленной безопасности: Совокупность участников экспертизы промышленной безопасности, а также норм, правил, методик, условий, критериев и процедур, в рамках которых организуется и осуществляется экспертная деятельность (ПБ 03-246-98) [3].

3.23 система неразрушающего контроля: Совокупность участников, которые в рамках регламентированных норм, правил, методик, условий, критериев и процедур осуществляют деятельность в области одного из видов экспертизы промышленной безопасности, связанной с применением неразрушающего контроля (ПБ 03-372-00) [4].

3.24 производственный контроль за соблюдением требований промышленной безопасности на опасном производственном объекте (производственный контроль): Комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасного функционирования опасных производственных объектов, а также на предупреждение аварий на этих объектах и обеспечение готовности к локализации и ликвидации их последствий.

3.25 ремонт: Комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности изделий и восстановлению ресурсов изделий или их составных частей (ГОСТ 18322-78 переиздание 1991).

3.26 риск: Сочетание вероятности нанесения ущерба и тяжести этого ущерба (ГОСТ 51898-2002).

- анализ риска: Систематическое использование информации для определения источников и количественной оценки риска (ГОСТ Р.51901.2-2002);

- оценка риска: Общий процесс анализа риска и оценивания риска (ГОСТ Р.51901.2-2002).

3.27 специализированная организация: Организация, располагающая условиями и, при необходимости, полномочиями (лицензиями федеральных органов исполнительной власти) для выполнения одной или нескольких специализированных работ, направленных на обеспечение промышленной безопасности тепловых электрических станций, и подготовленным установленным порядком персоналом для их проведения, аккредитованная в системе добровольной сертификации поставщиков предприятий электроэнергетики на выполнение соответствующих специализированных работ (услуг). Это могут быть: техническое диагностирование оборудования (технических устройств), работы по оценке риска эксплуатации оборудования (технических устройств), работы по продлению срока безопасной эксплуатации оборудования (технических устройств), разработка методической и нормативной документации в перечисленных областях.

3.28 срок безопасной эксплуатации: Срок эксплуатации оборудования, в пределах которого будут выполняться требования промышленной безопасности (ФЗ-№ 116).

3.29 техническое диагностирование: Определение технического состояния объекта (ГОСТ 20911-89). Задачи технического диагностирования контроль технического состояния, поиск места и определение причин отказа (неисправности), прогнозирование технического состояния.

3.30 техническое освидетельствование: Проведение работ по проверке соответствия параметров объекта требованиям технической и нормативной документации.

3.31 требования промышленной безопасности: Условия, запреты, ограничения и другие требования, содержащиеся в федеральных законах и иных нормативных правовых актах Российской Федерации, а также в нормативных технических документах, которые принимаются в установленном порядке и соблюдение которых обеспечивает промышленную безопасность (ФЗ-№ 116).

3.32 ущерб: Нанесение физического повреждения или другого вреда здоровью людей, или вреда имуществу или окружающей среде (ГОСТ 51898-2002).

3.33 экспертная организация: Организация, имеющая лицензию Ростехнадзора (Госгортехнадзора) на проведение экспертизы промышленной безопасности в соответствии с действующим законодательством (ПБ 03-246-98). [3]

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

Ростехнадзор - Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору;

ТЭС - тепловая электрическая станция;

И - инструкция;

НД - нормативный документ;

ПБ - Правила безопасности;

ПТД - производственно-технологическая документация;

РД - руководящий документ;

СТО (СО) - стандарт организации;

СТО ТЭС - стандарт генерирующей компании, разработанный в развитие настоящего СТО;

ТУ - технические условия;

ЭЦ - эксплуатационный циркуляр;

ВК - визуальный контроль;

ИК - измерительный контроль;

ВИК - визуально-измерительный контроль;

ВТК - вихретоковый контроль;

РК - радиографический (радиационный) контроль;

УЗК - ультразвуковой контроль;

УЗТ - ультразвуковая толщинометрия;

МПК - магнитопорошковый контроль (дефектоскопия);

ЦД - цветной контроль (контроль методом цветной дефектоскопии);

ЛЮМ - люминесцентный метод контроля;

КК - капиллярный контроль;

МР - метод реплик;

ТВ - контроль твердости;

ИМ - исследования металла;

АЭ - акустическая эмиссия;

ИДП - измерение деформации ползучести;

ОПС - опорно-подвесная система;

КИН - коэффициент интенсивности напряжений;

СА - спектральный анализ;

СКД - сверхкритическое давление;

АРД - диаграмма - диаграмма «амплитуда-расстояние-дефект»;

ПЭП - пьезоэлектрический преобразователь;

СЕРТ - сертификат (анализ сертификатных данных);

СТИЛ - стилоскопирование;

МК - магнитный контроль;

МКТН - магнитный контроль тепловой неравномерности;

ТР - травление;

РОПС - ревизия опорно-подвесной системы;

ПРПС - поверочный расчёт на прочность и самокомпенсацию;

ОК - объект контроля;

ЦБЛ - центробежнолитой элемент (труба);

СО - стандартный образец;

СОП - стандартный образец предприятия;

ГТУ - газотурбинная установка;

ПГУ - парогазовая установка;

ЛНК - лаборатория неразрушающего контроля;

ВРЧ - временная регулировка чувствительности;

СОН - способ остаточной намагниченности;

СПП - способ приложенного поля;

НК - неразрушающий контроль;

ТКК - технологическая карта контроля;

ПАЭ - преобразователь акустической эмиссии;

НДС - напряжённо-деформированное состояние;

ТМГ - температурный магнитный гистерезис;

ЗТВ - зона термического влияния;

МШ - металл шва;

ОМ - основной металл;

ОА - объект анализа;

ЭПБ - экспертиза промышленной безопасности;

ВЭК - водяной экономайзер;

ПВД - подогреватель высокого давления;

ПНД - подогреватель низкого давления;

РВД - ротор высокого давления;

РНД - ротор низкого давления;

ЦВД - цилиндр высокого давления;

ЦНД - цилиндр низкого давления.

4. Контроль энергооборудования. Требования к методам и средствам

4.1. Общие положения

4.1.1 Должны применяться виды и объёмы контроля энергооборудования, которые гарантировали бы выявление недопустимых дефектов в металле и сварных соединениях и обеспечивали его высокое качество и надёжность в эксплуатации. Объём контроля должен соответствовать требованиям раздела 5 настоящего стандарта и стандарта (СТО) ОАО РАО «ЕЭС России», «Тепловые электрические станции. Методики оценки состояния основного оборудования», введённого в действие 28.03.2007 г. приказом № 200.

4.1.2 Организация, порядок проведения и оценки результатов контроля должны соответствовать требованиям действующих на территории России системы экспертизы промышленной безопасности и системы неразрушающего контроля, а также национальным стандартам.

4.1.3 Основными методами неразрушающего контроля металла и сварных соединений являются:

- визуальный и измерительный;

- ультразвуковой;

- радиографический;

- капиллярный (как разновидность капиллярного - цветной или люминисцентный);

- магнитопорошковый;

- акустикоэмиссионный;

- вихретоковый;

- стилоскопирование;

- измерение твердости;

- магнитный контроль тепловой неравномерности;

- металлографический анализ;

- гидравлическое испытание.

Помимо указанных могут применяться другие (дополнительные) методы контроля, при этом дополнительные методы контроля являются факультативными и не заменяют регламентированные данным СТО основные методы контроля.

4.1.4 При разрушающем контроле проводятся:

- химический анализ (определение элементного состава);

- механические испытания (определение механических свойств);

- технологические испытания;

- испытания на длительную прочность;

- фазовый (карбидный) анализ.

Кроме этого могут применяться другие методы испытаний (ползучесть, статическая трещиностойкость, циклическая трещиностойкость, усталостная прочность и др.) и исследований (фрактография, микроэлементный анализ и др.).

4.1.5 Неразрушающий контроль при монтаже, эксплуатации, ремонте и техническом диагностировании на тепловых электростанциях осуществляется самой эксплуатирующей организацией, т.е. находящейся в её структуре лабораторией неразрушающего контроля (лабораторией металлов), или таковыми лабораториями подрядных организаций.

4.1.6 Неразрушающие и разрушающие методы контроля не входят в перечень работ Федерального Закона № 123-Ф3 «О лицензировании отдельных видов деятельности» и поэтому их реализация не требует специальной лицензии.

4.1.7 Лаборатория неразрушающего контроля должна быть аттестована в действующей на территории России «Системе неразрушающего контроля» Ростехнадзора и Ростехурегулирования.

Аттестация проводится в соответствии с положениями «Системы экспертизы промышленной безопасности» специализированными организациями, аккредитованными Ростехнадзором.

В «Свидетельстве об аттестации» указывается, какими методами неразрушающего контроля владеет данная лаборатория и на каких объектах (оборудовании) допускается работа по контролю данной лабораторией.

«Свидетельство об аттестации» подтверждает, что лаборатория оснащена необходимой аппаратурой и оборудованием, имеет соответствующую нормативно-техническую и учетно-отчетную документацию, укомплектована аттестованным персоналом.

4.1.8 Вся дефектоскопическая аппаратура и контрольный инструмент лаборатории должны быть сертифицированы, иметь технический паспорт и быть поверены (аттестованы), исходя из требований отдельно для каждого вида контроля.

Аппаратура и средства контроля, включая стандартные образцы, должны проходить метрологическую поверку в соответствии с установленным порядком.

Каждая партия материалов для дефектоскопии (порошки, суспензии, плёнка, химические реактивы и пр.) в процессе использования должны подвергаться контролю.

4.1.9 Нормативно-техническая документация (Технические регламенты, стандарты, Правила, Инструкции, Методики, технологии контроля и т.п.) должна соответствовать профилю работ лаборатории, быть актуализирована, утверждена в установленном порядке и представлена в полном объеме.

4.1.10 Персонал лаборатории, проводящий неразрушающий контроль, должен быть обучен и аттестован в специализированных аттестационных центрах в соответствии с установленным порядком.

Заключение по результатам контроля имеют право давать только специалисты со II и III уровнем квалификации.

Специалисты-дефектоскописты подвергаются обязательной периодической аттестации (теоретической и практической). При перерыве в работе более шести месяцев проводится внеочередная аттестация.

4.1.11 Специалисты, участвующие в проведении контроля, должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты в зависимости от вида и места работы.

Расположение и организация рабочих мест на участке проведения контроля, оснащение их приспособлениями, необходимыми для безопасного выполнения технологических операций, должны соответствовать требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.032-78, ГОСТ 12.2.033-78, ГОСТ 12.2.061-81, ГОСТ 12.2.062-81.

Содержание вредных веществ, температура, влажность в рабочей зоне - по ГОСТ 12.1.005-88 и ГОСТ 12.1.007-76.

4.1.12 Требования электробезопасности должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ 12.1.019-79. Защитное заземление или зануление - по ГОСТ 12.1.030-81.

4.1.13 При размещении, хранении, транспортировании и использовании дефектоскопических и вспомогательных материалов, отходов производства и объектов, прошедших контроль, следует соблюдать требования к защите от пожаров, изложенные в ГОСТ 12.1.004-91.

4.1.14 При выполнении контроля за состоянием металла на высоте в местах, где отсутствуют стационарные площадки, должны устанавливаться леса и подмостки, обеспечивающие удобное и безопасное расположение персонала и аппаратуры.

4.1.15 Контроль за металлом непосредственно на оборудовании должен выполняться бригадой в составе не менее двух человек. При работе в замкнутом объеме (внутри сосудов, барабанов и т.д.) один член бригады должен находиться снаружи и страховать выполняющего контроль специалиста.

4.1.16 При отсутствии на рабочем месте стационарных розеток подключение к электрической сети и отключение от неё аппаратуры должны выполнять дежурные электрики.

4.1.17 Результаты контроля должны фиксироваться в отчётной технической документации (журналах, формулярах, заключениях, актах, протоколах и т.д.).

4.1.18 Организация и подготовка оборудования к контролю возлагается на техническое руководство ТЭС.

Технические службы ТЭС должны предоставить на объект контроля (ОК) всю необходимую техническую документацию:

- исполнительные схемы, сварочные формуляры, чертежи, эскизы;

- акты поузловой приёмки, сертификаты на материалы и т.п.;

- сведения об условиях эксплуатации и «биографию» ОК;

- результаты предшествующего контроля.

4.2. Неразрушающий контроль

4.2.1. Визуальный и измерительный контроль

4.2.1.1 Визуальный контроль наружной и внутренней поверхностей элементов энергооборудования и измерительный контроль проводят с целью обнаружения и определения размеров дефектов, образовавшихся при изготовлении или монтаже элемента оборудования, в процессе его эксплуатации, при ремонте.

4.2.1.2 Целью визуального контроля является выявление отклонений и дефектов, в том числе:

·       трещин, образующихся чаще всего в местах геометрической, температурной и структурной неоднородности;

·       коррозионных и коррозионно-усталостных повреждений металла;

·       эрозионного износа поверхностей оборудования;

·       дефектов сварки в виде трещин, пор, свищей, подрезов, прожогов, незаплавленных кратеров, чешуйчатости поверхности, несоответствия размеров швов требованиям технической документации;

·       выходящих на поверхность расслоений;

·       изменений геометрических размеров и формы основных элементов оборудования по отношению к первоначальным (проектным) их геометрическим размерам и форме.

4.2.1.3 По результатам визуального и измерительного контроля может быть уточнена (дополнена) программа неразрушающего контроля объекта.

4.2.1.4 Визуальный и измерительный контроль выполняют до проведения контроля материалов и сварных соединений (наплавок) другими методами неразрушающего контроля, а также после устранения дефектов.

Дефекты, выявленные при визуальном и измерительном контроле, должны быть устранены до выполнения последующей технологической операции или до приемки объекта контроля. Устранение выявленных дефектов должно выполняться в соответствии с требованиями производственно-технологической документации (ПТД). Если дефекты, выявленные при визуальном и измерительном контроле, не препятствуют дальнейшему применению других видов (методов) неразрушающего контроля, эти дефекты могут быть устранены после завершения контроля другими видами (методами) контроля.

4.2.1.5 Визуальный и измерительный контроль при монтаже, ремонте, реконструкции, а также в процессе эксплуатации или при техническом диагностировании технических устройств выполняется на месте производства работ. В этом случае должно быть обеспечено удобство подхода специалистов, выполняющих контроль, к месту производства контрольных работ, созданы условия для безопасного производства работ, в том числе в необходимых случаях должны быть установлены леса, ограждения, подмостки, люльки, передвижные вышки или другие вспомогательные устройства, обеспечивающие оптимальный доступ (удобство работы) специалиста к контролируемой поверхности, а также обеспечена возможность подключения ламп местного освещения.

4.2.1.6 Визуальный и измерительный контроль оборудования следует проводить после прекращения его работы, сброса давления, охлаждения, дренирования, отключения от другого оборудования, если иное не предусмотрено действующей производственной документацией. При необходимости внутренние устройства должны быть удалены, изоляционное покрытие и обмуровка, препятствующие контролю технического состояния металла и сварных соединений, частично или полностью сняты в местах, указанных в Программе контроля.

Перед проведением визуального и измерительного контроля поверхность объекта в зоне контроля должна быть очищена от различных загрязнений, препятствующих проведению контроля, а при необходимости должна быть зачищена до чистого металла. При этом толщина стенки контролируемого изделия не должна уменьшаться за пределы минусовых допусков и не должны инициироваться недопустимые согласно требованиям НД (ТУ, Правил Ростехнадзора, раздела 7 настоящего СТО и др.) дефекты (риски, царапины и др.).

4.2.1.7 Визуальный и измерительный контроль сварных соединений должен производиться с внутренней и наружной сторон по всей их протяженности. В случае недоступности для визуального и измерительного контроля внутренней или наружной поверхности контроль производится только с одной стороны.

При визуальном и измерительном контроле сварных соединений контролируемая зона должна включать в себя поверхность металла шва, а также примыкающих к нему участки основного металла в обе стороны от шва.

4.2.1.8 Основной задачей измерительного контроля является определение геометрических параметров (размеров) выявленных при визуальном контроле отклонений и дефектов (смещений, отклонений формы и размеров кромок, дефектов формы и размеров швов, трещин, коррозионных язв, раковин, других поверхностных несплошностей и т.д.).

Измерительный контроль выполняется, в частности, для определения овальности цилиндрических элементов. Овальность цилиндрических элементов определяют путём измерения максимального (Dmax) и минимального (Dmin) наружного или внутреннего диаметров в двух взаимно перпендикулярных направлениях контрольного сечения. Величина овальности (а) вычисляется по формуле:

4.2.1.9 В случае обнаружения вмятин или выпучин в стенках элементов оборудования следует измерять максимальные размеры вмятины или выпучины по поверхности элемента в двух (продольном и поперечном) направлениях (m и n соответственно) и максимальную ее глубину. Глубину (d) вмятины (выпучины) отсчитывают от образующей недеформированного элемента. По выполненным измерениям определяют относительный прогиб в процентах:

(d/m) · 100 %

(d/n) · 100 %.

4.2.1.10 На паропроводах, работающих в условиях ползучести, выполняют измерения остаточной деформации ползучести. Остаточную деформацию ползучести паропровода измеряют микрометром с точностью шкалы до 0,05 мм по реперам, устанавливаемым на прямых трубах длиной 500 мм и более, а также на гнутых отводах, имеющих прямые участки длиной не менее 500 мм. Реперы располагаются по двум взаимно перпендикулярным диаметрам в средней части каждой прямой трубы, прямого участка каждого гнутого отвода на расстоянии не менее 250 мм от сварного соединения или начала гнутого участка. При невозможности установки реперов в двух взаимно перпендикулярных направлениях допускается установка только одной пары реперов.

Приварка реперов к телу контролируемой трубы должна осуществляться только аргонодуговым способом сварки.

Установка реперов на трубы и нанесение на исполнительную схему-формуляр мест их расположения производятся во время монтажа при непосредственном участии представителя лаборатории металлов и цеха, эксплуатирующего паропровод.

Реперы на схеме должны иметь нумерацию, остающуюся постоянной в течение всего периода эксплуатации паропровода.

Места расположения реперов должны быть отмечены указателями, выступающими над поверхностью изоляции паропровода.

Измерение остаточной деформации ползучести проводится при температуре стенки трубы не выше 50 °С.

Остаточная деформация ползучести от начала эксплуатации до i-го измерения определяется по формуле:

где Δεп - остаточная деформация ползучести, %;

Di - диаметр, измеренный по реперам при i-м измерении в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (горизонтальной Dг, вертикальной Dв), мм;

Dисх - исходный диаметр трубы, измеренный по реперам в исходном состоянии, мм;

Dтр - наружный диаметр трубы, измеренный вблизи реперов в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в исходном состоянии, мм.

В формулу подставляются значения измерений как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Наибольшее полученное значение принимается за расчётное.

4.2.1.11 Визуальный и измерительный контроль проводят невооруженным глазом и (или) с применением инструментальных средств, включая:

- лупы, в том числе измерительные, с 2 - 7-кратным (или до 20-кратного) увеличением;

- штриховые меры длины (стальные измерительные линейки, рулетки и угольники поверочные 90° лекальные);

- штангенциркули, штангенрейсмусы и штангенглубиномеры;

- щупы, угломеры;

- стенкомеры и толщиномеры индикаторные;

- микрометры, нутромеры микрометрические и индикаторные, калибры и шаблоны;

- эндоскопы;

- а также другие измерительные средства.

4.2.1.12 Допускается применение новых средств визуального и измерительного контроля при условии наличия соответствующих инструкций, методик их применения с использованием специальных приборов и методов измерения, в том числе оптических, механических, гидростатических, радиотехнических, лазерных, телевизионных и прочих при условии обеспечения погрешности измерения не более величин, указанных в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Допустимая погрешность измерений при измерительном контроле

Диапазон измеряемой величины, мм

Погрешность измерений, мм

1

2

До 0,5 включительно

0,1

Свыше 0,5 до 1,0 включительно

0,2

Свыше 1,0 до 1,5 включительно

0,3

Свыше 1,5 до 2,5 включительно

0,4

Свыше 2,5 до 4,0 включительно

0,5

Свыше 4,0 до 6,0 включительно

0,6

Свыше 6,0 до 10,0 включительно

0,8

Свыше 10,0

1,0

4.2.1.13 Измерительные приборы и инструменты должны периодически, а также после ремонта проходить поверку (калибровку) в метрологических службах, аккредитованных Ростехрегулированием. Срок проведения поверки (калибровки) устанавливается нормативной документацией на соответствующие приборы и инструменты, средства измерения.

4.2.2 Ультразвуковой контроль

4.2.2.1 Общие положения

Ультразвуковой контроль применяется при монтаже, ремонте (реконструкции) и эксплуатации тепловых электростанций, а также при техническом диагностировании оборудования для выявления дефектов основного и наплавленного (сварных соединений) металла, возникающих при изготовлении (монтаже и ремонте) или при эксплуатации, а также для измерения толщины стенки (толщинометрии) деталей.

Основные положения, касающиеся метода ультразвукового контроля металла, изложены в ГОСТ 12503-75 и ГОСТ 14782-86.

а) Ультразвуковому контролю подвергаются следующие элементы и детали тепломеханического оборудования (объекты контроля - ОК), изготовленные из сталей перлитного и мартенситно-ферритного классов (кроме литья):

- основной метал гнутых участков (гибов) трубопроводов толщиной от 3,5 мм и диаметром от 57 мм;

- наружная и внутренняя поверхность корпусов пароохладителей и пусковых впрысков, в том числе в местах врезки впрыскивающих устройств;

- наружная и внутренняя поверхность камер коллекторов и труб в местах врезки штуцеров, дренажных линий и т.п.;

- основной металл и резьбовая поверхность деталей крепежа (шпильки, болты) диаметром более М30;

- металл цельнокованых роторов высокого и среднего давления паровых и газовых турбин;

- металл валов роторов среднего и низкого давления;

- металл насадных дисков;

- металл рабочих лопаток паровых турбин;

- стыковые кольцевые (поперечные) сварные соединения трубопроводов, коллекторов и труб поверхностей теплообмена с толщиной стенки от 2 мм до 120 мм и более, и диаметром более 10 мм;

- продольные и спиральные стыковые сварные соединения трубопроводов с толщиной стенки от 6 мм и более;

- стыковые кольцевые и продольные сварные соединения обечаек и днищ барабанов и сосудов;

- кольцевые угловые сварные соединения с полным проплавлением с толщиной стенки от 4,5 мм;

- стыковые кольцевые сварные соединения труб поверхностей теплообмена из сталей аустенитного класса;

- наплавки на участках ремонта сварных соединений или на основном металле элементов.

б) Ультразвуковой толщинометрии подвергаются следующие элементы и детали тепломеханического оборудования, изготовленные из сталей перлитного и мартенситно-ферритного классов:

·       - участки трубопроводов, коллекторов и труб поверхностей теплообмена, а также дренажных и сбросных трубопроводов;

·       - участки патрубков за арматурой (задвижками, отсечными и регулирующими клапанами и т.п.) и дросселирующими устройствами;

·       - гнутые участки трубопроводов (гибы) в растянутой и нейтральной части;

·       - барабаны котлов;

·       - сосуды, работающие под давлением;

·       - корпусные детали турбин и арматуры (по специальной методике).

Примечание - При толщинометрии определяется соответствие толщины стенок элементов прочностным расчетам, выявляются участки коррозионных и эрозионных поражений и определяется величина утонения.

4.2.2.2. Участок ультразвукового контроля

а) Участок (группа) ультразвукового контроля входит в состав лаборатории неразрушающего контроля (лаборатории металлов).

б) Участок должен быть оснащен соответствующей аппаратурой и принадлежностями. Персонал, проводящий ультразвуковой контроль, должен быть обучен и аттестован в установленном порядке.

в) В приложении к «Свидетельству об аттестации» лаборатории (в видах контроля) должен быть указан ультразвуковой контроль и ультразвуковая толщинометрия и перечислено оборудование, на котором допускается его применение.

4.2.2.3 Требование к аппаратуре

а) В дефектоскопии тепломеханического оборудования ТЭС применяется импульсный эхо метод ультразвукового контроля и используется следующая аппаратура и принадлежности:

- ультразвуковые дефектоскопы;

- ультразвуковые толщиномеры;

- ультразвуковые преобразователи;

- стандартные образцы;

- вспомогательные приспособления и оснастка для контроля;

- диаграммы, шкалы и таблицы для расшифровки результатов контроля.

б) Ультразвуковые дефектоскопы и толщиномеры (отечественные или иностранные) должны иметь Технический Паспорт и Сертификат соответствия («сертификат об утверждении средства измерения») и ежегодно поверяться аккредитованной метрологической организацией.

в) Ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) также должны иметь Паспорт с техническими характеристиками и поверяться аналогично дефектоскопам.

г) Стандартные образцы для настройки аппаратуры подразделяются на: изготовленные согласно ГОСТ (стандартные образцы - СО) и образцы, используемые предприятием непосредственно при производственном контроле (стандартные образцы предприятия - СОП). Образцы обоих типов должны иметь Паспорт и подвергаться поверке каждые три года.

д) Диаграммы и таблицы для расшифровки результатов контроля составляются аккредитованными организациями, а их соответствие подтверждается документом.

4.2.2.4 Подготовка к контролю

а) Подготовка к контролю заключается в подготовке самого объекта контроля и обеспечении возможности безопасного его проведения.

В производственных условиях необходимо обеспечить удобный и безопасный доступ к изделию. При необходимости, изготавливать леса и подмостки, устанавливать навесы и тепляки.

б) При подготовке объекта контроля (изделия) необходимо обеспечить его максимальную контроледоступность. Степень контроледоступности определяется возможностью прозвучивания контролируемого объема металла со всех возможных сторон и направлений.

г) Подготовка контактной (сканируемой) поверхности ОК заключается в удалении изоляции, очистке от грязи, отложений, брызг металла (после сварки) и её механической обработке (зачистке). Размеры подготовки участка сканирования определяются технологией контроля:

- для контроля основного металла и толщинометрии подготавливается непосредственно поверхность контролируемого участка;

- для контроля сварного шва подготавливаются околошовные зоны (~ 50 ¸ 200 мм).

Подготовленная поверхность не должна иметь следов окалины, грубых рисок, раковин, заусенцев, шероховатость должна быть не хуже RZ = 40 мкм.

4.2.2.5. Выбор схем и параметров контроля

а) Ультразвуковой контроль (измерения) проводится с поверхности изделия. Для контроля используются наклонные и прямые или раздельно-совмещённые (р/с) пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП). Для толщинометрии прямые и р/с ПЭП.

Схемы контроля (сканирования) должны выбираться из соображения прозвучивания всего объема контролируемого металла со всех возможных поверхностей и направлений.

б) Контроль наклонными ПЭП проводится прямым и однажды отраженным лучом. При возможном доступе со всех поверхностей (наружной и внутренней) и направлений - только прямым лучом.

Угол ввода ультразвуковой волны для наклонных ПЭП выбирается из расчета наилучшего отражения от вероятных несплошностей в данном ОК.

Схемы сканирования проиллюстрированы на рисунке 4.1.

труба - одна поверхность

лист, сосуд - две поверхности

вал - три поверхности

прямой и р/с ПЭП выявление коррозии и толщинометрия

наклонный ПЭП двухсторонний доступ (труба, сосуд, лист, сварной шов)

наклонный ПЭП односторонний доступ (труба, лист, сварной шов)

прямой и р/с ПЭП выявление несплошностей

а - шаг сканирования равен половине ширины (диаметра) пьезоэлемента

особенности сканирования при использовании наклонного ПЭП

Рисунок 4.1 - Схемы сканирования прямым и наклонным ПЭП

в) К основным параметрам контроля, учитывающимся при настройке, относятся:

- тип используемого ПЭП (прямой, наклонный, р/с, специализированный и т.п.);

- рабочая частота используемых ультразвуковых колебаний;

- угол ввода ПЭП и «стрела» (для наклонных и некоторых р/с);

- чувствительность контроля;

- схемы контроля.

4.2.2.6. Настройка аппаратуры

а) Ультразвуковые толщиномеры предназначены для измерения толщин, их настройка проводится по заводским инструкциям.

Примечание - Если настройка толщиномеров проводится по образцам, то необходимо, чтобы образцы по толщинам и маркам материала соответствовали контролируемым изделиям.

б) Ультразвуковые дефектоскопы предназначены для выявления отражателей (несплошностей), измерения их характеристик для последующей оценки; поэтому дефектоскопы нуждаются в предварительной настройке - калибровке.

в) Различают три основные настройки дефектоскопов:

- настройка блоков глубиномера (устройств для измерения координат и условных размеров отражателей);

- настройка скорости развертки (настройка дисплея - экрана) дефектоскопа и установка «зоны контроля»;

- настройка чувствительности контроля для выявления и оценки отражателей (несплошностей).

В современных цифровых дефектоскопах, снабженных микропроцессором и энергонезависимой памятью, эти настройки могут быть частично уже заложены в программе, а новые выполняются согласно инструкций разработчиков.

г) Настройка глубиномера заключается в калибровке его измерительных устройств с учетом скорости распространения ультразвуковой волны в контролируемом материале. Для прямого отсчета координат (X и H) отражателей при использовании наклонных ПЭП при калибровке дополнительно учитывается угол ввода (преломления).

Примечание - Если настройку рекомендуют проводить по образцам, то необходимо чтобы образцы по толщинам и марке материала соответствовали контролируемым изделиям.

д) Настройка скорости развертки заключается в выборе оптимального масштаба экрана дефектоскопа. Выбранный масштаб должен обеспечивать нахождение в максимально-большей части экрана всех эхо-сигналов от отражателей в ОК.

«Зоной контроля» выделяется на экране контролируемое сечение ОК, т.е. «зона контроля» является ожидаемой областью эхо-сигналов от несплошностей. Настройка развертки и установка зоны производится по торцевым углам или искусственным отражателям стандартных образцов (СО и СОП). Границы «зоны контроля» фиксируются на экране маркерами дефектоскопа, например «стробом». Возможна безобразцовая настройка с помощью цифрового глубиномера дефектоскопа.

После настройки линия развертки на экране отображает путь (время) прохождения ультразвукового луча в ОК - рисунок 4.2.

Описание: Untitled-1

БО - ближний отражатель. ДО - дальний отражатель

Рисунок 4.2. - Настройка скорости развертки

е) Настройка чувствительности заключается в установке таких режимов приемно-передающего тракта дефектоскопа, при которых возможно уверенное выявления различных по размеру отражателей (в том числе минимальных).

Величина амплитуды эхо-сигнала на экране отображает количество отражённых ультразвуковых колебаний и определяется величиной и ориентацией отражающей поверхности несплошности.

Амплитуду эхо-сигнала можно менять (регулировать) изменением режима работы дефектоскопа, поэтому правильная настройка (калибровка) чувствительности позволяет соотнести амплитуду эхо-сигнала с величиной отражающей поверхности несплошности и оценить её геометрические размеры.

Чувствительность является одним из основных параметров ультразвукового контроля.

1) Понятие «калибровки» чувствительности актуально в тех случаях, когда оценка допустимости несплошности проводится по величине её условных характеристик.

В других случаях, когда оценка проводится по схеме «да/нет» настройка чувствительности производится упрощенным способом, без калибровки.

2) В практике устанавливают следующие уровни чувствительности:

- «браковочный уровень» - оценивается допустимость несплошностей по амплитуде эхо-сигнала. Определяется эквивалентной площадью максимально допустимой несплошности регламентируемой «Нормами»;

- «контрольный уровень» производятся фиксация несплошностей, измерение их условных характеристик и дальнейшая оценка в соответствии с «Нормами»;

- «поисковый уровень» - при этом уровне производятся непосредственно контроль (сканирование) ОК и поиск несплошностей.

Наивысшая чувствительность контроля устанавливается при «поисковом уровне».

Поисковый уровень должен превышать контрольный на 6 дБ, а браковочный - на 12 дБ.

3) В случаях, когда нет возможности или необходимости в измерении условных характеристик несплошностей, используют только два уровня чувствительности: «браковочный» и «поисковый».

Примечание - Существует еще «опорный» уровень чувствительности, он применяется при контроле с использованием различных диаграмм, таблиц и шкал.

