Неразрушающий контроль состояния металла сварных конструкций

Источник материала:

Вопросы эффективного контроля состояния различных металлоконструкций, в том числе сварных, были и остаются весьма актуальными. Из целого спектра разработанных и применяемых при диагностике металлических объектов способов контроля было решено выбрать оптимальный набор методов, которые можно использовать для диагностики состояния любой металлоконструкции. При этом повышенное внимание уделялось именно неразрушающим методам.

Проводимые в настоящее время работы специалистов БНТУ базируются на положительных результатах предыдущих исследований: ГПОФИ «Диагностика» задание № 24 (2003–2005 гг.) «Разработка теоретических и технологических основ оценки механических свойств материалов малоразрушающим способом»; ГКПНИ «Техническая диагностика» задание № 13 (2006–2008 гг.) «Разработка и внедрение методики и пакета прикладных компьютерных программ оценки остаточного ресурса оборудования и металлоконструкций, основанных на косвенном определении комплекса механических свойств металла неразрушающим способом»; ГКПНИ «Техническая диагностика» задание № 48 (2010–2011 гг.) «Методология неразрушающего контроля и оценки напряженно-деформационного состояния сосудов, работающих под давлением по структурным, механическим и магнитным характеристикам»; ГПНИ «Механика, техническая диагностика, металлургия» задание 5.4.13 «Разработка системы неразрушающего контроля и мониторинга состояния трубопроводов и других ответственных металлоконструкций теплоэнергетического оборудования» (2011–2013 гг.).

В результате проведенных исследований выполнены работы по выбору оптимального (по мнению авторов) состава эффективных неразрушающих методов контроля, доказавших свою эффективность для сосудов, работающих под давле­нием, емкостей, башенных кранов, трубопроводов:

• визуальный метод (для поиска и выявления слабых критических мест диагностируемой конструкции);
• магнитный (коэрцитиметрический) метод, который выявляет участки с максимальным значением напряженно-деформированного состояния металла по максимальному значению замеренной коэрцитивной силы (кроме объектов, изготовленных из нержавеющих сталей аусенитного класса);
• металлографический (полевая металлография) – для оценки структуры и уровня ее деградации непосредственно на конструкции за счет использования переносного микроскопа;
• дюрометрический – для оценки уровня механических свойств металла по параметрам отпечатка индентора после измерения твердости на материале переносными твердомерами.

С 2011 года ведутся активные работы по адаптации указанных методов контроля и технологических приемов их осуществления для элементов оборудования и конструкций теплоэнергетики (трубопроводов пара и горячей воды, трубопроводов в пределах котла, труб поверхностей нагрева, масло- и мазутопроводов).

Актуальность данных исследований связана также с широко­масштабной реконструкцией оборудования ТЭЦ, начавшейся в Республике Беларусь, а также с необходимостью определения возможности использования трубопроводов, бывших длительное время в эксплуатации, без их замены, но при научно обоснованной гарантии их надежности и безопасности. При этом общеизвестно, что старение металла при длительной эксплуатации сопровождается изменениями его физико-механического состояния, в результате чего снижается работоспособность и надежность различных металлоконструкций.

Основными преимуществами предлагаемого набора методов неразрушающего контроля являются:

• комплексность и подтвержденная эффективность оценки состояния металла на всех стадиях жизненного цикла конструкции, включая ее изготовление, ремонт, реконструкцию и эксплуатацию (оценка может производиться по магнитным, механическим и структурным характеристикам металла практически в любой доступной точке конструкции, в том числе и по металлу сварных соединений);
• простота адаптации указанных методов к особенностям практически любых металлоконструкций.

В связи с перечисленными преимуществами данного метода контроль свойств металла (в первую очередь, неразрушающий) имеет важное значение при оценке состояния металла оборудования и конструкций, так как он обеспечивает надежность эксплуатации оборудования.

По материалам доклада авторов: Ф. И. Пантелеенко – первого проректора БНТУ, А. С. Снарского – заведующего кафедрой порошковой металлургии, сварки технологии материалов БНТУ, В. А. Писарева – заведующего НИИЛ «Сварка, родственные технологии и неразрушающий контроль» БНТУ