ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРУБОПРОВОДОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РАДИОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ В СООТВЕТСТВИИ С ПБ 03 – 585 – 03

НИИхиммаш.
М.М. Гнедин, Д.И. Галкин, Быстрова Н.А., Ахрименко Д.А., Усачев Е.Ю.

Радиографический контроль (далее по тексту – РК) сварных соединений применяется при изготовлении, монтаже и ремонте технологических трубопроводов.
Опыт авторов, полученный при РК технологических трубопроводов, а также в процессе повышения квалификации и аттестации специалистов неразрушающего контроля, указывает на необходимость в разъяснении отдельных методических вопросов РК сварных соединений технологических трубопроводов по ПБ 03-585-03.

Согласно требованию п.2.1.4. ПБ 03-585-03 категории трубопроводов устанавливаются разработчиком проекта для каждого трубопровода и указываются в проектной документации.
При этом согласно требованию п.7.3.9. ПБ 03-585-03 неразрушающему контролю подвергают наихудшие по результатам внешнего осмотра сварные швы по всему периметру трубы. Число контролируемых сварных швов определяется техническими условиями на объект, но во всех случаях должно быть не ниже приведенных в табл. 12 [1].
РК сварных соединений трубопроводов проводится по схемам, приведенным на черт. 5 ГОСТ 7512-82 [2]. При контроле технологических трубопроводов наибольшее распространение получили схемы 5в (рис. 1а) и 5г (рис. 1б).

Рис.1. Наиболее используемые схемы РК кольцевых сварных соединений техно-логических трубопроводов (1 – источник излучения, 2 – объект контроля, 3 – радиогра-фическая пленка, 4 – эталон чувствительности)

Согласно [2] схема 5в («на эллипс») применяется для трубопроводов диаметром менее 100 мм. Для контроля всего сварного соединения по данной схеме требуется не менее двух экспозиций, полученных путем поворота источника на 90ºотносительно первоначального положения. При этом следует учитывать, что на одном снимке подлежат расшифровке верхняя и нижняя части сварного соединения протяженностью πD/4 каждая (где D - наружный диаметр трубопровода).
Согласно [2] схема 5г (контроль через две стенки с расшифровкой только прилегающего к снимку участка) применяется для трубопроводов диаметром более 50 мм. Для контроля всего сварного соединения по данной схеме требуется не менее трех экспозиций. Минимальное количество участков (экспозиций) Nи минимальное расстояние от источника излучения до поверхности объекта контроля fminпри контроле по данной схеме рассчитывается согласно [2] Приложение 4. Для уменьшения количества расчетов при определении параметров контроля, а также для исключения возможности ошибки при выборе режимов на основе опыта (часто дефектоскописты не используют «сложные» формулы и проводят контроль при f=0 и N=3, применяя для установки рентгеновского аппарата специальные приспособления типа «Паук»), авторами была построена номограмма (рис. 2), позволяющая при известных соотношениях d/Dи Ф/2K(Ф - размер фокусного пятна, K- требуемая чувствительность контроля) получить значение fmin/Dи Nmin.

Рис. 2. Номограмма для определения fmin/D и Nmin

Например (см. рис. 2), при контроле технологического трубопровода Iкатегории ø108х12,0 мм (d/D=0,78) с использованием рентгеновской трубки с размером фокусного пятна Ф=2,5 мм (К=0,5 мм →Ф/2К=2,5) минимальное расстояние fminравно ≈130 мм (f/D≈1,2), минимально требуемое количество экспозиций при данном расстоянии составляет Nmin=4 (зеленая область на рис. 2).
Для контроля всего сварного соединения по схеме 5г необходимо при каждом следующем просвечивании поворачивать источник излучения на угол 360º/Nотносительно предыдущего положения. Длина снимка должна обеспечивать перекрытие не менее 20 мм смежных участков сварного соединения. На одном снимке подлежит расшифровке участок сварного соединения протяженностью πD/N.
Необходимо также учитывать, что при большом диаметре контролируемого трубопровода угол коллимации рентгеновского аппарата может внести свои корректировки в определение минимального числа экспозиций. Пример представлен на рис. 3.