4) В качестве основного, эталонного (контрольного) искусственного отражателя для настройки чувствительности стандарт (ГОСТ 14782-86) предусматривает глухое отверстие с плоским дном, ориентированным перпендикулярно акустической оси ПЭП. Площадь дна отверстия (отражающая поверхность) задается НД и является эквивалентной площадью (Sэквивал) одиночной несплошности, фиксируемой или максимально допускаемой в данном объекте контроля - рисунок 4.3. Кроме плоскодонного отверстия, для наклонных ПЭП ГОСТ 14782-86 допускает использование «зарубок» и «сегментов» - рисунок 4.4. В практике также используются вертикальные сверления, запилы, риски и другие отражатели. Площадь отражающих поверхностей любых отражателей пересчитывается относительно площади «плоскодонки».

Рисунок 4.3 - Плоскодонный отражатель на фиксированной глубине

Рисунок 4.4 Отражатели в виде зарубки (а) и сегмента (б)

5) Для обеспечения регламентированного уровня чувствительности по всему сечению контролируемого участка ОК её настройку следует проводить с поправкой на затухание ультразвуковых колебаний в материале изделия. Этого можно добиться следующими способами:

- настраивать чувствительность дискретно на образце с искусственными отражателями, расположенными на различном расстоянии (глубине) от ПЭП - рисунок 4.5;

- использовать расчетные диаграммы «амплитуда-расстояние-дефект» (АРД - диаграммы), шкалы или таблицы и настраиваться на указанный «опорный уровень» на стандартных образцах (СО или V) - рисунок 4.6.;

- настраивать чувствительность в режиме временной регулировки чувствительности (режим ВРЧ) - рисунок 4.7.

Рисунок 4.5 - Настройка по «эталонным» отражателям

АРД-диаграмма

шкала по данным АРД

Рисунок 4.6. - Настройка на опорный уровень диаграмм или по шкалам

без режима ВРЧ

в режиме ВРЧ

Рисунок 4.7. - Настройка чувствительности с использованием ВРЧ

4.2.2.7. Измерение условных характеристик несплошностей (отражателей)

К измеряемым характеристикам несплошности (по ГОСТ 14782-86) относятся.

- координаты;

- эквивалентная площадь;

- условная высота;

- условная протяженность;

- количество несплошностей на единицу объема;

- форма несплошности.

а) Определение координат отражателя. По координатам отражателя удается определить его месторасположение и отличать его сигналы от сигналов от грубых неровностей, проточек, конструктивных элементов, и т.п. Информация о месторасположении несплошности необходима также для оценки её допустимости и составления отчетной документации.

Координаты отражателей определяются с помощью глубиномерных устройств дефектоскопа, согласно заводским инструкциям.

Координаты отражателя, выявленного прямым или р/с ПЭП, определяются:

- координатой X (место залегания) - местом расположения ПЭП на поверхности ОК;

- координатой Н - глубиной залегания.

Координаты отражателя, выявленного наклонным ПЭП, определяются:

- координатой X (место залегания) - расстоянием по поверхности сканирования от ПЭП;

- координатой Н - глубиной залегания.

Схема определения координат отражателя показана на рисунке 4.8.

Рисунок 4.8 - Определение координат прямым и наклонным ПЭП

б) Измерение амплитуды эхо-сигнала. Амплитуду сигналов измеряют в положительных и отрицательных децибелах, дБ (логарифмических единицах отношения величин).

В зависимости от конструкции дефектоскопа амплитуда может измеряться в автоматическом или ручном варианте.

Основным способом измерения амплитуды является отсчет показаний аттенюатора - основного регулятора чувствительности дефектоскопа - при совмещении на экране вершины сигнала с условным уровнем, установленным при настройке.

В автоматическом варианте величину амплитуды сигнала считывают с цифрового дисплея дефектоскопа при фиксированных положениях аттенюатора. Некоторые дефектоскопы дополнительно показывают разницу между амплитудой сигнала и настроенным условным уровнем (например, опорным).

в) Измерение условной высоты несплошности. Измерения условной высоты несплошности (обозначается ΔН) заключаются в фиксировании её границ по глубине-высоте объекта контроля (рисунок 4.9).

На «контрольном уровне» чувствительности замеряются координаты Н1 и H2 при двух крайних положениях ПЭП. Величина условной высоты (ΔН) рассчитывается из разницы глубин - рисунок 4.9. Ту же величину можно определить по горизонтальной шкале экрана дефектоскопа в мм или мкс.

Примечание - Плоская горизонтальная несплошность параллельная контактной поверхности, условной высоты не имеет, поэтому данная характеристика реализуется только для вертикальных несплошностей и при контроле наклонным ПЭП.

h - реальная высота (размер) отражателя

ΔН мм/Δr мкс

Рисунок 4.9. - Измерение условной высоты несплошности

г) Измерение условной протяженности несплошности. Измерения условной протяженности (длины) несплошности (ΔL) заключаются в фиксировании её границ на поверхности объекта контроля (рисунок 4.10).

На сканируемой поверхности ОК замеряют расстояние между крайними положениями ПЭП (в мм), при которых сигнал от несплошности соизмерим с «контрольным уровнем».

Условную протяженность измеряют как прямыми и р/с, так и наклонными ПЭП. Первыми измеряют условную протяженность горизонтальных (параллельных плоскости сканирования) несплошностей, а наклонными - вертикальных.

Примечание - Горизонтально ориентированные к поверхности сканирования несплошности имеют как бы две условных протяженности, меньшая из которых (ΔL') считается шириной.

Помимо протяженных, различаются еще и одиночные или компактные несплошности. Компактной несплошностью считается несплошность с условной протяженностью не более чем от контрольного (эталонного) отражателя. В отдельных случаях размер компактной несплошности задается НД (методиками, правилами контроля).

Если две компактные несплошности расположены на расстоянии менее условной протяженности от контрольного отражателя, они определяются как одна протяженная несплошность.

объемная вертикальная несплошность

плоская вертикальная несплошность

объемная горизонтальная несплошность

Рисунок 4.10 - Измерение условной протяженности несплошности

д) Подсчет количества несплошностей. Количество несплошностей определяются прямым подсчетом. Подсчет проводится на определенной единице длины участка контроля (единица длины определяется «Нормами», например 100 мм). Компактные и протяженные несплошности могут суммироваться по раздельности или все вместе.

Если две несплошности (компактные или протяженные) расположены на расстоянии менее условной протяженности компактного отражателя, они фиксируются как одна протяженная несплошность.

е) Определение формы отражателя. При ультразвуковом контроле характер несплошности не определяется, но в отдельных случаях удается распознать форму вертикальной несплошности: объемную (раковины, поры, включения) или плоскостную (трещины, несплавления, непровары).

1) Если при сканировании несплошности наклонным ПЭП (рисунок 4.11), при незначительном его повороте амплитуда отраженного эхо-сигнала резко падает, то это плоскостной отражатель с зеркальной индикатрисой рассеивания. И наоборот, если амплитуда изменяется незначительно, то это объемный отражатель с круговой индикатрисой рассеивания.

Плоскостной отражатель

Объемный отражатель

Рисунок 4.11 - Определение формы отражателя

2) Для толщин более 30 мм определить форму вертикальной несплошности возможно с помощью двух наклонных ПЭП (включенных по совмещенной схеме), работающих по схеме «тандем» (рисунок 4.12). Сопоставляя амплитуды отраженных сигналов определяют коэффициент формы:  где А1 и А2 амплитуда первого (прямой луч) и второго (отраженный луч) ПЭП.

Рисунок 4.12 - Определение коэффициента формы отражателя

Объемный отражатель (с условно круговой индикатрисой рассеивания) выявляется практически одинаково каждым из двух ПЭП, однако амплитуда сигнала у ПЭП № 2 заметно ниже из-за большего пути прохождения ультразвуковой волны, КФ положительный (> 1).

Плоскостной отражатель (с практически зеркальным отражением) является неблагоприятным для обоих ПЭП. Однако, несмотря на разницу в расстояниях, за счет зеркального отражения амплитуда сигнала у ПЭП № 2 выше, чем у № 1, КФ отрицательный (< 1).

4.2.2.8 Порядок проведения контроля

а) Ультразвуковой контроль тепломеханического оборудования ТЭС проводится по технологическим «картам» контроля (ТКК).

Карты контроля должны соответствовать требованием НД (Правил, методик), распространяющейся на данный объект контроля.

ТКК разрабатываются специалистами не ниже 2-го уровня квалификации и утверждаются руководителем службы контроля (лаборатории). Допускается использовать ТКК (технологические процессы), разработанные специалистами ведущих специализированных организаций или лабораторий.

б) Технологическая карта контроля должна содержать следующую информацию:

- описание ОК (техническая характеристика, конструкция, типоразмер, степень контроледоступности);

- тип применяемой аппаратуры и оборудования;

- параметры контроля;

- используемые образцы и способы настройки аппаратуры;

- схемы сканирования;

- рекомендации и особенности контроля;

- оценку результатов контроля (измерение характеристик несплошностей, нормы оценки качества).

ТКК могут составляться как на одну конкретную конструкцию, так и на группу однотипных изделий.

в) Перед началом контроля дефектоскопист должен «принять» изделие, то есть убедиться в качественной его подготовке и в отсутствии дефектов на поверхности. Контроль до устранения дефектов не допускается.

г) Участок трубопровода (труба, гиб, камера) должен быть доступен для контроля по всему периметру.

д) Сварное соединение должно иметь доступ по всему периметру (длине) с обеих сторон шва на участках примыкающих элементов (угловые сварные соединения контролируются со стороны штуцера).

Для сварных соединений принята классификация степени контроледоступности.

- всё сечение сварного шва прозвучивается как минимум с двух направлений - 1ДК;

- всё сечение сварного шва прозвучивается хотя бы с одного направления (контроль с одной стороны) - 2ДК;

- в подповерхностной части сечения имеются полностью непрозвучиваемые участки, но не более 20 % сечения - 3ДК;

- в сечении сварного шва имеются более 20 % непрозвучиваемых участков

- неконтроледоступен.

Примечание - Повысить степень контроледоступности можно путем снятия валика усиления сварного шва или применением дополнительных специальных технологий контроля.

е) Часто в практике (особенно при эксплуатационном контроле) возникает необходимость в подтверждении соответствия толщины стенки конструкции изделия сведениям чертежа. Эта операция производится с помощью толщинометрии.

ж) Для фиксации результатов контроля изделие должно быть размечено способом, рекомендованным ТКК или любым другим (трубные элементы обычно размечаются по аналогии с часовым циферблатом). Обязательным является маркировка нулевой, т.е. начальной точки контроля.

з) Порядок проведения ультразвукового контроля толщины стенки и толщинометрии состоит из следующих основных последовательных операций:

1) - получение заявки на проведение работ,

2) - ознакомление с технической документацией на ОК,

3) - определение параметров контроля (из ТКК, технологий, методик, инструкций),

4) - настройка аппаратуры в соответствии с НД (ТКК),

5) - прием ОК после подготовительных работ и визуального осмотра,

6) - разметка (маркировка) ОК,

7) - проведение рабочего контроля (измерений),

8) - анализ результатов контроля (характеристик выявленных несплошностей),

9) - оценка результатов контроля (измерений) и ОК в целом,

10) - составление и оформление отчетной документации (протоколов, заключений).

4.2.2.9. Требования к методикам контроля основного металла

Помимо описанных ниже методик контроля, в практике дополнительно могут быть использованы другие методики и технологии, разработанные специализированными организациями и утвержденные в установленном порядке.

а) Методика контроля гнутых участков (колен, гибов) трубопроводов.

Основными дефектами металла гнутых участков трубопроводов (колен, гибов) являются грубые риски и трещины, полученные при изготовлении (гибке), а также язвы и трещины, возникшие при эксплуатации.

1) Схема контроля: контроль проводится наклонными ПЭП перпендикулярно образующей трубы. Основными участками контроля являются внутренняя и наружная поверхность - рисунок 4.13.

При эксплуатационном контроле гибов сжатую зону допускается не контролировать. При контроле колен паропроводов, изготовленных в штампах, внутренний обвод (сжатую зону) рекомендуется подвергать контролю.

Рисунок 4.13 - Схема контроля гибов

2) Преобразователи: при контроле труб диаметром 273 мм и менее контактная поверхность ПЭП должна повторять кривизну (радиус) поверхности трубы, при этом обеспечивать необходимый угол (γ) с вертикальным отражателем на внутренней поверхности - рисунок 4.14.

S/D, мм

γ, град.

< 0,17

45°

> 0,17

90°

S - толщина стенки гиба

D - диаметр трубы гиба

Рисунок 4.14 - Подготовка рабочей поверхности ПЭП

По мере износа ПЭП соответствие правильности угла ввода контролируется шаблонами.

Рабочая частота ПЭП определяется толщиной контролируемой трубы:

S, мм

рабочая частота ПЭП, МГц

от 3,5 до 15

5,0

Свыше 15

2,5

3) Образцы: СОП - фрагмент натурной трубы с контрольными отражателями в виде зарубок показан схематично на рисунке 4.15.

S трубы, мм

зарубка (b×h), мм

до 15

2,0×1,0

свыше 15 до 18

2,5×1,5

свыше 18 до 22

2,5×2,0

свыше 22

3,5×2,0

Рисунок 4.15 - Образец (СОП)

4) Настройка: скорость развертки и чувствительность настраиваются по зарубкам в образце. Применяются три уровня чувствительности (браковочный, контрольный, поисковый).

5) Оценка: двухбалльная (балл 1 - брак и балл 2 - удовлетворительно). Основной критерий - оценка по амплитуде эхо-сигнала. Несплошности в нейтральных частях гиба оцениваются по контрольному уровню чувствительности.

Оценка обнаруженных отражателей на наружной поверхности гиба производится по результатам поверхностных методов контроля (визуально-измерительного, капиллярного, магнитопорошкового).

б) Методика контроля корпусов пароохладителей.

При нарушении в работе пароохладителей (разрушение впрыскивающих устройств и защитных рубашек) «холодный» конденсат попадает на внутреннюю поверхность камеры и провоцирует образование трещин.

1) Участками контроля являются: кромка отверстия корпуса для штуцера подвода конденсата и внутренняя поверхность самого корпуса.

2) Схема контроля (рисунок 4.16): контроль проводится наклонными ПЭП прямым лучом:

- кромка отверстия контролируется ПЭП (I и II) с хордовым вводом ультразвуковой волны;

- поверхность корпуса камеры контролируется наклонными ПЭП (III и IV) с двух направлений: вдоль и поперек камеры.

Рисунок 4.16 - Схема контроля

3) Преобразователи

Таблица 4.2 - Основные параметры контроля

Участок контроля

Позиция

Угол ввода

Рабочая частота

кромка отверстия

I - по часовой стрелки

40° ¸ 50°

2,0 ¸ 2,5 МГц

II - против часовой стрелки

40° ¸ 50°

корпус

III - поперек корпуса (трубы)

см. п.п. 4.2.2.9.а 3)

IV - вдоль корпуса (трубы)

50°

Для контроля кромки отверстий применяются специализированные ПЭП с хордовым вводом ультразвуковой волны. Контактная поверхность преобразователей скошена (влево - I и вправо - II) под углом 12° ¸ 16°, без изменения угла ввода.

4) Образцы: фрагмент натурного пароохладителя либо СОП в виде стального бруска толщиной, равной толщине камеры. Отражатели в виде запилов (угловой и продольный) - (рисунок 4.17):

Рисунок 4.17 - Образец

5) Настройка: скорость развертки и чувствительность настраиваются по запилам: угловому (l) - для отверстия позиции I и II; по продольному (h) для камеры - позиции III и IV (рисунок 4.16).

6) Оценка: двухбалльная - годен/негоден, брак - наличие отражателя с признаками трещины.

в) Методика контроля крепежа (шпилек, болтов).

В процессе эксплуатации и ремонтов в теле шпильки (болтов) могут появляться трещины, которые располагаются обычно в районе галтелей и ближних ниток резьбы.

1) Контроль проводится всего тела шпильки, прямым ПЭП - с торцевых поверхностей, наклонным ПЭП - с гладкой части прямым лучом.

2) Схема контроля демонстрируется рисунком 4.18.

Рисунок 4.18 - Схема контроля

3) Преобразователи: тип преобразователей и параметры контроля приведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

поверхность контроля

ПЭП

угол ввода

рабочая частота

торцевая поверхность

прямой

-

2,5 МГц; 5,0 МГц

гладкая поверхность

наклонный

50° ¸ 65°

2,5 МГц

4) Образцы: СОП - натурная шпилька (болт) соответствующей конструкции и типоразмера с отражателями в виде запилов (рисунок 4.19).

Рисунок 4.19 - Схема образца

5) Настройка: скорость развертки и чувствительность настраиваются по запилам прямым лучом.

6) Особенность контроля: сложность в разделении сигналов от трещины и сигналов от резьбы.

7) Оценка: двухбалльная - годен/негоден. Брак - наличие отражателя с признаками трещины.

г) Методика контроля элементов роторов турбин.

1) Контроль металла цельнокованых роторов турбин.

Контроль проводится изнутри со стороны осевого канала при помощи специальных устройств - дефектоскопов, в контактном либо в иммерсионном варианте. Устройства состоят из механизма - манипулятора с блоком ПЭП и электронной части, в которую входит дефектоскоп и блоки слежения и управления манипулятором. При контроле выявляются продольные и поперечные несплошности.

В связи с уникальностью используемых устройств и сложностью работы с ними контроль со стороны осевого канала разрешается проводить только специально аккредитованным лабораториям.

2) Контроль обода диска в районе Т-образного паза под хвостовики рабочих лопаток.

Контроль проводится на выявление трещин в районе верхних концентраторов Т-образного паза без разлопачивания дисков.

- схема контроля: контроль проводится с одного направления по всему ободу диска (рисунок 4.20).

Рисунок 4.20 - Схема контроля

- преобразователь: наклонный ПЭП с углом ввода 40° ¸ 45° на рабочую частоту 2,5 МГц.

- образец: СОП в виде стального бруска с вертикальным сверлением - рисунок 4.21.

Рисунок 4.21 - Образец СОП

- настройка: скорость развертки и чувствительность настраиваются по сверлению. Допускается настройка чувствительности (опорный уровень) по сверлению (44 мм) в СО-2 и безобразцовая настройка развертки.

При использовании СО-2 браковочный уровень определяется с помощью таблицы 4.4.

Таблица 4.4

H, мм

16 - 23,9

24 - 31,9

32 - 25,9

26 - 40

Браковочный уровень ниже опорного на, ДБ:

6

4

2

0

- оценка: двухбалльная - годен/негоден, брак - наличие отражателя с признаками трещины.

3) Контроль обода диска в районе заклёпочных отверстий посадочных мест рабочих лопаток.

Контроль проводится на выявление трещин в районе кромок клепочных отверстий.

- схема контроля: прямым и отраженным лучом - рисунок 4.22.

Рисунок 4.22 Схема контроля

- преобразователи: наклонный ПЭП с углом ввода 40° ¸ 70° (выбирается в зависимости от диаметра головки заклёпки и толщины обода диска) на рабочую частоту 2,5 МГц.

- образец: СОП - в виде отдельного бруска со сверлением под заклёпку и угловым запилом - рисунок 4.23

Рисунок 4.23 - Схема СОП

- настройка: скорость развертки настраивается по углам СОП, а чувствительность - по угловому запилу (3×3 мм) в отверстии.

- оценка: двухбалльная - годен/негоден, Брак - наличие отражателя с признаками трещины.

4) Контроль металла диска в районе шпоночного паза.

Контроль проводится на выявление трещин в районе верхних кромок шпоночного паза:

- схема контроля показана на рисунке 4.24;

Рисунок 4.24 - Схема контроля

- преобразователи: наклонный ПЭП с углом ввода 40° ¸ 45° на рабочую частоту 2,5 МГц, ограниченные размеры контактной поверхности диска определяют конструктивные размеры ПЭП;

- образец: СО-2 для настройки чувствительности;

- настройка: скорость развертки настраивается безобразцовым способом по фактическим размерам (Н1 и Н2), а чувствительность - по СО-2 (опорный уровень) и АРД диаграмме;

- оценка: двухбалльная - годен/негоден, брак - превышение амплитуды эхо-сигнала браковочного уровня (Sэквивалент. = 10 мм2).

5) Контроль вилкообразных хвостовиков рабочих лопаток.

Контроль проводится без разлопачивания на выявление трещин в районе отверстий под заклёпки:

- схема контроля представлена на рисунке 4.25: с одного неизменного положения (места установки ПЭП);

Рисунок 4.25 - Схема контроля

- преобразователи: наклонный ПЭП для возбуждения поверхностных волн на рабочую частоту 5,0 МГц (ограниченные размеры контактной поверхности лопатки определяют конструктивные размеры ПЭП);

- образец: фрагмент натурной лопатки с запилами глубиной 3,0 мм и шириной 1,0 мм - рисунок 4.26;

Рисунок 4.26 - Образец

- настройка: скорость развертки настраивается по дальней кромке хвостовика и запилам. Чувствительность (опорный уровень) - по обоим (ближнему и дальнему) запилам;

- контроль проводится путем поворота ПЭП из исходного положения, установленного при настройке по торцу хвостовика;

- сложность контроля: различимость сигнала от отверстия от сигнала от трещины;

- оценка: двухбалльная - годен/негоден, брак - превышение амплитуды эхо-сигнала браковочного уровня. Браковочный уровень на 6 ДБ ниже опорного уровня для каждого запила;

6) Контроль металла выходных кромок рабочих лопаток.

Контроль проводится на выявление трещин в эрозионно-изношенной выходной кромке лопатки:

- схема контроля представлена на рисунке 4.27:

Описание: Untitled-1

Рисунок 4.27 - Схема контроля

- преобразователи: наклонный ПЭП для возбуждения поверхностных волн на рабочую частоту 5,0 МГц (контактная поверхность имеет клиновидный направляющей выступ, позволяющий выдерживать необходимый угол ориентации преобразователя ~5°);

- образец: СОП (стальная пластина 150×50×3 ÷ 5 мм) - рисунок 4.28;

Рисунок 4.28 - СОП

- настройка: развертка и чувствительность настраиваются по пропилу шириной и длиной 1 мм в СОП;

- оценка: двухбалльная - годен/негоден, брак - превышение амплитуды эхо-сигнала браковочного уровня.

4.2.2.10 Требования к методикам контроля сварных соединений

а) Методика контроля стыковых сварных соединений.

Контролю подвергается наплавленный металл сварного шва и околошовная зона (5 - 20 мм). Контроль проводится наклонными ПЭП с околошовных поверхностей свариваемых элементов (со стороны литых деталей контроль не проводится).

1) Схемы контроля:

При толщине стенки элементов менее 60 мм - прямым и отраженным лучом с обеих сторон шва.

При толщине стенки элементов 60 мм и более - прямым лучом с обеих сторон шва. В этом случае обязательно удалять усиление сварного шва и проводить дополнительный контроль р/с ПЭП. Цилиндрические элементы (трубы, сосуды) с внутренним диаметром менее 800 мм контролируются только с наружной поверхности - Рисунок 4.29. Плоские и цилиндрические элементы с внутренним диаметром более 800 мм контролируются с наружной и, по мере доступности, с внутренней поверхности.

Рисунок 4.29 - Схемы контроля

2) Преобразователи:

Требования по параметрам преобразователей приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5

Номинальная толщина свариваемых элементов, мм

Рабочая частота, МГц

Угол ввода ультразвуковой волны, град.

прямым лучом

отраженным лучом

от 2 до 8 вкл.

10,0 - 4,0

75 - 70

75 - 70

свыше 8 до 12 вкл.

5,0 - 2,5

70 - 65

70 - 65

свыше 12 до 20 вкл.

5,0 - 2,5

70 - 65

70 - 60

свыше 20 до 40 вкл.

4,0 - 1,8

65 - 60

65 - 45

свыше 40 до 60 вкл.

2,5 - 1,25

65 - 50

50 - 40

свыше 60

2,0 - 1,25

60 - 45

не проводится

При контроле трубных элементов диаметром менее 150 мм преобразователь должен быть притерт - иметь радиусную контактную поверхность, соответствующую диаметру трубы. Необходимость притирки уточняется типом ПЭП (размером его контактной поверхности).

3) Образцы (примеры образцов):

- СОП для настройки скорости развертки (а) и чувствительности (б) при контроле толщин менее 12 мм (20 мм) - рисунок 4.30;

Рисунок 4.30 - Образец (СОП)

- СО для настройки опорного уровня чувствительности при контроле толщин более 12 мм (20 мм) - рисунок 4.31.

Рисунок 4.31 - Образец (СО)

4) Настройка

Настройка скорости развертки может производиться безобразцовым способом с помощью глубиномера дефектоскопа либо по образцам (СО и СОП).

Настройка чувствительности производится следующими способами:

- при контроле толщин менее 12 мм (20 мм) по угловым отражателям (зарубкам) в СОП - Рисунок 4.30.б;

- при контроле толщин более 12 мм (20 мм) по АРД-диаграммам или другим аналогичным диаграммами и шкалам, по отражателям в СО и СОП - Рисунок 4.31;

- при контроле толщин более 12 мм (20 мм) в режиме ВРЧ и по отражателям в СО или СОП.

5) Оценка - по двухбалльной системе:

- балл 1 - неудовлетворительное качество (брак), в сварных соединениях обнаружены несплошности с характеристиками, превышающими максимально допустимые - Таблица 4.6;

- балл и 2б - удовлетворительное качество, в сварных соединениях не обнаружены несплошности с характеристиками, превышающими максимально допустимые (2а - ограничено годные, 2б - годные - отсутствуют несплошности с амплитудой сигнала больше контрольного уровня чувствительности).

Таблица 4.6 - Таблица характеристик максимально допустимых несплошностей

Номинальная толщина сварного соединения

Эквивалентная площадь одиночных несплошностей, мм2

Количество одиночных несплошностей на любые 100 мм длины св. соединения

Протяженность несплошностей

минимально фиксируемая

максимально допустимая

суммарная в корне шва

одиночных в сечении шва

св. 2 до 3

0,3

0,6

6

20 % внутреннего периметра сварного соединения

равная условной протяженности компактной несплошности

св. 2 до 4

0,4

0,9

6

св. 4 до 5

0,6

1,2

7

св. 5 до 6

0,6

1,2

7

св. 6 до 9

0,9

1,8

7

св. 9 до 10

1,2

2,5

7

св. 10 до 12

1,2

2,5

8

св. 12 до 18

1,8

3,5

8

св. 18 до 26

2,5

5,0

8

св. 26 до 40

3,5

7,0

9

св. 40 до 60

5,0

10,0

10

св. 60 до 80

7,0

15,0

11

св. 80 до 120

10,0

20,0

11

6) Кольцевые стыковые соединения секторных отводов контролируются по той же технологии, что и стыковые соединения труб. Выбор углов ввода наклонных ПЭП (табл. 4.5) следует корректировать по величине углов соединения секторов.

7) Продольные и спиральные стыковые сварные соединения трубопроводов большого диаметра контролируются по той же технологии, что и поперечные сварные соединения.

б) Методика контроля стыковых сварных соединений труб теплообмена.

Особенность контроля вызвана малым диаметром контролируемых соединений труб (25 мм - 89 мм).

Возможен контроль сварных соединений (толщиной до 7 мм) из аустенитных марок сталей и композитных соединений.

1) Схема контроля: прямым и отраженным лучом за один проход - рисунок 4.32.

Рисунок 4.32 - Схема контроля

2) Преобразователи: наклонные малогабаритные, наклонные р/с, наклонные хордовые или другие специализированные - параметры преобразователей приведены в табл. 4.7.

Таблица 4.7

номинальная толщина свариваемых элементов, мм

рабочая частота, МГц

характеристики ПЭП

максим. допустимая Sэквив, мм2

угол ввода у.з. волны, град.

стрела, мм

1

2

3

4

5

свыше 2 до 3 вкл.

4,0 - 6,0

75 - 73

< 5

0,6

св. 2 до 4 вкл.

4,0 - 6,0

75 - 73

< 5

0,9

св. 4 до 5 вкл.

4,0 - 6,0

75 - 73

< 5

1,2

св. 5 до 6 вкл.

4,0 - 6,0

75 - 73

5 - 7

1,2

св. 6 до 8 вкл.

4,0 - 6,0

75 - 70

5 - 8

1,8

аустенитные стали св. 3 до 4 вкл.

4,0 - 6,0

75 - 73

< 5

Зарубка (b×h)

2,0×0,8 мм

аустенитные стали св. 4 до 6 вкл.

4,0 - 6,0

75 - 73

< 5

Зарубка (b×h)

2,0×1,0 мм

Образец: фрагмент натурной трубы с отражателями в виде зарубок, - рисунок 4.33. Возможно использование СОП-4 и СОП-5 при настройке чувствительности по специальной методике.

Рисунок 4.33 - Образец

4) Настройка: - аналогично, как и для стыковых сварных соединений трубопроводов соответствующих толщин.

5) Особенности контроля: выявление смещения кромок и разностенности - рисунок 4.34.

Рисунок 4.34 - Контроль смещения кромок и разностенности

6) Оценка: двухбалльная (балл 1 - брак и балл 2 - удовл.). Основной критерий - оценка по амплитуде эхо-сигнала.

в) Методика контроля угловых сварных соединений.

Контролируются сварные тройники и угловые сварные швы варки штуцеров и труб в камеры, барабаны, сосуды и трубы, при внутреннем диаметре штуцера более 100 мм и толщиной стенки 4,5 мм и более.

Контроль возможен при полном проплавлении сварного шва (отсутствие конструктивного непровара) или при удалении непровара проточкой.

При внутреннем диаметре короткого штуцера более 300 мм проводится дополнительный контроль с внутренней стороны штуцера прямым и наклонным ПЭП.

1) Схема контроля:

Контроль проводится со стороны привариваемого элемента. При приварке штуцеров к листовым конструкциям или сосудам возможен контроль со стороны основного элемента.

Схема контроля изображена на рисунке 4.35.

Рисунок 4.35 - Схема контроля

Контроль выполняется:

- при толщине стенки привариваемого элемента менее 60 мм - прямым и отраженным лучом со стороны привариваемого элемента;

- при толщине стенки привариваемого элемента 60 мм и более - прямым лучом со стороны привариваемого элемента.

2) Преобразователи: такие же, что и для стыковых сварных соединений трубопроводов для соответствующих толщин (табл. 4.5).

3) Образцы: - те же, что и для стыковых сварных соединений трубопроводов соответствующих толщин.

4) Настройка: - аналогично, как и для стыковых сварных соединений для соответствующих толщин.

5) Оценка: - применяются те же нормы, что и для стыковых сварных соединений (см. табл. 4.6). При контроле тройников с удаляемым подкладным кольцом рекомендуется ужесточить браковочный уровень на 3 дБ.

г) Методика контроля ремонтных наплавок.

Наплавки можно условно разделить на:

- наплавку (заварку) сварного шва при местном ремонте;

- наплавки на поверхности основного металла элемента для его восстановления после выборки поверхностного дефекта, либо коррозионного или эрозионного повреждения.

1) Наплавки, выполненные при ремонтах сварного шва, по существу являются восстановленным фрагментом самого шва и контролируются по тем же методикам и при тех же параметрах.

2) Восстановительные наплавки на детали контролируются прямым лучом наклонными и р/с ПЭП по схеме, приведенной на рисунке 4.36.

Рисунок 4.36 - Схема контроля

Основной контроль со стороны наплавки р/с ПЭП (2,5 - 5,0 МГц) и наклонными ПЭП (5,0 МГц, с углом ввода 70 - 75°).

По мере доступности дополнительный контроль проводится с противоположной стороны наплавки р/с ПЭП (2,5 МГц) или прямыми ПЭП (2,5 МГц) в зависимости от толщины основного металла и наклонным ПЭП (2,5 МГц, с углом ввода 40 - 50°).

Настройка дефектоскопа и оценка наплавленного металла проводятся аналогично, как и для стыковых сварных соединений и определяются толщиной наплавки.

Несплавления по кромке наплавки недопустимы - брак.

4.2.2.11. Требования к методикам контроля толщины (толщинометрия) элементов

Контроль (измерение) толщины можно условно разделить по смыслу намеченной задачи:

- определение (подтверждение) типоразмера элемента;

- выявление коррозионного и эрозионного износа;

- выявление внутренних несплошностей основного металла и сварных соединений (включений, расслоений, пор и т.п.).

а) При определении толщины стенки следует выполнять следующее: измерения должны производиться на участке достаточном для проведения не менее трех замеров (участок - 50×50 мм); сами участки должны равномерно распределяться по изделию, а их количество определяется конструкцией и размерами элемента - рисунок 4.37.

