Радиография – метод неразрушающего контроля (НК), результаты которого во многом зависят от полноты выполнения требований к параметрам и условиям его проведения: энергии излучения (анодному напряжению рентгеновской трубки); типу пленки; типу и толщине усиливающих экранов; способу зарядки кассет, схеме просвечивания сварного соединения, условиям фотообработки и расшифровки рентгеновских снимков.

Конечным этапом процесса просвечивания является получение радиограммы, пригодной к расшифровке изображения сварного шва и околошовной зоны, а также для оценки их качества. Один из основных критериев пригодности снимка – достигнутая радиографическая чувствительность, определяемая по эталонам. Соблюдение заложенной в НТД технологии подготовки и проведения просвечивания должно обеспечивать чувствительность контроля, требуемую по НТД, то есть, согласно [1], возможность надежного обнаружения дефектов, размеры которых в направлении просвечивания не менее удвоенных видимых минимальных размеров их имитаторов на эталонах чувствительности. При контроле в нестационарных условиях чувствительность контроля часто оказывается на пределе требований, установленных НТД.

Для объектов повышенной опасности, подведомственных Ростехнадзору, тре­бования по чувствительности контроля и допустимости обнаруженных дефектов устанавливают нормативно-технические документы по сварке и контролю, а также методики НК конкретных объектов.

Объекты котлонадзора

Объем, порядок контроля и нормы оценки качества сварных соединений паровых и водогрейных котлов, а также трубопроводов пара и горячей воды при их изготовлении должны отвечать требованиям [2], а при монтаже и ремонте – требованиям [3]. Контроль сварных соединений проводится по [1] и [4].
Отраслевой стандарт [4] определяет, что при просвечивании в стационарных условиях чувствительность должна соответствовать 1 классу, а при работах в цехе или на монтаже переносными (передвижными) установками – 2 классу [1].

Согласно руководящему документу [2] в корне шва свариваемых трубопроводов могут быть допущены непровары глуби­ной (высотой) до 10 % номинальной тол­щины стенки, но не более 2 мм.
При контроле трубопроводов через одну стенку с чувствительностью по 1 и 2 классам непровары минимальной глубины, недопустимой по [2], будут надежно выявляться. При просвечивании через две стенки вероятность выявления таких непроваров будет меньше.
Чувствительность контроля при монтаже и ремонте паровых и водогрейных котлов и трубопроводов пара и горячей воды установлена руководящим документом [5] и заметно хуже, чем даже по III классу [1]. Вместе с тем, нормы оценки качества по [3] такие же, как и в [2].
Это означает, что при монтаже и ремонте паровых и водогрейных котлов, а также трубопроводов пара и горячей воды радиографический контроль не позволит обнаружить непровары минимальной недопустимой глубины при просвечивании через две стенки с чувствительностью, заложенной в НТД.

Газонефтепродуктопроводы. Объекты газоснабжения и газораспределения

Методику проведения радиографического контроля сварных швов магистральных и промысловых трубопроводов и нормы оценки их качества в процессе строительства устанавливают ведомственные строительные нормы [6]. В соответствии с этим документом чувствительность контроля не должна превышать полови­ны размера по глубине минимального из недопустимых дефектов, но не более третьего класса при давлении до 10 МПа включительно, а при давлении свыше 10 МПа – второго по [1].

Установленные [6] минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания для непровара в корне шва составляют 5 % от толщины одной стенки или 2,5 % по отношению к толщине двух стенок, но не более 1 мм. Определенная согласно этим требованиям чувствительность контроля оказывается выше чувствительности по 1 классу и позволяет выявлять минимальные недопустимые дефекты. Однако следует отметить, что в монтажных и полевых условиях затруднительно достичь такого качества подготовки и проведения просвечивания, которое обеспечило бы чувствительность лучше 1 класса [1].

При контроле труб большого диаметра через две стенки в соответствии с [6] чувствительность определяется, исходя из контролируемой толщины одной стенки. Это является отступлением от [1], по требованиям которого чувствительность должна устанавливаться, исходя из радиационной толщины. При просвечивании через две стенки вторая стенка, экранирующая сварной шов, дополнительно ослабляет излучение и ухудшает чувствительность контроля. С учетом этого фактически достигнутая по [6] относительная чувствительность (абсолютная чувствительность контроля толщины одной стенки по отношению к радиационной толщине, то есть к толщине двух стенок), как и в предыдущем случае, должна быть лучше 1 класса [1].
При просвечивании трубопроводов малого диаметра «на эллипс» чувствительность по [6] определяется, исходя из удвоенной толщины стенки, что соответствует требованиям [1]. Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания равны 5 % от толщины одной стенки или 2,5 % по отношению к толщине двух стенок, но не более 1 мм.
При этом, чувствительность просвечивания соответствует 2 классу, обнаружение их маловероятно, а если учесть, что направление просвечивания не совпадает с плоскостью раскрытия непроваров, можно сделать вывод о практической невозмож­ности обнаружения таких дефектов при заданной чувствительности.