Рис. 3. Пример определения требуемого количества экспозиций в зависимости от угла коллимации рентгеновского аппарата

При заданных условиях (трубопровод ø720х10,0 мм I категории, f=150 мм) для контроля сварного соединения достаточно провести три экспозиции. Однако, как видно из рис. 3, при использовании рентгеновского аппарата со стандартным углом коллимации 40º, сделать это невозможно. Для контроля за три экспозиции в приведенном случае потребуется применение рентгеновского аппарата с углом коллимации более 53º. Если же в распоряжении имеется рентгеновский аппарат с углом коллимации 40º, контроль необходимо осуществлять за пять экспозиций (см. рис. 3).

В процессе оценки качества по результатам радиографического контроля исходными данными являются снимки каждого отдельного участка сварного соединения. При традиционной системе, оценка качества проводится для каждого снимка, и, в случае положительного заключения «да» («годен») по всему комплекту снимков данного соединения, оно в целом признаётся годным. В ПБ 03-585-03 установлен другой подход к оценке качества:

1. Оценку качества сварных соединений по результатам радиографического контроля следует проводить по балльной системе.
2. Суммарный балл качества сварного соединения определяется сложением наибольших баллов, полученных при раздельной оценке качества соединений по плоскостным (трещины, несплавления, непровары) и объёмным (поры, шлаковые включения) дефектам согласно таблицам 11 и 13 ПБ 03-585-03.
3. В заключении или журнале радиографического контроля следует указать балл сварного соединения, определённый по таблице 13, наибольший балл участка сварного соединения, определённый по таблице 11, а также суммарный балл качества сварного соединения (например: 0/2=2 или 6/6=12).

Таким образом, реализация балльной оценки требует введения дополнительных граф в традиционную форму заключения по результатам радиографического контроля (Табл. 1).

Табл. 1

Пример заполнения заключения по результатам радиографического контроля при оценке качества сварного соединения трубопровода согласно ПБ 03-585-03


Последовательность принятия решения при балльной оценке сварных соединений технологических трубопроводов следующая:
1. Выявленные при расшифровке каждого снимка несплошности следует записать в графу «Условная запись обнаруженных несплошностей по ГОСТ 7512-82». В конце условной записи несплошностей, обнаруженных на одном снимке, требуется указать суммарную длину объемных дефектов на любом участке шва длиной 100 мм (в случае, если протяженность контролируемого участка менее 100 мм, указывается суммарная длина объемных дефектов на всем участке). После условной записи непровара, используя знаки «<» или «>», необходимо оценить его глубину (в % по отношению к номинальной толщине стенки).
2. Используя табл. 11 ПБ 03-585-03, произвести оценку каждой объемной несплошности (включения, поры, скопления) в баллах.
3. В графу «Максимальный балл по объемным дефектам» записать максимальный балл, из определенных в соотвествии с п. 2 и п. 3.
4. Определить суммарную длину (в мм) непроваров, т.е. провести сложение длин непроваров, выявленных на отдельных снимках участков шва, а затем определить долевую протяжённость непроваров относительно периметра трубы πD.
5. Согласно таблице 13 [1] определить балл сварного соединения по плоским. дефектам. Полученный результат записать в графу заключения «Оценка качества в баллах. Балл по плоским дефектам».
6. Записать в графе заключения «Суммарный балл» суммарный балл качества сварного соединения в виде условной дроби, в числителе которой балл, определённый по п.5, а в знаменателе- балл, определённый по п. 3, затем произвести сложение этих величин, определить и записать суммарный балл.
7. На основании полученного значения суммарного балла и требований таблицы п.7.3.14 ПБ 03-585-03 определить годность сварного соединения и записать в графу «Заключение о годности».

