РТМ ВТИ 17.022-97

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ИНСТРУКЦИЯ ПО АКУСТИЧЕСКОМУ КОНТРОЛЮ СТЫКОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

Дата введения 1997-01-04

РАЗРАБОТАН Всероссийским теплотехническим научно-исследовательским институтом (ВТИ)

ИСПОЛНИТЕЛЬ В.М.Лантух

УТВЕРЖДЕН ВТИ 28.02.1997 г.

Заместитель генерального директора В.В.Лыско

ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Настоящая инструкция устанавливает основные требования к методу акустического контроля стыковых сварных соединений труб поверхностей нагрева (толщина стенки от 4 до 6 мм), выполненных ручной дуговой сваркой из сталей перлитного, аустенитного и разных (композитных) структурных классов.

Нормы оценки качества металла и конструкция сварного соединения соответствуют требованиям РД 34.15.027 "Сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций".

Настоящий документ предназначен для персонала, выполняющего акустический контроль сварных соединений при монтаже, эксплуатации и ремонте энергооборудования, на которое распространяются требования Госгортехнадзора России.

Предлагаемая технология контроля обеспечивает обнаружение трещин и других плоскостных и объемных несплошностей в основном металле (околошовной зоне), зоне термического влияния и наплавленном металле шва с чувствительностью не хуже эквивалентной отражательной способности искусственного отражателя типа "зарубка" площадью 2x1,1 мм. Отражательная способность указанного отражателя эквивалентна согласно РД 34.15.027 таковой плоскодонного отражателя площадью 1,2 мм.

     1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Общие требования по РД 34.17.302 (п.1.2).

1.2 Требования к сварному соединению по РД 34.17.302 (п.1.3).

1.3 Требования к организации работ по РД 34.17.302 (п.1.4).

1.4 Требования к дефектоскопистам по РД 34.17.302 (п.1.5).

     2 СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

2.1 Основные требования к средствам контроля изложены в РД 34.17.302 (п.2)

2.2 Указанным требованиям п.2.1 соответствует, например, дефектоскоп УД2-12.

    
а - с зарубкой; б - с угловым цилиндрическим отражателем; 1 - основной металл стыкуемого элемента; 2 - сварной шов; 3 - угловой цилиндрический отражатель; 4 - зарубка шириной 2 мм; 5 - ось симметрии сварного шва; 6 - ход акустических лучей; , - амплитуды эхосигналов; - максимальная амплитуда.

     
Рисунок 1 - Стандартный образец предприятия

2.3 Преобразователи должны иметь следующие основные технические характеристики:

- частоту акустических колебаний - 5±10% (МГц);

- ширину углового захвата на уровне 6 дБ последовательности амплитуд эхосигналов от бокового цилиндрического отражателя диаметром 6 мм, залегающего на глубине 15 мм в стандартном образце N 2 (СО-2) по ГОСТ 14782, при перемещении преобразователя вдоль образца - не более 11°;

- стрелу - не более 7 мм;

- угол ввода акустического луча в СО-2 для контроля со стороны перлитного и аустенитного элементов сварного соединения соответственно (70±3)° и (70)°.

2.4 Указанным в п.2.3 требованиям удовлетворяет, например, преобразователь П121-5,0-70°-ММ-002, имеющий рабочую поверхность 17x8 мм.

2.5 Стандартный образец предприятия (СОП) должен быть изготовлен по аналогичной технологии из стали того же структурного класса, что и контролируемое соединение. Толщина Н образца должна соответствовать толщине контролируемого соединения (см. рисунок 1).

2.6 Для настройки чувствительности контроля в основном металле СОП выполняют зарубку 4 (см. рисунок 1а) или при использовании преобразователя (п.2.4) применяют угловой цилиндрический отражатель 3 (см. рисунок 1б).

2.7 Для настройки скорости развертки и временной регулировки чувствительности (ВРЧ) дефектоскопа в наплавленном металле шва выполняют угловой цилиндрический отражатель 3 . При этом ось симметрии отражателя (сверления) должна быть смещена относительно оси 5 симметрии сварного шва на 2,5 мм (см. рисунок 1).

     3 ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

3.1 Общие требования

Общие требования подготовки к контролю изложены в РД 34.17.302 (п.3.1).

3.2 Ознакомление с объектом контроля

Ознакомление с объектом контроля проводят согласно РД 34.17.302 (п.3.2).