Чувствительность радиографического контроля внутренних и наружных газопроводов до 2003 г. регламентировалась санитарными нормами и правилами [7]. В 2003 г. были введены в действие документы [8] и [9], согласно которым чувствительность установлена по 3 классу. Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непровара в корне шва) составляют 10 % от толщины стенки свариваемых труб.

При просвечивании трубопровода на «эллипс» чувствительность согласно [9] определяется по толщине двух стенок. Мини­мальные недопустимые дефекты при радиационных толщинах до ~ 30 мм (толщине стенки до ~ 15 мм) или вообще не могут быть обнаружены, или вероятность их выявления будет малой.

При контроле труб большого диаметра через две стенки чувствительность контроля в соответствии с [9] определяется, исходя из контролируемой толщины одной стенки. Определенная таким образом чувствительность соответствует 1 классу. Непровары с минимальной недопустимой глубиной будут достаточно надежно выявляться при заданной чувствительности. Однако, как и в предыдущем случае, такой подход противоречит требованиям [1].

Чувствительность просвечивания соединений вертикальных сварных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов согласно [12] устанавливается по 3 классу. Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непровара в корне шва) составляют 5 % от толщины свариваемого проката, но не более 2 мм. Такие дефект при установленной чувствительности не будут надежно выявляться до радиационных толщин ~ 30 мм.

Грузоподъемные краны

Основные положения радиационного контроля сварных конструкций грузоподъемных машин устанавливает [14]. Чувствительность контроля по этому документу должна соответствовать 3 классу.

В Общих требованиях, нормах и техни­ческих условиях на изготовление, ремонт и реконструкцию грузоподъемных кранов [13, 15, 16] приведены нормы оценки качества сварных соединений по результатам радиографического контроля.
Согласно [15], определяющему нормы браковки при контроле сварных соединений подъемно-транспортных машин в процессе их изготовления, монтажа, ремонта и реконструкции, недопустимыми дефектами являются любые обнаруженные трещины и любые непровары. Минимальные размеры обнаруживаемых дефектов в направлении просвечивания в данном случае будут соответствовать удвоенной чувствительности по [1].

При контроле сварных соединений в процессе изготовления, ремонта и реконструкции строительных кранов минимальными недопустимыми дефектами в направлении просвечивания по [13] и [16] являются непровары глубиной 5 % от толщины свариваемых кромок, но не более 2 мм. При чувствительности по 3 классу и радиационных толщинах до ~ 30 мм такие дефекты либо вообще не будут обнаружены, либо выявляемость их будет низкой.

Оборудование взрывопожароопасных и химическиопасных производств

Чувствительность радиографического контроля сосудов и аппаратов и нормы оценки качества сварных соединений в зависимости от группы сосудов при их изготовлении и ремонте определяют [10, 11, 17 – 19]. Согласно этим документам для сосудов 1 – 4 групп установлена чувствительность контроля по 2 классу, а для сосудов групп 5а и 5б – по 3 классу [1].
Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непровара) в соответствии с [10] и [11] равны 10 % от толщины стенки, но не более 2 мм. При схемах просвечивания «через одну стенку» такие дефекты будут надежно выявляться с заложенной в НТД чувствительностью.

Технологические трубопроводы

Требования по чувствительности и нормы оценки качества сварных соединений по результатам радиографического контроля технологических трубопроводов изложены в Правилах [20], а также в документах по монтажу, эксплуатации и ремонту [21, 22]. Согласно этим документам для трубопроводов с Ру свыше 10 МПа и категорий I и II необходимо обеспечить чувствительность на уровне 2 класса, а для трубопроводов категорий III, IV, и V – на уровне 3 класса по [1].
Минимальные недопустимые размеры дефекта в направлении просвечивания (непро­вара по оси шва) составляют 5 % от толщины одной стенки или 2,5 % по отношению к толщине двух стенок, но не более 1 мм.

Как было показано, такие дефекты практически не могут быть обнаружены при заданной чувствительности.

ВЫВОДЫ

1. При контроле подведомственных Рос­технадзору

• объектов котлонадзора (при монтаже и ремонте);
• объектов газового надзора;
• магистральных трубопроводов;
• вертикальных сварных цилиндрических резервуаров для нефти и нефтепродуктов;
• строительных грузоподъемных кранов;
• технологических трубопроводов

Непровары с минимальной недопустимой по НТД глубиной не могут быть обнару­жены радиографическим методом при чувствительности контроля, заложенной в НТД для этих объектов.