Пример принятия решения при балльной системе оценки качества
По результатам радиографического контроля на три снимка (участка) сварного соединения Ø159х6 мм трубопровода III категории (схема 5г):
- на первом участке обнаружены две поры диаметром 0,6 мм и одна пора диаметром 1,0 мм;
- на втором участке обнаружен непровар по оси глубиной до 20% и длиной 20 мм;
- на третьем участке обнаружен непровар по оси глубиной до 20% и длиной 30 мм, цепочка шлаков длиной 3,0 мм с максимальным размером включения 0,6 мм и 5 пор диаметром 0,8 мм каждая.

1. Заполняем графу «Условная запись обнаруженных несплошностей по ГОСТ 7512-82».
2. В соответствии с табл. 11 ПБ 03-585-03 проводим оценку каждой объемной несплошности:
- уч. 1: П0,6 – 1 балл (Ø<0,8 мм); П1,0 – 2 балла (Ø=1,0 мм); Σ2,2 – 1 балл (Σ<5,0 мм);
- уч. 2: объемных несплошностей не обнаружено – 0 баллов;
- уч. 3: Ц3,0Ш0,6 – 1 балл (длина цепочки=3,0 мм; Ø<0,8 мм); П0,8 – 1 балл (Ø=0,8 мм); Σ7,0– 2 балла (5,0мм<Σ<10,0 мм).
3. В соответствующую графу табл. 1 записываем максимальный балл по объемным дефектам для каждого участка. В соответствии с п. 7.3.5 ПБ 03-585-03 оценку третьего участка следует увеличить на один балл, т.к. на данном участке обнаружена цепочка шлаковых включений.
4. В соответствии с табл. 13 ПБ 03-585-03 определяем балл по плоским дефектам, для этого рассчитываем:
- суммарную длину непровара в соединении: 20+30=50мм;
- долевую протяженность непровара: периметр трубы πD=3,14·159= 500мм; долевая протяженность непровара - 50/500=1/10.
Согласно табл. 13 ПБ 03-585-03 непровару глубиной до 20% и суммарной длиной до 1/4 периметра присваивается балл 2.
5. Записываем суммарный балл в виде дроби: в числителе балл сварного соединения по плоским дефектам - 2 и в знаменателе наибольший балл объемным дефектам - 3, т.е. 2/3=5.
6. Согласно таблице п.7.3.14 ПБ 03-585-03 сварное соединение трубопровода III категории признается негодным, если суммарный балл равен или больше 5. В рассматриваемом случае суммарный балл равен 5, поэтому в заключении о годности ставится запись «не годен».

Литература:

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов (ПБ 03-585-03). Серия 03 Выпуск 25 / А.И. Субботин [и др.].­ М.: Государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора в России», 2003. ­152 с.
2. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. ­М.: Стандартинформ, 2008. – 19 с.
3. РДИ 38.18.020-95. Радиографический контроль сосудов, аппаратов и трубопроводов. – Волгоград: АООТ «ВНИКТИнефтехимоборудование», 1995. ­ 44 с.
4. ГОСТ 24034-80. Контроль неразрушающий радиационный Термины и определения. ­М.: Издательство стандартов, 1989. – 46 с.
5. РДИ 38.18.001-83. Инструкция по радиографической профильной толщинометрии трубопроводов. – Волгоград: «ВНИКТИнефтехимоборудование», 1984. ­ 46 с.
6. В.А. Добромыслов. Радиационные методы неразрушающего контроля. М.: Машиностроение, 1999 ­ 103 с.
7. Клюев В.В., Соснин Ф.Р. Теория и практика радиационного контроля. М: Машиностроение, 1998 ­170 с.
8. Зуев В.М., Табакман Р.Л., Удралов Ю.И. Радиографический контроль сварных соединений. ­Санкт-Петербург:Энергоатомиздат, 2001 ­143 с.