Неразрушающий контроль в энергетике: не только про поиск дефектов 

Когда говорят про неразрушающий контроль, многие сразу представляют себе человека с датчиком УЗК, который методично сканирует шов. Это, конечно, основа, но в энергетике всё часто упирается в доступ, время и интерпретацию данных в полевых условиях, а не в идеальные условия лаборатории. Частая ошибка — считать, что купив дорогой прибор, ты решил все проблемы. На деле, самое сложное начинается после того, как прибор издал писк.

Из лаборатории на объект: где теория отстаёт от практики

В учебниках по неразрушающему контролю всё четко: калибровка, эталон, идеальная поверхность. На тепловой электростанции, при проверке сварных соединений трубопроводов высокого давления, поверхность может быть покрыта слоем изоляции, ржавчины, да и температура окружающей среды далека от 20°C. Калибровка на эталоне из того же материала и толщины — это святое, но вот попробуй добиться стабильного акустического контакта, когда доступ к шву возможен только через технологическое окно, а рука с датчиком дрожит от неудобной позы.

Был у меня случай на одной ГРЭС. Проводили ультразвуковой контроль ответственных соединений после ремонта. Прибор, современный, с фазированной решеткой, показывал неоднозначный сигнал. По эхограмме — похоже на непровар, но амплитуда плавала. Стали разбираться: оказалось, под слоем новой краски осталась старая, отслоившаяся, и она создавала переменную толщину промежуточного слоя, искажая сигнал. Пришлось зачищать до металла на участке, терять время. Вывод простой: подготовка поверхности — это 50% успеха контроля, но в графиках ремонтов на это часто закладывают минуты.

Или вихретоковый контроль теплообменных трубок парогенераторов. Теория говорит о дефектах типа питтинг или сквозное отверстие. На практике же, из-за длительной работы с переменными теплоносителями, часто возникает общее истончение стенки, которое нужно не просто зафиксировать, а построить карту износа для прогноза остаточного ресурса. Тут уже нужна не просто констатация факта, а интеграция данных, софт для визуализации, и понимание, какие пороговые значения толщины критические для именно этого участка, с учетом рабочего давления.

Оборудование: не гонка за брендом, а вопрос адекватности

Рынок завален приборами, от сверхдорогих универсальных комплексов до простеньких толщиномеров. Для компании, которая занимается, скажем, обслуживанием вспомогательного оборудования энергоблоков, ключевой вопрос — что именно и с какой периодичностью нужно контролировать. Брать самое навороченное — путь к тому, чтобы оно пылилось на складе.

Возьмем, к примеру, сферу распределенной энергетики, где много роторного оборудования, дизель-генераторных установок. Здесь на первый план часто выходит вибрационная диагностика и термография. Контроль состояния подшипниковых узлов, соосности валов — это профилактика внезапного останова. Термограф для поиска горячих точек на контактных соединениях распределительных устройств — не роскошь, а инструмент предотвращения пожара. Важно, чтобы поставщик такого оборудования не просто продал коробку, а понимал специфику энергообъектов.

Вот, кстати, о поставщиках. Сейчас многие компании стараются быть не просто продавцами, а предлагать решения. Видел сайт ООО Гуандун Хайен Энергетические Технологии (haienenergy.ru). Они, судя по описанию, как раз из таких: занимаются НИОКР, производством и продажей вспомогательного оборудования для энергетики, плюс послепродажка. Для специалиста по НК важно, что такие фирмы часто могут адаптировать оборудование под типовые задачи энергетиков — скажем, тот же комплект для вихретокового контроля трубок конденсаторов или портативную систему для анализа вибрации насосов. Их активность в распределенной энергетике — тоже показательно, это та сфера, где требования к диагностике растут как на дрожжах.

Данные — это хорошо, а выводы — дорого

Современные приборы выдают гигабайты данных. Списки дефектов, графики, спектры, термограммы. И вот тут начинается самое интересное — анализ. Можно завалить заказчика бумагой с цифрами, а можно дать четкую рекомендацию: Заварить, Заменить в течение 1000 моточасов, Повторить контроль после следующей кампании.