листовые конструкции (обечайки)

днища

трубы и трубные элементы различного диаметра

Рисунок 4.37 - Примеры контроля толщины стенки

б) Определение толщины стенки гнутых отводов (гибов) труб производится по следующим схемам, условно изображённым на рисунке 4.38:

- Гнутые участки труб диаметром 89 мм и более измеряются в 5 сечениях: в каждом сечении в растянутой (лобовой) части и в обеих нейтральных зонах;

Рисунок 4.38 - Схема контроля толщины стенки в гибах

- Гнутые участки труб диаметром менее 89 мм, в том числе и труб поверхностей теплообмена, измеряются в 3 сечениях: в каждом из них в растянутой (лобовой) части.

в) Для выявлении коррозии внутренней стенки элемента следует уточнить места возможного поражения. Для труб это может быть нижняя образующая, для трубопроводов - застойные участки, для вертикальных сосудов - нижнее днище и т.д.

Намеченный участок контроля размечается в виде координатной сетки (с ячейками ~50×50 мм) по которой проводятся замеры. При обнаружении утонения, путем дополнительных измерений определяются границы утонённой зоны и точная величина утонения стенки - рисунок 4.39.

Рисунок 4.39 - Схема координатной сетки

г) Участки трубопроводов и патрубков за арматурой и дросселирующими устройствами подвергаются контролю толщинометрией на выявления эрозионных поражений.

Для уточнения мест возможной эрозии необходимо знать режимы работы этих устройств, объемы и скорости потока, состав рабочей среды и т.п.

Эрозия может быть обширной и затрагивать корпуса самой арматуры или быть местной, или игольчатой. Последняя плохо выявляется при толщинометрии, и может быть пропущена. Для выявления такой эрозии желательно применять ультразвуковой дефектоскоп с наклонными ПЭП.

д) Для выявления расслоения металла используется принцип измерения толщины стенки. Признаком расслоения является резкое, ступенчатое изменение показаний толщиномера при штатном проведении замеров толщины стенки. В этом случае применяется метод координатной сетки (Рисунок 4.39).

Размеры и конфигурация расслоения определяется граничными положениями ПЭП по поверхности сканирования.

Доступность проведения измерений с противоположной стороны элемента позволит подтвердить результаты контроля.

Следует иметь в виду, что группа (скопление) неметаллических включений в металле будет определяться аналогично расслоению.

4.2.2.12. Заключение

По результатам контроля и толщинометрии составляется учетно-отчетная документация.

Учетной документацией могут являться журналы заявок, рабочие журналы лабораторий, журналы результатов контроля и т.п.

Отчетной документацией являются Протоколы, Заключения, Отчеты и т.п. (Приложение А)

4.2.3 Радиографический контроль

4.2.3.1 Общие положения

Радиографический метод контроля (РК) относится к радиационным видам контроля. Его сущность заключается в регистрации на фотоэмульсионном слое рентгеновской пленки интенсивности прохождения ионизирующего излучения через ОК. Интенсивность прошедшего излучения меняется от плотности материала ОК, т.е. наличие несплошности приведет к изменению интенсивности и оставит соответствующий след на рентгеновской пленке.

Радиографический контроль может применяться для выявления несплошностей (дефектов) в основном и наплавленном (в сварных соединениях) материале.

Основные требования к методу радиографического контроля металла сварных соединений сформулированы в ГОСТ 7512-82.

При монтаже, ремонте и эксплуатации тепловых электростанций радиографический контроль применяется для контроля сварных соединений, как правило, в случаях невозможности использования ультразвукового метода контроля.

Недостатком РК является невозможность выявления тонких (< ~0,3 мм) или совпадающих в плоскости раскрытия с направлением просвечивания трещин и несплавлений.

4.2.3.2. Участок радиографического контроля

а) Участок (группа) радиографического контроля входит в состав лаборатории неразрушающего контроля (лаборатории металлов).

б) Участок должен быть оснащен соответствующей аппаратурой и принадлежностями. Персонал, проводящий радиографический контроль, должен быть обучен и аттестован в установленном порядке.

в) В приложении к «Свидетельству об аттестации» лаборатории (в видах контроля) должен быть указан радиографический контроль и перечислено оборудование, на котором допускается его применение.

г) Помимо «Свидетельства об аттестации» лаборатория (участок) должна иметь «Санитарный паспорт», являющийся разрешением на эксплуатацию источников ионизирующего излучения и оговаривающий условия их применения и хранения.

д) Обязательным условиям является организация в лаборатории дозиметрического контроля, укомплектованного аттестованным персоналом и метрологической аппаратурой.

е) При использовании источников гамма-излучения требуется наличие специально оборудованного хранилища с соответствующей системой охраны и с ведением учета выдачи гамма дефектоскопов.

4.2.3.3 Требование к аппаратуре, принадлежностям и материалу

Участок (группа) радиографического контроля должен комплектоваться:

- источниками ионизирующего излучения;

- приспособлениями для крепления источников излучения и кассет с пленкой (штативами, магнитными держателями и т.п.);

- кассетами, флуоресцирующими и металлическими экранами;

- эталонами чувствительности и маркировочными знаками;

- рентгеновскими пленками, фотохимическими реактивами, фотопринадлежностями;

- негатоскопом и денситометром для просмотра и измерения плотности снимков;

- диаграммами и таблицами для определения параметров просвечивания, мерительными линейками и шаблонами для оценки результатов контроля.

а) В качестве источников ионизирующего излучения при радиографии могут использоваться:

- гамма-дефектоскопы, представляющие собой контейнер с радиоактивным изотопом (ампулой) и дистанционным устройством для его извлечения, открытия;

- рентгеновские аппараты непрерывного излучения или портативные импульсные, с излучающим блоком (рентгеновской трубкой) и блоки питания и управления.

1) Гамма-дефектоскопы из-за сложных условий хранения и повышенной опасности при эксплуатации редко применяются в тепловой энергетике.

2) Рентгеновские аппараты становятся источником излучения только при включении электропитания, поэтому они менее опасны при эксплуатации и безопасны при хранении.

3) В условиях ТЭС в основном используются импульсные рентгеновские аппараты. Эти аппараты имеют малый вес и габариты, они в коротком импульсе создают энергию излучения высоких значений, что позволяет просвечивать толщины до 30 мм и более.

б) Для определения чувствительности радиографического контроля, согласно ГОСТ 7512-82, используются специальные проволочные и канавочные эталоны (выпускаются серийно). Общий вид эталонов показан на рисунке 4.40. Размеры контрольных элементов эталонов (диаметр проволок и размер канавок) стандартизированы, разделены по группам - номерам.

Эталоны изготавливаются из материала, основа которого аналогична основе сварного шва. Эталоны маркируются по основе материала и размеру элементов: например Fe - 3.

Рисунок 4.40 - Эталоны чувствительности: проволочный и канавочный

в) Для маркировки рентгеновских снимков применяются стандартные маркировочные знаки (свинцовые буквы, цифры, стрелки), разделенные по размерам - номерам.

г) Рентгеновские пленки для регистрации результатов просвечивания различаются по чувствительности, контрастности и условиям использования (экранные и безэкранные). Экранные и безэкранные пленки маркируются в соответствии с чувствительностью, контрастностью и зернистостью.

д) Пленки и экраны помещаются (заряжаются) в защитные футляры - кассеты. Кассеты изготовлены из светонепроницаемого материала и бывают жесткие и гибкие.

Рекомендуется использовать готовые «пакеты» с рентгеновской пленкой различных размеров, помещенной в плотную бумагу с внутренним свинцовым покрытием, являющимся усиливающим экраном.

е) Для обработки рентгеновских пленок используются специальные фотореактивы, выпускаемые в виде сухих смесей или концентрированных растворов.

ж) Для просмотра рентгеновских снимков применяются негатоскопы, снабженные регуляторами яркости и величины просмотрового поля.

з) Оптическая плотность при расшифровке радиографических снимков замеряется денситометрами и аналогичными приборами для измерения оптической плотности.

и) Денситометры, эталоны чувствительности, рентгеновские пленки, мерительные линейки и трафареты должны подвергаться аттестации (поверке).

1) Денситометры и аналогичные приборы должны поверяться аккредитованной метрологической организацией и должны иметь «Сертификат соответствия».

2) Эталоны подвергают поверке на целостность и отсутствие коррозии.

3) Рентгеновская пленка в начале и в процессе использования подлежит проверке на пригодность (чувствительность, наличие вуали, обеспечение необходимой оптической плотности и т.п.).

4) Диаграммы и таблицы для определения параметров просвечивания, мерительные шаблоны и трафареты для оценки результатов контроля должны быть составлены специализированными организациями, а их соответствие подтверждено документом.

4.2.3.4 Подготовка к контролю

Радиографический контроль выполняется при соблюдении следующих условий:

- при наличии двухстороннего доступа к сварному соединению, обеспечивающего возможность установки кассеты с плёнкой и источника излучения в соответствии с регламентируемыми схемами.

- при отношении радиационной толщины наплавленного металла к общей радиационной толщине в направлении просвечивания не менее 0,2.

Примечание - В соответствии с ГОСТ 24034-80 под радиационной толщиной следует понимать суммарную длину участков оси рабочего пучка направленного первичного излучения в материале контролируемого объекта.

а) Подготовка к контролю заключается в подготовке самого объекта контроля и обеспечении возможности безопасного его проведения. Необходимо обеспечить удобный и безопасный доступ к изделию. При необходимости, изготавливать леса и подмостки, устанавливать навесы и тепляки. Место контроля должно быть обеспечено электропитанием.

б) Подлежащее контролю сварное соединение должно быть очищено от окалины, шлака, брызг металла, грязи и отложений. Обнаруженные при осмотре наружные дефекты, а также неровности, мешающие выявлению несплошностей и расшифровке изображений на снимке, должны быть устранены.

в) Место контроля должно быть огорожено и отмечено специальными знаками радиационной опасности.

4.2.3.5. Выбор параметров и схем контроля

Эффективность радиографического контроля определяется возможностью получения качественного рентгеновского снимка, на котором отображены и поддаются расшифровке все несплошности и конструктивные особенности просвечиваемого сварного шва.

Качество рентгеновского снимка определяется многими факторами, основные из которых:

- тип и качество используемой рентгеновской пленки;

- применение усиливающих экранов;

- выбранная схема просвечивания;

- выбор параметров просвечивания (расстояние от источника излучения до ОК, количество и размер снимков, время экспозиции, параметры излучения).

а) Радиографические плёнки (экранные и безэкранные) разделяют в зависимости от зернистости, контрастности и чувствительности к излучению. Выбор той или иной плёнки определяется необходимостью получения радиографического снимка с определённой контрастностью (плотностью) и чёткостью изображения.

1) Высокочувствительные плёнки имеют крупные зерна и низкое пространственное разрешение, а низкочувствительные - мелкие зерна и высокое разрешение. Поэтому, хотя желательно чтобы время экспонирования плёнки было как можно короче, использование высокочувствительной плёнки ограничивается её зернистостью, которая в значительной мере определяет качество изображения.

2) Экранные пленки предназначены для использования с флуоресцирующими экранами, которые за счет собственного люминесцентного излучения, существенно сокращают время экспозиции, но ухудшают разрешающую способность снимка.

3) Безэкранные пленки используются без экранов, либо с усиливающими металлическими (свинцовыми, вольфрамовыми) экранами. Металлические экраны, за счет собственного вторичного излучения, сокращают время экспозиции и практически не ухудшают разрешающую способность снимка.

б) Схемы контроля (просвечивания) выбирают исходя из конструкции, размеров и меры доступности сварных швов.

1) Для сварных швов металлоконструкций, сосудов и трубопроводов большого диаметра основные рекомендуемые схемы контроля представлены на рисунке 4.41.

f - расстояние от источника до ОК, h - радиационная толщина ОК

Рисунок 4.41 - Схемы контроля сварных швов металлоконструкций

2) Для сварных швов труб рекомендуемые схемы контроля представлены на рисунке 4.42.

а, б и в - доступ изнутри трубы, г - без доступа изнутри трубы, д - одновременно несколько труб

Рисунок 4.42 - Схемы контроля сварных швов труб

3) Схема а, б и в (рисунок 4.42) используется при доступе к сварному шву изнутри трубы. Схема а - если внутренний диаметр трубы не позволяет обеспечить необходимое фокусное расстояние при установке излучателя внутри трубы. Схема б - если внутренний диаметр трубы позволяет обеспечить необходимое фокусное расстояние при установке излучателя внутри трубы. Контроль ведется отдельными участками. Схема в - панорамный контроль, излучатель внутри трубы, контроль проводится одновременно всего периметра шва. Схема г - контроль через две стенки, применяется при отсутствии доступа изнутри трубы. Схема д - просвечивание на эллипс, применяется при контроле труб малых диаметров (одной или одновременно нескольких) небольшими участками.

4) При контроле по схемам а, б и в (рисунок 4.42) направление излучения должно совпадать с плоскостью контролируемого сварного соединения. При контроле по схемам г и д направление излучения следует выбирать таким, чтобы изображения противолежащих участков сварного шва не накладывались на снимке друг на друга, но при этом угол между направлением излучения и плоскостью сварного шва должен быть минимальным и в любом случае превышать 45°.

5) Кроме рекомендуемых схем контроля, приведенных на рисунках 4.41 и 4.42, в зависимости от конструктивных особенностей сварных соединений и предъявляемых к ним требований, могут использоваться другие схемы, оговариваемые в технологических процессах (ТКК).

в) Расстояние (f) от источника излучения до поверхности контролируемого сварного соединения (при просвечивании кольцевых сварных швов через две стенки - до ближайшей к источнику поверхности кольцевого соединения), следует выбирать таким, чтобы выполнялись следующие требования:

- геометрическая нерезкость изображений дефектов на снимках (при положении пленки вплотную к контролируемому шву) не должна превышать половины требуемой чувствительности контроля, при чувствительности до 2 мм, и 1 мм - при чувствительности более 2 мм;

- относительное увеличение размеров изображений дефектов, расположенных со стороны источника излучения (по отношению к дефектам, расположенным со стороны пленки), не должно превышать 1,25;

- уменьшение оптической плотности изображения сварного шва на снимке на любом участке этого изображения по отношению к оптической плотности изображения эталона чувствительности не должно быть более 1,0 ед.

Расстояние f определяется по формулам, приведенным в Стандартах и других НД по радиографическому контролю.

г) Размеры и количество контролируемых за одну экспозицию участков для всех схем просвечивания (за исключением панорамного) следует выбирать исходя из тех же требований, что и при выборе расстояния (f).

Размеры и количество участков также определяются по формулам и таблицам, приведенным в Стандартах и других нормативных документах на РК.

д) При контроле кольцевых сварных соединений по схеме рисунка 4.42 в (панорамное просвечивание) отношение внутреннего диаметра d к внешнему диаметру D контролируемого соединения должно быть более 0,8, а максимальный размер фокусного пятна (Ф) источника излучения должен быть:  где К - чувствительность контроля, мм.

В этом случае эталон чувствительности следует устанавливать со стороны источника излучения.

е) Размер снимков должен отвечать условиям:

1) Длина снимков - обеспечивать перекрытие изображений смежных участков сварного шва не менее 0,2 длины участка при его длине до 100 мм, и не менее 20 мм при его длине свыше 100 мм.

2) Ширина снимков - обеспечивать получение изображений сварного шва, эталонов чувствительности, маркировочных знаков и околошовной зоны шириной: для изделий со свариваемыми кромками толщиной до 20 мм - не менее толщины кромок; а для кромок толщиной свыше 20 мм - не менее 20 мм.

При контроле пересечений сварных швов на снимке должно отображаться изображение сварного шва на длине не менее трёх номинальных толщин свариваемых деталей, в каждую сторону от точки пересечения.

ж) Величину напряжения и тока на рентгеновской трубке (параметры рентгеновского излучения) или тип источника радиоактивного излучения следует выбирать в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала. Рекомендации даются в таблицах и номограммах, приведенных в соответствующей нормативной документации по РК.

Примечание - В большинстве импульсных рентгеновских аппаратах напряжение и ток на трубке не регулируются и параметры должны оставаться постоянными для каждого импульса.

з) Время экспозиции (время просвечивания) должно обеспечивать получение на снимке изображения шва, эталона чувствительности и околошовной зоны с оптической плотностью не менее 1,5 и не более 3,5.

Ориентировочные величины экспозиции определяют по специальным номограммам, приводимым для конкретного источника излучения, с учётом расстояния (f) до ОК, радиационной толщины (h) ОК, типа плёнки и экранов, необходимой оптической плотности снимка.

и) Чувствительность радиографического контроля (К) определяется как наименьший диаметр проволоки или глубины канавки (соответственно проволочного или канавочного эталона), уверенно различаемых на рентгеновском снимке.

1) Чувствительность контроля К определяется в мм: dmin - для проволочного и hmin - для канавочного эталона.

Допускается определять чувствительность контроля в процентах (k):

 где s - толщина ОК в месте установки эталона.

2) Конкретные значения чувствительности должны устанавливаться технической документацией (в том числе технологическими картами) на контролируемое изделие.

3) Эталоны чувствительности (номер эталона) рекомендуется выбирать таким образом, чтобы канавка или проволока, соответствующая требуемой чувствительности, была не первой и не последней в выбранном эталоне.

4.2.3.6. Порядок проведения контроля

а) Радиографический контроль тепломеханического оборудования ТЭС проводится по «технологическим картам» контроля «ТКК» (технологическим процессам).

Карты контроля должны соответствовать требованиям НД, распространяющейся на данный объект контроля.

ТКК разрабатываются специалистами не ниже 2-го уровня квалификации и утверждаются руководителем службы контроля (лаборатории). Допускается использовать ТКК (процессы), разработанные специализированными организациями.

б) Технологическая карта контроля должна содержать следующую информацию:

- описание ОК (техническая характеристика, конструкция, типоразмер);

- тип источника ионизирующего излучения (гамма-дефектоскопы, рентгеновские аппараты);

- тип применяемой рентгеновской пленки (необходимость и тип применяемых экранов)

- схемы просвечивания (с количеством и размерами контролируемых участков);

- тип и номера эталонов чувствительности и маркировочных знаков, схема их установки;

- параметры контроля (расстояние от источника до ОК, время экспозиции, напряжение и ток для рентгеновских аппаратов);

- рекомендации и особенности контроля;

ТКК могут составляться на одно сварное соединение, или целиком на изделие, или на группу однотипных изделий.

в) Порядок проведения радиографического контроля состоит из следующих основных последовательных операций:

1) - получение заявки на проведение контроля,

2) - ознакомление с технической документацией на ОК,

3) - определение параметров контроля (из ТКК, технологий, методик, инструкций),

4) - прием ОК после подготовительных работ и визуального осмотра,

5) - разметка (маркировка) ОК,

6) - установка эталонов, кассет с рентгеновской пленкой и источника излучения,

7) - проведение контроля (просвечивания),

8) - фотохимическая обработка снимков,

9) - расшифровка результатов просвечивания и оценка ОК в целом,

10) - составление и оформление отчетной документации (протоколов, заключений).

г) Перед началом контроля дефектоскопист должен «принять» сварной шов, то есть убедиться в качественной его подготовке и в отсутствии дефектов на поверхности. Контроль до устранения дефектов не допускается.

д) Сварное соединение размечается на участки контроля в соответствии со схемой контроля, регламентируемой ТКК. Начало и направление разметки должно быть задано меткой (сохраняемым знаком) на сварном соединении.

е) На контролируемые участки сварного шва устанавливаются маркировочные знаки, ограничительные метки, эталоны чувствительности и кассеты с рентгеновской пленкой.

1) Схема установки маркировочных знаков, ограничительных меток и эталонов чувствительности показана на рисунке 4.43. Тип и номер устанавливаемых элементов регламентируется технологией контроля (ТКК).

Рисунок 4.43 - Схема установки маркировочных знаков, эталонов чувствительности и ограничительных меток

2) Эталоны чувствительности следует устанавливать на контролируемом участке сварного шва со стороны источника излучения. Допускается устанавливать эталоны со стороны кассеты с плёнкой при контроле пустотелых изделий через две стенки или при панорамном просвечивании.

3) Проволочные эталоны чувствительности следует устанавливать непосредственно на шов с направлением проволок поперек шва; канавочные - рядом со сварным швом с направлением канавок перпендикулярно шву и не перекрывая околошовную зону.

4) При контроле кольцевых сварных соединений трубопроводов диаметром менее 100 мм допускается устанавливать канавочные эталоны чувствительности на расстоянии не менее 5 мм от шва с направлением канавок вдоль шва.

5) Если при панорамном просвечивании кольцевых сварных соединений на шов устанавливается более четырёх плёнок, допускается устанавливать по одному эталону на каждую четверть длины окружности шва.

6) Маркировочные и ограничительные знаки следует устанавливать непосредственно на контролируемом участке шва или на кассете с пленкой так, чтобы их изображения на снимках не накладывались на изображение шва и околошовной зоны.

7) При необходимости проводить оценку величины вогнутости и выпуклости корня шва, на сварное соединение должен быть установлен образец-имитатор. Образец-имитатор следует устанавливать рядом со швом так, чтобы направление выступа (канавки) совпадало с продольной осью шва.

ж) Схема установки кассеты с рентгеновской пленкой определяется схемой просвечивания и регламентируется технологией контроля (ТКК).

1) При самостоятельной зарядке радиографической плёнки в кассету следует руководствоваться схемами, изображёнными на рисунке 4.44.

способ зарядки кассеты

с одной пленкой

с двумя пленками

рентгеновская пленка без экранов

с усиливающими флуоресцирующими экранами

с усиливающими металлическими экранами

Описание: Untitled-1

с усиливающими флуоресцирующими и металлическими экранами

Описание: Untitled-1

 радиографическая пленка

 усиливающими флуоресцирующими экранами

 усиливающими металлическими экранами

Рисунок 4.44 - Схема зарядки кассет

2) Упаковка радиографической плёнки должна быть неповрежденной, иметь этикетку (маркировку) завода изготовителя и не истекший срок годности. Годность пленки определяется пробой на экспонированной и неэкспонированной плёнке. Обработанные плёнки должны иметь равномерную оптическую плотность без каких-либо видимых повреждений эмульсионного слоя. Плотность вуали экспонированной и неэкспонированной плёнки должна быть не более 0,3 ед.

3) Усиливающие экраны должны иметь чистую гладкую поверхность без складок, царапин, морщин, надрывов и прочих дефектов, фиксируемых на снимках и затрудняющих их расшифровку.

4) При проведении просвечивания, для защиты плёнки от рассеянного излучения, рекомендуется экранировать кассету с плёнкой со стороны, противоположной источнику излучения, свинцовым экраном толщиной 1,0 ÷ 2,0 мм.

5) Материал и размеры кассеты должны обеспечивать плотное прилегание плёнки к экранам внутри кассеты и плотное прилегание кассеты к контролируемому изделию. В случае, когда по схеме контроля не требуется изгибать радиографическую пленку, рекомендуется применять жесткие кассеты.

6) Кассета укрепляется на ОК с помощью магнитных держателей, эластичной ленты или другим приспособлением.

7) Для установки источника ионизирующего излучения используются штатные штативы, входящие в заводской комплект источника, или специально разработанные приспособления (штативы и другая оснастка).

4.2.3.7. Фотохимическая обработка снимков

а) Все работы с радиографической плёнкой следует проводить в специально отведённом и соответственно оснащенном помещении (комнате) - «фотолаборатории».

б) Фотохимическая обработка радиографических снимков должна осуществляться в баках-танках или в автоматах для фотообработки. При небольшом количестве снимков используют обычные фото кюветы.

в) Фотохимическая обработка производится в следующей последовательности: проявление, промежуточная промывка, фиксирование, предварительная промывка, окончательная промывка, сушка.

г) Для получения качественного снимка (требуемой плотности и контрастности) необходимо соблюдать рекомендации изготовителя рентгеновской пленки или справочные данные: по типу и рецептуре реактивов, температурному режиму и времени обработки пленки. Не рекомендуется в одном литре свежеприготовленных проявляющего и фиксирующего раствора обрабатывать более 1 м2 пленки.

д) Предварительную промывку снимков после фиксирования следует проводить в течение 1 - 2 минут в непроточной воде, при температуре +14 ¸ 22 °С.

Окончательную промывку следует проводить в проточной воде, при температуре +18° ¸ 21 °С. Продолжительность промывки зависит от температуры воды и длится около 20 мин.

е) Сушить снимки рекомендуется в специализированном сушильном шкафу или другой защищенной от пыли камере с вентиляцией подогретым воздухом (не более +35 °С). Допускается помешать в сушильный шкаф адсорбенты влаги.

4.2.3.8. Расшифровка радиографических снимков.

Для просмотра радиографической плёнки следует применять серийные негатоскопы (отечественного и зарубежного производства) с регулируемой яркостью и изменяемыми размерами просмотрового поля, обеспечивающие уверенный просмотр плёнки с оптической плотностью до 4,0 единиц. Максимальная яркость освещенного поля негатоскопа должна составлять не менее 10Д+2 кд/м2 (где Д - оптическая плотность снимка, который подлежит расшифровке).

Для измерения оптической плотности следует применять серийные денситометры, микрофотометры или другие аналогичные приборы.

Примечание - В некоторых моделях негатоскопов имеется встроенный денситометр.

Допускается проводить оценку оптической плотности плёнки путём её визуального сравнения с аттестованными ступенчатыми образцами плотности (оптическими клиньями).

а) Радиографические снимки, допущенные к расшифровке, должны удовлетворять следующим требованиям:

1) На изображении шва и контролируемой околошовной зоны не должно быть пятен, полос, загрязнений и повреждений эмульсионного слоя, а также изображений посторонних предметов, затрудняющих расшифровку снимка;

2) На снимках должны быть видны четкие изображения ограничительных меток, маркировочных знаков и эталонов чувствительности (за исключением случаев, когда контроль проводится без тех и других).

3) Оптическая плотность изображений на снимке должна быть не менее 1,5 и не более 3,5 (при контроле сварных соединений с переменным сечением допускается увеличение оптической плотности участков с меньшей толщиной до 4,0);

4) Уменьшение оптической плотности изображения шва и контролируемой околошовной зоны на любом участке снимка не должно превышать 1,0 по отношению к оптической плотности изображения эталона чувствительности (или участка, на котором установлен проволочный эталон чувствительности).

б) Чувствительность контроля, определяется по изображению контрольных элементов эталона чувствительности и должна удовлетворять требованиям нормативной документации (соответствовать «Нормам допустимости» дефектов), т.е. гарантировать выявление недопустимых дефектов.

в) Для измерения размеров отдельных несплошностей (за их размеры принимаются размеры их изображений на снимках) при расшифровке следует использовать: измерительную лупу, прозрачную измерительную линейку, шаблоны и трафареты.

1) При документальном оформлении результатов расшифровки снимков размеры дефектов следует округлять до ближайших значений из ряда: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0 мм или, для дефектов размерами более 3,0 мм, до ближайших целых значений в миллиметрах,

2) Если при контроле пленка располагается на некотором расстоянии от поверхности контролируемого шва (с зазором), то для правильного вычисления размеров дефектов следует использовать поправку - коэффициент:  где f - расстояние от источника излучения до поверхности контролируемого участка, Н - расстояние от пленки до прилегающей поверхности контролируемого участка; h - радиационная толщина, мм.

4.2.3.9 Оценка качества сварных соединений

Оценку качества сварных соединений следует проводить по нормам, установленным для номинальных размеров (толщины стенки) в соответствии с табл. 4.8, 4.9 и 4.10.

а) Качество сварного соединения по результатам радиографического контроля оценивается по двухбалльной схеме: балл 1; балл 2.

1) Сварные соединения оценивают баллом 1, если в них при контроле выявлены:

- трещины любых видов и направлений, непровары (за исключением случаев, оговоренных НД) свищи, прожоги;

- дефекты, превышающие допустимые по размерам и по количеству;

- выпуклость и вогнутость корня шва, превышающие допустимые размеры.

2) Сварные соединения оценивают баллом 2, если в них отсутствуют дефекты или размеры дефектов не превышают максимально допустимые нормы.

б) Оценка величины вогнутости и выпуклости корня шва при контроле сварных соединений трубопроводов, выполненных без подкладных колец, должна проводиться визуально путём сравнения оптической плотности изображения корня шва с оптическими плотностями изображений соответствующих им канавок или выступов образцов-имитаторов.

Таблица 4.8 - Нормы допустимых дефектов, выявляемых радиографическим контролем в сварных соединениях элементов трубопроводов и котлов

Размерный показатель сварного соединения, мм

Минимальный фиксируемый размер включения, мм

Одиночные включения и скопления

Одиночные протяженные включения

Непровар в корне шва стыков с односторонним доступом без подкладного кольца, мм (не более)

Допустимый максимальный размер, мм

условия допустимости на любом участке сварного соединения длиной 100 мм

допустимые

допустимое число на любом участке сварного соединения протяженностью 100 мм

включения

скопления

допустимое число

допустимая суммарная приведенная площадь, мм2

максимальный размер, мм

максимальная ширина, мм

высотой (глубиной)

суммарной длиной

От 2 до 3,0 включительно

0,10

0,6

1,0

12

2,0

5,0

0,6

2

0,3

20 % внутреннего периметра

Свыше 3,0 до 4,0 включительно

0,20

0,8

1,2

12

3,5

5,0

0,8

2

0,4

Свыше 4,0 до 5,0 Включительно

0,20

1,0

1,5

13

5,0

5,0

1,0

2

0,5

Свыше 5,0 до 6,5 включительно

0,20

1,2

2,0

13

6,0

5,0

1,2

3

0,6

Свыше 6,5 до 8,0 включительно

0,20

1,5

2,5

13

8,0

5,0

1,5

3

0,8

Свыше 8,0 до 10,0 включительно

0,30

1,5

2,5

14

10,0

5,0

1,5

3

1,0

Свыше 10,0 до 12,0 включительно

0,30

2,0

3,0

14

12,0

6,0

2,0

3

1,2

Свыше 12,0 до 14,0 включительно

0,40

2,0

3,0

15

14,0

6,0

2,0

3

1,4

Свыше 14,0 до 18,0 включительно

0,40

2,5

3,5

15

16,0

6,0

2,5

3

1,8

Свыше 18,0 до 22,0 включительно

0,50

3,0

4,0

16

20,0

7,0

3,0

3

2,0

Свыше 22,0 до 24,0 включительно

0,50

3,0

4,5

16

25,0

7,0

3,0

3

2,0

Свыше 24,0 до 28,0 включительно

0,60

3,0

4,5

18

25,0

8,0

3,0

3

2,0

Свыше 28,0 до 32,0 включительно

0,60

3,5

5,0

18

31,0

8,0

3,5

3

2,0

Свыше 32,0 до 35,0 включительно

0,60

3,5

5,0

20

35,0

9,0

3,5

3

2,0

Свыше 35,0 до 38,0 включительно

0,75

3,5

5,0

20

35,0

9,0

3,5

3

2,0

Свыше 38,0 до 44,0 включительно

0,75

4,0

6,0

21

41,0

10,0

4,0

3

2,0

Свыше 44,0 до 50,0 включительно

0,75

4,0

6,0

22

47,0

11,0

4,0

3

2,0

Свыше 50,0 до 60,0 включительно

1,00

4,0

6,0

23

55,0

12,0

4,0

4

2,0

Свыше 60,0 до 70,0 включительно

1,00

4,0

6,0

24

65,0

13,0

4,0

4

2,0

Свыше 70,0 до 85,0 включительно

1,25

5,0

7,0

25

78,0

14,0

5,0

4

2,0

Свыше 85,0 до 100,0 включительно

1,50

5,0

7,0

26

92,0

14,0

5,0

4

2,0

Свыше 100,0

2,00

5,0

8,0

27

115,0

14,0

5,0

4

2,0

* Высоту (глубину) дефектов определяют по имитаторам или эталонным снимкам

Таблица 4.9 - Нормы допустимой выпуклости корня шва

Номинальный внутренний диаметр сваренных элементов, мм

Допустимая максимальная высота выпуклости корня шва, мм

До 25 включительно

1,5

Свыше 25 до 150 включительно

2,0

Свыше 150

2,5

Таблица 4.10 - Нормы допустимой вогнутости корня шва

Номинальная толщина стенки сваренных элементов мм

Допустимая максимальная высота (глубина) вогнутости корня шва, мм

От 2,0 до 2,8 включительно

0,6

Свыше 2,8 до 4,0 включительно

0,8

Свыше 4,0 до 6,0 включительно

1,0

Свыше 6,0 до 8,0 включительно

1,2

Свыше 8

1,6

4.2.3.10 Оформление результатов контроля

а) По результатам радиографического контроля составляется учетно-отчетная документация (Приложение А).