     4 ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

4.1 Общие положения

Контроль сварных соединений проводят в следующем порядке: настраивают скорость развертки дефектоскопа и ВРЧ; устанавливают поисковый, контрольный и браковочный уровни чувствительности; выполняют сканирование (при появлении эхосигнапа определяют его максимальную амплитуду и проводят идентификацию отражателя); продолжают сканирование, если в процессе идентификации обнаружен ложный эхосигнал или эхосигнал от несплошности в металле с амплитудой менее контрольного уровня; регистрируют количество несплошностей и измеряют их характеристики (условную протяженность), если амплитуда полезного эхосигнала равна или превышает контрольный уровень; определяют предельные значения характеристик несплошности и сравнивают их с нормативными; оформляют заключение по результатам контроля.

4.2 Настройка скорости развертки

4.2.1 Настройку скорости развертки следует проводить таким образом, чтобы рабочий участок развертки занимал большую часть экрана дефектоскопа.

4.2.2 Настройку скорости развертки проводят по отражателям в наплавленном металле СОП (см. рисунок 1).

4.2.3 Для настройки скорости развертки при контроле со стороны аустенитного или перлитного элементов используют прямой и однократно отраженный лучи.

4.2.4 Прямым лучом фиксируют максимальную амплитуду эхосигнала от нижней части отражателя 3 и фиксируют амплитуду эхосигнала на стандартном уровне экрана дефектоскопа (средняя горизонтальная линия экрана). Передний фронт строб-импульса располагают левее переднего фронта эхосигнала. Далее однократно отраженным лучом фиксируют максимальную амплитуду эхосигнала от верхней части отражателя 3 и устанавливают амплитуду эхосигнала на стандартный уровень. Задний фронт строб-импульса располагают правее заднего фронта эхосигнала.

4.3 Настройка чувствительности

4.3.1 Настройку чувствительности проводят для обеспечения выявления несплошностей в сварном соединении, подлежащих регистрации.

4.3.2 При настройке устанавливают следующие уровни чувствительности:

- браковочный , на котором оценивают максимально допустимую эквивалентную площадь обнаруженной несплошности, соответствующую плоскодонному отражателю площадью 1,2 мм (она должна быть указана в карте контроля и в заключении по результатам контроля);

- контрольный , на котором измеряют условную протяженность несплошности и фиксируют амплитуды эхосигналов, если они не превышают браковочный уровень (контрольный уровень ниже браковочного на 6 дБ);

- поисковый , на котором сканируют сварное соединение (поисковый уровень ниже контрольного).

4.3.3 Рекомендуется на экране дефектоскопа устанавливать браковочный уровень, равный стандартному. При цифровой индикации измерения амплитуды эхосигналов в дБ дефектоскопом УД2-12 контрольным уровнем служит показание цифрового табло на 6 дБ ниже стандартного уровня. Показания табло ниже контрольного уровня следует отнести к поисковой чувствительности. Например, на табло стандартному уровню соответствует показание -6 дБ. В этом случае без переключения кнопок "Ослабление дБ" при наличии эхосигнала на экране дефектоскопа контрольным уровнем следует считать показание цифрового табло -12 дБ. Показания табло более -12 дБ будут соответствовать поисковому уровню.

4.4 Сканирование

4.4.1 Контроль проводят контактным способом, перемещая преобразователь по поверхности изделия вручную.

4.4.2 Контроль сварного соединения проводят путем сканирования (перемещения) наклонного преобразователя по поверхности сваренных элементов вдоль их образующей от места механического контакта передней грани преобразователя с валиком усиления шва до перемещения в обратную сторону на расстояние 60 мм.

4.4.3 Сканирование проводят путем возвратно-поступательного перемещения наклонного преобразователя в направлении от шва и к шву с последовательным смещением вдоль его периметра на шаг, не превышающий половины диаметра или ширины пьезоэлемента преобразователя.

4.4.4 В процессе сканирования необходимо следить за наличием контактной среды и сохранением акустического контакта за счет постоянного усилия прижатия преобразователя к поверхности изделия. Рекомендуется применять насадки на преобразователь, стабилизирующие его положение на изделии.

4.4.5 Скорость линейного перемещения преобразователя при сканировании не должна превышать 100 мм/с.

4.5 Измерение характеристик несплошностей

4.5.1 При появлении в пределах рабочей зоны контроля эхосигналов с амплитудой, равной контрольному уровню или превышающей его, проводят их идентификацию, определяют, принадлежат ли они несплошности или постороннему отражателю (неровная выпуклость усиления валика шва, недопустимая выпуклость или вогнутость корневой части шва, смещение кромок, структурная помеха).