Помню историю с контролем сварки на фундаментных болтах ветрогенератора. УЗК показал множество точечных сигналов в зоне термического влияния. По стандарту, для такой конструкции это могло быть и допустимо. Но мы, зная, что фундамент работает на переменные знакопеременные нагрузки, а доступ для ремонта там сложнейший и дорогой, настояли на выборочной вырубке и металлографии. Она подтвердила наличие миктротрещин, которые могли развиться. Решение было на грани нормы, но практический опыт и понимание механики разрушения заставили перестраховаться. Это тот самый случай, когда неразрушающий контроль — это не про галочку в отчете, а про принятие инженерного решения.

Частая проблема на местах — разрыв между службой НК и ремонтным персоналом. Одни пишут в заключении дефект типа трещина, координаты X,Y, а ремонтники смотрят на эту координату на огромной колонне и не понимают, как к этому месту подобраться. Хороший специалист всегда мысленно прикидывает, как этот дефект будут устранять, и дает рекомендации по доступу сразу. Это и есть та самая послепродажная услуга в широком смысле, которую должны обеспечивать и поставщики оборудования, и подрядные организации.

Не только металл: контроль композитов и новых материалов

Энергетика не стоит на месте. Всё чаще в том же распределенном сегменте, в конструкциях ветроустановок или в элементах современных когенерационных установок, применяются полимерные композиты, углепластики. Их контроль — отдельная песня. Здесь УЗК часто не работает из-за высокого затухания, на первый план выходят методы акустической эмиссии (при нагружении) или активной термографии.

Работал с контролем лопастей ветряков. Внешний осмотр — это ерунда, основные проблемы (расслоения, полости) внутри сэндвича. Использовали переносной дефектоскоп на основе импульсного теплового контроля. Греем участок мощной лампой и смотрим инфракрасной камерой, как остывает поверхность. Наличие расслоения меняет тепловой поток, и на термограмме проявляется четкое пятно. Сложность — в интерпретации: пятно может быть и от неравномерной толщины материала, и от остатков клея. Нужны эталоны, нужно понимание технологии изготовления самой детали. Без этого все пятна станут дефектами, что приведет к необоснованному ремонту.

Это направление, кстати, перспективное для компаний-поставщиков. Те, кто, как ООО Гуандун Хайен Энергетические Технологии, занимаются НИОКР, могли бы смотреть в сторону разработки или адаптации именно таких комплексов для нестандартных задач энергетиков. Потому что рынок готовых решений для контроля композитов в полевых условиях еще не насыщен.

Мысли вслух о будущем профессии

Иногда кажется, что автоматизация и роботы скоро вытеснят человека с датчиком. Роботы-ползуны для контроля труб, дроны с термокамерами для осмотра ЛЭП — это уже реальность. Но я уверен, что ключевое звено — специалист, который принимает решение, — останется. Машина может собрать данные, даже предварительно их классифицировать по алгоритму. Но оценить критичность дефекта в конкретном узле, работающем в конкретных условиях, с учетом истории нагрузок и планов на будущую эксплуатацию — это пока прерогатива человеческого опыта.

Поэтому будущее видится не в замене, а в усилении. Умные приборы, которые сразу привязывают дефект к 3D-модели объекта, планшеты с облачными базами типовых дефектов для сравнения, системы поддержки принятия решений. Но основа — это по-прежнему понимание физики метода контроля, технологии объекта и, что немаловажно, умение усомниться в показаниях прибора и проверить альтернативным способом.

В конце концов, суть неразрушающего контроля в энергетике — это обеспечение надежности. Не поиск дефектов ради поиска, а предоставление информации для управления рисками. И в этой цепочке каждый элемент — от качества оборудования до квалификации специалиста — должен быть на своем месте. И хорошо, когда компании на рынке это понимают и предлагают не просто дефектоскоп, а часть такого решения.