б) Для условного обозначения дефектов в Заключениях, Протоколах и в журналах регистрации результатов контроля следует применять обозначения, приведенные в ГОСТ 7512-82.

в) Экспонированные рентгеновские пленки (снимки) хранятся в лаборатории, проводившей контроль, или передаются в подразделение, эксплуатирующее оборудование, в качестве приложений к Протоколам.

Условия и срок хранения пленок определяются регламентом, принятым на ТЭС.

4.2.3.11. Требования к безопасности

а) Радиографический контроль с использование рентгеновского и гамма-излучения относится к работам с особо вредными условиями труда. Основным видом опасности для персонала при радиографическом контроле является воздействие на организм ионизирующего излучения.

б) При работе с ионизирующими источниками излучения должны строго выполняться условия ведения и регистрации результатов дозиметрического контроля.

в) Следует строго соблюдать режимы безопасного проведения контроля в рабочих цехах, помещениях и на оборудовании в условиях эксплуатации ТЭС.

г) При проведении радиографического контроля, хранении и других работах с радиоактивными источниками излучения должна быть обеспечена безопасность в соответствии с требованиями основных санитарных правил по обеспечению радиационной безопасности СП 2.6.1.799-99 (ОС ПОРБ-99) [5], норм радиационной безопасности НРБ-99 [6], а также санитарных правил при рентгеновской дефектоскопии. СП 2.6.1.1283-03 [7] и ГОСТ 23764-79.

д) При транспортировании радиоактивных источников излучения должны соблюдаться требования правил безопасности при транспортировании радиоактивных материалов СанПиН 2.6.1.1281-03 [8], утвержденных Главным государственным санитарным врачом.

4.2.4 Магнитопорошковый контроль

4.2.4.1. Общие положения

Основные положения метода магнитопорошкового контроля металла изложены в ГОСТ 21105-87.

а) Магнитопорошковый контроль (МПК) является разновидностью магнитного вида контроля, основанного на фиксации изменений магнитных характеристик материала под воздействием внешнего магнитного поля.

Магнитный контроль выявляет поверхностные несплошности типа трещин, надрывов, закатов, раковин, несплавлений и т.п.

Примечание - При значительной напряженности магнитного поля, высокой магнитной проницаемости материала и т.п., при МПК могут быть выявлены подповерхностные несплошности на глубине до 4 - 5 мм.

При магнитопорошковом (МПК) контроле фиксация нарушений магнитного потока (выявления полей рассеивания) над несплошностью осуществляется с помощью мелких ферромагнитных частиц (магнитным порошком). Принципиальная схема реализации магнитопорошкового метода контроля показана на рисунке 4.45.

Описание: Untitled-1

Рисунок 4.45 Схема метода

б) Магнитопорошковый контроль может применяться на различных деталях теплосилового оборудования ТЭС, изготовленных из ферромагнитных материалов с относительной магнитной проницаемостью и не менее 40.

в) Магнитопорошковому контролю подвергаются детали и элементы (ОК), на поверхности которых в процессе изготовления, эксплуатации или ремонта могут образовываться поверхностные несплошности (в основном трещины):

- арматура (наружная и внутренняя поверхность);

- тройники (сварные, литые, кованые);

- конические переходы (литые, кованые);

- колена (гнутые, литые, штампованные);

- стыковые и угловые сварные швы;

- корпуса насосов и турбин;

- детали проточной части турбин (диски, ротора, лопатки, диафрагмы), а также любые участки деталей в местах вероятного появления поверхностных несплошностей (обечайки и днища сосудов и барабанов, зоны отверстий камер, растянутая часть гибов труб и т.п.).

г) Особенно эффективно применение магнитопорошкового контроля в процессе эксплуатации для выявления эксплуатационных поверхностных трещин на участках концентрации механических напряжений.

4.2.4.2 Участок (группа) магнитопорошкового контроля

а) Участок (группа) магнитопорошкового контроля входит в состав лаборатории неразрушающего контроля (лаборатории металлов).

б) Участок должен быть оснащен соответствующей аппаратурой и принадлежностями. Персонал, проводящий магнитопорошковый контроль, должен быть обучен и аттестован в специализированных аттестационных центрах.

в) В приложении к «Свидетельству об аттестации» лаборатории (в перечне видов контроля) должен быть указан магнитопорошковый контроль и перечислено оборудование ТЭС, на котором допускается его применение.

4.2.4.3 Аппаратура и образцы для магнитопорошкового контроля

а) Магнитопорошковые дефектоскопы, предлагаемые отечественной и зарубежной промышленностью, представляют собой устройства для намагничивания детали (создания в ней магнитного поля).

б) Дефектоскопы различаются по виду и типу создаваемого поля, способу энергопитания и функциональности.

Дефектоскопы делятся на:

- простейшие (устройства с постоянными магнитами, малогабаритные электромагниты, низковольтные трансформаторы повышенного тока);

- универсальные, обеспечивающие различные режимы намагничивания и размагничивания, снабженные блоками питания и управления;

- специальные, предназначенные для контроля какого-то конкретного изделия, или особого характера намагничивания, либо стационарные с объемными ваннами, держателями для ОК и различными осветительными приборами.

в) Магнитные дефектоскопы не являются измерительными приборами и не требуют периодической аттестации, но подвергаются обязательной поверке для подтверждения паспортных технических характеристик и оценки величины создаваемого магнитного поля.

г) Оценка магнитного поля может производиться приборами магнитометрами, либо на «образцах индикаторах» поля, либо на аттестованных контрольных образцах.

д) Примером образца индикатора поля служит небольшая конструкция с ферромагнитной основой, в которой изготовлены сквозные калиброванные щели. Устройство помещают в магнитное поле в центр контролируемого участка и на него наносят магнитный порошок. Четкая индикация калиброванных щелей подтверждает достаточную величину магнитного поля.

е) Контрольные образцы, схематично изображённые на рисунке 4.46, представляют собой пластину из ферромагнитного материала, в которой искусственным способом изготовлены трещины. Наибольшее распространение получили образцы с азотированным поверхностным слоем. Трещины изготавливаются в азотированном слое в момент его растрескивания при механическом воздействии.

Рисунок 4.46 - Контрольные образцы

Величина раскрытия трещин определяется силой воздействия, а глубина толщиной азотированного слоя. Точные размеры трещин определяются инструментальными микроскопами.

Контрольные образцы аттестуются по уровням чувствительности исходя из размеров трещин.

ж) Контрольные образцы в процессе использования подлежат профилактическому размагничиванию, очистке от остатков порошка и периодической метрологической аттестации.

4.2.4.4 Материалы для магнитопорошкового контроля

а) При МГТК используются сухие порошки и суспензии. Основой порошков и суспензий являются мелкие ферромагнитные частицы (обычно окись-закись железа черного цвета).

б) Для улучшения контрастности к ферромагнитной основе порошка могут добавляться различные красители, в том числе люминесцентные.

в) Суспензии представляют собой взвеси порошка в жидкостях на основе керосина или воды с добавлением различных эмульгаторов.

г) В процессе контроля качество магнитного порошка проверяется методом «магнитной пробы», а качество суспензии «методом отстоя» согласно требованиям действующих стандартов.

д) Порошки и пасты для суспензий изготавливаются централизовано по стандартным рецептам. Суспензии, как правило, составляются самостоятельно (рецептура должна указываться в методиках или картах контроля). Допускается пользоваться готовыми суспензиями, выпускаемыми в аэрозольных упаковках.

4.2.4.5 Параметры магнитопорошкового контроля

а) Качество магнитопорошкового контроля зависит от: магнитных характеристик материала изделия, обеспечения оптимального уровня намагниченности, выбора правильного направления поля намагничивания, применения качественных порошков и суспензий, чистоты обработки поверхности, уровня освещённости участка контроля.

Все эти факторы объединяются единой характеристикой контроля - чувствительностью.

б) В магнитопорошковом контроле приняты три условных уровня чувствительности, выраженные предельными размерами выявляемых несплошностей, - приведены в табл. 4.11.

Таблица 4.11

условный уровень (класс) чувствительности

ширина выявленной несплошности, мкм

мин. протяженность несплошности, мм

А

2,5

свыше 0,5

Б

10,0

В

25,0

Примечание

1. Соответствие уровней чувствительности выполняется при соотношении глубины несплошности к ширине = 10;

2. При выявлении подповерхностных несплошностей чувствительность уменьшается в зависимости от глубины залегания.

4.2.4.6 Подготовка к контролю

а) Работы по организации и подготовке оборудования к контролю возлагаются на техническое руководство ТЭС.

Технические службы ТЭС должны предоставить на объект контроля всю необходимую техническую документацию (п. 4.1.11 настоящего СТО):

б) Подготовка к контролю заключается в обеспечении возможности безопасного проведения контроля и подготовке самого объекта контроля.

В производственных условиях необходимо обеспечить удобный и безопасный доступ к изделию, при необходимости изготавливать леса и подмостки.

в) Подготовка контролируемой поверхности ОК заключается в удаление изоляции и окалины, очистке от грязи и отложений. Для обеспечения необходимой подвижности магнитных частиц поверхность не должна иметь грубых и глубоких рисок и неровностей, шероховатость поверхности должна быть не хуже Rz = 40 мкм. При необходимости, поверхность должна обезжириваться.

г) Для создания контраста с темным порошком контролируемая поверхность зачищается до металлического блеска.

д) При МПК к освещенности контролируемого участка изделия предъявляются повышенные требования, поэтому обеспечение необходимого уровня освещения должно включаться в перечень подготовительных работ.

4.2.4.7 Выбор параметров и схем контроля

а) Основным параметром магнитопорошкового контроля является чувствительность. Для контроля теплосилового оборудования ТЭС принят условный уровень чувствительности «Б», как наиболее оптимальный.

б) В МПК применяют два способа намагничивания изделия: способ остаточной намагниченности (СОН) и способ приложенного поля (СПП).

При способе СОН нанесение фиксируемого вещества (порошка или суспензии) проводится после намагничивания ОК.

При способе СПП нанесение фиксируемого вещества проводится одновременно с процессом намагничивания ОК.

в) Для создания в изделии магнитного поля применяются три вида намагничивания (по форме магнитного потока), схематично показанные на рисунке 4.47:

Рисунок 4.47

I - циркулярное намагничивание - пропусканием тока по контролируемому участку изделия;

II - продольное (полюсное) намагничивание - прикладыванием внешнего поля постоянного или электромагнита;

III - комбинированное намагничивание - одновременно пропусканием тока и прикладыванием внешнего поля.

Магнитные поля могут создаваться постоянным, переменным или импульсным током.

г) При способе СОН используется циркулярный вид намагничивания током большой силы (более 1000 А) - рисунок 4.48.

Рисунок 4.48

При способе СПП используется продольный вид намагничивания внешним полем - рисунок 4.49.

постоянный магнит

электромагнит

соленоид

Рисунок 4.49

Комбинированный вид намагничивания при контроле на ТЭС практически не применяется.

д) Поскольку поля рассеивания возникают только в том случае, когда магнитное поле пересекает плоскость несплошности, то правильный выбор схемы контроля является основным условием его эффективности.

е) Циркулярное намагничивание:

1. магнитные линии пересекают несплошность, образуя поля рассеивания - оптимальные условия выявления (Рисунок 4.50.а);

2. магнитные линии не пересекают несплошность, поля рассеивания не образуются - несплошность не выявляется (рисунок 4.50.б).

а)

б)

Рисунок 4.50

ж) Продольное намагничивание:

1. магнитные линии не пересекают несплошность, поля рассеивания не образуются - несплошность не выявляется (рисунок 4.51.а);

2. магнитные линии пересекают несплошность, образуя поля рассеивания - оптимальные условия выявления (рисунок 4.51.б).

а)

б)

Рисунок 4.51

4.2.4.8 Порядок проведения контроля

а) Магнитопорошковый контроль тепломеханического оборудования ТЭС проводится по «технологическим картам» контроля (технологическим процессам).

Карты контроля (ТКК) должны соответствовать требованием НД, распространяющейся на данный объект контроля.

ТКК разрабатываются специалистами не ниже 2-го уровня квалификации и утверждаются руководителем службы контроля (лаборатории). Допускается использовать ТКК (процессы), разработанные специалистами сторонних специализированных организаций.

б) Технологическая карта контроля должна содержать следующую основную информацию:

- описание ОК (конструкция, материал, типоразмер и т.п.);

- регламентируемый способ и вид намагничивания (СОН или СПП, циркулярный или продольный);

- способ фиксации (тип, марка применяемого вещества: порошка или суспензии);

- схемы намагничивания (с эскизами);

- рекомендации и особенности контроля;

- требования к освещенности ОК (уровень освещенности, необходимость применения ультрафиолетовых облучателей);

- оценка результатов контроля (нормы допустимости).

ТКК могут составляться как на одну конкретную конструкцию, так и на группу однотипных изделий.

в) Перед началом контроля дефектоскопист должен «принять» изделие, то есть убедиться в качественной его подготовке и в отсутствии дефектов на поверхности. Контроль до устранения дефектов не допускается.

г) Порядок проведения МПК контроля состоит из следующих последовательных операций:

1 - получение заявки на проведение контроля,

2 - ознакомление с технической документацией,

3 - определение параметров контроля (из ТКК, методик, инструкций),

4 - прием ОК после подготовительных работ и визуального осмотра,

5 - проведение контроля (намагничивание и нанесение фиксирующего вещества),

6 - осмотр ОК,

7 - оценка результатов контроля ОК в целом,

8 - составление и оформление отчетной документации (протоколов, заключений).

4.2.4.9 Требования к методикам магнитопорошкового контроля

а) Магнитопорошковому контролю может быть подвергнут любой участок изделия или детали из ферромагнитного материала, подготовленного соответствующим образом (см. п.п. 4.2.4.6).

б) Основная задача перед проведением контроля заключается в определении мест возможного расположения несплошностей, их конфигурации и направления. Такие данные получают при анализе технологии изготовления и характера эксплуатации оборудования. На основании этих данных, определяются участки и составляются схемы контроля (в компетенцию дефектоскопистов не входит).

в) В качестве примера приведены несколько вариантов схем контроля.

1 - радиусные поверхности, сварные и литые тройники (рисунок 4.52):

Рисунок 4.52

2 - участки труб, корпусов, днищ (рисунок 4.53):

Рисунок 4.53

3 - шпильки и болты (рисунок 4.54):

г) Для намагничивания крупногабаритных и толстостенных изделий (корпусов турбин, арматуры, литья и т.п.) требуется создание полей высоких значений, которые удается получить циркулярным намагничиванием пропуская ток через контролируемый участок ОК.

В этом случае применяется способ остаточного намагничивания (СОН).

В качестве источников тока используются универсальные дефектоскопы (или силовые понижающие трансформаторы подобные сварочным), укомплектованные электрическими кабелями и электродами с медными, латунными или свинцовыми наконечниками.

1) Процесс контроля включает следующие последовательные операции:

- намагничивание участка контроля пропусканием тока;

- снятие (отключения) тока с участка контроля;

- нанесения фиксирующего вещества;

- осмотр рисунка полученного на поверхности участка контроля;

- оценка результатов контроля.

2) Параметры намагничивания (участки, схема, расстояние между электродами, ток или величина поля, тип порошка или суспензии, тип и уровень освещенности и т.п.) указаны в ТКК.

д) Для намагничивания малогабаритных и тонкостенных изделий (лопаток и дисков турбин, участков труб, ремонтных наплавок, и т.п.) достаточно магнитных полей малых величин, которые получают продольным намагничиванием. В этом случае применяется способ приложенного поля намагничивания (СПП).

Намагничивание может создаваться постоянными магнитами или электромагнитами постоянного тока. Для небольших изделий, например крепежных шпилек, могут применяться проходные катушки - соленоиды.

1) Процесс контроля включает следующие последовательные операции:

- установка намагничивающего устройства на участок контроля;

- намагничивание с выдержкой (включение электромагнита);

- нанесение фиксирующего вещества не прерывая процесса намагничивания (без отключения);

- осмотр рисунка полученного на поверхности участка контроля (без намагничивающего устройства);

- оценка результатов контроля.

2) Параметры намагничивания (участки, схема, величина тока или величина поля, тип порошка или суспензии, вид и уровень освещенности и т.п.) указаны в ТКК.

е) Во всех случаях перед началом работ на контрольных образцах проверяется качество и соответствие порошков и суспензий.

ж) После МПК часто возникает необходимость в размагничивании объекта контроля, особенно при применении способа остаточной намагниченности (СОН). Размагничивание производится переменным током убывающей амплитуды. Универсальные магнитные дефектоскопы обладают данной функцией.

4.2.4.10 Осмотр и расшифровка результатов контроля.

а) При осмотре участка контроля следует обеспечить его достаточную освещенность. При применении обычных порошков и суспензий используются лампы накаливания или люминесцентные лампы, освещенность должна быть не ниже 500 лк. При применении магнитолюминесцентных порошков и суспензий должны использоваться сертифицированные ультрафиолетовые облучатели, а само изделие должно быть затемнено (освещенность не более 20 лк).

б) Выявленная несплошность фиксируется на поверхности ОК валиком порошка - рисунок 4.55. Количество осажденного порошка (величина валика) зависит от размеров несплошности, величины полей рассеивания, величины намагничивания, свойств фиксирующего вещества и т.п.

Размеры валика отражают размер несплошности, но не соответствуют ей по величине и форме.

Описание: Untitled-1

Рисунок 4.55

в) Определение размеров несплошности и оценка её допустимости производится только по результатам визуального контроля с применением оптических приборов и мерительных инструментов и, при необходимости, после травления поверхности.

г) Нормы допустимости несплошностей соответствуют нормам визуального контроля и приводятся в настоящем СТО (раздел 7) и в соответствующей НД на конкретное изделие (технические условия, нормали и др.).

д) При МПК весьма вероятна ложная оценка (перебраковка) изделия. Имитируя несплошность, валик порошка может образовываться:

- скапливаясь на неровностях поверхности, на глубоких рисках, на остатках окалины, на геометрических неоднородностях конструкции (например, резьбе, канавках) и т.п.;

- по причине присутствия на изделии следов остаточной намагниченности, например: применение при подготовительных работах сильно намагниченного инструмента, соприкосновение с рабочим сварочным кабелем и т.п.

е) Рекомендуются следующие способы отличия ложных следов порошка:

- повторная обработка (зачистка) поверхности;

- многократное намагничивание сомнительного участка с полным удалением предыдущих следов порошка;

- изменение (в некоторых пределах) направления намагничивания;

- обследование участка поверхности под валиком порошка визуальным контролем и травлением.

ж) По результатам контроля оформляется учётно-отчётная документация.

4.2.5. Капиллярный контроль

4.2.5.1 Общие положения

Капиллярный контроль (КК) является разновидностью контроля проникающими веществами, основанного на свойстве смачивающихся жидкостей активно проникать в мелкие открытые полости (капилляры) на поверхности изделий.

Общие требования и основные положения по капиллярному методу контроля изложены в ГОСТ 18442-80.

а) Контроль проникающими веществами выявляет только поверхностные несплошности типа: трещин, в том числе сквозных, надрывов, закатов, небольших раковин, несплавлений, межкристаллитной коррозии и т.п.

На контролируемую деталь наносят индикаторное вещество, которое под действием капиллярных сил проникает в несплошность. После последующего нанесения проявителя часть индикаторного вещества под действием сорбционных сил вытягивается проявителем и окрашивает его, что и является признаком несплошности - рисунок 4.56.

Рисунок 4.56 - Схема контроля

б) Выявление несплошности при контроле проникающими веществами может осуществляться различными способами, но в практике капиллярного контроля, применяемого на ТЭС, используются цветной метод и люминесцентный метод с использованием проявителей.

в) Капиллярный контроль может проводиться на различных деталях теплосилового оборудования ТЭС, изготовленных из любых материалов (стали любых классов, меди, алюминия и т.п.).

г) Капиллярному контролю подвергаются детали и элементы (объекты контроля - ОК), на поверхности которых в процессе изготовления, эксплуатации или ремонта могут образовываться поверхностные несплошности (в основном трещины):

- арматура (наружная и внутренняя поверхность);

- тройники (сварные, литые, кованые);

- колена (гнутые, литые, штампованные);

- конические переходы (литые, кованые);

- стыковые и угловые сварные швы;

- корпуса насосов и турбин;

- детали турбин (диски, ротора, лопатки),

а также любые участки деталей, в местах вероятного появления поверхностных несплошностей.

4.2.5.2 Участок (группа) капиллярного контроля

а) Участок (группа) капиллярного контроля входит в состав лаборатории неразрушающего контроля (лаборатории металлов).

б) Участок должен быть оснащен соответствующими материалами и принадлежностями. Персонал, проводящий капиллярный контроль, должен быть обучен и аттестован в специализированных аттестационных центрах.

в) В приложении к «Свидетельству об аттестации» лаборатории (в перечне видов контроля) должен быть указан вид контроля проникающими веществами или именно капиллярный контроль (ПВК или КК) и перечислено оборудование ТЭС, на котором допускается его применение.

4.2.5.3 Технические средства и материалы для капиллярного контроля.

а) Дефектоскопы для КК представляют собой наборы из комплектов специальных веществ - реактивов и различных вспомогательных принадлежностей. В наборах для люминесцентного метода должен присутствовать ультрафиолетовый облучатель.

Стационарные дефектоскопы снабжены объемными ваннами для реактивов, штативами для ОК и осветителями различных типов (такие дефектоскопы в условиях ТЭС не используются).

б) Материалы для контроля делятся на проникающие и проявляющие вещества и на очищающие вещества, включая обтирочный материал.

в) Проникающие вещества «пенетранты» состоят из одного или смеси веществ, обладающих высокой смачивающей способностью, и красителей или люминесцентных добавок.

г) Проявляющие вещества «проявители» состоят из сорбционного вещества и испаряемых (легколетучих) жидкостей.

д) Очищающие вещества являются растворителями жиров и «смывкой» для удаления пенетрантов.

Обтирочный материал должен хорошо впитывать остатки пенетранта и не оставлять после использования следов и ворсинок на контролируемой поверхности.

е) Для капиллярного люминесцентного контроля требуются специальные сертифицированные ультрафиолетовые облучатели.

ж) Пенетранты, проявители и очистители (отечественные и зарубежные) производятся централизовано, отдельно или комплектами, в виде аэрозольных баллонов. Они должны иметь маркировку с указанием класса чувствительности и сопровождаться сертификатом соответствия.

Большинство реактивов изготавливаются на основе экологически безопасных веществ.

з) Соответствие и качество реактивов проверяется на аттестованных контрольных образцах.

Контрольные образцы представляют собой пластины из хромистой стали, в которых имеются поверхностные трещины. Наибольшее распространение получили образцы с азотированным поверхностным слоем. Трещины изготавливаются в азотированном слое во время его растрескивания при механическом воздействии (Рисунок 4.57).

Рисунок 4.57 - Схемы образцов

Точные размеры трещин определяются инструментальными микроскопами.

Контрольные образцы аттестуются по уровням чувствительности исходя из размеров трещин.

Допускается использование контрольных образцов, предназначенных для магнитопорошкового контроля.

и) Контрольные образцы в процессе использования подлежат глубокой очистке (полости трещин) от следов пенетранта и периодической метрологической аттестации.

4.2.5.4 Параметры капиллярного контроля

а) Качество капиллярного контроля зависит от: чистоты подготовки поверхности изделия, использования качественных реактивов, четкого соблюдения технологии контроля, уровня освещённости участка контроля.

Все эти факторы объединяются единой характеристикой контроля - чувствительностью.

б) В капиллярном контроле приняты пять условных уровней чувствительности, выраженные предельными размерами выявляемых несплошностей - таблица 4.12.

Таблица 4.12

условный класс (уровень) чувствительности

ширина выявляемой несплошности, мкм

I

менее 1,0

II

от 1,0 до 10,0

III

от 10,0 до 100,0

IV

от 100,0 до 500,0

Технологический

не нормируется

Примечание - выявление неглубоких несплошностей с шириной раскрытия более 0,5 мм (500 мкм) не гарантируется.

4.2.5.5 Подготовка к контролю

а) Работы по организации и подготовке оборудования к контролю возлагаются на техническое руководство ТЭС.

Технические службы ТЭС должны предоставить на объект контроля всю необходимую техническую документацию (п. 4.1.17 настоящего раздела СТО).

б) Подготовка к контролю заключается в обеспечении условий безопасного его проведения и подготовке самого объекта контроля.

В производственных условиях необходимо обеспечить удобный и безопасный доступ к изделию. При необходимости, изготавливать леса и подмостки.

в) Подготовка контролируемой поверхности ОК заключается в удалении изоляции и окалины, очистке от грязи и отложений. Для удаления грубых и глубоких рисок и открытия полости несплошностей, поверхность контролируемого участка обрабатывается механическим способом (зачищается). Шероховатость поверхности должна быть не ниже Rz = 20 мкм.

г) При механической обработке необходимо исключить возможность «затирки» устья несплошности и, при необходимости, проводить травление участка контроля.

д) Контролируемая поверхность обезжиривается, с нее (и полостей несплошностей) должны быть удалены жировые отложения. Использовать в качестве растворителя жидкости типа керосина запрещается.

е) Окружающая температура и влажность, а также температура ОК должны соответствовать рабочим диапазонам легколетучих реактивов (указывается в их документации или ТКК).

ж) Особые требования предъявляются к освещенности контролируемого изделия, поэтому обеспечение необходимого уровня освещения должно включаться в перечень подготовительных работ.

4.2.5.6 Выбор параметров и схем контроля

а) Основным параметром капиллярного контроля является чувствительность. Для контроля теплосилового оборудования ТЭС принят условный класс чувствительности «II», как наиболее оптимальный, учитывающий характерные особенности эксплуатации и требования НД.

б) При капиллярном контроле на ТЭС в основном рекомендуются два метода:

- цветной, использующий пенетрант с красителем;

- люминесцентный, использующий пенетрант с люминофором.

Оба метода равнозначны, но люминесцентный требует особых условий освещения (ультрафиолетовых облучателей) и в практике считается более «грязным».

в) При люминесцентном методе иногда, в виде исключения, можно обходиться без проявителя.

4.2.5.7 Порядок проведения контроля

а) Капиллярный контроль тепломеханического оборудования ТЭС проводиться по ТКК (технологическим процессам).

Карты контроля должны соответствовать требованием НД, распространяющейся на данный объект контроля.

ТКК разрабатываются специалистами не ниже 2-го уровня квалификации и утверждаются руководителем службы контроля (лаборатории). Допускается использовать ТКК (процессы), разработанные специалистами сторонних специализированных организаций.

б) Технологическая карта контроля должна содержать следующую основную информацию:

- описание ОК (конструкция, материал, типоразмер и т.п.);

- регламентируемый метод контроля (цветной или люминесцентный);

- рекомендации по типу используемых материалов (тип, марка применяемого вещества или комплекта);

- участки контроля (с эскизами);

- рекомендации и особенности контроля;

- требования к освещенности ОК (уровень освещенности, необходимость применения ультрафиолетовых облучателей);

- оценка результатов контроля (нормы допустимости).

ТКК могут составляться как на одну конкретную конструкцию, так и на группу однотипных изделий.

в) Перед началом контроля дефектоскопист должен «принять» изделие, то есть убедиться в качественной его подготовке и в отсутствии дефектов на поверхности. Контроль до устранения обнаруженных несоответствий не допускается.

г) Порядок проведения капиллярного контроля состоит из следующих последовательных операций:

1) - получение заявки на проведение контроля;

2) - ознакомление с технической документацией;

3) - определение параметров и технологии контроля (из ТКК, методик);

4) - прием ОК после подготовительных работ и визуального осмотра;

5) - проведение рабочего контроля;

6) - осмотр участка контроля,

7) - оценка результатов контроля в целом;

8) - составление и оформление отчетной документации (протоколов, заключений).

4.2.5.8 Технологии капиллярного контроля

а) Капиллярному контролю может быть подвергнут любой участок изделия или детали из любого непористого материала, подготовленного соответствующим образом (см. п.п. 4.2.5.5).

б) Одна из основных задач технологии контроля заключается в определении мест возможного нахождения несплошностей. Такие сведения получают при анализе технологии изготовления и характера эксплуатации оборудования. На основании этих сведений определяются участки и составляются схемы контроля (в компетенцию дефектоскопистов не входит).

в) Контроль крупногабаритных изделий может проводиться значительными участками (до 1,0 м2, более не рекомендуется из-за неудобства выполнения).

г) Для капиллярного контроля используются:

- очистители (растворители для тонкой очистки контролируемой поверхности);

- индикаторные пенетранты (проникающие вещества);

- проявители (белого цвета на основе каолина).

д) Процесс контроля включает следующие последовательные операции.

1) Производят проверку качества и соответствия пенетранта и проявителя на контрольных образцах.

2) Проводят окончательную очистку участка непосредственно перед контролем.

При этом с поверхности удаляется пыль, жировые следы, влажный конденсат и очищаются полости несплошностей. Очистку проводят безворсовым материалом (тканью), смоченным в очистителе, либо на поверхность наносят очиститель и протирают её безворсовой тканью.

3) Наносят индикаторный пенетрант.

Пенетрант наносится на контролируемую поверхность обильным слоем с помощью аэрозольного баллона, кисти, малярного валика, распылителя и т.п. (рисунок 4.58).

Время выдержки пенетранта должно гарантировать его проникновение в полость несплошности. Время выдержки зависит от марки применяемого пенетранта и указано в его документации, но не должно быть менее 5 минут.

При этом необходимо исключить высыхание пенетранта за время выдержки, т.е. освежать (наносить) его несколько раз.

Рисунок 4.58

4) Удаляют пенетрант с контролируемой поверхности.

Пенетрант удаляется с помощью безворсового материала (ткани) смоченной в очистителе, либо распылением очистителя с последующей протиркой (рисунок 4.59).

Время удаления должно быть минимальным, так как возможно одновременное удаление пенетранта из полостей несплошностей или его засыхание.

От качества удаления пенетранта зависит эффективность контроля. Остатки пенетранта на поверхности могут привести к ложной оценке (перебраковке), а вымывание его из несплошностей к их пропуску (недобраковке).

Рисунок 4.59

5) Наносят проявитель.

Проявитель наносится на контролируемую поверхность из аэрозольного баллона, распылителем или мягкой кистью.

Проявитель наносится тонким слоем, преимущественно за один проход. Подтеки и наплывы не допускаются (рисунок 4.60).

Сушка проявителя должна происходить естественным путем, допускается легкий обдув теплым воздухом (до +40°).

4.2.5.9 Осмотр и расшифровка результатов контроля.

а) Для проведения качественного осмотра результатов контроля следует обеспечить необходимую освещенность контролируемого участка. При цветном капиллярном контроле используются лампы накаливания или люминесцентные лампы, освещенность должна быть не ниже 500 лк. При люминесцентном контроле должны использоваться сертифицированные ультрафиолетовые облучатели, а само изделие необходимо затемнить. Схема контроля условно показана на рисунке 4.61.

б) Проявитель, обладая сорбционными свойствами, вытягивает пенетрант, насыщаясь им. На светлом (белом) слое проявителя появляется яркий (розовый или люминесцентный) след.

в) Осмотр контролируемого участка рекомендуется проводить в два приема:

- предварительный, через 3 - 5 минут, отмечая начальное появление индикаторных следов и наблюдая: объемный или протяженный характер имеет несплошность;

- окончательный (заключительный), через 15 - 20 минут после высыхания проявителя.

Описание: Untitled-1

Рисунок 4.61

г) Выявленная несплошность дает на поверхности проявителя индикаторный след в виде контрастного пятна. Чем больше пенетранта попало в полость несплошности, тем дольше (до полного высыхания) длится проявление, тем заметнее (крупнее и расплывчатей) индикаторный след.

Размеры индикаторного следа отражают размер несплошности, но не соответствуют ей по величине и форме.

На рисунке 4.62 приведены примеры индикаторных следов от трещин и объемных несплошностей.

Описание: Untitled-1

Рисунок 4.62

д) Из практики установлено, что индикаторный след примерно в 3 ÷ 5 раз превышает размер несплошности.

е) Условно индикаторные следы разделяются на протяженные и округлые.

При отношении длины следа к ширине более 3, индикаторный след считается протяженным (несплошность протяженная).

При отношении длины следа к ширине равным или менее 3, индикаторный след считается округлым (несплошность округлая).

ж) Определение фактических размеров несплошности и оценка её допустимости производятся только по результатам визуального контроля с применением оптических приборов и мерительных инструментов, при необходимости, после травления поверхности.

