Неразрушающий контроль сварных соединений: не про формальность, а про надёжность 

Когда говорят про неразрушающий контроль сварных, многие сразу думают про УЗК или рентген, про бумажки для ревизора. А по сути-то всё это — про одно: понять, что у тебя внутри шва, не разбирая агрегат. Особенно критично в нашей сфере — вспомогательное оборудование для турбин, где давление, температура, вибрация. Конденсатор лопнет или сварной стык на пароводяном трубопроводе даст течь — это не просто простой, это огромные убытки. И часто проблема не в том, что методы плохи, а в том, что подход формальный. Проверили по схеме, отметили галочкой — и всё. А реальный дефект, который вылезет через полгода, мог сидеть в зоне, которую просто ?не зацепили? стандартным прогоном датчика.

Методы: инструменты в руках, а не волшебные палочки

Возьмём тот же ультразвук. На бумаге всё гладко: калибруем на эталоне, прогоняем, смотрим эхо-сигнал. На практике же — шероховатость поверхности, сложная геометрия (взять те же кожуха или элементы выхлопных устройств), разнотолщинность. Датчик плохо прилегает — уже потерял половину чувствительности. Или, например, контроль сварных швов на встроенных масляных баках. Там часто и доступ ограничен, и материал не самый идеальный для УЗК. Можно получить красивую диаграмму, но пропустить несплошность, потому что она ориентирована неудобно для луча. Отсюда идёт моё первое правило: метод выбирается не по тому, что прописано в ТУ (хотя и это важно), а по тому, к какой зоне как лучше подобраться и что именно ищешь.

Визуально-измерительный контроль (ВИК) — многие его недооценивают, считают ?дежурным? этапом. А зря. Часто именно визуально, особенно с хорошим освещением и лупой, видишь начало трещины, подрез, смещение кромок, которые потом аукнутся при нагрузке. Мы перед сборкой комплектных масляных трубопроводов всегда делаем тщательный ВИК сварных кромок и подкладных колец — мелочь, но она исключает массу проблем на этапе гидравлических испытаний. Это не замена УЗК, а его обязательное дополнение. Без хорошего ВИКа все остальные методы — это стрельба по площадям вслепую.

Капиллярный контроль (ПВК) — наш спасатель для поверхностных дефектов на нержавейке или на ответственных швах малой толщины. Помню случай с дренажным расширительным баком: после сварки шов выглядел идеально, УЗК ничего не показал, а после обработки пескоструем и проливкой пенетрантом — сетка мелких пор по краю. Не критично, но для аппарата, работающего в постоянном цикле ?нагрев-остывание?, — потенциальный очаг коррозии. Переварили. Здесь важно не переборщить с проявителем и правильно очистить поверхность после проверки, особенно если дальше идёт покраска.

Специфика оборудования: от конденсатора до диафрагмы

Оборудование, с которым мы работаем в ООО Гуандун Хайен Энергетические Технологии, — от конденсаторов до редукторов давления — это не универсальные ?железки?. У каждого узла своя функция, свои нагрузки, а значит, и свои требования к сварным швам. Контроль должен это учитывать. Например, для конденсаторов огромное значение имеет герметичность тысяч трубных развальцовок и сварных соединений трубных решёток. Тут рентген или УЗК каждого шва — физически и экономически нереально. Идёт комбинация: выборочный строгий контроль эталонных соединений + обязательные гидроиспытания всего узла под давлением, что по сути тоже является методом неразрушающего контроля — на общую плотность.

Совсем другая история — подшипниковые узлы и их сварные станины. Здесь главное — отсутствие остаточных напряжений и деформаций после сварки, которые могут повлиять на соосность. Контроль часто смещается в сторону контроля геометрии (лазерное сканирование, точные замеры) и, возможно, магнитопорошкового метода для выявления трещин в зонах термического влияния. А вот для толстостенных элементов пароводяных трубопроводов высокого давления уже без полноценного УЗК с записью эхосигналов и рентгенографии по критичным сечениям — никуда. Тут каждый шов — это потенциальное слабое звено.

Интересный опыт был с изготовлением диафрагм турбинных. Материал специфический, конфигурация сложная, сварка часто многослойная. Стандартная схема контроля давала сбои. Пришлось совместно со сварщиками и технологами буквально ?рисовать? карту контроля: где именно, каким методом и на каком этапе (после каждого слоя или после завершения) проверять. Особое внимание уделяли переходным зонам между различными элементами диафрагмы. Это та ситуация, когда ПК (неразрушающий контроль) перестаёт быть отдельной функцией и становится частью технологического процесса изготовления.