4.5.2 При обнаружении несплошностей с амплитудой эхосигнала, равной контрольному уровню или больше его, определяют координаты, максимальную амплитуду эхосигнала, условную протяженность, количество несплошностей по периметру сварного соединения, суммарную протяженность несплошностей в корне шва.

4.5.3 Координату (глубину залегания несплошности) определяют ориентировочно по месту нахождения эхосигнала на экране дефектоскопа в пределах рабочей зоны контроля.

4.5.4 Координату определяют как место расположения несплошности вдоль периметра шва относительно принятого начала отсчета.

4.5.5 Измерение координат проводят при положении преобразователя, соответствующем максимальной амплитуде эхосигнала от несплошности. При этом высота эхосигнала на экране дефектоскопа должна быть равна стандартному уровню.

4.5.6 Амплитуду эхосигнала измеряют по показаниям цифрового табло дефектоскопа УД2-12.

4.5.7 Условную протяженность измеряют как расстояние между крайними положениями преобразователя при перемещении его вдоль периметра шва на одинаковом расстоянии от шва.

4.5.8 Крайними положениями преобразователя считают те, при которых амплитуда эхосигнала уменьшается до контрольного уровня.

4.5.9 Несплошности в количестве двух и более учитывают раздельно (разрешают), если эхосигналы от них, наблюдаемые на экране дефектоскопа, одновременно или последовательно при перемещении преобразователя по поверхности изделия разделяются (на линии развертки или вдоль линии сканирования) при уменьшении амплитуды меньшего из эхосигналов до контрольного уровня. Если это условие не выполняется, то несплошность считают сплошной.

4.5.10 Число одиночных несплошностей или их суммарную протяженность определяют по длине сварного соединения.

4.5.11 Измерять характеристики несплошностей следует многократно (2 и более раз), добиваясь воспроизводимости, обеспечиваемой точным соблюдением всех требований настоящего НТД.

     5 МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ СО СТОРОНЫ АУСТЕНИТНОГО ЭЛЕМЕНТА

5.1 Устанавливают преобразователь со стороны аустенитного элемента на поверхность СОП и согласно п.4.2.1-4.2.4 настраивают скорость развертки и фиксируют на экране дефектоскопа рабочую зону контроля.

5.2 С помощью ВРЧ дефектоскопа устанавливают амплитуду , равную амплитуде эхосигнала, отраженного от нижней части сверления в наплавленном металле шва.

5.3 Прямым лучом фиксируют максимальную амплитуду эхосигнала от отражателя в СОП (см. рисунок 1). Эту амплитуду эхосигнала устанавливают на стандартный уровень. В этом случае стандартный уровень равен браковочному уровню чувствительности.

5.4 На контрольном уровне чувствительности определяют прямым лучом условную протяженность отражателя в основном металле согласно п.4.5.7 и 4.5.8.

5.5 Операции по п.5.1-5.4 повторяют несколько раз до получения воспроизводимости результатов настройки дефектоскопа.

5.6 Согласно разделу 4.4 сканируют контролируемое сварное соединение со стороны аустенитных элементов.

5.7 В процессе сканирования сварного соединения на экране дефектоскопа возможно появление ложных эхосигналов.

5.7.1 Ложный эхосигнал, поданный однократно отраженным лучом, может быть получен от поверхности валика усиления шва. Указанное формирование эхосигнала зависит от конфигурации валика усиления шва и акустической анизотропии конкретного участка соединения. Принадлежность эхосигнала указанному отражателю может быть определена прикосновением пальца, смоченного контактной средой, к поверхности валика усиления шва. Если отражателем служит поверхность валика шва, то при прикосновении пальца амплитуда эхосигнала несколько уменьшается. Дополнительной информацией может служить местоположение эхосигнала на экране дефектоскопа в районе заднего фронта строб-импульса, а также условная протяженность. Последняя должна быть меньше значений, определенных в п.5.4.

В сомнительных случаях следует валик усиления шва на контролируемом участке обработать механически с плавным переходом от основного к вершине наплавленного металла и провести повторный контроль. Если в последнем случае интерпретация результата контроля затруднена, то следует провести дефектоскопию просвечиванием, по результатам которой дать окончательную оценку сварного соединения.

От валика усиления может также отражаться поверхностная волна. В этом случае эхосигнал меняет свое положение на экране дефектоскопа при перемещении преобразователя относительно сварного шва. Уменьшается также амплитуда эхосигнала при прикосновении пальца к поверхности металла между преобразователем и сварным швом.