з) Нормы допустимости несплошностей соответствуют нормам визуального контроля и приводятся в настоящем СТО (раздел 7) и в соответствующей НД (технические условия и др.).

и) При КК весьма вероятна ложная оценка изделия.

Индикаторный след может образовываться:

- из-за скопления пенетранта на неровностях поверхности, на глубоких рисках, на остатках окалины или лакокрасочных покрытий, на конструктивных особенностях изделия (например, резьбе, канавках) и т.п.;

- по причине неполного удаления пенетранта с поверхности перед нанесением проявителя; при люминесцентном контроле это происходит значительно чаще.

Индикаторный след не образуется:

- из-за плохой подготовки ОК пенетрант не проникает в несплошность (устье полости закрыто, присутствуют жировые отложения);

- по причине вымывания пенетранта из полости несплошности в процессе удаления его с поверхности перед нанесением проявителя.

к) При сомнении в качестве результатов контроля его следует повторить после дополнительной обработки (зачистки) поверхности.

л) По результатам контроля оформляется учетно-отчетная документация.

4.2.6. Вихретоковый контроль.

4.2.6.1. Общие положения.

Вихретоковый контроль (ВТК) относится к поверхностным методам контроля.

ВТК основан на измерении величины вихревого тока, возбуждаемого в поверхностном слое контролируемого изделия. Наличие поверхностной несплошности изменяет величину вихревого тока, что фиксируется измерительными устройствами и является признаком несплошности.

Вихретоковый метод используется на изделиях и деталях, изготовленных из металла (ферромагнитных и неферромагнитных сталей и сплавов, а также цветных металлов и сплавов) с удельной электрической проводимостью 0,5 ... 60 МСм/м.

Вихретоковый контроль выявляет поверхностные несплошности типа трещин, надрывов, закатов, раковин, пор, несплавлений и т.п.

Примечание - При благоприятных условиях (высокой электрической проводимости, значительной напряженности наводимого поля и т.п.), могут быть выявлены подповерхностные трещины на глубине до 4 ¸ 5 мм.

а) Вихретоковому контролю подвергаются детали и элементы (объекты контроля - ОК), тепломеханического оборудования ТЭС на поверхности которых в процессе изготовления, эксплуатации или ремонта могут образовываться поверхностные несплошности (в основном трещины: - см. п.п. 4.2.5.1г).

б) Особенно эффективно применение ВТК для выявления эксплуатационных поверхностных трещин на деталях проточной части турбин (на поверхности переходов, галтелей роторов, в тепловых канавках, на поверхности рабочих и направляющих лопаток и т.п.), в ограниченных пространствах и труднодоступных местах.

4.2.6.2 Участок (группа) вихретокового контроля

а) Участок (группа) вихретокового контроля входит в состав лаборатории неразрушающего контроля (лаборатории металлов).

б) Участок должен быть оснащен соответствующей аппаратурой и принадлежностями. Персонал, проводящий вихретоковый контроль, должен быть обучен и аттестован в установленном порядке.

в) В приложении к «Свидетельству об аттестации» лаборатории (в перечне видов контроля) должен быть указан вихретоковый контроль и перечислено оборудование ТЭС, на котором допускается его применение.

4.2.6.3 Аппаратура для вихретокового контроля

а) Вихретоковые дефектоскопы (отечественные и зарубежные) предназначены для работы с накладными преобразователями (различных размеров и конструкций).

б) Дефектоскопы имеют малые габариты, снабжены низковольтным автономным питанием. Дефектоскопы условно разделяются на универсальные и специальные.

Универсальные - позволяют работать (комплектуются) различными преобразователями и обладают различными дополнительными и сервисными режимами.

Специальные - предназначены для контроля какой-то конкретной детали или изделия, снабжены специализированным преобразователем, соответствующей оснасткой и приспособлениями (держателями, манипуляторами и т.п.).

Дефектоскопы различаются также по конструктивному исполнению измерительного устройства - индикатора. В более ранних и упрощенных конструкциях применяется стрелочный индикатор, имеющий большую инерционность при срабатывании и низкую механическую прочность. В современных и универсальных дефектоскопах применяются светодиодные или цифровые индикаторы, не имеющие отмеченных недостатков.

в) Дефектоскопы комплектуются контрольными образцами различных конструкций, предназначенными для настроек и поверок. На поверхностях образцов должны присутствовать искусственные имитаторы трещин в виде узких канавок (пропилов) определенных размеров. Допускается, в качестве образцов, использовать контрольные образцы для магнитного или капиллярного контроля.

г) Вихретоковые дефектоскопы не являются измерительными приборами и не требуют периодической аттестации, но подвергаются обязательной поверке для подтверждения паспортных технических характеристик и оценки чувствительности контроля (величины выявляемых несплошностей).

4.2.6.4 Параметры вихретокового контроля

а) Основным параметром вихретокового контроля является чувствительность - возможность уверенно выявлять несплошности определенных (минимальных) размеров.

Чувствительность зависит от многих факторов, большинство из которых не поддается регулировке. В общем случае вихретоковый контроль позволяет выявлять трещины глубиной от 0,2 мм и длиной от 3,0 мм (при раскрытии более 1,0 мкм).

б) В основном чувствительность определяется:

- размером преобразователя: с увеличением размера преобразователя (катушки) увеличивается площадь контролируемого поля, а чувствительность контроля ухудшается;

- зазором между ОК и преобразователем: с увеличением зазора чувствительность падает;

- качеством поверхности сканирования ОК: при сложном профиле поверхности (наличие проточек, канавок, резких переходов, радиусов), при наличие отложений (окалины, грязи и т.п.), при повышенной шероховатостью (более Rz 20) - чувствительность ухудшается.

в) Рекомендуется в каждом конкретном случае применять эталонные образцы (образцы предприятия) изготовленные из контролируемого материала (лучше фрагмент изделия) с набором канавок различных размеров.

г) Вихретоковый метод не рекомендуется применять для контроля:

- деталей и конструкций с резкими локальными изменениями магнитных или электрических свойств;

- деталей и конструкций с электропроводящими защитными покрытиями, если дефект не разрушил поверхность покрытия;

- деталей с дефектами, полость которых заполнена электропроводящими частицами;

- сварных швов с неудаленным валиком усиления (выпуклостью).

4.2.6.5 Подготовка к контролю

а) Работы по организации и подготовке оборудования к контролю возлагаются на техническое руководство ТЭС.

Технические службы ТЭС должны предоставить на объект контроля всю необходимую техническую документацию:

- формуляры, чертежи, эскизы;

- сведения об условиях эксплуатации и информацию об ОК;

- результаты предшествующего контроля (ВИК, и т.п.).

б) Подготовка к контролю заключается в обеспечении возможности безопасного проведения контроля и в подготовке самого объекта контроля. В производственных условиях необходимо обеспечить удобный и безопасный доступ к изделию, при необходимости изготавливать леса и подмостки.

в) Подготовка контролируемой поверхности ОК заключается в удалении окалины, очистке от грязи и отложений, Поверхность не должна иметь грубых и глубоких рисок и неровностей, шероховатость поверхности должна быть не хуже Rz = 20 мкм.

г) Допускается проводить контроль по окрашенной или покрытой лаком поверхности при условии, что слой покрытия на всем контролируемом участке сохраняет целостность, не имеет натеков и разрушений и по всему участку имеет постоянную толщину.

4.2.6.6 Порядок проведения контроля

а) Вихретоковый контроль проводится по «технологическим картам» контроля (ТКК).

Карты контроля должны соответствовать требования НД, распространяющейся на данный объект контроля.

ТКК разрабатываются специалистами не ниже 2-го уровня квалификации и утверждаются руководителем службы контроля (лаборатории). Допускается использовать ТКК (процессы), разработанные специализированными организациями.

б) Технологическая карта контроля должна содержать следующую основную информацию:

- описание ОК (конструкция, материал, типоразмер и т.п.);

- участки контроля (чертеж, эскиз);

- тип и конструкцию преобразователя;

- способ и схемы сканирования;

- особенности настройки и контроля;

- оценку результатов контроля (нормы допустимости).

ТКК могут составляться как на одну конкретную конструкцию, так и на группу однотипных изделий.

в) Перед началом контроля дефектоскопист должен «принять» изделие, то есть убедиться в качественной его подготовке и в отсутствии видимых дефектов на поверхности.

г) Порядок проведения контроля состоит из следующих последовательных операций:

1) - получение заявки на проведение контроля;

2) - ознакомление с технической документацией;

3) - определение параметров и схем контроля (из ТКК, методик, инструкций);

4) - прием ОК после подготовительных работ и визуального осмотра;

5) - проведение контроля (сканирование и фиксация дефектных участков);

6) - оценка результатов контроля ОК в целом;

7) - составление и оформление отчетной документации (протоколов, заключений).

4.2.6.7 Требования к методике вихретокового контроля

а) Вихретоковому контролю может быть подвергнут любой участок изделия или детали, подготовленный соответствующим образом.

б) Для каждой детали или изделия составляются индивидуальные схемы сканирования с указанием участка контроля (в компетенцию дефектоскопистов не входит), для чего необходимо определить места возможного появления несплошностей, их конфигурацию и направление. Такие сведения получают при анализе технологии изготовления и характера эксплуатации оборудования.

в) При проведении вихретокового контроля следует учитывать что:

- основное направление сканирования объекта контроля должно быть направлено перпендикулярно предполагаемому расположению несплошности. При невозможности такого сканирования допускается сканирование под углом, но чувствительность при этом ухудшается;

- вертикальная ось преобразователя должна быть постоянно перпендикулярна поверхности ОК;

- шаг и скорость сканирования определяются конструкцией дефектоскопа и конструкцией (размерами) преобразователя;

- если технология предусматривает контроль бесконтактным способом, т.е. с зазором, величина данного зазора должна оставаться неизменной по всей площади контролируемого участка;

- из-за явления «краевого эффекта» зоны вблизи края детали, вокруг отверстий, радиусных переходов и иных подобных геометрических особенностей должны считаться зоной «неуверенного» контроля.

г) Основной операцией перед началом контроля является настройка дефектоскопа. Настройка производится по инструкциям производителя или разработчика дефектоскопа. Сущность настройки сводится к установке уровня «компенсации» и чувствительности дефектоскопа.

Преобразователь устанавливается на контрольный образец и регуляторами дефектоскопа проводится «компенсация» (балансировка) измерительных устройств на бездефектном участке образца - рисунок 4.63. Поместив преобразователь на искусственную трещину (канавку) определенного размера, настраивают чувствительность, добиваясь максимального показания измерителя - индикатора. При настройке чувствительности добиваются многократного и уверенного показания индикатора, исключая его ложное срабатывание, и сохранения установленного уровня компенсации.

Рисунок 4.63 - Настройка «компенсации» и чувствительности

д) Более точную дополнительную подстройку «компенсации» следует произвести непосредственно на участке ОК и, при необходимости, провести подстройку чувствительности.

Примечание - Рекомендации заводских инструкций по настройке вихретоковых дефектоскопов различных конструкций могут несколько отличаться от описанной.

е) Участок изделия, подлежащий контролю, должен быть размечен любым общепринятым способом (в виде координатной сетки, начальной точкой отсчета и т.п.)

ж) Контроль производится последовательным сканированием преобразователем контролируемого участка согласно установленной схеме (рисунок 4.64). Срабатывание индикатора сигнализирует о наличии и месторасположении несплошности. При значительной величине несплошности и малоразмерном преобразователе возможно ориентировочное определение границ несплошности.

Рисунок 4.64 - Схема вихретокового контроля

4.2.6.8 Расшифровка результатов контроля.

а) При срабатывании индикатора место предполагаемой несплошности должно быть отмечено (промаркировано). Для исключения ложной оценки срабатывание индикатора на отмеченном месте должно быть подтверждено неоднократной перепроверкой.

Примечание - Локальные изменения магнитных свойств, созданные наклепом, прижогами, местной намагниченностью, могут вызывать ложные срабатывания индикатора.

б) Окончательное подтверждение наличия несплошности и оценка её размеров и допустимости производятся только по результатам визуального контроля с применением оптических приборов и мерительных инструментов и, при необходимости, после травления поверхности.

в) Нормы допустимости несплошностей соответствуют нормам визуального контроля и определяются в соответствующей НД на изделие, а также регламентируются в разделе 7 настоящего СТО.

г) По результатам контроля оформляется учётно-отчетная документация.

4.2.7. Акустико-эмиссионный контроль

4.2.7.1. Общие положения

Основные положения и требования настоящего подраздела стандарта соответствуют ГОСТ Р.52727-2007.

а) Метод акустической эмиссии (АЭ) обеспечивает выявление развивающихся дефектов посредством регистрации и анализа акустических волн, возникающих в процессе пластической деформации и роста трещин в контролируемых объектах. Кроме того, метод АЭ позволяет выявить истечение рабочего тела (жидкости или газа) через сквозные отверстия в контролируемом объекте.

б) АЭ контроль технического состояния обследуемых объектов (ОК) проводится только при создании в конструкции напряженного состояния, инициирующего в материале объекта работу источников АЭ. Для этого объект подвергается нагружению силой, давлением, температурным полем и т.д. Выбор вида нагрузки определяется конструкцией объекта и условиями его работы, характером испытаний.

в) При контроле оборудования используются три основные схемы применения акустико-эмиссионного метода:

1) Проводят АЭ контроль объекта. В случае выявления источников АЭ, в месте их расположения проводят контроль одним из традиционных методов неразрушающего контроля (НК).

2) Проводят контроль одним или несколькими методами НК. При обнаружении недопустимых (по нормам стандартизованных методов контроля) дефектов или при возникновении сомнения в достоверности результатов НК проводят контроль объекта с использованием метода АЭ. Окончательное решение о допуске объекта в эксплуатацию или ремонту обнаруженных дефектов принимают по результатам проведенного АЭ контроля.

3) В случае наличия в объекте дефекта, выявленного одним из методов НК, метод АЭ используют для слежения за развитием этого дефекта. При этом может быть использован экономный вариант системы контроля, с применением одноканальной или многоканальной конфигурации акустико-эмиссионной аппаратуры.

г) АЭ система должна обеспечивать как накопление, документирование, оперативную обработку и отображение информации в режиме реального времени, так и обработку, отображение и вывод на периферийные устройства для документирования накопленных в течение испытания данных после окончания испытания.

д) АЭ контроль объектов может осуществлять организация, имеющая в своём составе аттестованную в установленном порядке лабораторию неразрушающего контроля. К проведению АЭ контроля допускаются аттестованные в установленном порядке специалисты, имеющие удостоверения, подтверждающие их квалификацию. АЭ контроль должна проводить бригада, состоящая не менее чем из двух специалистов.

4.2.7.2 Порядок подготовки к проведению контроля

а) Подготовка к контролю содержит следующие основные этапы:

- анализ технической документации на ОК;

- согласование с владельцем оборудования процедуры контроля;

- установка преобразователей акустической эмиссии (ПАЭ);

- подготовка акустико-эмиссионной аппаратуры.

б) При подготовке к проведению АЭ контроля разрабатывается «Технология контроля объекта» или ТКК, в которой должна содержаться следующая информация:

1) материал и конструкция контролируемого объекта, включая размеры и форму, тип хранимого (рабочего) продукта;

2) данные о параметрах шумов;

3) тип и параметры преобразователей АЭ, их изготовитель, сведения о калибровке;

4) метод крепления преобразователей АЭ;

5) контактная среда;

6) очистка объекта после контроля;

7) схема расположения преобразователей АЭ;

8) тип прибора АЭ его параметры

9) результаты калибровки АЭ аппаратуры;

10) регистрируемые данные и методы регистрации;

11) система классификации источников АЭ и критерии оценки состояния контролируемого объекта по результатам контроля;

12) квалификация операторов.

Данные об объекте контроля и основных параметрах контроля заносят в протокол.

Полностью описывают процедуру гидро- (пневмо) испытания; приводят графики изменения нагрузки, и температуры во времени.

в) С эксплуатирующей организацией должны быть согласованы график нагружения, а также вопросы:

- обеспечения помещением, электропитанием, двусторонней связью;

- подготовки объекта к проведению контроля;

- обеспечения безопасности.

г) Установка ПАЭ

1) Каждый ПАЭ должен быть установлен непосредственно на поверхность объекта. В ряде случаев (недоступность поверхности, высокая температура и др.) рекомендуется использовать волноводы.

2) Размещение ПАЭ и количество антенных групп определяется конфигурацией объекта и максимальным разнесением ПАЭ, связанным с затуханием сигнала, точностью определения координат.

3) Размещение ПАЭ должно обеспечивать контроль требуемой поверхности контролируемого объекта.

4) Для выбора расстояния между ПАЭ производят измерение затухания, при этом выбирают представительную часть объекта без патрубков, проходов и т.д.; устанавливают ПАЭ и перемещают (через 0,5 м) имитаторы АЭ по линии в направлении от ПАЭ на расстояние до 3 м. Рекомендуется, чтобы минимальное расстояние от ПАЭ до имитатора (начальная точка) составляло до 5 см.

5) Расстояние между ПАЭ при использовании зонной локации задают таким образом, чтобы сигнал АЭ от имитатора (излома карандаша либо от другого имитатора АЭ) регистрировался в любом месте контролируемой зоны хотя бы одним ПАЭ и имел амплитуду не меньше заданной.

6) Максимальное расстояние между ПАЭ не должно превышать расстояния, которое в 1,5 раза больше порогового. Последнее определяют как расстояние, при котором амплитуда сигнала от имитатора АЭ (например, излома грифеля карандаша) равна пороговому напряжению.

д) Измерение скорости звука, используемое для расчета координат источников АЭ, производят следующим образом:

1) Имитатор АЭ располагают вне групп ПАЭ на линии, соединяющей ПАЭ, на расстоянии 10 - 20 см от одного из них.

2) Проводя многократные измерения (не менее 5) для разных пар ПАЭ определяют среднее время распространения. По нему и известному расстоянию между ПАЭ вычисляют скорость распространения сигналов АЭ.

е) Подготовка акустико-эмиссионной аппаратуры:

1) Проверку работоспособности АЭ аппаратуры выполняют после установки ПАЭ на контролируемый объект, а также после проведения испытаний. Проверку выполняют путем возбуждения акустического сигнала имитатором АЭ, расположенным на определенном расстоянии от каждого ПАЭ.

2) Параметры системы устанавливают в соответствии с технической документацией на прибор и характеристик объекта контроля, полученных при проведении предварительных работ.

3) В случае проведения гидроиспытания объекта все работы по определению акустических характеристик конструкции и настройке аппаратуры выполняют после полного заполнения объекта водой.

4.2.7.3 Порядок проведения контроля

а) АЭ контроль выполняют как в процессе нагружения объекта, так и в процессе мониторинга (непрерывный контроль, периодический контроль).

1) В процессе АЭ контроля производят оперативное накопление и обработку данных.

2) Накопление данных производят после выделения параметров сигналов АЭ. При наличии цифровых регистраторов используется запоминание сигналов АЭ с целью последующего анализа АЭ процесса.

3) Информацию о зонах концентрации индикаций АЭ регистрируют и обрабатывают с использованием заложенных программ для построения предусмотренных графиков по каждой выделенной зоне и проведения классификации источников АЭ.

4) После выполнения контроля объекта производят последующую обработку и анализ данных в полном объеме.

б) АЭ контроль в процессе нагрузки объекта производят как при увеличении нагрузки до определенной заранее выбранной величины, так и в процессе выдержки нагрузки на заданных уровнях:

1) Нагружение осуществляют с использованием специального оборудования, обеспечивающего повышение нагрузки - внутреннего (внешнего) давления, усилия, веса и др.

2) Нагружение выполняют по заданному графику, который определяет скорость нагружения, время выдержек объекта под нагрузкой и значения нагрузок.

3) При нагружении объекта следует стремиться к тому, чтобы напряженно-деформированное состояние (НДС) объекта при испытании максимально соответствовало НДС объекта в процессе эксплуатации. При анализе следует учитывать разницу в НДС.

4) Допускается отклонение от типового графика нагружения с приведением в отчете необходимого обоснования.

5) Назначение максимального значения нагрузки (давления испытаний) должно проводиться с учетом характеристик материала, условий эксплуатации объекта контроля, температуры, а также предыстории его нагружения.

6) При нагружении объекта контроля (например, сосуда давления) внутренним давлением, максимальное его значение - Рисп (испытательное давление) должно превышать максимальное рабочее за последний год давление Рg (эксплуатационную нагрузку согласно технологическому регламенту) не менее, чем на 5 - 10 %, но не превышать пробного, определяемого по соответствующим НД.

7) Нагружение объектов должно проводиться плавно со скоростью, при которой не возникают помехи, превышающие допустимый уровень.

8) Рекомендуемые скорости повышения давления составляют: Рисп/60 ÷ Рисп/20 [МПа/мин]; Рисп - давление испытаний.

9) В качестве нагружающих сред могут быть использованы жидкие (гидроиспытания) и газообразные (пневмоиспытания) испытательные среды, а также рабочая среда объекта.

10) В случае проведения гидроиспытаний подача нагружающей жидкости должна производиться через патрубок расположенный в нижней части объекта, ниже уровня жидкости, заполняющей объект.

11) Для уменьшения уровня шумов и помех во время проведения контроля должны быть приостановлены все посторонние работы на объекте контроля: сварочные, монтажные, такелажные и другие работы, вызывающие любого вида воздействия на объект контроля.

12) При испытании вновь изготовленных объектов, которые не проходили термообработки после сварки, возможна регистрация АЭ, вызванная выравниванием напряжений и не связанная с развитием дефектов. Поэтому проводится два нагружения. При первом нагружении в процессе возрастания нагрузки, как правило, принимают во внимание только сигналы, амплитуда которых превышает уровень порога более чем на 20 дБ и сигналы, регистрируемые в течение выдержки.

13) Перед вторым нагружением сброс нагрузки после первого цикла должен быть от 50 % до 100 % испытательной нагрузки.

14) В процессе нагружения рекомендуется непрерывно наблюдать на экране монитора обзорную картину АЭ источников испытуемого объекта.

15) Испытания прекращаются досрочно в случаях, когда обнаруживается резкий рост активности источников или появление больших амплитуд сигналов АЭ для установления причины.

4.2.7.4 Оформление результатов измерений

а) Результаты АЭ контроля должны содержаться в отчетных документах - Протоколе или Заключении, которые составляются Исполнителем - организацией проводившей АЭ контроль.

б) Отчет оформляется дополнительно по требованию Заказчика.

в) Отчет о результатах АЭ контроля должен содержать исчерпывающие данные о подготовке и проведении АЭ контроля, а также информацию, которая позволяет оценить состояние объекта и подтвердить уровень квалификации Исполнителя и специалистов, проводивших контроль, на основании чего можно судить о достоверности результатов.

4.2.7.5 Требования к аппаратуре и оборудованию

а) К аппаратуре и оборудованию, используемому при выполнении АЭ контроля, относятся:

- ПАЭ с устройствами крепления и материалами для обеспечения акустической связи с объектом контроля;

- имитаторы сигналов АЭ;

- аппаратура, включающая вычислительные средства, предназначенная для регистрации, обработки, отображения и запоминания сигналов АЭ, использующая специализированное программное обеспечение;

- средства, обеспечивающие нагружение контролируемого объекта, обеспечивающие безопасность при выполнении работ и средства связи;

б) ПАЭ определяют основные показатели и параметры контроля - чувствительность, достоверность, рабочий частотный диапазон.

1) К основным техническим характеристикам преобразователей АЭ относятся:

Вид (конструктивный) преобразователя АЭ:

- однополюсный или дифференциальный;

- резонансный, широкополосный или полосовой;

- совмещенный с пред усилителем (передатчиком) или не совмещенный;

габаритные размеры;

- масса (кг), диапазон рабочих температур (°С);

- длина кабеля (расстояние уверенного приема при телеметрии, м);

- физическая емкость ПАЭ (Ф);

- сопротивление изоляции (безотказность, долговечность, сохраняемость).

- гарантийный срок (лет).

2) Основные технические характеристики должны быть приведены в паспорте на преобразователь АЭ.

3) По частотному диапазону ПАЭ подразделяются на типы:

- Низкочастотные - рабочая частота до 50 кГц;

- Стандартные промышленные - 50 - 200 кГц;

- Высокочастотные - рабочая частота свыше 500 кГц.

4) При контроле энергооборудования следует использовать ПАЭ четвертого класса, к которым относятся резонансные преобразователи, использующие пьезоэлектрические элементы, имеющие чувствительность, превышающую 200 · 106 В/м.

5) Допускается использовать волноводы, которые должны быть приварены или соответствующим образом прижаты к поверхности конструкции.

6) ПАЭ следует крепить к объекту с использованием механических приспособлений, магнитных держателей, либо с помощью клея. Приспособления для установки преобразователей на объекте выбирают с учетом его конструктивных особенностей. Они могут быть съемными (магнитные держатели, струбцины, хомуты и т.п.) или в виде стационарно установленных кронштейнов.

7) При установке ПАЭ на объект контроля акустическая контактная среда должна обеспечивать эффективную акустическую связь ПАЭ с объектом.

8) Контактная среда должна обеспечивать надежный акустический контакт в течение всего времени испытаний при температуре контролируемого объекта.

9) В качестве контактной среды можно использовать машинное масло, эпоксидную смолу без отвердителя, глицерин и другие жидкие среды.

10) Поверхность объекта контроля в месте установки ПАЭ зачищают до чистоты не хуже Rz 40.

11) После установки ПАЭ на объект контроля производят проверку их работоспособности с использованием имитаторов АЭ.

в) В качестве имитатора сигналов АЭ рекомендуется использовать пьезоэлектрический преобразователь, возбуждаемый электрическими импульсами от генератора. Частотный диапазон имитационного импульса должен соответствовать частотному диапазону системы контроля.

В качестве имитатора сигналов АЭ допускается также использовать источник Су-Нильсена (излом графитового стержня диаметром 0,3 - 0,5 мм, твердостью 2Т(2Н).

г) При АЭ - контроле следует применять аппаратуру АЭ, соответствующую по своей конфигурации и параметрам контролируемому объекту и задачам контроля.

К общим параметрам и техническим характеристикам аппаратуры АЭ относятся:

- напряжение электрического питания;

- потребляемая мощность;

- климатические и технические условия работы аппаратуры (влажность, температура и др.);

- масса аппаратуры;

- габаритные размеры аппаратуры и отдельных блоков;

- число блоков аппаратуры.

д) К основным параметрам и техническим характеристикам аппаратуры АЭ относятся:

- уровень собственных шумов усилительного тракта;

- амплитудный динамический диапазон;

- диапазон рабочих частот;

- амплитудно-частотная характеристика (АЧХ);

- максимальная скорость обработки импульсов АЭ;

- число каналов аппаратуры;

- перечень измеряемых параметров сигнала АЭ;

- перечень устанавливаемых параметров аппаратуры АЭ.

е) Требования к параметрам и техническим характеристикам аппаратуры акустической эмиссии приведены в соответствующей Нормативной документации, регламентирующей требования к акустикоэмиссионной аппаратуре.

4.2.8 Магнитный контроль тепловой неравномерности поверхностей нагрева пароперегревательного тракта котлов

4.2.8.1 Общие положения

а) Магнитный контроль тепловой неравномерности (МКТН):

- распространяется на котлы тепловых электрических станций, эксплуатирующиеся при температуре водяного пара 450 °С и выше;

- предназначен для выявления тепловой неравномерности поверхностей нагрева пароперегревательного тракта, изготовленных из углеродистой стали или из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса;

- не распространяется на поверхности нагрева, изготовленные из плавниковых и ошипованных труб и из труб с плакирующим (наплавленным) слоем.

б) Допускается применение магнитного метода для контроля тепловой неравномерности поверхностей нагрева, не относящихся к пароперегревательному тракту.

в) Магнитный контроль тепловой неравномерности проводят специалисты, аттестованные в соответствии с правилами аттестации специалистов по неразрушающему контролю и прошедшие обучение в специализированной организации.

г) Основой магнитного контроля служит явление естественного намагничивания труб поверхностей нагрева при эксплуатации, получившее название температурный магнитный гистерезис (ТМГ).

д) Магнитный контроль базируется на явлении ТМГ без применения искусственного намагничивания труб.

е) Результаты магнитного контроля следует учитывать при разработке мероприятий для повышения эксплуатационной надежности и выборе мест для представительных вырезок с последующим металлографическим исследованием образцов труб для определения работоспособности, условий и срока дальнейшей эксплуатации поверхностей нагрева.

4.2.8.2 Требования к объекту контроля

а) Магнитный контроль поверхностей нагрева проводят в период останова оборудования.

б) Температура металла и окружающего воздуха в зоне контроля должна быть от +5 до +40 °С.

в) Наружная поверхность труб должна быть очищена водой от отложений и пыли по всей длине. Ширина подготовленной под контроль зоны должна составлять не менее половины периметра трубы. Допустимая толщина отложений не более 1 мм. Если толщина отложений составит больше 1 мм, то их следует удалить инструментами из неферромагнитных материалов (молоток, скребок и т.п. из латуни, дюралюминия, стали аустенитного класса).

г) Присутствие теплоносителя в трубах не оказывает влияние на результаты контроля.

д) Рабочее место для выполнения контроля должно быть освещено. При необходимости следует установить леса, помосты, лестницы и ограждения, располагая их не ближе 200 мм от объекта контроля. Контроль в труднодоступных местах и на высоте должна проводить бригада не менее, чем из двух человек, либо в помощь специалисту должен быть выделен вспомогательный персонал.

е) При подготовке рабочего места запрещается касаться контролируемых труб ферромагнитными предметами.

ж) Во время магнитного контроля электродуговая сварка может вестись на удалении от зоны контроля не менее чем на 10 м.

з) Магнитный контроль не проводят на трубах заглушённых, новых и с ремонтными вставками, испытавших после монтажа или ремонта менее трех температурных циклов: нагревание до рабочих и охлаждение до комнатных температур (от +5 до +40 °С).

4.2.8.3 Требования к средствам контроля

а) Магнитный контроль следует проводить магнитометром с феррозондовым преобразователем для измерения нормальной составляющей вектора магнитной индукции или напряженности магнитного поля (в дальнейшем магнитный параметр М), имеющим следующие технические данные:

- диапазон измерения магнитной индукции ±2000 мкТ или напряженности магнитного поля ±2000 А/м;

- относительная погрешность измерения не более 5 %;

- автономное питание напряжением не выше 12 В.

б) Магнитометр должен быть рассчитан для работы в следующих климатических условиях:

- при температуре окружающего воздуха от +5 до +40 °С;

- при относительной влажности окружающего воздуха до 98 % при температуре +25 °С.

4.2.8.4 Подготовка к контролю

а) До начала магнитного контроля технические службы ТЭС должны предоставить на ОК необходимую техническую документацию, содержащую тип котла и его станционный номер, вид сжигаемого топлива и водного режима, наименование поверхности нагрева, данные по температуре и давлению теплоносителя, зоны контроля (координат, номера хода и змеевика), номинальные размеры (диаметр и толщина стенки), количество и марку стали труб, наработку элемента;

- Перед проведением контроля специалист по МКТН должен ознакомиться с конструкцией поверхности нагрева и документацией, в которой указаны сведения о повреждениях, заглушённые трубы, новые и с ремонтными вставками участки, результаты предшествующего контроля, а также количество пусков-остановов котла после последнего ремонта;

- Следует также убедиться в отсутствии препятствий для проведения МКТН.

б) Магнитный контроль следует проводить на всех трубах поверхности нагрева по всей длине и высоте (ширине) обогреваемой зоны. Гнутые отводы труб должны быть включены в контролируемый участок. При горизонтальной ориентации поверхности нагрева в пространстве контроль проводят по всей длине труб, при вертикальной ориентации допускается проведение контроля в нижней части поверхности нагрева в зоне гнутых отводов. Если расположение очага повреждений известно, то контролируют только часть труб, например все трубы первых змеевиков пакетов на входе и (или) выходе или участок труб, при этом координаты участка каждой трубы должны быть идентичны.

в) Магнитный контроль не проводят на участках труб, находящихся на расстоянии менее 200 мм от труб других элементов, которые могут создать поле влияния на результаты измерений.

г) Магнитный контроль проводят продольным сканированием одной и той же образующей всех труб. Предпочтение следует отдать той образующей, сканирование которой позволяет пройти по внешнему обводу гнутого участка.

д) Перед магнитным контролем необходимо установить феррозондовый преобразователь к выбранной образующей по углом 90 ± 1°, зазор между ним и поверхностью 1 ± 0,2 мм.

