Лаборатория неразрушающего контроля: не только приборы на столе 

Когда слышишь ?лаборатория неразрушающего контроля?, многие сразу представляют комнату с ультразвуковыми дефектоскопами и рентгеновскими аппаратами. Но это лишь вершина айсберга. На деле, это прежде всего процесс принятия решений, часто в условиях неполных данных и жестких сроков. Моя точка зрения сформирована годами работы с энергетическим оборудованием, тем самым, которое крутится, греется и несет огромные нагрузки. И здесь ключевое — не просто найти дефект, а понять, можно ли с ним жить до следующего планового останова, или это стоп-фактор здесь и сейчас. Ошибка в сторону излишней осторожности ведет к миллионным убыткам от простоя, в сторону беспечности — к катастрофе. Вот об этой ?кухне? и хочу порассуждать.

Место лаборатории в жизненном цикле оборудования

Возьмем, к примеру, вспомогательное оборудование для паровых турбин. Конденсаторы, выхлопные устройства, трубопроводы. Это не просто железки, это сложные сварные конструкции, работающие под вакуумом, давлением, в условиях вибрации и термоциклирования. Лаборатория неразрушающего контроля вступает в игру на этапе приемки материалов, продолжает на этапе изготовления и монтажа, и, что критически важно, на этапе эксплуатационного контроля.

Часто заказчик думает: ?Производитель сделал, смонтировал, запустили — и забыли?. Это роковое заблуждение. Контроль после монтажа, особенно на сложных объектах, — это отдельная история. Скажем, сварные швы на встроенных масляных баках или комплектных масляных трубопроводах. При монтаже их положение может быть крайне неудобным, доступ — ограниченным. Стандартный УЗК-сканер может не подойти, нужны специальные насадки, а иногда и вовсе приходится полагаться на капиллярный контроль (ПВК) или магнитопорошковый (МПД), хотя их чувствительность иная.

Я помню случай на одном из объектов, где после монтажа кожуха подшипникового узла возникли вопросы к качеству сварки в зоне, закрытой фундаментной плитой. Рентген не подвести — мешала арматура. Пришлось комбинировать: сначала МПД для выявления поверхностных трещин, затем, в высверленные технологические отверстия, вводили гибкий волоконно-оптический эндоскоп для визуального осмотра корня шва. Решение не по учебнику, но оно сработало и позволило избежать демонтажа, который отодвинул бы пуск на месяц.

Выбор метода: теория против практики цеха

В учебниках все ясно: для выявления внутренних дефектов — радиография (РК) или ультразвук (УЗК). Для поверхностных — ПВК или МПД. В жизни же выбор метода — это всегда компромисс. Берем тот же конденсатор. Толщина трубных досок, материал (латунь, нержавейка, титан), конфигурация тысяч трубных отверстий — все это диктует условия.

УЗК с фазированными решетками (ФР) хорош для контроля сварных швов корпуса, но для контроля развальцовки трубок в трубной доске он может быть избыточно сложным и медленным. Чаще используется комбинация визуального и измерительного контроля (ВИК) специальным инструментом и, возможно, течеискание. А вот для контроля сварки патрубков дренажных расширительных баков, которые часто делают из тонкостенной нержавейки, рентген может ?прожечь? металл, и здесь безальтернативен УЗК, но с учетом мелкозернистой структуры стали, которая сильно рассеивает сигнал.

Одна из частых проблем на производстве — это давление сроков. Технолог требует применить быстрый метод, а специалист лаборатории неразрушающего контроля видит, что он недостаточен. Вот тут и рождаются те самые ?суждения на основе опыта?. Иногда можно пойти на риск, заменив, скажем, 100% контроль выборочным, но с ужесточенными критериями приемки. Но это решение должно быть документально оформлено и обосновано, и ответственность за него несет руководитель лаборатории. Был у меня неприятный опыт с контролем пароохладителей. По спецификации требовался УЗК швов. Но геометрия была такой, что гарантированно ?чистый? контакт преобразователя обеспечить было невозможно. Настояли на рентгене через два слоя стенки (метод двойной стенки). Дороже, дольше, но на снимках четко увидели непровар, который ультразвук мог и пропустить.