5.7.2 Отраженные эхосигналы от допустимых согласно РД 34.15.027 значений провисаний и утяжек в корне шва имеют амплитуды ниже контрольного уровня. Недопустимые значения неровностей в корне шва формируют эхосигналы, амплитуда которых может быть соизмерима с браковочным уровнем. Отраженные от неровностей эхосигналы при контроле прямым лучом совпадают по времени с эхосигналами, отраженными от надкорневых несплошностей, обнаруженных однократно отраженным лучом.

Недопустимое значение неровностей в корне шва следует определить дефектоскопией просвечиванием.

5.7.3 Смещение кромок стыкуемых труб отличают от несплошности в корне шва по следующим признакам:

- наличие эхосигнала при прозвучивании только с одной стороны шва по всему периметру или на большей части периметра из-за разной толщины стыкуемых труб (в этом случае следует измерить толщину стенок труб);

- появление эхосигналов при прозвучивании с разных сторон шва в диаметрально противоположных точках из-за несоосности стыкуемых труб;

- амплитуда эхосигнала при прозвучивании с одной стороны шва обычно превышает браковочный уровень, а с другой - ниже контрольного уровня.

5.7.4 Условная протяженность структурной помехи (ложного эхосигнала) имеет значения меньшие, чем полученные по п.5.4.

     6 МЕТОДИКА КОНТРОЛЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ СО СТОРОНЫ ПЕРЛИТНОГО ЭЛЕМЕНТА

6.1 Устанавливают преобразователь со стороны перлитного элемента на поверхность СОП, настраивают скорость развертки согласно п.4.2.1-4.2.4 и фиксируют на экране дефектоскопа рабочую зону контроля.

6.2 Для настройки ВРЧ, чувствительности контроля и определения условной протяженности выполняют аналогичные операции в соответствии с п.5.2-5.5.

6.3 Согласно разделу 4.4 проводят сканирование контролируемого сварного соединения со стороны перлитных элементов.

6.4 В процессе сканирования сварного соединения учитывают признаки эхосигналов, изложенные в п.5.7.1-5.7.3 или для композитных соединений в п.5.7.1-5.7.4.

     7 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ КОНТРОЛЯ КОМПОЗИТНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Для композитных соединений контроль проводят со стороны аустенитного и перлитного элементов в соответствии с разделами 5 и 6.

     8 ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

8.1 Результаты контроля оценивают по соответствию характеристик обнаруженных несплошностей максимально допустимым значениям, установленным настоящим документом.

8.2 Оценку результатов контроля подлежащих регистрации несплошностей проводят по амплитуде эхосигнала, условной протяженности, количеству несплошностей, суммарной протяженности несплошностей по периметру сварного шва.

8.3 Качество сварных соединений оценивают по двухбалльной системе:

- балл 1 - неудовлетворительное качество;

- балл 2 - удовлетворительное качество.

Баллом 1 оценивают сварные соединения с несплошностями:

- максимальная амплитуда эхосигнала от которых превышает браковочный уровень (т.е. больше амплитуды эхосигнала от плоскодонного отражателя площадью 1,2 мм);

- амплитуда эхосигнала находится между контрольным и браковочным уровнями чувствительности, а условная протяженность несплошности больше условной протяженности используемого искусственного отражателя;

- амплитуда эхосигналов от обнаруженных несплошностей находится между контрольным и браковочным уровнями чувствительности, а число обнаруженных несплошностей больше 7;

- суммарная условная протяженность обнаруженных несплошностей превышает 20% внутреннего периметра соединения.

Баллом 2 оценивают соединения, в которых не обнаружены несплошности с характеристиками, представленными для оценки баллом 1.

     9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

Оформление результатов контроля проводится по РД 34.17.302 (п.6).

     10 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Требования безопасности должны соответствовать требованиям РД 34.17.302 (п.7).

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

     
Перечень нормативных документов, на которые даны ссылки в РТМ ВТИ 17.022-97

Документ

Наименование документа

Номера пунктов, в которых имеются ссылки

ГОСТ 14782-86

Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

2.3

РД 34.15.027-93 (РТМ-1с-93)

Сварка, термообработка и контроль трубных систем и трубопроводов при монтаже и ремонте оборудования электростанций (М.: НПО ОБТ, 1995)

Вводная часть

РД 34.17.302-97
(ОП 501 ЦД-97)

Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горячей воды. Сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения (М.: НПП "Норма", 1997)

1.1-1.4; 2.1; 3.1; 3.2; разделы 9 и 10

      
     Ключевые слова: электростанции, котельные, трубы поверхностей нагрева, сварные перлитные, аустенитные и композитные соединения, акустический контроль, отражатель