Российские специалисты разработали автоматизированную систему ультразвукового контроля качества сварных соединений

При строительстве трубопроводов в обязательном порядке ведется контроль качества сварки неповоротных кольцевых соединений. Часто он осуществляется рентгенографическим методом. Этот метод неразрушающего контроля позволяет зафиксировать на пленке результаты проверки сварного соединения, которые в случае аварии могут быть проанализированы контролирующими органами. Рентгеновский контроль позволяет достаточно уверенно выявлять те дефекты, плоскость которых расположена по вектору излучения. Ослабление излучения в зоне дефекта значительно меньше, чем в других местах, и на пленке, после ее проявки, регистрируется темный участок, свидетельствующий о наличии дефекта. Однако если плоскость дефекта расположена перпендикулярно потоку излучения, то в силу незначительного увеличения плотности излучения идентифицировать дефект на пленке бывает сложнее. К тому же рентгеновское излучение создает опасность для персонала, находящегося рядом с местом проведения контроля.

Ультразвуковой метод контроля сварных соединений также достаточно информативен и при этом безопаснее для окружающих. Но и у него есть целый ряд ограничений. Импульс, который вводится в контролируемый объект и отражается от границы раздела двух сред, может быть как донным сигналом от обратной стороны стенки, так и от дефекта. Если дефектоскопист не обеспечит акустический контакт с поверхностью, у него дрогнет рука, то выявить дефект не удастся. Не гарантирует акустический контакт и обработка шва специальными жидкостями. Отсюда высокие требования к квалификации дефектоскописта.

Чтобы минимизировать влияние человеческого фактора, специалисты «НИИ Транснефть» и МГТУ имени Н.Э. Баумана разработали автоматизированную систему неразрушающего ультразвукового контроля. Если раньше, чтобы «прозвонить» сварной шов, контролер должен был перемещать по нему датчик вручную, то теперь созданный российскими учеными комплекс передвигается с помощью электропривода автоматически. Направление движения сканера корректируется дистанционно. Электропитание и снабжение комплекса контактной жидкостью осуществляются в автономном режиме. Входящие в него две 16-элементные фазированные решетки сектор за сектором сканируют шов с помощью ультразвукового дифракционно-временного метода ToFD (Time of Flight Diffraction), который использует не отображение, а время прохождения сигнала. Результаты автоматического слежения за швом передаются в компьютер по Wi-Fi.

Воплотивший самые последние технические разработки автоматически передвигающийся сканер позволяет повысить достоверность результатов неразрушающего контроля. Он успешно прошел апробацию и в настоящее время используется в трех организациях системы ПАО «Транснефть». Об этом на конференции «Новые технологии, оборудование и материалы для проектирования, строительства, эксплуатации и ремонта магистральных трубопроводов» сообщил главный научный сотрудник Центра стали и сварки, прочностных расчетов ООО «НИИ Транснефть» Евгений Зорин в докладе, подготовленном совместно с первым заместителем генерального директора этого института Дмитрием Негановым. По словам докладчика, новая система контроля уже с успехом применяется на трубопроводах, кроме того, у нее большие перспективы применения при строительстве и диагностике резервуаров в процессе эксплуатации. Правда, сложность ее использования на резервуарах состоит в том, что по сравнению с обычными кольцевыми сварными швами сварное стыковое соединение поясов резервуаров соединяет разные толщины. Кроме того, существенные коррективы в трактовку полученных результатов контроля вносит покрытие резервуаров. В связи с этим Евгений Зорин отметил, что, несмотря на развитие методов неразрушающего контроля, вопрос подготовки дефектоскопистов остается на повестке дня, так как от уровня их квалификации зависят понимание и трактовка изображений, полученных при контроле.

Алексей ТОРБА

«Строительная газета», 31 мая 2019 г.