Опыт применения метода TOFD при проведении ультразвукового контроля с записью результатов

УЗК с записью результатов применяется для контроля сварных швов, полученных при сварке плавлением в металлах толщиной от 6 мм.

Применяемые технологии основаны на:

• дифракционно-временном методе ToFD;
• головных волнах (Creeping Wave);
• фазированных решетках c поддержкой TFM

(Total Focusing Method – динамической фокусировкой по всей заданной области), секторного, линейного, комбинированного, DLA (Dual Linear Array), DMA (Dual Matrix Array) сканирования, зонального контроля и др. Используются как поперечные так и продольные волны.

Методы визуализации:

Вид контроля	Метод контроля (технология)	Получаемые проекции
Радиационный	Пленочная и цифровая радиография	С-развертка
	Компьютерная томография	3D, B, C, D
Ультразвуковой	TOFD	B или D-развертка
	PA линейное, секторное, комбинированное, DLA, DMA сканирование	B, C, D-развертка
	PA TFM	3D, B, C, D

Для выполнения обязательного условия (ASME VIII div.2 p.7.5.5) применения УЗК с записью результатов (взамен радиографии) - необходимо проконтролировать весь объем сварного шва и около шовную зону. Применение одной технологии, например TOFD, для выполнения этой задачи не представляется возможным. Только сочетание различных техник УЗК позволяет выполнить данное условие.

Наиболее доступными методами по стоимости, скорости сбора данных и получения достаточной информации для принятия решения о качестве стыкового сварного шва для низколегированных и малоуглеродистых сталей толщиной:

     - до 20 мм – 1 канал TOFD и 2 датчика PA секторного сканирования;

     - свыше 20 мм до 100 мм – минимум 2 канала TOFD и 2 датчика головной волны.

Для разметки ремонтных участков и уточнения местоположения дефектов в шве (получение С-развертки) использование ручного УЗК.

Оценка УЗК с записью  результатов:

ASME V. Котлы и сосуды работающие под давлением. Международный кодекс. Неразрушающий контроль – c 2010г. вводит новые понятия и обязательные для применения разделы стандарта, допускающие две системы оценки индикаций:

Механика разрушений. Это подход к оценке качества сварного шва, основанный на типе дефекта (поверхностный или внутренний) и его размере (длине и высоте);

Качество изготовления. Это подход, основанный на характеристике дефекта (трещина, несплавление, непровар, шлаковое включение и т.д.) и его размере (т.е. длине).

В национальных стандартах России и Республики Беларусь (например ГОСТ, СНиП, ПБ, СТБ, ТКП) – на сегодняшний день отсутствует само понятие ультразвукового контроля с записью результатов или возможность его применения взамен радиографии

Но для объектов изготавливаемых (монтируемых) в наших странах и спроектированных по международным стандартам применяют требования и национальных и международных стандартов (например ASME VIII div.2 и ПБ).

При строительстве новых инфраструктурных объектов (например Установка замедленного коксования ОАО «Нафтан», объекты Газпрома «Северный поток» «Сила Сибири» «Южный коридор», Ямал СПГ, модернизация «Московский НПЗ, Омский НПЗ) применялась оценка качества сварных соединений, основанная на механике разрушения.

Нормативные документы:

1. ISO 16828:2012 Контроль неразрушающий - Ультразвуковой метод. Дифракционно–временной метод обнаружения и измерения несплошностей 
2. ISO 10863:2011 Неразрушающий контроль сварных соединений. Ультразвуковая дефектоскопия. Применение дифракционно-временного метода контроля (TOFD)
3. ISO 15626:2011 Неразрушающий контроль сварных соединений. Дифракционно– временной метод (TOFD). Границы допустимости
4. ASME V Неразрушающий контроль. Раздел 4
5. ASME B.31 Правила по сварке трубопроводов
6. ASME VIII Div. 2 Правила по сосудам давления п.7.5.5
7. API 620, 650 Правила по сварке резервуаров
8. API 934-A Требования к материалам и изготовлению толстостенных сосудов давления из Cr Mo V стали предназначенных для эксплуатации в водородной среде при высокой температуре и давлении
9. DNV-OS-F101 Правила по сварке подводных трубопроводов

Требования, предъявляемые к контролю, выполняемому взамен радиографии:

1. Написать письменную процедуру (методику) и согласовать с Заказчиком и с инспекцией третьей стороны


2. Толщина контролируемого объекта должна составлять не  менее 6 мм
3. Контроль всего объема сварного шва и зоны термического влияния (ЗТВ+6 мм или 25 мм)
4. Наличие контрольного образца в зависимости от толщины объекта (± 10 %) для настройки глубиномера и подтверждения чувствительности
5. Наличие демонстрационного образца с имплантированными дефектами заданного размера в зависимости от толщины объекта (± 25 %) и расположенных по всему сечению шва
6. Также должен быть предусмотрен дополнительный контроль другими методами (как минимум магнитный или капиллярный контроль поверхности сварного шва и ручной УЗК дефектных и сомнительных мест)
7. Перед Заказчиком и инспекцией третьей стороны проведена демонстрация на образце с нахождением и правильным измерением всех имплантированных дефектов расположенных по всему сечению шва

Ниже представлены несколько практических пример

Магистральный трубопровод 1420×25,8мм

Дефекты образующиеся при колебательном движении сварочной головки на кромках сварного шва при использовании сварки АПГ 
(сварка в зауженной разделке) представлены ниже:

Обечайка реактора. Толщина 94мм

Дефекты образуемые в обечайки:

Для реализации метода была использована установка MSCAN-SUPOR

Все дефекты были обнаружены при помощи установка MSCAN-SUPOR предназначенной для УЗК с записью результатов стыковых сварных соединений объектов диаметром от 500 мм изготовленных из малоуглеродистых и низколегированных сталей с использованием технологий ФР, TOFD и головной волны (в зависимости от комплектации)