е) При сканировании допускается отклонение от выбранного направления ±5°.

ж) Скорость сканирования должна быть такой, чтобы обеспечить надежную регистрацию максимального значения показаний магнитометра.

4.2.8.5 Проведение контроля

а) Магнитный контроль состоит из двух этапов. Сначала измеряют магнитный параметр М труб поверхности нагрева, а затем проводят обработку и анализ данных измерений.

б) Магнитный параметр измеряют в указанной далее последовательности.

1) Включают магнитометр.

2) Сканируют контролируемый участок первой трубы (номер присваивают трубам в соответствии с формуляром).

3) Записывают в таблицу максимальное из измеренных абсолютных значений магнитного параметра М1 для первой трубы.

4) Сканируют контролируемый участок второй трубы.

5) Записывают в таблицу максимальное из измеренных абсолютных значений магнитного параметра М2 для второй трубы.

6) Повторяют для всех остальных труб цикл измерения и записи информации.

в) Обработку и анализ осуществляют в указанной далее последовательности.

1) Рассчитывают среднее магнитное состояние Н в каждой из сторон поверхности нагрева (например, в потоках «А» и «Б») по формуле:

где n - количество контролируемых труб поверхности нагрева в потоках «А» и «Б».

2) Определяют разность средних магнитных состояний поверхности нагрева в потоках «А» и «Б» по формуле

ΔН = НА - НБ.

3) Рассчитывают тепловую неравномерность поверхности нагрева в градусах Цельсия по формуле

4) Проводят качественный анализ данных магнитного контроля поверхности нагрева. Тепловая неравномерность не выше допустимого уровня, если Δt 5 °С. Тепловая неравномерность выше допустимого уровня, если Δt > 5 °С. В этом случае следует предложить соответствующим специалистам разработать и внедрить мероприятия по снижению тепловой неравномерности поверхности нагрева.

5) Представительные образцы следует вырезать из труб, имеющих максимальную наработку, минимальное, среднее (ближайшее к среднему магнитному состоянию) и максимальное (ближайшее к максимальному уровню) значение магнитного параметра.

6) Если ресурс металла труб с максимальным значением магнитного параметра исчерпан по результатам металлографических исследований, их следует заменить. Если ресурс металла труб со средним и максимальным значением магнитного параметра исчерпан, следует заменить всю поверхность нагрева.

4.2.8.6 Оформление результатов контроля

По результатам магнитного контроля тепловой неравномерности поверхности нагрева составляют заключение, форму которого устанавливает предприятие. В заключении отражают следующие сведения:

- название станции;

- тип котла и его станционный номер;

- вид сжигаемого топлива и водного режима;

- наименование поверхности нагрева;

- температура и давление теплоносителя;

- зона контроля;

- номинальные размеры, количество и марка стали труб;

- наработка;

- образующая труб, вдоль которой проводилось сканирование;

- номера труб поврежденных и заглушённых, новых и с ремонтными вставками, не испытавших термоциклирование, а также труб, имеющих наработку меньше наработки поверхности нагрева;

- тип использованного магнитометра;

- результаты обработки и анализа магнитных измерений с указанием уровня тепловой неравномерности поверхности нагрева;

- номера труб для вырезки представительных образцов;

- дата проведения контроля, фамилия, имя, отчество и подпись специалиста, выполнившего магнитный контроль.

К заключению следует приложить формуляр поверхности нагрева и таблицы с данными магнитных измерений.

4.2.9. Измерение твёрдости металла

4.2.9.1 Общие положения

Контроль твердости металла переносными твердомерами непосредственно на объекте даёт возможность оперативной косвенной оценки прочностных характеристик металла элементов энергооборудования без их повреждения.

К стандартным методам измерения твердости металлов относятся измерения твердости по Бринеллю (ГОСТ 9012-59), по Виккерсу (ГОСТ 2999-75) и по Роквеллу (ГОСТ 9013-59).

Допускается применять полученные по Бринеллю или по Виккерсу значения твердости для косвенной оценки механических характеристик металла (σв, σ0,2).

4.2.9.2 Аппаратура

В качестве испытательной аппаратуры для определения характеристик твердости допускается использовать переносные приборы механического, физического и физико-механического действия.

Прибор должен быть сертифицирован и поверен в установленном порядке.

Прибор должен обеспечивать необходимые для данного метода контроля параметры испытания.

Погрешность измерения твердости прибором не должна превышать ±5 %.

Применяемые в составе приборов механического типа (статического и динамического действия) инденторы, в частности стальные шарики, должны соответствовать по свойствам материала, геометрическим параметрам и качеству поверхности требованиям ГОСТ 3722-81 и ГОСТ 9012-59.

Размер отпечатка измеряют с помощью переносного микроскопа (лупы) с погрешностью не выше ±0,02 мм, если нет указаний о более высокой точности измерений.

4.2.9.3 Подготовка к контролю

Поверхность испытуемого объекта в зоне измерения твердости должна быть сухой, чистой и свободной от краски и окисной плёнки. При зачистке поверхности необходимо принять меры исключающие изменение свойств металла из-за нагрева или наклёпа. Шероховатость поверхности Ra после обработки должна соответствовать требованиям инструкции по эксплуатации прибора, но не должна превышать 1,25 мкм по ГОСТ 2789-73. Линейный размер зачищенной и подготовленной под контроль площадки должен составлять не менее 10 мм, за исключением случаев измерения твёрдости на криволинейных поверхностях малого радиуса.

При измерении твердости с помощью прибора статического вдавливания толщина испытуемого изделия должна быть не менее 8-кратной глубины отпечатка при использовании сферического индентора или конуса и полуторократной величины диагонали отпечатка при использовании четырёхгранной пирамиды. При использовании прибора динамического вдавливания толщина испытуемого изделия должна составлять не менее 10 мм.

При измерении твёрдости поверхностного слоя его толщина должна быть не менее 1,3 диаметра отпечатка.

При измерении твердости на криволинейных поверхностях радиус кривизны должен быть не менее 15 мм.

Погрешность приборов при поверке на образцовых мерах твердости должна составлять не более ± 3 %.

Контроль твердости следует проводить при температуре металла, не выходящей за пределы 0° ¸ +50 °С.

Расстояние между центрами двух соседних отпечатков при использовании приборов механического действия должно быть не менее 4d а расстояние от центра отпечатка до края изделия не менее 2,5d (d - диаметр или диагональ отпечатка).

Испытуемое изделие не должно смещаться при измерении твёрдости; должна отсутствовать вибрация изделия.

4.2.9.4 Проведение контроля

Процедура контроля твердости должна соответствовать требованиям нормативных документов на данный метод и инструкции по эксплуатации прибора. При измерении твёрдости по Бринеллю переносными твердомерами статического действия должны соблюдаться требования ГОСТ 22761-77.

При измерении твёрдости методом ударного отпечатка должны соблюдаться требования ГОСТ 18661-73.

При использовании приборов механического действия необходимо обеспечить приложение действующего усилия перпендикулярно поверхности испытуемого изделия.

На каждой контрольной площадке должно быть проведено не менее трёх измерений. Величина твёрдости для каждой контрольной площадки определяется как среднеарифметическое значение результатов трех измерений.

При измерении твёрдости механическим вдавливанием (статическим или динамическим), после снятия нагрузки проводят измерение диаметра (или диагонали) отпечатка. Диаметр (или диагональ) отпечатка измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях и определяют как среднеарифметическое этих двух измерений.

4.2.9.5 Обработка результатов

Обработка результатов измерений проводится в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора. Результаты измерений (показания прибора) переводятся в величины твёрдости по градуировочным (переводным) таблицам или по соответствующим формулам.

4.2.10 Металлографический контроль (анализ)

4.2.10.1. Отбор локальных проб (микровыборок) металла

а) Локальные пробы металла: сколы, спилы, срезы - исследуют в лабораторных условиях. Анализ структурного состояния металла на локальных пробах относится к неразрушающим методам контроля.

При отборе локальных проб необходимо предпринимать меры, предохраняющие их от чрезмерного нагрева и наклёпа.

б) Скол отбирают специально заточенным слесарным зубилом или крейцмесселем с поверхности элементов. Толщина стенки элемента в месте отбора скола должна быть не менее 7 мм. Максимальная глубина выемки от скола не должна превышать 2,5 мм, но не должна быть более 20 % от толщины стенки элемента в месте отбора. При толщине стенки элементов более 30 мм допускается отбирать более массивные пробы и глубина выемки от скола может быть увеличена в этом случае до 5 мм, но не более чем до 10 % от толщины стенки элемента.

Как правило, скол имеет конфигурацию продолговатой «лодочки». На сварных соединениях отбор скола допускается выполнять только при исследованиях на графитизацию. При отборе пробы в зонах сварных соединений рекомендуется располагать скол в зоне термовлияния сварки, т.е. центральная продольная ось скола должна находиться на расстоянии ~ 2 ¸ 4 мм от линии сплавления в сторону основного металла. Допускается располагать скол продольной осью перпендикулярно оси шва, при этом в объём отобранной пробы может входить как зона термовлияния сварки, так и металл шва, включая линию сплавления.

Если твёрдость металла элемента превышает 170 НВ для углеродистых сталей и 180 НВ для легированных сталей, оставшаяся после отбора пробы выемка должна быть зашлифована с плавным скруглением её краёв.

Не допускается отбирать скол из растянутой зоны гибов, а также на сварных соединениях из теплоустойчивых и жаропрочных сталей.

в) Отбор спилов или срезов выполняют механическим способом или методом электроэрозионной резки. Спил производят, как правило, шлифмашинкой с использованием отрезного камня. Учитывая, что при этом сложно технически обеспечить отбор существенно малой (толщиной 2 мм) пробы без перегрева её центральной части, спил шлифовальным инструментом используется для отбора достаточно крупных образцов металла из габаритных литых корпусных деталей турбин. Допускается (в ряде случаев целесообразно) выполнять спил ручной ножовкой с доломом подпиленного фрагмента. Место и габариты вырезанной пробы определяются программой испытаний с учётом объёма планируемых исследований и требований сохранения работоспособности элемента. Спилы и срезы допускается выполнять на сварных соединениях, в том числе паропроводов из теплоустойчивых и жаропрочных сталей.

Наиболее прецизионный отбор (срез) микропробы выполняется способом электроэрозионной резки. Для этих целей рекомендуется использовать специальные технические устройства, дающие возможность вырезки микропробы металла заданного размера в намеченном месте.

Допускается вырезать микропробы существенно малых размеров (толщиной менее 1,5 ¸ 2 мм) способом электроэрозионной резки из спинки (растянутой зоны) гибов и из концентраторов напряжений при условии, что нормативные требования по прочности данных элементов не будут нарушены.

г) Определение химического состава стали элементов оборудования (например, с целью идентификации марки стали) допускается проводить путём отбора стружки сверлом или шабером.

Стружка для химического анализа отбирается с предварительно зачищенной механическим способом поверхности металла. Взятая стружка должна быть светлой без следов пережога.

При отборе стружки засверловкой наносятся отверстия диаметром не более 6 мм для элементов с толщиной стенки до 20 мм и не более 10 мм для остальных элементов.

Глубина отверстий не должна превышать 25 % от толщины стенки элемента, но не должна превышать 8 мм.

Расстояние между ближайшими кромками отверстий должно быть не менее 50 мм для элементов наружным диаметром до 100 мм, не менее 70 мм для элементов наружным диаметром до 150 мм и не менее 100 мм - для остальных элементов. Отверстия не должны быть расположены в один ряд. Последний отрезок сверления рекомендуется проходить сверлом со скруглённой вершиной.

Для определения содержания четырёх - пяти элементов требуется не менее 10 г стружки.

Для определения химического состава на спектроанализаторе рекомендуется выполнить микровыборку металла сколом или срезом - см. абзацы б) и в) настоящего подпункта. Площадь контрольной поверхности отобранного микрообразца должна составлять примерно не менее 1×1 см2.

4.2.10.2 Проведение металлографического анализа

Целью металлографического анализа является оценка состояния микроструктуры и (или) микроповрежденности металла от ползучести, графитизации, роста технологических дефектов и усталости исследуемого объекта.

а) Металлографический анализ неразрушающим методом проводится:

- изготовлением металлографических шлифов непосредственно на деталях паросилового оборудования с последующим просмотром и фотографированием структуры с помощью переносных мобильных металлографических микроскопов;

- методом отбора микровыборок (срезов, сколов), не нарушающих целостность детали, с последующим анализом в металлографических лабораториях, либо методом снятия реплик (оттисков) с подготовленного на изделии металлографического шлифа и последующего их анализа в металлографических лабораториях;

б) Переносные мобильные металлографические микроскопы должны удовлетворять следующим техническим требованиям: осуществлять возможность крепления к объекту в любом положении (вертикальном, горизонтальном, потолочном); осуществлять грубую и точную фокусировку, а также сканирование в продольном и поперечном направлениях шлифов не менее ± 5 мм; время автономной работы должно составлять не менее 4 часов; масса микроскопа не должна превышать 3 кг; обеспечивать визуальное увеличение ×100 и ×500; поле зрения микроскопа при визуальном исследовании при увеличении ×100 должно составлять не менее 1000 мкм, при увеличении ×500 - не менее 250 мкм;

в) Выбор места, необходимость и периодичность применения конкретных неразрушающих методов металлографического анализа определяются в соответствии с требованиями настоящего стандарта к проведению контроля и наблюдению за металлом энергооборудования в состоянии поставки и монтажа (входной контроль), в условиях эксплуатации (в периоды плановых, текущих, вынужденных и аварийных остановов), а также при проведении исследований по оценке остаточного ресурса этого оборудования.

Микровыборки для металлографического анализа отбирают на участках деталей паросилового оборудования, наиболее объективно отражающих воздействие условий эксплуатации на состояние микроструктуры металла, исходя из размеров, качества и формы детали, а также предполагаемого расположения, особенностей, изменений или дефектов структуры. Габариты микровыборок определяются техническими требованиями, предъявляемыми к контролю каждой единицы оборудования;

г) При исследовании металла контрольный участок выбирают в зоне наибольших напряжений, в частности, непосредственно в концентраторе напряжений.

Контролируемыми зонами исследуемых сварных соединений являются металл шва (МШ), зона термического влияния (ЗТВ) и основной металл (ОМ), примыкающих элементов. В ЗТВ исследованию подлежит мелкозернистая (номера 9 - 11 по ГОСТ 5639-82) разупрочнённая прослойка ЗТВРП, расположенная на расстоянии 2 - 4 мм от края шва (зоны сплавления), а также околошовная зона ЗТВОЗ, примыкающая к шву (зоне сплавления).

д) Графитизацию в сварных соединениях и основном металле выявляют на микровыборках: сколах или срезах. Срез рекомендуется отбирать в виде лодочки методом электроэрозии поперек сварного соединения, включая сварной шов с обеими ЗТВ и примыкающими участками основного металла. Ввиду неоднородности процесса графитизации в различных участках сварного соединения для определения степени графитизации рекомендуется исследовать в контрольном стыке три образца, вырезанных по кольцу сварного соединения под углом 120°.

е) При обследовании металла паропроводов металлографический анализ неразрушающим методом проводят в растянутой зоне гибов, которой соответствует максимальный уровень напряжений, а также в ЗТВ сварных соединений. Выбор конкретных гибов и сварных соединений для проведения анализа осуществляется в соответствии с п.п. 5.6.3.4д), 5.6.3.4ж), 5.6.3.6г) настоящего стандарта.

При обследовании высокотемпературных коллекторов (Т > 450 °С) котлов металлографический контроль рекомендуется проводить на участке основного металла, расположенном в зоне межштуцерного пространства, и в ЗТВ сварных соединений: штуцерного соединения (с диаметром штуцера > 100 мм) или соединения приварки донышка к корпусу коллекторов.

При обследовании ротора высокого давления паровых турбин металлографический контроль проводят в наиболее высокотемпературной зоне первой ступени; конкретный участок для контроля выбирается специализированной организацией с учётом условий эксплуатации и результатов диагностирования.

ж) Процесс приготовления шлифа для металлографического анализа на участке поверхности элемента аналогичен процессу приготовления шлифов на вырезанных образцах.

Размеры шлифа при неразрушающем контроле на оборудовании должны иметь размер не менее 30×20 мм. Толщина удаляемого слоя металла при подготовке шлифа не должна превышать минусовых допусков, предусмотренных действующей НД (техническими условиями, нормалями) на конкретную деталь. Подготовка шлифа проводится вручную, либо с применением электроинструментов в три стадии: грубое шлифование; тонкое шлифование; полирование.

Доводка шлифа для выявления микроструктуры проводится путем чередования однократного или многократного его химического травления и полирования. Требования к выполнению процедур травления и полирования шлифов для выявления конкретных составляющих микроструктуры различных сталей изложены в п. 4.3.3 настоящего стандарта.

Доводка шлифа для выявления микроповрежденности металла порами ползучести проводится путем чередования многократного его химического травления и полирования.

з) При неразрушающем контроле для изучения микроповрежденности структуры порами ползучести конкретного элемента чаще всего используется метод реплик (оттисков).

Реплика накладывается на полностью подготовленный и протравленный шлиф, далее изучается при 100 ¸ 500 ¸ 1000-кратных увеличениях микроскопа. Для реплик используются размягченные соответствующими растворителями твердеющие пластичные материалы или твердеющие жидкие растворы полимеров. Материалы для пластиковых реплик и их растворители приведены в Таблице 4.13.

Таблица 4.13

Материал

Общепринятые наименования

Растворитель

Ацетат целлюлозы

Бексоид

Ацетон

Поливинил

Формвар

Хлороформ, диоксан

Акриловая кислота

Бедакрил

Бензин, хлороформ, ацетон

Нитрат целлюлозы

Коллодий

Амилацетат, этилацетат

Полиметилметакрилат

Перспекс

Хролоформ, ацетон

Поливиниловый спирт

Люцит ПВС

Вода

и) Качество реплик в значительной степени зависит от подготовки поверхности и поэтому на ней не допускаются царапины, следы механической обработки и другие повреждения; поверхность должна быть зеркальной. Контроль готовой поверхности следует осуществлять с помощью переносного мобильного металлографического микроскопа при увеличении ×100, либо увеличительного стекла.

Для увеличения отражательной способности прозрачных реплик перед просмотром на микроскопе их необходимо накрывать зеркалом (зеркальной поверхностью к реплике).

Хранение реплик осуществляется либо в бумажных конвертиках, закрепленных в альбомы, либо между стеклянными пластинами. Срок хранения неограниченный.

4.2.11 Стилоскопирование

4.2.11.1 Общие положения

а) Стилоскопирование является разновидностью спектрального анализа (СА) или спектроскопии, широко используемого для определения химического состава вещества.

б) анализ расположения и характера линий в определенных областях спектра даёт возможность определить элементный состав материала (химический состав), а оценка их интенсивности - определить величину содержания отдельных элементов (марку материала) - рисунок 4.65.

Рисунок 4.65 - Расположение линий основных элементов в различных областях спектра

в) Стилоскопирование применяется:

- при входном контроле оборудования (деталей, полуфабрикатов);

- при монтаже, ремонте и замене оборудования (узлов и деталей);

- при расследовании причин повреждений и аварий.

г) Стилоскопированию подвергаются:

- основной металл узлов, деталей, элементов, полуфабрикатов и т.п.;

- наплавленный металл сварных швов и наплавок;

- металл крепежа (шпилек, болтов, гаек и т.п.);

- металл деталей опорно-подвесной системы;

- сварочные материалы.

д) Конкретный перечень оборудования и объемы применения спектрального анализа задаются нормативно-технической документацией отдельно для каждого вида работ.

4.2.11.2 Участок (группа) спектрального анализа

а) Участок (группа) спектрального анализа входит в состав лаборатории неразрушающего контроля (лаборатории металлов).

б) Участок должен быть оснащен соответствующей аппаратурой и принадлежностями. Персонал, проводящий спектральный анализ, должен быть обучен и аттестован в установленном порядке.

в) Поскольку спектральный анализ отнесен к «оптическим» видам контроля, в приложении к «Свидетельству об аттестации» лаборатории (в перечне видов контроля) должен быть указан спектральный анализ и перечислено оборудование ТЭС, на котором допускается его применение.

4.2.11.3 Аппаратура и принадлежности для спектрального анализа

а) Для проведения спектрального анализа используются стационарная и переносная аппаратура (спектрографы, стилоскопы).

Любая аппаратура включает два основных блока: электрический генератор дуги и искры, и оптическую систему. Спектрографы и стилоскопы устроены одинаково, но различаются функциональными возможностями и конструктивным исполнением.

Использование стационарных и переносных программируемых приборов «спектросканы» позволяет в автоматическом режиме проводить анализы химического состава вещества.

б) В условиях ТЭС используются малогабаритные стационарные стилоскопы (СЛ-11, «СПЕКТР») и переносные стилоскопы (СЛП-1, СЛП-2, СЛУ).

На стационарных стилоскопах, установленных в лабораториях, проводят анализ небольших деталей и проб (проволоки, стружки, сколов и т.п.).

Переносные стилоскопы имеют раздельное исполнение блоков (генератора и оптики), что позволяет использовать их в различных условиях ТЭС (в цехах, в труднодоступных местах и т.п.), а конструкция оптической системы обеспечивает удобство проведения анализа на небольших участках крупногабаритных изделий.

в) Стилоскопы комплектуются сменными железными и медными электродами. В процессе эксплуатации электроды обгорают, поэтому требуют зачистки и периодической замены.

Для анализа сталей, применяемых на ТЭС, используются медные (медь марки MIT2) дисковые электроды.

г) Основными дополнительными принадлежностями для проведения спектрального анализа являются:

1) - атлас спектральных линий (с критериями оценки интенсивности линий), составленный на образцах из анализируемых марок сталей (на железной основе с медным электродом);

2) - дисперсная кривая, поставляемая заводом-изготовителем для данного стилоскопа (по ней определяют длину волны спектральной линии, фиксируемой в окуляре стилоскопа, при определенном положении регулятора поворота диспергирующей призмы);

3) - комплект образцов (рекомендуется) примененных на ТЭС марок сталей (подтвержденный химическим анализом), по которым можно проводить сравнительный спектральный анализ в сложных случаях.

д) Оптическая система стилоскопов требует аккуратного обращения и должна периодически подвергаться специальному обслуживанию (согласно Инструкции к стилоскопу).

4.2.11.4 Особенности проведения спектрального анализа с помощью стилоскопов

а) Для оценки интенсивности спектральных линий существуют два основных способа: фотометрический и визуальный. Фотометрический способ имеет несколько разновидностей от простейшего оптического клина до фотографического и фотоэлектрического. Визуальный способ наиболее простой, но менее точный.

б) В стилоскопах используется визуальный способ, при котором оценка интенсивности проводится путем прямого визуального сравнения спектральных линий (такой способ оценки зависит от опыта и качества зрения специалиста).

в) Спектральный анализ, проводимый стилоскопами, является качественным (определяется наличие - присутствие данного элемента в материале) и полуколичественным (содержание элемента определяется с точностью ~20 %).

Поскольку стилоскопирование на ТЭС применяется, в основном, как контроль (подтверждение) соответствия регламентированных классов или марок сталей, такая точность анализа является допустимой.

4.2.11.5 Подготовка к проведению спектрального анализа

а) Технические службы ТЭС должны предоставить на объект анализа (ОА) всю необходимую техническую документацию:

- исполнительные схемы, сварочные формуляры, чертежи, эскизы;

- указание о проектных марках стали и сварочных материалах;

- результаты предшествующих анализов (спектрального, химического, заводской сертификат).

б) Подготовка к анализу заключается в обеспечения возможности безопасного его проведения, обеспечения электропитания и подготовки самого объекта анализа.

в) Подготовка ОА заключается в удалении изоляции, очистке от окалины, грязи и отложений. Участок для проведения анализа (не менее 20´20 мм) обрабатывается механическим способом (зачищается) до «чистого» металла. На участке не должно быть глубоких рисок и чешуйчатости; желательно, чтобы он имел плоскую поверхность.

г) Помимо участка для анализа, объект должен иметь подготовленный (зачищенный) участок для второго, «холодного» электрода.

Для стационарного стилоскопа месторасположение и размеры участка определяются формой и размерами ОА.

Для переносного стилоскопа месторасположение участка (не менее Æ 10 мм) определяется формой ОА и удобством проведения анализа. У статоскопов СЛП-1, СЛП-2, СЛУ расстояние между обоими участками составляет ~80 мм.

4.2.11.6 Технология проведения спектрального анализа

а) Перечень объектов и объемы спектрального анализа (стилоскопирования) задаются для каждой конкретной операции (входной контроль, ремонт и т.п.) соответствующей нормативной или технологической документацией.

б) Порядок проведения работ по стилоскопированию состоит из следующих последовательных операций:

1) - получение заявки на проведение анализа;

2) - ознакомление с технической документацией;

3) - прием ОА после подготовительных работ;

4) - проведение спектрального анализа;

5) - определение марки стали объекта;

6) - составление и оформление отчетной документации (протоколов, заключений).

в) Порядок включения, регулировка и настройка стилоскопа описаны в заводской инструкции и выполняются в соответствии с её рекомендациями.

г) Анализ может проводиться в двух основных режимах: дуги и искры (постоянным и переменным током). Для каждого элемента может быть рекомендован свой оптимальный режим. Порядок оценки интенсивности линий также может несколько меняться в зависимости от выбранного режима. В практике большинство анализов проводится в режиме дуги (постоянным током).

д) При анализе также очень важно выдержать временной режим горения дуги (искры). Так при слишком долгом горении, элемент может полностью испариться с поверхности участка анализа, а при недостаточном времени его пары могут не достичь необходимой концентрации.

Время горения дуги (искры), предшествующее непосредственно анализу, обычно указывается в атласе (~30 ¸ 60 сек).

е) Анализ стали по отдельным элементам рекомендуется проводить в следующей последовательности:

- V (ванадий) - Мо (молибден) - Mn (марганец) - Cr (хром) - Ni (никель) - Ti (титан) - W (вольфрам) - Nb (ниобий) - Со (кобальт) - Si (кремний).

В зависимости от процентного содержания элемента, его линии могут находиться в различных областях спектра.

ж) Для удобства расшифровки и оценки интенсивности спектральных линий на окуляр стилоскопа проецируется не весь спектр, а только его небольшой фрагмент (область) - рисунок 4.66.

Рисунок 4.66 Сине-фиолетовая область с линией ванадия и линиями сравнения

з) Выбор необходимого фрагмента спектра (области) осуществляется с помощью регулятора поворота диспергирующей призмы, причем по показанию шкалы регулятора, используя дисперсную кривую, можно установить необходимую линию спектра (длину волны) точно против визира окуляра.

и) Интенсивность линий элемента в стилоскопе оценивается методом визуального сравнения (по яркости и толщине) со стабильными линиями железа следующими отношениями:

1V << 5 - много меньше; 1V < 5 - меньше; 1V 4 равны и чуть больше, 2V = 4 - равны, и т.д.

Примечание - для облегчения процесса сравнения в стационарных стилоскопах имеется простейший оптический клин. В сложных случаях для сравнения рекомендуется использовать сертифицированные образцы сталей.

к) Примерный порядок выполнения спектрального анализа, включая обозначения и длины волн линий основных элементов и линий сравнения, критерии определения процентного содержания элементов в различных областях спектра и прочие рекомендации, приведены в Приложении Б.

л) Оценив присутствие и процентное содержание отдельных элементов, определяют марку стали по её химическому составу.

м) При определение только класса стали (углеродистая, легированная), можно ограничиться анализом нескольких характерных элементов.

н) При проведении стилоскопирования конкретных изделий следует руководствоваться следующим:

- трубы обязательно стилоскопируются с обоих концов;

- детали, имеющие шлифованную рабочую поверхность (лопатки турбин, зеркала тарелок арматуры, резьбовые участки крепежа и т.п.), стилоскопируются на участках допускающих прижоги от дуги;

- сварные швы, выполненные двумя сварщиками, стилоскопируются со стороны каждого сварщика. Швы, выполненные одним сварщиком и одной партией электродов, стилоскопируются с одной позиции (указания по анализу наплавленного металла приведены в Таблице 4.14);

- сварочную проволоку стилоскопируют в форме пакета (скрутки), диаметром не менее 10 мм. Проволоку в бухтах (мотках) стилоскопируют с обоих концов;

- пробы металла (сколы, спилы, фрагменты) для стилоскопирования должны иметь массу не менее 50 г, стружку прессуют в брикеты (диаметром 10 мм);

- сварочные электроды стилоскопируются в виде наплавки (высотой не менее 10 мм), произведенной на пластину из углеродистой стали; анализ выполняют согласно указаниям таблицы 4.14.

п) При проведении спектрального анализа рекомендуется выполнять следующие условия:

- обеспечивать стабильность горения дуги (искры) путем выдерживания постоянного зазора между электродом и объектом;

- следить за правильной настройкой оптической системы стилоскопов, особенно переносных, защищать и своевременно очищать объектив от брызг металла;

- обеспечивать чистоту электрода от загрязнений путем его зачистки от нагара предыдущего анализа;

- при неуверенности в результатах анализа, его следует повторить после дополнительной обработки (зачистки) поверхности ОА и электрода, а также выполнить его на новом участке;

- для более мобильного использования переносных стилоскопов допускается в качестве источника дуги (вместо электрогенераторов) использовать стационарную сварочную разводку. При этом рекомендуется применять балластное сопротивление, ограничивающее ток дуги до 7 - 10 А.

Таблица 4.14

Марка электрода

Сварочная проволока по ГОСТ

Результат анализа должен соответствовать

ТМЛ-1У

Св-08МХ

присутствие Мо и отсутствие V, содержание Cr не более 4 %

ЦУ-2ХМ, ЦЛ-38

Св-08ХМ, Св-08ХМА-2, Св-08ХГСМА

тоже

ЦЛ-20, ТМЛ-3У, ЦЛ-39, ЦЛ-45

Св-08ХМФА, Св-08ХМФА-2, Св-08ХГСМФА

присутствие Мо и V, отсутствие Nb, присутствие Mn не более 1 %, содержание Cr не более 4 %

ЦТ-26, ЦТ-26М

Св-04Х19Н11МЗ

отсутствие V, содержание: Cr 14 - 21 %; Ni 7 - 12 %; Мо 1,5 - 3 %

ЭА-400/10У, ЭА-400/10Т

-

содержание: Cr 16 - 19 %; Ni 9 - 12 %; Мо 2 - 3,1 %; Mn 1,5 - 3 %; V 0,3 - 0,75 %

ЦТ-15, ЦТ-15К

Св-08Х19Н10Г2Б, Св-04Х20Н10Г2Б

содержание: Cr 16 - 24 %; Ni 9 - 14 %; Mn 1 - 2,5 %; присутствие Ni

ЦЛ-25,03Л-6, ЗИО-8

Св-07Х25Н13

отсутствие: Мо, V, Ni, содержание: Cr 22 - 27 %; Ni 11 - 14 %

ЭА-395/9, ЦТ-10

Св-10Х16Н25АМ6

содержание: Cr 13 - 17 %; Ni 23 - 27 %; Мо 4,5 - 7 %

ЦЛ-19

-

содержание: Cr 21 - 26 %; Ni 9 - 14 %; Mn 1,2 - 2,5 %, присутствие Nb

р) По результатам спектрального анализа оформляется учетно-отчетная документация. Форма и содержание рабочих журналов и протоколов не регламентируются, но они должны соответствовать аналогичной документации, принятой в неразрушающем контроле.

В документации должны быть обязательно приведены следующие сведения:

- марка материала предусмотренная проектом;

- подробные результаты анализа (процентное содержание каждого элемента);

- общая оценка результатов анализа.

с) С учётом качественного и полуколичественного характера анализа окончательная оценка результатов сводится к:

- определению соответствия анализируемой стали проектной;

- оценке класса стали (углеродистая, легированная и т.п.);

- определению типа марки стали («сталь типа ...»).

4.2.11.7 Рекомендации по безопасному проведению спектрального анализа

а) Генератор дуги подключен к сети напряжением 220 В, поэтому при работе со стилоскопом необходимо соблюдать Правила безопасной работы с энергоустановками.

Не допускается повреждения изоляции высокочастотного и питательных кабелей.

Работа стилоскопа без заземления не допускается.

б) При проведении анализа необходимо избегать прямого воздействия на глаза света дуги, при необходимости место анализа следует экранировать.

в) Во избежание ожогов не следует прикасаться к электродам стилоскопа и участку анализа непосредственно после работы.

г) При проведении анализа в закрытых помещениях следует предусмотреть наличие вентиляции для удаления продуктов горения дуги.