Организация процесса: бумага терпит, металл — нет

Можно иметь самое дорогое оборудование для неразрушающего контроля сварных соединений, но если процесс организован от балды, толку будет мало. Важнейшее звено — связь с исполнителями, то есть со сварщиками. Раньше бывало: контролёр нашёл дефект, составил акт — и всё, задача его выполнена. Сварщик получает этот акт как выговор. Сейчас мы стараемся действовать иначе: если дефект систематический (например, поры в определённом положении), то контролёр, технолог и сам сварщик садятся и разбираются. Может, проблема в подогреве, может, в сварочных материалах, может, в методике. Цель — не наказать, а понять причину и не допустить её в будущем. Это резко повышает общую культуру производства.

Документирование — головная боль, но необходимая. Эхограммы УЗК, снимки рентгена, протоколы ПВК — это не просто ?отчётность для архива?. Это история изделия. Когда через несколько лет на объекте возникает вопрос по конкретному шву, возможность поднять и посмотреть, как и что контролировалось при изготовлении, — бесценна. Мы постепенно переходим к цифровым архивам, где к паспорту изделия привязаны все данные по контролю. Это особенно актуально для такой комплексной продукции, как, например, комплектные масляные трубопроводы или выхлопные устройства, где сотни сварных точек.

Квалификация персонала — это вообще отдельная тема. Контролёр — это не оператор, который нажимает кнопки на аппарате. Он должен понимать металлургию сварки, основы конструирования, чтобы оценить критичность найденного несовершенства. Размер дефекта — это ещё не приговор. Нужно оценить его расположение относительно рабочих напряжений, ориентацию. Иногда маленькая, но остроугольная несплошность опаснее крупной и округлой. Этому не научишься только по учебникам, нужен опыт, в том числе и анализ реальных отказов.

Из практики: случаи, которые учат

Расскажу про один неочевидный момент. Изготавливали пароохладитель. Конструкция с ребрами, кожухом, массой разнородных швов. Все этапы контроля прошли, включая гидроиспытания. Отгрузили. Через месяц на монтаже — микротечь в одном из угловых сварных швов между кожухом и камерой. Причина оказалась в том, что при контрольной выборочной рентгенографии этот конкретный шов не попал в выборку, а УЗК из-за сложного доступа и отражений от рёбер жёсткости не выявил непровар по корню шва. Дефект был скрытый. Урок: для сложносоставных узлов с ограниченной доступностью иногда нужно не жадничать и закладывать в технологическую карту 100% контроль критичных зон, даже если это увеличивает время. С тех пор для подобных элементов мы так и делаем.

А был и позитивный пример. При приёмке крупногабаритного выхлопного устройства от субподрядчика наш контроль выявил расхождение в качестве сварки вертикальных швов. Данные были на руках (эхограммы, снимки). Не было голословных претензий, а был предметный разговор с доказательной базой. В итоге узел доработали на месте, до монтажа, что сэкономило и время, и деньги в будущем. Это к вопросу о том, что грамотный неразрушающий контроль сварных соединений — это не статья расходов, а инструмент экономии и страховки от куда больших проблем.

Ещё один аспект — контроль после ремонта или модернизации. Допустим, нужно врезать дополнительный штуцер в действующий дренажный расширительный бак. Сварка идёт ?в полевых? условиях, часто на уже бывшем в эксплуатации металле. Здесь методы контроля должны быть максимально мобильными и дающими быстрый результат. Чаще всего это комбинация ВИКа, ПВК и, возможно, акустической эмиссии при проведении пробного пуска под давлением. Главное — убедиться, что новый шов не привнёс новых слабых мест в существующую конструкцию.

Вместо заключения: мысль вслух

Так что, если резюмировать мой опыт, то неразрушающий контроль — это не отдельная служба, а нервная система всего производства ответственного оборудования. От его адекватности и внимательности зависит, отправится ли изделие, например, с нашего сайта haienenergy.ru, работать на десятилетия или станет головной болью для заказчика. Это постоянный баланс между достаточностью и избыточностью, между требованиями норм и реальными условиями работы узла.

Нет идеального метода, который всё видит. Есть грамотное сочетание методов, понимание физики процесса и чёткая организация. И ещё — здоровый скепсис. Если всё ?слишком чисто?, возможно, стоит проверить ещё раз, другим способом. Металл, особенно сварной, любит преподносить сюрпризы. Задача контроля — эти сюрпризы находить до того, как они станут аварией. Всё остальное — технические детали, которые, впрочем, и составляют суть нашей ежедневной работы по проектированию, производству и монтажу того, что должно работать безотказно.