Особенности контроля для сервиса и модернизации

Это, пожалуй, самая интересная и сложная часть работы. Оборудование уже поработало. Появляются усталостные явления, коррозия, эрозия. Задача — оценить остаточный ресурс. Здесь стандартные методики часто бессильны. Нужен глубокий анализ.

Например, оценка коррозионного износа трубопроводов высокого давления. Замер толщины ультразвуковым толщиномером — это база. Но где мерить? Если мерить в легкодоступных местах, получим оптимистичную картину. Нужно искать зоны максимального износа: за отводами, в местах конденсации, на наружных поверхностых под изоляцией. Иногда для этого приходится снимать часть обшивки или теплоизоляции. Анализ данных — это уже статистика и прогнозирование.

При модернизации, скажем, при замене диафрагмы в турбине, контроль нужен и для нового изделия, и для посадочных мест в корпусе старой. Старое литье может иметь дефекты, невидимые глазу. Здесь может помочь цветная дефектоскопия или даже акустическая эмиссия при пробном нагружении. Мы как-то работали с компанией ООО Гуандун Хайен Энергетические Технологии (их сайт, кстати, www.haienenergy.ru) над проектом замены выхлопного устройства. Их инженеры предоставили детальные чертежи и ожидали стандартного протокола по сварным швам. Но наш специалист, изучив конструкцию, настоял на дополнительном контроле базовых плоскостей фланцев на коробление после термообработки. Использовали оптический нивелир и щупы. Нашли небольшой перекос, который мог привести к проблемам с уплотнением при монтаже. Доработали на месте, что в итоге сэкономило время на пусконаладке. Именно такой системный подход, а не просто ?поставить штамп?, и отличает работающую лабораторию.

Организационные и кадровые трудности

Хорошее оборудование — это полдела. Главное — люди. Подготовка специалиста по НК, особенно в области ультразвукового или радиографического контроля, занимает годы. Он должен не только знать физику метода, но и ?чувствовать? металл, понимать технологию сварки или литья.

Частая беда — текучка. Молодой специалист, получив сертификат, уходит на более высокооплачиваемую должность. Остаются ветераны, но им сложно адаптироваться к новым цифровым приборам. Идеальная схема — связка опыт + новые технологии. Но это редкость. Еще одна проблема — бюрократия. Объем документации (технологические карты, инструкции, протоколы) иногда начинает превалировать над самой работой. Специалист больше времени заполняет бланки, чем работает с прибором. Это убивает инициативу и ту самую ?профессиональную интуицию?.

Был период, когда мы пытались все формализовать, создать алгоритмы на все случаи жизни. Провалились. Потому что каждый объект, будь то редуктор давления или подшипниковый узел, уникален. Вместо алгоритмов выработали систему внутренних семинаров, где разбирали сложные случаи, в том числе и ошибки. Это сработало лучше. Специалист перестал бояться сказать: ?здесь я не уверен, давайте посмотрим под другим углом?.

Взгляд в будущее: что меняется?

Тенденции очевидны: цифровизация и автоматизация. Появляются роботизированные сканеры для УЗК, системы цифровой радиографии с детекторами вместо пленки. Это здорово повышает скорость и объективность, позволяет строить 3D-модели дефектов.

Но есть и обратная сторона. Аппаратура становится ?черным ящиком?. Оператор нажимает кнопку, а программа выдает вердикт. Пропадает понимание физических основ. Если система даст сбой или столкнется с нетиповой ситуацией, человек окажется беспомощным. Поэтому я убежден, что базовое образование и многолетний опыт ?ручного? контроля останутся фундаментом. Автоматика — это инструмент для рутинных операций на серийных изделиях, например, при контроле однотипных трубопроводов на производстве.

Для сложного, штучного оборудования, того, что проектирует и поставляет, например, ООО Гуандун Хайен Энергетические Технологии (а они, напомню, занимаются полным циклом от проектирования до обслуживания вспомогательного оборудования турбин), ключевым остается экспертный подход. Когда специалист лаборатории является частью инженерной команды, с самого начала понимает назначение узла, его слабые места и на основе этого формирует программу контроля. Это уже не лаборатория неразрушающего контроля как обособленная служба, а интегральный элемент инжиниринга. К этому, по-хорошему, и нужно стремиться. Чтобы контроль был не затратной статьей, а страховкой и источником ценной информации для повышения надежности всего, что работает под давлением.