д) В связи с повышенным зрительным напряжением следует давать отдых глазам; после серии анализов следует делать перерывы. Не рекомендуется проводить за одну смену более 50 анализов.

4.3 Разрушающий контроль

4.3.1 Требования к проведению вырезок металла (отбору проб) и изготовлению образцов

4.3.1.1 Вырезка пробы

а) В необходимых случаях, оговоренных требованиями разделов 5 и 8 настоящего стандарта, проводятся исследования состояния металла оборудования на вырезках. При отборе проб должны быть обеспечены условия, предохраняющие их от влияния нагрева и наклёпа, или предусмотрены соответствующие припуски (ГОСТ 7564-97).

б) При отборе проб металла из пароперегревателей котлов места вырезок выбираются на основании результатов магнитного контроля (МКТН) и ультразвуковой толщинометрии. Из каждой контрольной зоны вырезают по одному - два образца. Вырезку рекомендуется проводить механическим способом. Допускается осуществлять вырезку огневым способом с последующим механическим удалением слоя металла от кромки реза шириной не менее 20 мм. Длина вырезанных проб после механической обработки должна составлять не менее 110 ¸ 120 мм.

в) Вырезку пробы («катушки») из трубопровода (паропровода) рекомендуется выполнять механическим способом. Допускается проводить вырезку огневым способом с применением электродуговой или газовой резки при условии последующего удаления механическим способом слоя металла от кромки реза шириной не менее 30 мм. Длина вырезки (пробы) после механической обработки должна составлять не менее 300 мм для трубопроводов с температурой эксплуатации выше 450 °С и не менее 200 мм - для остальных трубопроводов. Если вырезке подлежит сварное соединение, то сварной шов должен располагаться по центру вырезки (пробы).

Рекомендуется вырезать участок трубопровода, содержащий фрагменты прямой трубы и гиба, включая их сварное соединение. Вырезаемая «катушка» должна быть предварительно замаркирована таким образом, чтобы при последующей механической обработке (разделке) была возможность идентификации металла прямой трубы и гиба.

г) Вырезка пробы («пробки») металла из барабана выполняется механическим способом. В случае, если технология вырезки предусматривает наличие в «пробке» центрального отверстия, должны быть соблюдены следующие рекомендации: диаметр центрального отверстия должен не превышать 15 мм, диаметр «пробки» должен быть около 90 мм. При отсутствии центрального отверстия в вырезаемой «пробке» рекомендуемый её диаметр составляет 75 ¸ 80 мм. Не рекомендуется производить вырезку «пробок» диаметром более 100 мм.

Место вырезки пробки обосновывается расчетом на прочность, при этом коэффициент прочности барабана с учётом вновь образованного за счёт вырезки отверстия не должен быть понижен относительно его проектного значения.

После вырезки «пробки» следует указать на чертеже развертки корпуса барабана (или формуляре) размеры вырезанного отверстия и расстояния от центра этого отверстия до середины ближайшего сварного шва и центров ближайших трубных отверстий.

Перед вырезкой требуется на поверхности металла «пробки» обозначить продольную ось барабана (т.е. поперечное направление листа обечайки).

Вырезанная цилиндрическая «пробка» разрезается на несколько слоев (дисков), количество которых зависит от толщины стенки обечайки барабана и составляет, как правило, от 6 до 8 штук. Перед разрезкой пробки на слои рекомендуется отрезать от её края темплет по всей толщине (высоте) пробки, не задействованный для изготовления образцов.

д) Вырезка проб металла из литых корпусных деталей проводится механическим способом из наиболее высокотемпературных зон корпуса по специальным эскизам экспертной (специализированной) организации для оценки основных механических характеристик, определяющих надёжность детали и позволяющих прогнозировать её ресурс. Вырезка пробы из детали не должна снижать её ресурс. Дополнительно к вырезкам по эскизам рекомендуется производить отбор спилов в местах образования трещин. Поперечное сечение спила должно быть не меньше 20 мм2.

Количество исследуемых зон и объём исследования структуры и свойств металла могут быть увеличены в связи с оставлением на литой детали трещин или наличием глубоких (более 70 % толщины стенки) ремонтных подварок.

е) Технология вырезки и размеры проб металла из сосудов давления устанавливаются индивидуально для каждого конкретного типа сосуда в зависимости от его назначения, параметров эксплуатации, габаритных размеров и толщины стенки с учётом поставленной перед данным исследованием задачи.

4.3.1.2 Изготовление образцов

а) Вырезанные из труб пароперегревателей котлов пробы (патрубки) разрезаются каждая на токарном станке на несколько трубных отрезков - колец различной длины:

- кольцо длиной (высотой) 30 мм для исследования деформационной способности оксидной плёнки;

- кольцо высотой 20 ¸ 22 мм для приготовления шлифа под металлографический анализ;

- кольцо высотой 40 мм для химического и карбидного анализа металла;

- кольцо высотой 10 ¸ 15 мм для проведения тонких исследований (химического и фазового состава оксидной плёнки и т.д.).

На вырезанных пробах труб из аустенитных сталей химический и карбидный анализ не проводятся, в связи с чем общая длина пробы может быть уменьшена на ~ 40 мм.

При необходимости проведения длительных испытаний на жаропрочность или механических испытаний (последние проводятся, как правило, для пароперегревателей из углеродистых сталей) длина вырезанных проб должна быть увеличена соответственно длине и количеству лабораторных образцов или увеличено количество вырезаемых проб.

Образцы для механических и длительных испытаний вырезают вдоль оси трубы - сегментные образцы, при этом поверхностные слои металла остаются нетронутыми. Заусенцы на гранях образцов удаляют лёгкой запиловкой. Форма и размеры образцов для механических испытаний должны соответствовать требованиям ГОСТ 10006-80 и ГОСТ 19040-81.

б) Образцы для механических испытаний, вырезаемые из трубных заготовок (т.е. из проб, вырезанных из трубопроводов) следует размещать в тангенциальном (поперечном) направлении, т.е. по окружности сечения трубной заготовки - см. Рисунок 4.67. Образцы на длительную прочность, а также образцы для механических испытаний сварных соединений располагают вдоль оси трубной заготовки. При этом рекомендуется размещать поперечные и продольные образцы по возможности ближе к наружной поверхности трубной заготовки (рисунок 4.67).

1 и 2 - образцы для испытания соответственно на разрыв и удар; 3 - образец для карбидного анализа; 4 - образец для металлографического анализа

Рисунок 4.67 - Схема вырезки образцов из трубы паропровода

Образцы для механических испытаний и испытаний на длительную прочность, вырезаемые из заготовок центробежнолитых труб, следует размещать в зонах, максимально приближенных к внутренней поверхности трубы.

При исследовании металла вырезки гнутой части колена данная проба отбирается (вырезается) из центральной части колена (гиба). В этом случае образцы для исследований как поперечные, так и продольные вырезают из половины пробы, соответствующей наружному обводу гиба, т.е. включающей полностью растянутую зону и частично (~50 %) две нейтральные зоны.

Образцы для металлографических исследований, включая анализ микроструктуры и микроповреждённости металла, вырезаются на всю толщину стенки трубы (гиба), т.е. ограничиваются по торцам внутренней и наружной поверхностями трубы (рисунок 4.67).

В ударных образцах продольная ось надреза должна быть перпендикулярна поверхности трубы; при этом на образцах из деформированных (катаных) труб надрез следует располагать со стороны наружной поверхности, а на образцах из центробежнолитых труб - со стороны внутренней поверхности.

Ориентация образцов из сварных соединений должна удовлетворять требованиям ГОСТ 6996-66.

Типы и размеры образцов для испытаний на растяжение должны соответствовать требованиям ГОСТ 1497-84 (при комнатной температуре) и ГОСТ 9651-84 (при повышенных температурах).

Типы и размеры образцов для испытаний на ударный изгиб должны соответствовать ГОСТ 9454-78 (для основного металла) и ГОСТ 6996-66 (для сварных соединений).

Форма и размеры образцов для испытаний на длительную прочность должны соответствовать требованиям ГОСТ 10145-81.

в) Каждый диск вырезанной из барабана пробы (см. п.п. 4.3.1.1г) разрезается на 4 заготовки образцов. При этом образцы на растяжение изготавливают из двух крайних (верхнего и нижнего) дисков, ограниченных один внутренней, другой наружной поверхностью барабана, и ещё одного диска, следующего за любым крайним - см. рисунок 4.68. Из каждого указанного диска вырезается по 2 образца на растяжение (рисунок 4.68) и, кроме того, по 2 образца на ударный изгиб. Остальные, расположенные во внутренней части пробы, диски используются для изготовления только ударных образцов (рисунок 4.68). При отсутствии центрального отверстия в «пробке» возможны иные варианты раскроя заготовки на образцы; необходимым требованием при этом остаётся вырезка разрывных образцов из краевых слоев «пробки».

Продольные оси образцов располагают параллельно продольной оси барабана. Продольные оси надрезов для ударных образцов располагают перпендикулярно поверхности барабана.

Типы и размеры образцов на растяжение должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1497-84 и ГОСТ 9651-84, а образцов на ударный изгиб - ГОСТ 9454-78.

г) Вырезка образцов из проб, отобранных из сосудов или корпусных деталей турбин, проводится с учётом размеров (в том числе толщины) пробы и конкретных задач планируемого исследования. При этом должны быть соблюдены следующие общие условия:

- продольные оси образцов, вырезанных из листа или из отливки, должны быть ориентированы параллельно наружной поверхности, при этом для проб из листа продольные оси образцов должны быть перпендикулярны направлению проката;

- продольная ось надреза ударных образцов должна быть перпендикулярна поверхности изделия;

- образцы из сварных соединений вырезают перпендикулярно оси шва; ориентация и расположение образцов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 6996-66.

n - количество дисков, полученное из пробы

Рисунок 4.68 - Схема разрезки «пробки» Æ 90 мм с отверстием Æ 10 ¸ 15 мм

4.3.2 Исследование макроструктуры

4.3.2.1 Макроскопическому исследованию структуры и особенностей строения металлов, сплавов и сварных соединений, наблюдаемых либо невооруженным глазом, либо при небольших (в 10 ¸ 30 раз) увеличениях, подвергают: поверхности неразрушенных изделий; макрошлифы; изломы.

·       Поверхности неразрушенных изделий исследуются для выявления дефектов металлургического и технологического происхождения (газовых пузырей, включений различной химической природы, раковин и пор) после зачистки поверхностей до металлического блеска.

·       Макрошлифы, подготовка которых ограничивается стадией тонкого шлифования, используются для выявления пустот, раковин, газовых пузырей в нетравленом состоянии. Для выявления макроструктуры литого и деформированного металла, ликвационных неоднородностей, трещин, надрывов, несплавлений, расслоений и пористости применяется травление макрошлифов специальными реактивами.

·       Изломы, полученные непосредственно при разрушении деталей в процессе эксплуатации или при испытании специальных образцов, используются: для установления причин разрушения; оценки качества термической обработки и литья; изучения структуры поверхности изломов.

4.3.2.2 Оценка результатов исследования макроструктуры проводится по действующим стандартам и шкалам соответствующей нормативной и производственно технологической документации (технические условия и др.) на изготовление конкретных изделий:

·       Оценка макроструктуры металла (в том числе литого) проводится по ГОСТ 10243-75 и ГОСТ 22838-77;

·       Оценка макроструктуры металла центробежнолитых (ЦБЛ) труб из стали 15Х1М1Ф проводится на темплетах по всему поперечному сечению стенок труб для фиксирования ликвационной полосчатости и визуального выявления макронесплошностей технологического происхождения по «Шкале повышенной травимости металла центробежнолитых труб» и шкале «Недопустимые дефекты центробежнолитых труб» технических условий на изготовление указанных труб.

Требования к макроструктуре регламентированы стандартами и техническими условиями на изготовление конкретной продукции.

4.3.3 Исследование микроструктуры

4.3.3.1 Исследование микроструктуры металла проводится для: выявления неметаллических включений, определения размеров зерна и рекристаллизации; оценки наличия и распределения фаз, их ориентации и изменений в зависимости от технологии изготовления и воздействия условий эксплуатации; изучения формы и природы отдельных кристаллитов; выявления особенностей возникновения и распространения повреждений. Качественный анализ микроструктуры проводят на шлифах при 50 - 1500-кратных увеличениях с помощью оптических микроскопов.

4.3.3.2. Для идентификации неметаллических включений необходимо стравливание поверхностного наклепанного слоя и повторная полировка шлифа с применением тонких алмазных паст. Последующее изучение строения и цвета включений на просмотренных и отобранных полях проводится при 250 ¸ 500-кратных увеличениях.

4.3.3.3 Для выявления распределения графита в микроструктуре основного металла и зон сварных соединений трубопроводов, работающих при температуре выше 400 °С и изготовленных из углеродистых сталей и сталей, содержащих до 0,50 % молибдена, применяется травление слабыми (2 %) растворами азотной или пикриновой кислот в этиловом спирте. Во избежание выкрашивания графита и искажения картины распределения и характера выделения графита из-за окисления при травлении граничащих с ним слоев металла применяют кратковременную пассивирующую полировку с добавлением слабых щелочных растворов.

При контроле состояния металла трубопроводов на наличие структурно свободного графита в первую очередь контролируют сварные соединения труб и места приварки арматуры и других деталей, так как в сталях, склонных к графитизации, графит в процессе эксплуатации наиболее часто выделяется в ЗТВ сварки.

Выделение графита (если оно произошло) обнаруживается на нетравленых полированных шлифах при 100 - 500-кратных увеличениях в виде отдельных глобулей. При более высоких степенях графитизации графит выделяется в виде цепочек и сегрегации в узкой полосе по внешней части ЗТВ сварки. Сильная степень графитизации при визуальном контроле зачищенных под ультразвуковой контроль сварных соединений обнаруживается в виде сеток поверхностных трещин.

4.3.3.4 Микроструктуру металлов определяют на шлифах, подвергнутых электролитическому или химическому травлению в специальных растворах.

Продолжительность травления шлифа отобранного образца зависит от: марки стали; длительности эксплуатации; остаточных напряжений в металле; режимов термообработки. Признаком протравленности углеродистых и легированных сталей является потускнение полированного шлифа под воздействием раствора. Продолжительность травления подбирают опытным путем, последовательно просматривая травленый в течение разного времени шлиф под микроскопом.

4.3.3.5 Для выявления ряда структур жаропрочных сталей перлитного, мартенситного, мартенситно-ферритного классов и аустенитных нержавеющих сталей, а также выявления феррита в легированных сталях после эксплуатации, требуется многократная полировка с травлением.

Для получения чистой травленой поверхности предварительную и конечную обработку образца проводят чистым этиловым спиртом.

4.3.3.6 Для выявления границ зерен и составляющих структуры (феррита, перлита, бейнита, мартенсита, аустенита, карбидов, сигма-фазы) проводят травление с применением специальных реактивов.

4.3.3.7 Для определения процентного содержания сигма-фазы (Ф) в объеме металла труб из стали 12Х18Н12Т применяют метод Глаголевой, используя окуляр с квадратной сеткой для подсчета частиц, или наносят квадратную сетку на микрофотографии с 1000-кратным увеличением. Процентное содержание сигма-фазы (Ф) определяется по формуле:

где N - количество узловых точек сетки;

k - количество узлов в сетке;

n - количество подсчитанных полей.

Для достоверной оценки содержания сигма-фазы в металле просматривают не менее 50 полей зрения микроскопа.

4.3.3.8 Микроструктурный анализ металла ЦБЛ труб из стали 15Х1М1Ф проводится на шлифах поперечного сечения стенок труб как в зонах с нормальным структурным состоянием, так и в ликвационной зоне, примыкающей к внутренней поверхности трубы, для выявления степени развития ликвационной структуры и фиксирования микродефектов технологического происхождения.

4.3.3.9 Оценка результатов исследования микроструктуры проводится по действующим государственным стандартам, Шкалам технических условий на изготовление и Шкалам настоящего стандарта для конкретных изделий:

·       Загрязненность металла неметаллическими включениями оценивают при 100-кратном увеличении микроскопа по ГОСТ 1778-70;

·       Загрязненность неметаллическими включениями ЦБЛ труб из стали 15Х1М1Ф оценивают при 100-кратном увеличении микроскопа по «Шкале неметаллических включений в центробежнолитом металле» технических условий на изготовление труб;

·       Стадию процесса графитизации в основном металле и сварных соединениях трубопроводов, работающих при температуре выше 400 °С и изготовленных из углеродистых сталей и сталей, содержащих до 0,50 % молибдена, оценивают при 500-кратном увеличении микроскопа, по «Шкале графитизации» настоящего стандарта (Приложение В);

·       Оценку размера зерна проводят по ГОСТ 5639-82;

·       Исходные составляющие микроструктуры, наличие которых обусловлено способом производства и не зависит от параметров эксплуатации, оценивают по эталонам микроструктур ГОСТ 8233-56;

·       Оценку ликвационной микроструктуры металла ЦБЛ труб проводят при 100 и 500-кратных увеличениях микроскопа по «Шкале ликвационных микроструктур металла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф» настоящего стандарта (Приложение Г);

4.3.3.10 Изменения в микроструктуре, обусловленные изготовлением и эксплуатацией того или иного оборудования, оценивают по следующим стандартам:

·       углеродистые стали перлитного класса - ГОСТ 5639-82; ГОСТ 5640-68; ГОСТ 1763-68;

·       легированные теплоустойчивые стали - ГОСТ 5640-68; ГОСТ 1763-68;

·       высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные стали - ГОСТ 5639-82; ГОСТ 10243-75; ГОСТ 24030-80; ГОСТ 22838-77; ГОСТ 11878-66;

·       сварные соединения - ГОСТ 5639-82; ГОСТ 5640-68; ГОСТ 1763-68; ГОСТ 8233-56; ГОСТ 11878-66.

4.3.3.11 Оценку стадии процесса сфероидизации перлита углеродистых и низколегированных сталей, обусловленного эксплуатацией, проводят при 1000-кратном увеличении микроскопа по «Шкале сфероидизации перлита в углеродистых и легированных сталях» настоящего стандарта (Приложение Д);

4.3.3.12 Структурные изменения ЗТВ сварных соединений паропроводов из сталей 12Х1МФ и 15Х1М1Ф, обусловленные эксплуатацией, оценивают при 100 и 500 ÷ 1000-кратных увеличениях микроскопа по Шкале «Классификации структурных изменений металла ЗТВ сварных соединений паропроводов из стали 12Х1МФ при ползучести. Металл шва 09X1МФ» настоящего стандарта (Приложение Е) и Шкале «Классификация структурных изменений металла ЗТВ сварных соединений паропроводов из стали 15X1М1Ф при ползучести, металл шва 09X1МФ» настоящего стандарта (Приложение Ж).

4.3.4. Исследование микроповрежденности структуры

4.3.4.1 Для выявления микроповреждености порами ползучести основного металла и зон сварных соединений паропроводов и элементов другого оборудования, изготовленных из сталей перлитного класса, применяется многократная полировка и травление вырезанного образца.

На образце чередование травления и полирования проводят до выявления пор при 500 ¸ 1000-кратных увеличениях микроскопа. Для получения чистой травленой поверхности предварительную и конечную обработку образца проводят чистым этиловым спиртом.

4.3.4.2 Участками исследования микроповрежденности прямых труб и гибов паропроводов служит их наружная и внутренняя поверхность в зонах наибольшего уровня напряжений.

Участком исследования микроповрежденности сварных соединений служит металл шва, ЗТВ и основной металл. В ЗТВ исследованию подлежит мелкозернистая (номера 9-11 б по ГОСТ 5639-82) разупрочнённая прослойка металла ЗТВРП, расположенная на расстоянии 2 - 4 мм от зоны сплавления. Мелкозернистую прослойку металла ЗТВРП рекомендуется выявлять предварительно при 100-кратном увеличении, исследование микроповрежденности ЗТВРП проводят при 500 ¸ 1000 кратных увеличениях.

4.3.4.3 Участками исследования микроповрежденности на образцах поперечного сечения стенок ЦБЛ труб из стали 15X1M1Ф служит как зона металла с основной структурой, так и зона металла с ликвационной структурой, примыкающая к внутренней поверхности трубы.

4.3.4.4 Объёмная доля пор ΔV, т.е. доля площади, занимаемой порами на образце (или реплике), рассчитывается по формуле:

где Vi - объем пор;

V - объем металла;

Si - доля площади шлифа, занятая порами;

S - площадь поверхности образца или реплики;

SF - исследуемая площадь образца или реплики;

i ... N - количество пор;

Рi = di/Di - коэффициент сферичности отдельной поры;

Di и di - максимальный и минимальный размер поры соответственно.

4.3.4.5 Оценку стадии микроповрежденности металла порами ползучести для сталей перлитного класса проводят:

·       основного металла труб (гибов) - по «Шкале микроповрежденности сталей перлитного класса» настоящего стандарта (Приложение И);

·       основного металла ЦБЛ труб из стали 15Х1М1Ф - по «Шкале микроповрежденности металла центробежнолитых труб из стали 15Х1М1Ф» настоящего стандарта (Приложение К);

·       ЗТВ(рп) сварных соединений - по Шкале «Классификации микроповрежденности металла ЗТВ(рп) сварных соединений паропроводов из стали 12Х1МФ при ползучести. Металл шва 09X1МФ» настоящего стандарта (Приложение Л) и Шкале «Классификации микроповрежденности металла ЗТВ(рп) сварных соединений паропроводов из стали 15Х1М1Ф при ползучести. Металл шва 09X1МФ» настоящего стандарта (Приложение М).

4.3.5. Определение механических свойств материалов (механические испытания)

К основным механическим свойствам материалов относятся прочностные характеристики, пластические характеристики, твёрдость, ударная вязкость и другие.

Механические свойства определяются по результатам механических и технологических испытаний.

4.3.5.1 Испытания на растяжение при комнатной температуре (20+15-10) °С.

а) Требования к методам статических испытаний на растяжение металлов и изделий из них (кроме труб, проволоки и ленты из листов толщиной менее 3,0 мм) при температуре (20+15-10) °С регламентируются ГОСТ 1497-84.

б) Основные требования к порядку вырезки заготовок для образцов изложены в п. 4.3.1. настоящего подраздела стандарта. При вырезке заготовок для образцов следует предусмотреть необходимые припуски на механическую обработку для получения образцов требуемых размеров.

в) Типы и размеры пропорциональных цилиндрических и плоских образцов приведены в ГОСТ 1497-84. Форма, размеры изготовляемых образцов и их количество определяются программой исследования с учётом максимально полного решения поставленных перед исследованием задач и возможностей (нередко ограниченных) по объёму вырезанной пробы. При этом учитываются также возможности располагаемой испытательной техники, в том числе способ крепления образцов в захватах испытательной машины.

Требования к качеству изготовления образцов изложены в ГОСТ 1497-84.

г) Испытания проводят на разрывных и универсальных испытательных машинах всех систем (механических, электромеханических, гидравлических, сервогидравлических и др.) при условии их соответствия требованиям ГОСТ 28840-90.

Погрешность измерительных средств должна соответствовать требованиям действующих в этой части стандартов.

д) Подготовку и проведение испытаний, а также обработку их результатов выполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 1497-84.

Основными характеристиками механических свойств металла, определяемыми при статических испытаниях на растяжение, являются:

- Предел текучести физический или условный;

- Временное сопротивление разрыву (предел прочности);

- Относительное равномерное удлинение;

- Относительное удлинение после разрыва;

- Относительное сужение поперечного сечения после разрыва.

По результатам испытаний составляют протокол.

4.3.5.2 Испытания на растяжение при повышенных температурах

а) Требования к методам статических испытаний на растяжение металлов (кроме проволоки и труб) при температурах от 20 до 1200 °С изложены ГОСТ 9651-84.

б) Типы и размеры пропорциональных цилиндрических и плоских образцов приведены в ГОСТ 9651-84. Качество изготовления образцов, в том числе их предельные отклонения в размерах, должны соответствовать требованиям ГОСТ 1497-84.

в) Требования к испытательным машинам и средствам измерения - аналогичны п.п. 4.3.5.1г) настоящего пункта стандарта. Требования к размещению и характеристикам нагревательных устройств, а также к термопарам, регулирующим и регистрирующим приборам должны соответствовать ГОСТ 9651-84 и другим, действующим в этой части, стандартам.

г) Требования по подготовке к испытаниям и к проведению испытаний в части поддержания и измерения заданной температуры должны соответствовать ГОСТ 9651-84, в остальной части - ГОСТ 1497-84.

Требования к обработке результатов - согласно ГОСТ 1497-84. По результатам испытаний составляют протокол.

4.3.5.3 Испытания на растяжение при пониженных температурах

а) Требования к методам статических испытаний на растяжение металлов при температурах от 20 до минус 100 °С изложены ГОСТ 11150-84.

б) Типы и размеры цилиндрических и плоских пропорциональных образцов представлены в ГОСТ 11150-84; требования к изготовлению образцов, их предельным отклонениям и маркировке - согласно ГОСТ 1497-84.

в) Требования к испытательным машинам, измерительным средствам - не отличаются от ГОСТ 1497-84. Требования к криокамерам, способам охлаждения даны в ГОСТ 11150-84.

г) Подготовка и проведение испытаний, а также обработка их результатов должны соответствовать требованиям ГОСТ 11150-84 и ГОСТ 1497-84.

По результатам испытаний составляют протокол.

4.3.5.4 Испытания на растяжение труб при комнатной температуре (20+15-10) °С

а) Требования к методам статических испытаний на растяжение металлических труб (бесшовных, сварных, биметаллических) при температуре (20+15-10) °С изложены в ГОСТ 10006-80.

б) Типы и размеры продольных и поперечных образцов, а также требования по их изготовлению должны соответствовать ГОСТ 10006-80 и ГОСТ 1497-84.

в) Требования к испытательному оборудованию должны соответствовать ГОСТ 1497-84.

г) Требования к проведению испытаний - согласно ГОСТ 10006-80. Испытания плоских и цилиндрических образцов из труб проводят по ГОСТ 1497-84.

Обработку результатов испытаний выполняют в соответствии с ГОСТ 10006-80 и ГОСТ 1497-84.

По результатам испытаний составляют протокол.

4.3.5.5 Испытания на растяжение труб при повышенных температурах

а) Метод статического испытания на растяжение металлических (бесшовных и сварных) труб при температурах от 35 до 1200 °С должен соответствовать требованиям ГОСТ 19040-81.

б) Типы и размеры образцов, требования к их изготовлению и отклонениям размеров приведены в ГОСТ 19040-81.

в) Испытательные машины и условия испытаний должны соответствовать ГОСТ 10006-80 и ГОСТ 9651-84.

Обработка результатов испытаний - по ГОСТ 10006-80.

По результатам испытаний составляют протокол.

4.3.5.6 Испытания на ударный изгиб

а) Метод испытания на ударный изгиб металлов и сплавов при температурах от минус 100 до плюс 1200 °С регламентируется ГОСТ 9454-78. Суть метода состоит в разрушении призматических образцов с концентратором посередине ударным нагружением.

Под ударной вязкостью понимают работу удара, отнесённую к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.

б) Форма (типы) и размеры образцов, а также допускаемые отклонения должны соответствовать требованиям ГОСТ 9454-78. Рекомендуется (предпочтительно) проводить испытания на образцах типов I или II.

в) Места вырезки проб для изготовления образцов, ориентация оси концентратора, технология вырезки заготовок под образцы и изготовления образцов должны соответствовать требованиям ГОСТ 7565-81 и п. 4.3.1 настоящего стандарта.

Изготавливаемые образцы следует маркировать (клеймить) с двух концов на торцах или на гранях, исключая грань, на которую наносится надрез, на расстоянии не более 15 мм от торца образца. В случае клеймения ударным способом маркировка должна наноситься до выполнения надреза.

г) Испытания на ударный изгиб проводят на маятниковых копрах. Используемые маятниковые копры должны удовлетворять ГОСТ 9454-78 и ГОСТ 10708-82. Размеры опор и ножа маятника - согласно ГОСТ 9454-78.

д) Термокамеры (термостаты), охлаждающий реагент, средства измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 9454-78 и другой, действующей в этой части, нормативной документации.

е) Подготовка к проведению испытаний, проведение испытаний и обработка их результатов должны соответствовать ГОСТ 9454-78.

ж) При каждой заданной программой испытаний температуре должны испытывать не менее трёх образцов. Допускается в исключительных случаях испытывать при каждой температуре два образца.

Для каждого из испытанных образцов определяют ударную вязкость (согласно ГОСТ 9454-78), а для образцов с концентратором вида V определяют также вязкую составляющую в изломе.

Значения вязкой составляющей в изломе определяют согласно ГОСТ 4543-71 и п. 4.3.7. настоящего подраздела стандарта. В случаях, когда определение вязкой составляющей затруднительно (отсутствуют видимые границы зон хрупкого и вязкого изломов), допускается использовать другие методы определения вязкой составляющей в изломе.

По результатам испытаний составляют протокол.

4.3.6. Технологические испытания металлов

Технологические испытания определяют способность металла подвергаться пластическим деформациям.

Результаты технологических испытаний оценивают по внешнему виду образца после испытаний.

К основным видам технологических испытаний относятся:

- испытания на изгиб (ГОСТ 14019-80);

- испытания на сплющивание (ГОСТ 8695-75);

- испытания на осадку (ГОСТ 8817-82);

- испытания на бортование труб (ГОСТ 8693-75).

- испытания на загиб (ГОСТ 3728-78);

- испытания на раздачу (ГОСТ 8694-58);

4.3.6.1 Технологические испытания на изгиб

а) Требования к порядку проведения испытания металлов на изгиб при комнатной температуре (20+15-10) °С изложены в ГОСТ 14019-80.

Испытание состоит в изгибе образца вокруг оправки под действием статического усилия до заданной пластической деформации, характеризуемой углом изгиба, или до появления первой трещины с фиксированием соответствующего угла изгиба (предельная пластичность металла).

б) Испытания согласно ГОСТ 14019-80 проводятся на образцах круглого, квадратного, прямоугольного или многоугольного сечения и не относятся к испытаниям труб полного сечения, сварных соединений и проволоки.

в) Вырезка заготовок под образцы, включая их количество, ориентацию, припуски на механическую обработку, выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 14019-80 и ГОСТ 7564-97.

Требования по изготовлению образцов, включая их форму, размеры, допуски, качество обработки, изложены в ГОСТ 14019-80 с привязкой к конкретному виду металлопродукции.

г) Требования к аппаратуре, подготовке к испытаниям, проведению испытаний и обработке их результатов - по ГОСТ 14019-80.

д) По результатам испытания составляется протокол.

4.3.6.2 Технологические испытания на сплющивание

Технологические испытания на сплющивание выполняют в соответствии с ГОСТ 8695-75.

Испытание заключается в сплющивании конца трубы или отрезка от неё между параллельными плоскостями до заданного расстояния между этими плоскостями.

ГОСТ 8695-75 устанавливает требования к проведению испытаний на сплющивание металлических бесшовных и сварных труб с наружным диаметром до 400 мм и с толщиной стенки не более 15 % от наружного диаметра трубы при температуре 20 ± 10 °С.

Правила отбора образцов, порядок проведения испытаний и обработки их результатов - согласно ГОСТ 8695-75.

Признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие в нём после сплющивания трещин или надрывов.

По результатам испытания составляется протокол.

4.3.6.3 Технологические испытания на бортование

Технологическое испытание на бортование проводят в соответствии с ГОСТ 8693-75.

Испытание заключается в отбортовке конца трубы или отрезка трубы с образованием фланца заданного диаметра.

Требования к образцам, к оправке, порядку и условиям проведения испытаний изложены в ГОСТ 8693-75.

Признаком удовлетворительного результата испытаний является отсутствие в испытуемом образце после отбортовки трещин или надрывов.

По результатам испытания составляется протокол.

4.3.6.4 Технологические испытания на загиб

Метод технологических испытаний на загиб применительно к стальным трубам наружным диаметром не более 114 мм регламентируется ГОСТ 3728-66.

Испытание труб заключается в плавном загибе образца любым способом на угол 90°. Испытание труб наружным диаметром до 60 мм проводят на отрезках труб. В процессе испытания наружный диаметр образца ни в одном месте (как по сечению, так и по длине) не должен стать меньше 85 % от исходного.

Требования к образцам, порядку и условиям проведения испытаний указаны в ГОСТ 3728-66.

Образец считается выдержавшим испытание, если на нём после загиба не будет обнаружено нарушения целостности металла (изломов, трещин, надрывов, расслоений).