2. Если радиографическим методом контроля с заданной чувствительностью в сварных швах указанных в п. 1 объек­тов обнаруживаются непровары, то они должны быть забракованы по глубине по следующим причинам:

• в соответствии с [1] при радиографическом контроле могут быть выявлены дефекты с размерами в направлении просвечивания не менее удвоенной чувствительности контроля; в данном случае удвоенные размеры превышают установленные нормативы;
• практически невозможна адекватная оценка глубины непровара путем сравнения плотности потемнения его изображения с плотностью потемнения изображения канавок эталона чувствительности, особенно при просвечивании под углом;
• согласно [23] при односторонней сварке с разделкой и без разделки кромок при толщине свариваемых кромок 6 – 10 мм вероятность появления в корне шва недопустимых непроваров глубиной до 20 – 30 % от толщины примерно в 10 раз превышает вероятность появления непровара глубиной 5 – 10 %.

Литература

1. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод. – М.: Изд-во стандартов, 1988 (переиздание – де­кабрь 1994 г.).
2. РД 2730.940.103-92 / Руководящий доку­мент // Котлы паровые и водогрейные. Трубопро­воды пара и горячей воды. Сварные соединения. Контроль качества. – М.: НПО ЦНИИТМАШ, 1992.
3. РД 153-34.1-003-01. (РТМ-1с) / Руководя­щий документ // Сварка, термообработка и кон­троль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудова­ния. – М.: ПИО ОБТ, 2001.
4. ОСТ 108.004.110-87. Соединения сварные оборудования атомных электростанций. Радио­графический контроль. – М.: 1988.
5. РД 34 10.068-91. Соединения сварные обо­рудования тепловых электростанций. Радиогра­фический контроль. – М.: 1991.
6. ВСН 012-88. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Ч. I. – М.: ВНИИ по строительству магистральных трубопроводов, 1989.
7. СНиП 3.05.02-88. Строительные нормы и пра­вила. Газоснабжение. – М.: Госстрой СССР, 1988.
8. СНиП 42-01-2002. Строительные нормы и пра­вила Российской федерации. Газораспределитель­ные системы. – 10. ОТУ 3-01. Сосуды и аппараты. Общие технич. условия на ремонт корпусов. – Волго­град: ОАО «ВНИКТИнефтехимоборудование», 2001.
9. Методика по проведению радиографического контроля качества сварных соединений стальных газопроводов систем газораспределения и газопот­ребления (согласована с Госгортехнадзором России 30.10.2003 № 14-3/283). – В сб.: Методики прове­дения экспертизы промышленной безопасности на объектах газоснабжения. Вып. 1. – Владимир: НП «СЭЦ Промышленная безопасность», 2004.
10. ОТУ 3-01. Сосуды и аппараты. Общие техни­ческие условия на ремонт корпусов. – Волгоград: ОАО «ВНИКТИнефтехимоборудование», 2001
11. ПБ 03-584-03. Правила проектирования, изготовления и приемки сосудов и аппаратов стальных сварных. – М.: НТЦ «Промышленная бе­зопасность», 2003.
12. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. – М: Госстрой СССР, 1988.
13. РД 22-207-88 / Руководящий документ // Машины грузоподъемные. Общие требования и нормы на изготовление. – М.: 1988.
14. РД РОСЭК-01-002-96 / Руководящий доку­мент // Машины грузоподъемные. Конструкции металлические. Контроль радиационный. Основ­ные положения. – М.: Росэк, 1997.
15. РД 24.090.97-98 / Руководящий документ // Оборудование подъемно-транспортное. Требо­вания к изготовлению, ремонту и реконструкции металлоконструкций грузоподъемных кранов. – М.: ВНИИПТМАШ, 1998.
16. РД 22-322-94 / Руководящий документ // Машины грузоподъемные. Технические условия на ремонт. – М.: 1994.
17. ГОСТ 23055-78. Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографи­ческого контроля. – М.: Изд-во стандартов, 1979 (с изменениями 1984 г.).
18. ОСТ 26-11-03-84. Швы сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Радиографический метод контроля. – М.:1985.
19. РДИ 38.18.020-95 / Инструкция // Радио­графический контроль сварных соединений со­судов, аппаратов и трубопроводов. – Волгоград: ОАО «ВНИКТИнефтехимоборудование»,1995.
20. ПБ 03-585-03. Правила устройства и безопас­ной эксплуатации технологических трубопроводов. – М.: НТЦ «Промышленная безопасность», 2003.
21. СНиП 3.05.05-84. Технологическое обору­дование и технологические трубопроводы. – М.: Госстрой СССР, 1985.
22. РД 38.13.004-86 / Руководящий документ // Эксплуатация и ремонт технологических тру­бопроводов под давлением до 10,0 МПа (100 кгс/см2). – М.: Химия, 1988.
23. Коновалов Н. Н. Нормирование дефектов и достоверность неразрушающего контроля свар­ных соединений. – М.: ФГУП «НТЦ по безопаснос­ти в промышленности Госгортехнадзора России», 2004. –128 с.
24. ГОСТ 24034-80. Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1988.