По результатам испытания составляется протокол.

4.3.6.5 Технологические испытания на раздачу

Требования к методу технологического испытания труб на раздачу регламентируются ГОСТ 8694-75. Испытание заключается в раздаче на конус конца трубы или отрезка от неё до заданного наружного диаметра у торца.

Требования к изготовлению образцов, к оправкам, к условиям и порядку проведения испытаний изложены в ГОСТ 8694-75.

Признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие в нём после раздачи трещин или надрывов.

По результатам испытания составляется протокол.

4.3.7. Определение критической температуры хрупкости материалов

4.3.7.1 В качестве критической температуры хрупкости принимается температурная граница перехода от хрупкого к вязкому разрушению материала. Она определяется как по энергии, затрачиваемой на разрушение, в качестве показателя которой принимается ударная вязкость, так и по характеру излома образцов, в качестве показателя которого принимается доля вязкой составляющей в изломе.

4.3.7.2 Для определения критической температуры хрупкости проводят испытания образцов с надрезом типа II по ГОСТ 9454-78 на ударный изгиб в выбранном интервале температур. На основании полученных данных строят зависимости ударной вязкости и вязкой составляющей в изломе от температуры.

Значение критической температуры хрупкости металла (Тк) рекомендуется определять по заданным критериальным значениям ударной вязкости и вязкой составляющей в изломе: по одному или одновременно по обоим этим критериям с использованием полученных зависимостей указанных характеристик от температуры.

4.3.7.3 Испытания для углеродистых и низколегированных сталей рекомендуется проводить в диапазоне от 173 К (-100 °С) до 373 К (+100 °С). Для роторных сталей и сталей крепёжных деталей этот интервал должен быть расширен в плюсовую область до +200 °С. Если ориентировочное значение Тк заранее известно, то температурный интервал может быть уменьшен, но не более чем до (Тк - 10) Т (Тк + 40) К, (°С).

4.3.7.4 Хрупкая составляющая в изломе ударного образца из углеродистых и низколегированных (легированных) сталей на основе α-железа имеет вид трапеции, располагающейся, как правило, в центральной части излома. Площадь этой трапеции увеличивается по мере увеличения доли хрупкой составляющей.

Вязкая составляющая располагается, как правило, вокруг хрупкой составляющей. Площадь F1, занимаемая хрупкой составляющей, определяют как произведение средней линии трапеции на высоту. Отношение этой площади ко всей площади излома F (80 мм2) составит долю хрупкой составляющей (X) в изломе в процентах:

X = (F1/F) · 100, %.

Соответственно, вязкая составляющая «В» в процентах равна:

«В» = (100 - Х).

Измерение площади, занимаемой хрупкой составляющей, производят с помощью инструментального микроскопа с точностью линейных замеров до 0,5 мм. Допускается применять другие способы определения площади, занимаемой хрупкой составляющей в изломе образца (в частности, фрактографию), при этом погрешность измерения не должна превышать 5 %.

4.3.7.5. По результатам ударных испытаний для каждой температуры (при которой проводились испытания) определяют значение ударной вязкости и вязкой составляющей в изломе образца. Рекомендуется испытывать при каждой температуре не менее трёх образцов. При ограниченном количестве образцов допускается испытывать по два образца на каждую температуру.

а) При определении критической температуры хрупкости по одному критерию - вязкой составляющей в изломе - для каждой температуры испытаний определяют среднеарифметическое значение вязкой составляющей. Строят график в координатах «Вязкая составляющая в изломе (средняя) - Температура».

б) При определении критической температуры хрупкости по двухкритериальному методу (ударная вязкость и вязкая составляющая в изломе) определяют для каждой температуры испытаний среднеарифметическое значение ударной вязкости и минимальное значение вязкой составляющей в изломе. Строят графики в координатах «Ударная вязкость (средняя) Температура» и «Вязкая составляющая в изломе (минимальная) - Температура». Нанесённые на графики указанные значения характеристик (точки) соединяют последовательно прямыми линиями. На эти же графики наносят точками значения ударной вязкости и вязкой составляющей для каждого из испытанных образцов.

4.3.7.6. Определение критической температуры хрупкости Тк по одному критерию (вязкой составляющей в изломе образцов) выполняют графически следующим образом. На графике - «Температура - «Вязкая составляющая в изломе» откладывают на оси ординат значение В = 50 % и проводят через эту точку линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой вязкой составляющей в изломе (п.п. 4.3.7.5а). Из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось абсцисс и полученное значение температуры принимают в качестве критической температуры хрупкости металла Тк.

4.3.7.7.

а) При определении критической температуры хрупкости Тк по двум критериям (ударная вязкость и вязкая составляющая в изломе) в качестве Тк принимают температуру, для которой выполняются следующие условия:

- при Тк среднеарифметическое значение ударной вязкости должно быть не ниже значений, указанных для (КС)I в Таблице 4.15, а минимальное значение - не ниже 70 % приведенных значений;

- при температуре (Тк + 30) К (°С) среднеарифметическое значение ударной вязкости должно быть не ниже значений, указанных для (КС)II в Таблице 4.16, минимальное значение - не ниже 70 % приведенных значений, а минимальное значение вязкой составляющей в изломе - не ниже 50 %.

Если на одном из испытанных образцов не будет удовлетворяться какое-либо из указанных условий, следует испытать дополнительные образцы.

Таблица 4.15

Предел текучести при комнатной температуре, МПа (кгс/мм2)

Ударная вязкость (КС)I, МДж/м2 (кгс · м/см2)

до 304 (31)

0,29 (3,0)

> 304(31) до 402 (41) вкл.

0,39 (4,0)

> 402 (41) до 549 (56) вкл.

0,49 (5,0)

> 549 (50) до 687 (70) вкл.

0,59 (6,0)

Таблица 4.16

Предел текучести при комнатной температуре, МПа (кгс/мм2)

Ударная вязкость (КС)II, МДж/м2 (кгс · м/см2)

до 304 (31)

0,44 (4,5)

> 304(31) до 402 (41) вкл.

0,59 (6,0)

> 402 (41) до 549 (56) вкл.

0,74 (7,5)

> 549 (50) до 687 (70) вкл.

0,89 (9,0)

б) Порядок обработки результатов испытаний принимают следующим:

- по известному значению предела текучести материала при комнатной температуре выбирают по Таблицам 4.15 и 4.16 соответствующие критериальные значения ударной вязкости (КС)I, (КС)II;

- на графике «Ударная вязкость - Температура» на оси ординат (ось КС) откладывают значение (КС)I. Через полученную точку проводят линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой ударной вязкости. Ближайшую от точки пересечения более высокую температуру, при которой проводятся испытания, принимают за температуру Т1;

- на графике «Ударная вязкость - Температура» на оси ординат откладывают значение (КС)II. Через полученную точку проводят линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой ударной вязкости. Ближайшую от точки пересечения более высокую температуру, при которой проведено испытание, принимают за температуру Т2';

- на графике «Вязкая составляющая в изломе - Температура» на оси ординат откладывают значение В = 50 %. Через полученную точку проводят линию, параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой вязкой составляющей в изломе, построенной по значениям минимальной вязкой составляющей в изломах образцов. Ближайшую от пересечения более высокую температуру, при которой проведено испытание, принимают за температуру Т2";

- большую из Т2' и Т2" обозначают Т2. Если разница между Т2 и T1 оказывается меньше, чем 30 К (°С), то температуру T1 принимают в качестве ориентировочного значения критической температуры хрупкости Т'к. Если это условие не выполняется, то определяют Т'к по формуле Т'к = Т2 - 30 К (°С). Проводят дополнительные испытания при температурах: Т'к ± 10; Т'к + 20; Т'к + 30; Т'к + 40 К (°С) и уточняют кривые ударной вязкости и вязкой составляющей в изломах образцов.

В соответствии с указаниями настоящего подпункта обработки результатов испытаний устанавливают окончательное значение критической температуры хрупкости Тк.

4.3.7.8. Если при проведении испытаний уже были определены значения KCV и В при температурах Т'к ± 10; Т'к + 20; Т'к + 30; Т'к + 40 К, °С (п.п. 4.3.7.7б), проведение дополнительных испытаний при этих температурах не требуется.

Если при выполнении порядка обработки данных согласно п.п. 4.3.7.7б) линии, проводимые параллельно оси абсцисс, пересекают соответствующие кривые в двух или более точках, то температуры Т1, Т'2 и Т"2 следует определять по правым крайним точкам пересечения.

4.3.8. Испытание на длительную прочность и ползучесть

4.3.8.1. Общие положения

а) испытания на длительную прочность и ползучесть согласно настоящему стандарту проводятся:

·       для определения служебных свойств новых марок сталей и сплавов, внедряемых на электростанции в качестве металла оборудования, работающего в условиях ползучести;

·       для установления недостающих паспортных характеристик жаропрочности применяемых марок сталей и сплавов (по долговечности и температуре эксплуатации);

·       для подтверждения соответствия жаропрочных свойств металла поврежденного элемента оборудования паспортным данным;

·       для определения остаточного ресурса длительно работавшего оборудования;

·       после проведения восстановительной термической обработки для назначения ресурса металла восстановленного оборудования.

б) порядок проведения испытаний на длительную прочность и ползучесть, требования по изготовлению образцов для испытаний должны соответствовать ГОСТ 10145-81 и ГОСТ 3248-81.

4.3.8.2. Условные обозначения

t - температура, °С;

tм - расчетная температура металла, °С;

τз - заданный ресурс, ч;

σ - номинальное напряжение, МПа;

d - остаточное удлинение, %;

dк - остаточное удлинение после разрушения образца, %;

y - остаточное сужение, %;

yк - остаточное сужение после разрушения образца, %;

σtд.п,τз - условный предел длительной прочности (величина напряжения, вызывающая разрушение при температуре t и заданном ресурсе τз), МПа;

N - количество испытанных образцов;

Рд.п - параметр длительной прочности;

Рп - параметр ползучести;

Ру - параметр остаточного удлинения;

Рс - параметр остаточного сужения;

σ'д.п - условный предел длительной прочности, определенный по параметрической диаграмме жаропрочности, МПа;

М - количество партий стали (сплава);

m - коэффициент;

S2b и S2c - дисперсии постоянных b и с соответственно;

covb,с - ковариация постоянных b и с;

р - вероятность разрушения образцов;

Zр - коэффициент, зависящий от величины р.

4.3.8.3. Определения

а) лабораторная партия стали (сплава) - металл одной плавки, изготовленный для исследовательских целей, термообработанный по одному режиму, механические свойства которого по пределам прочности и текучести при температуре 20 °С различаются не более чем на ±50 МПа. Химический состав и механические свойства металла, а также режимы термообработки должны соответствовать требованиям, определенным для данной партии;

б) опытно-промышленная партия стали (сплава) - металл одной плавки, изготовленный в промышленных условиях в процессе его внедрения в производство, химический состав, механические свойства, а также режим термообработки которого соответствуют требованиям временных технических условий на трубы, отливки, поковки и другие полуфабрикаты для энергомашиностроения;

в) промышленная партия стали (сплава) - металл одной плавки, изготовленный в промышленных условиях, химический состав и механические свойства, а также режим термообработки которого соответствуют требованиям технических условий на трубы, отливки, поковки и другие полуфабрикаты для энергомашиностроения;

г) экспертная партия стали (сплава) - металл одного конструктивного элемента энергооборудования, по химическому составу и условиям термической обработки соответствующий требованиям нормативных документов для полуфабриката или сварного соединения, из которого изготовлен данный элемент или сварное соединение, которое он содержит;

д) марка стали (сплава) - металл промышленных партий, взятых от разных плавок:

- для крупногабаритных изделий единичного производства (корпус, ротор турбин и пр.) - не менее 6 партий;

- для крупносерийного производства - не менее 10 партий.

Рекомендуется в число этих партий включать партии с содержанием углерода и легирующих элементов на верхнем и нижнем пределах, оговоренных в технических условиях, а также металл изделий после окончательных технологических операций;

е) изделие - деталь котла, турбины или трубопровода, изготовленная из металла, химический состав и механические свойства которого отвечают требованиям действующих нормативных документов (технических условий). Металл изделия должен соответствовать марке стали (сплава), разрешенной нормативными документами Государственного надзорного органа для данных условий эксплуатации;

ж) заданный ресурс - время, для которого определяют характеристики жаропрочности стали (сплава) или расчетный срок эксплуатации изделия при заданных условиях эксплуатации и уровне характеристик жаропрочности металла;

з) дополнительный (остаточный) ресурс - дополнительное время к заданному ресурсу, для которого определяются характеристики жаропрочности стали (сплава) или срок дополнительной безаварийной эксплуатации детали котла, турбины или трубопровода при заданных условиях эксплуатации и уровне характеристик жаропрочности металла;

и) характеристики жаропрочности - характеристики прочности стали (сплава) при повышенных температурах, к которым относятся: условный предел длительной прочности σtд.п.τз и условный предел ползучести σtп-dз,τз;

к) к категории лабораторных характеристик жаропрочности стали (сплава) относят характеристики, определенные на металле лабораторных партий;

л) к категории первичных характеристик жаропрочности стали (сплава) относят характеристики, определенные на металле опытно-промышленных партий;

м) к категории предварительных нормативных характеристик стали (сплава) относят характеристики, определенные на металле первых промышленных партий;

н) к категории нормативных характеристик относят характеристики, определенные на количестве промышленных партий, представляющих марку стали (сплава);

п) к категории экспертных характеристик относят характеристики на металле промышленных партий металла конкретного элемента оборудования для оценки соответствия нормативным требованиям или для определения заданного (дополнительного) ресурса;

р) планируемые испытания - испытания стали (сплава) на жаропрочность, проведенные по планам, предусмотренным настоящим стандартом;

с) произвольные испытания - испытания партии стали (сплава) на жаропрочность, проведенные по планам испытаний, отличных от предусмотренных стандартом;

4.3.8.4. Условия и объем испытания

а) для определения служебных свойств новых марок сталей и сплавов, внедряемых на электростанции в качестве металла оборудования, работающего в условиях ползучести, рекомендуется:

1) проводить испытания при температурах из следующего ряда:

для углеродистых и малолегированных сталей - 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550 °С;

для среднелегированных сталей - 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550, 575, 600, 625, 650 °С;

для аустенитных и высокохромистых сталей - 400, 450, 500, 550, 575, 600, 625, 650, 700, 750, 800 °С;

для сплавов - 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100 °С.

2) при испытаниях на жаропрочность температура испытаний t1 должна соответствовать ближайшей по отношению к температуре tм из ряда, указанного в предыдущем подразделе (t1 @ tм).

испытания на жаропрочность необходимо проводить в диапазонах температур и напряжений, в которых механизмы ползучести и разрушения при лабораторных исследованиях и эксплуатации подобны.

3) допустимо проводить испытания при большем числе режимов и большем времени до разрушения, чем указано в настоящем пункте.

4) план полных испытаний

Испытания должны быть проведены по режимам (напряжение, температура):

σ1, σ2 и σ3 при t1 @ tм;

σ4, σ5 и σ6 при t2 > t1.

Значения t2 и t1 принимают согласно абзацу 1).

Среднее время до разрушения τк не должно быть менее:

для σ1 - 0,005τз,

σ2 - 0,020τз,

σ3 - 0,060τз,

σ4 - 0,003τз,

σ5 - 0,010τз,

σ6 - 0,050τз.

Разница между величинами напряжений испытаний σi должна составлять не менее 10 %.

При выборе величин напряжений σ1 и σ4, с которых следует начинать испытания, ориентиром может служить величина 0,6 - 0,8σ1в.

Величины времени до разрушения, полученные при испытаниях, должны охватывать интервал не менее 1,3 порядка по логарифмической шкале времени.

Число испытанных образцов должно быть не менее 12.

5) испытания для определения предела ползучести проводят с замером деформации по ГОСТ 3248-81.

6) результаты обрабатывают аналитическим методом для планируемых испытаний. При определении условных пределов длительной прочности и ползучести допустимо обрабатывать данные испытаний упрощенным аналитическим методом.

7) первичные характеристики жаропрочности могут быть определены на металле одной или нескольких опытно-промышленных партий.

8) предварительные нормативные характеристики определяют на металле одной или нескольких промышленных партий стали (сплава). Допустимо проводить испытания на металле первой партии, уточняя полученные характеристики данными испытаний последующих партий.

9) нормативные характеристики жаропрочности определяют на металле промышленных партий, представляющих марку стали или сплава.

План испытаний и обработка результатов такие же, как при определении предварительных нормативных характеристик.

б) для установления недостающих паспортных характеристик применяемых марок сталей и сплавов (по долговечности и температуре эксплуатации) рекомендуется проводить испытания образцов при нескольких значениях температуры и нескольких значениях напряжений, что позволит анализировать экспериментальные точки на условной параметрической диаграмме длительной прочности, расположенные в диапазоне не менее 1,5 единиц температурно-временного параметра Р.

Выбранный диапазон напряжений, при котором испытываются образцы, должен включать значения номинальных рабочих напряжений.

Температура испытания может превышать рабочую температуру металла при условии, что будет сохранено температурно-временное подобие механизмов структурных превращений, деформирования и разрушения образцов в процессе испытания при выбранной температуре и заданном напряжении и натурных деталей в условиях эксплуатации.

в) для определения остаточного ресурса длительно работающего оборудования, а также такого оборудования после проведения восстановительной термической обработки для назначения ресурса металла восстановленного оборудования проводятся сокращенные испытания.

План сокращенных испытаний

1) испытания должны быть проведены по режимам (напряжение, температура):

σ1, σ2 и σз при t1 tм;

σ4, σ5 и σ6, при t2 = t1 + 50 °С.

2) среднее время до разрушения τk должно быть не менее:

для σ1 - 0,004τз,

σ2 - 0,010τз,

σ3 - 0,015τз,

σ4 - 0,002τз,

σ5 - 0,005τз,

σ6 - 0,010τз.

3) число испытанных образцов должно быть не менее 8.

4) испытания проводят с замером деформации по ГОСТ 3248-81.

5) Результаты обрабатывают аналитическим методом для планируемых испытаний. Допустимо определять условные пределы длительной прочности и ползучести упрощенным методом.

г) для подтверждения соответствия жаропрочных свойств металла поврежденного элемента оборудования паспортным данным для данной марки стали проводятся оценочные или экспертные испытания. Вид испытания выбирает специализированная организация.

План оценочных испытаний

1) испытания должны быть проведены по режимам (напряжение, температура):

σ1 при t1 tм;

σ2 при t2 = t1 + 50 °С.

2) величины напряжений выбирают по нижней границе допускаемой полосы разброса для условного предела длительной прочности нормативных характеристик марки стали (сплава) при времени до разрушения τk, равном 300 ч.

Нижнюю границу допускаемой полосы разброса строят при напряжениях, меньших нормативных на 20 % по данным, приведенным в нормативных документах на полуфабрикаты или по расчету на прочность.

3) число испытанных образцов должно быть не менее 4.

4) испытания могут проводиться без замера деформации.

5) оценку длительной прочности стали (сплава) проводят по ускоренному методу.

д) План экспертных испытаний

1) испытания должны быть проведены по режиму

σ1 = 0,8σэ, при t1 tэ + 25 °С

σ2 = σэ, при t1 tэ + 25 °С.

2) величина σэ определяется по уровню эквивалентных напряжений от основных нагружающих факторов в условиях эксплуатации с учетом необходимого коэффициента запаса прочности.

3) величина t1 выбирается расчетом по параметру температурно-временной зависимости длительной прочности. Конкретная величина t1 должна соответствовать времени до разрушения не менее 300 ч при напряжении σ1 и не менее 1000 ч при напряжении σ2.

4) при выбранном режиме параллельно испытывают не менее двух образцов. Если время до разрушения двух параллельных образцов различается более чем в два раза, то проводятся дополнительные испытания на двух образцах при том же режиме.

4.3.8.5. Аналитический метод обработки данных планируемых испытаний

а) предварительная обработка данных испытаний

1) для оценки правильности проведения испытаний, а также для возможности корректировки режимов в процессе испытаний строят условную параметрическую диаграмму длительной прочности в координатах Рд.п - lgσ.

2) величину параметра длительной прочности определяют для каждого испытания по формуле:

Pд.п = T · (lgτk - 2lgT - a) · 10-3,                                                                   (4.1)

где Т - температура испытания, К.

При отсутствии марочных данных величину постоянной (а) принимают для углеродистых, малолегированных, среднелегированных и высоколегированных сталей минус 25, для аустенитных сталей минус 20, для сплавов минус 30.

3) по средним величинам параметра длительной прочности, подсчитанным для каждого уровня напряжений, проводят прямую линию условной параметрической диаграммы.

4) если по результатам испытаний, нанесенным на условную параметрическую диаграмму, можно провести две линии, то в дальнейшую обработку включают лишь данные, лежащие на правой ее ветви.

5) считают, что испытания на жаропрочность проведены правильно, если в дальнейшей обработке могут участвовать данные не менее четырех напряжений, и соблюдено условие σ6 < σ'д.п. В противном случае проводят дополнительные испытания при температуре t3 > t2 и напряжениях σ7 и σ8, среднее время до разрушения которых не должно быть менее:

для σ7 - 0,005τз и для σ8 - 0,030τз.

б) определение условных пределов длительной прочности

1) математическую обработку результатов испытаний партии стали (сплава), проводят согласно соотношению:

                                         (4.2)

Коэффициент m для сталей (сплавов), используемых для энергомашиностроения, принимают равным 2400.

Примечание - здесь и далее - для расчета характеристик жаропрочности допускается применять другие методические подходы и другие аппроксимирующие уравнения, при условии обеспечения ими точности прогноза не ниже, чем по приведенным уравнениям.

2) в результате математической обработки на компьютере получают таблицы, в которых представлены величины времени до разрушения τк для заданных температур и напряжений, а также значения коэффициентов формулы (4.2) и величина дисперсии, характеризующая отклонение экспериментальных точек от расчетной поверхности в направлении оси lgτк.

3) из полученных таблиц для расчетной температуры находят напряжение σ'д.п.τз - условный предел длительной прочности, при котором τк = τз. Необходимые промежуточные значения напряжений находят путем линейной экстраполяции.

4) по формуле (4.2) с определенными на компьютере коэффициентами можно построить график длительной прочности в координатах lgτk - lgσ. Кроме того, результаты математической обработки используют для построения параметрических диаграмм.

5) для определения нормативных условных пределов длительной прочности, характеризующих марку стали, подсчитывают средние величины постоянных для М партий по формулам:

                                               (4.3)

где а1i, b1i и c1i - величины постоянных каждой партии.

6) определение условных пределов длительной прочности математическим путем проводят по формуле (4.2), подставив в нее величины постоянных, подсчитанных по формулам (4.3).

Составляют через 10 МПа ряд значений напряжений, ограниченный наименьшей и наибольшей величинами σtд.п.τз, определенными для каждой из М партий. Последовательно подставляют в формулу (4.2) величины напряжений из этого ряда и определяют значение lgτk. За величину σtд.п.τз для марки стали (сплава) принимают напряжение, когда lgτк = lgτз. Все значения σtд.п.τз для каждой партии и в формуле (4.2) должны соответствовать одной и той же температуре. Промежуточное значение σtд.п.τз определяют путем линейной интерполяции.

7) величины условных пределов длительной прочности могут быть рассчитаны по параметрической диаграмме жаропрочности в координатах Рд.п - lgσ.

8) величину параметра для построения параметрической диаграммы подсчитывают по формуле:

Рд.п = (0,4343 - mlgσ - 0,4343σ) · 10-3.                                                (4.4)

9) задавая ряд значений напряжений σ в диапазоне от σ1 до σ6 или σ8, подсчитывают величину параметра Рд.п и строят параметрическую диаграмму жаропрочности.

10) для определения условных пределов длительной прочности для заданных температуры и ресурса рассчитывают величину параметра по формуле:

Pд.п = T(lgτз - 2lgT - 0,4343) · 10-3.                                                          (4.5)

Величину условного предела длительной прочности находят из формулы (4.4).

11) при необходимости определения условных пределов длительной прочности с вероятностью разрушения образцов, отличной от принятой для нормативных характеристик (р = 0,5), величина параметра для построения параметрической диаграммы рассчитывается по формуле:

Параметрическая диаграмма жаропрочности

Рд.п = (0,4343b - mlgσ - 0,4343сσ) · 10-3

   (4.6)

где S2b1 и S2c1 - дисперсии b1 и c1, подсчитываемые по формулам:

                                                                             (4.7)

                                                                              (4.8)

                                                           (4.9)

covb,c - ковариация b1 и c1;

Zp - коэффициент, определяемый по заданной вероятности разрушения образца согласно табл. 4.17.

Таблица 4.17 - Величина коэффициента Zp для различных вероятностей разрушения образцов

Вероятность разрушения

0,010

0,025

0,050

0,100

0,500

Zp

-2,33

-1,96

-1,64

-1,28

0,00

Для ряда напряжений подсчитывают величины параметра и строят параметрическую диаграмму жаропрочности для заданной вероятности разрушения.

Величину условного предела длительной прочности находят из формулы (4.6).

в) упрощенный метод определения долговечности

1) наиболее стабильным параметром стали является свободный член  уравнения (4.2), что дает право в первом приближении считать  постоянной величиной, и тогда задача оценки долговечности сводится к определению значений только двух коэффициентов b1 и c1.

2) в этом случае достаточно ограничиться испытаниями на длительную прочность при двух температурно-силовых режимах для tм и tм + 50 °С. Напряжения для каждого опыта выбирают так, чтобы при рабочей температуре (tм) время до разрушения не превышало 1000 - 1200 ч, а при форсированном режиме (tм + 50 °С) было в пределах 300 - 500 ч. Если точки всех испытаний не выпадают за пределы нижней границы полосы разброса, то исследуемая партия металла соответствует рассматриваемой марке стали. В противном случае дополнительно испытывают два образца (по одному на каждом температурно-силовом режиме), проводят статистическую обработку данных по всем (шести) образцам с помощью уравнения (4.2) и определяют для исследованной партии коэффициенты  и

Значительное сокращение числа испытываемых образцов существенно снижает суммарное время эксперимента.

3) при m = 2400 получены для ряда наиболее используемых в тепловой энергетике сталей следующие значения постоянного коэффициента :

сталь марки 12X1МФ                                                               = -24,88;

сталь марки 15X1М1Ф                                                             = -25,2;

сталь марки 15X1M1ФЛ                                                          = -25,02;

сталь марки 1Х18Н12Т (пароперегревательные трубы)       = -20,38;

сталь марки 12X11В2МФ (ЭИ756)                                         = -34,37;

сталь марки 25Х1М1Ф (Р2М, роторная)                                = -24,1.

4) точность определения условных пределов длительной прочности по данному методу в диапазоне напряжений испытания от σ1 до σ6 или σ8 составляет ± 3 %, если соблюдено одно из условий:

σ6 σtд.п.τз или σ8 σtд.п.τз.

г) определение условных пределов ползучести

1) математическую обработку результатов испытаний партии стали (сплава), проводят на основании формулы:

                                       (4.10)

Коэффициент m принимают равным 2400.

2) в результате математической обработки на компьютере получают таблицы, в которых представлены величины τd3 для заданных температур и напряжений, а также значения коэффициентов формулы (4.10) и величина дисперсии, характеризующая отклонение экспериментальных точек от расчетной поверхности в направлении оси lgτd3.

3) из полученных таблиц для расчетной температуры находят напряжение σtп-d3,τз - условный предел ползучести, при котором τd3 = τз. Необходимое промежуточное значение напряжения находят путем линейной интерполяции.

4) по формуле (4.10) с определенными на компьютере коэффициентами можно построить график ползучести в координатах lgτ - lgd. Кроме того, результаты математической обработки используют для построения параметрических диаграмм.

5) для определения нормативных условных пределов ползучести, характеризующих марку стали, подсчитывают средние величины постоянных для М партий по формулам:

                                               (4.11)

где а2i, b2i, с2i - величины постоянных каждой партии, определенных по специальной программе.

6) определение условных пределов ползучести аналитическим методом проводят по формуле (4.10), подставив в нее величины постоянных, подсчитанных по формулам (4.11). Последовательность расчетов по формуле (4.10) аналогична расчетам по определению условных пределов длительной прочности по формуле (4.2).

7) величины условных пределов ползучести могут быть рассчитаны по параметрической диаграмме жаропрочности в координатах Рп - lgσ. Величину параметра для построения параметрической диаграммы подсчитывают по формуле:

                                                 (4.12)

8) с целью определения условных пределов ползучести для заданных температуры и ресурса рассчитывают величину параметра по формуле:

Pп = T(lgτз - 2lgT - 0,4343) · 10-3                                                            (4.13)

и из формулы (4.12) находят искомую величину.

9) при необходимости определения условных пределов ползучести с вероятностью, отличной от принятой для нормативных характеристик, величина параметра для построения параметрической диаграммы рассчитывается по уравнению:

  (4.14)

где дисперсии постоянных b2 и c2, а также их ковариация подсчитываются по формулам:

                                                                            (4.15)

                                                                             (4.16)

                                                         (4.17)

а величину коэффициента Zp находят по табл. 4.17.

Построение параметрической диаграммы жаропрочности проводят аналогично указаниям для длительной прочности. Величину условного предела ползучести находят из формулы (4.13).

4.3.9. Методы измерения твердости в стационарных условиях

4.3.9.1 Общие требования

а) Стандартные методы определения твердости металла основаны на внедрении в испытуемое тело индентора (шарика, конуса или пирамиды), изготовленного из существенно более твёрдых материалов по сравнению с испытуемым.

б) Для измерения твердости металлов (и сплавов), из которых изготовлены элементы энергооборудования, следует использовать преимущественно стандартные методы измерения твердости: по Бринеллю (ГОСТ 9012-59), по Виккерсу (ГОСТ 2999-75) и по Роквеллу (ГОСТ 9013-59), в том числе при необходимости проведения испытаний при малых нагрузках - по Супер-Роквеллу (ГОСТ 22975-78).

в) Испытания проводят при температуре (20+15-10) °С.

г) Образцы для испытаний изготавливают механическим способом из отобранных проб металла. Заготовку под образец вырезают согласно заданию на испытание или программе испытаний (см. в частности, п. 4.3.1)

д) При изготовлении образцов и при подготовке их поверхности следует исключать возможность изменения свойств металла из-за нагрева или наклёпа.

Рабочая и противоположная поверхности образца должны быть параллельными в случае измерения твердости на плоских поверхностях.

Поверхность образца должна быть ровной, гладкой и свободной от окисной плёнки.

е) Соотношение толщины образца и нагрузки должно быть таковым, чтобы на обратной поверхности (стороне) образца отсутствовали заметные невооруженным глазом следы деформации от воздействия на металл индентора.

ж) Опорные поверхности образца и столика прибора должны быть очищены от посторонних веществ. Испытуемый образец должен лежать на подставке устойчиво; в процессе испытания не должно происходить смещение образца.

4.3.9.2. Метод измерения твердости по Бринеллю

а) Требования к измерению твердости по Бринеллю для металлов и сплавов с твердостью не более 450 единиц (НВ) регламентируются ГОСТ 9012-59.

Сущность метода заключается во вдавливании стального шарика в образец под действием нагрузки, приложенной перпендикулярно рабочей поверхности образца, в течение определённого времени и в последующем измерении диаметра отпечатка после снятия нагрузки.

б) Требования к образцам изложены в ГОСТ 9012-59 и в предыдущем подпункте стандарта.

Минимальная толщина образца должна быть не менее 10-кратной глубины отпечатка и определяется по формулам или таблице ГОСТ 9012-59.

в) Требования к прибору, в том числе в части его поверки, и к шарикам даны в ГОСТ 23677-79 и ГОСТ 9012-59.

г) Требования к проведению испытаний по ГОСТ 9012-59.

Расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно быть не менее 4d (d - диаметр отпечатка), а расстояние от центра отпечатка до края образца - не менее 2,5d.

д) Диаметр отпечатка измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях и определяют как среднее арифметическое значение этих двух измерений.

Количество отпечатков должно быть указано в задании или программе испытаний; в любом случае оно должно быть не менее трёх для каждой характерной величины (зоны контроля).

е) Число твердости определяется по величине нагрузки, диаметру шарика и диаметру отпечатка по формулам или таблицам, приведенным в ГОСТ 9012-59.

По результатам испытаний составляется протокол.

4.3.9.3. Метод измерения твердости по Виккерсу

а) Требования к измерению твердости по Виккерсу металлов и сплавов регламент