Контроль изоляторов на высоковольтных подстанциях

Китайские специалисты разработали систему дистанционного контроля сплошности фарфоровых изоляторов, находящихся в эксплуатации, без отключения напряжения, которое составляет 220 кВ. УЗК проводится с помощью продольных волн, вводимых под углом 14°, при частоте 2,5 МГц. Устройство механизированного сканирования (по окружности изолятора) поднимается до уровня изолятора с помощью подъемника - лифта и приближается к изолятору с помощью специальной штанги. Выявляются дефекты типа сверления диаметром 1 мм. Эта система успешно эксплуатируется в провинции Шандонг. В будущем планируется усовершенствовать систему за счет визуализации изображений дефектов.

Еще раз о «дальнодействующем ультразвуке»

Этот термин уже встречался в рефератах нашего журнала в связи с украинским переводом аббревиатуры LRUT (Long Range Ultrasonic Testing). В одном из них описана методология LRUT, основанная на использовании волноводных волн (guided wave), для контроля трубопроводов на расстояниях до многих десятков метров. Используются магнитострикционные преобразователи, объединенные в кольца по 24 элемента. Частота упругих колебаний 10 - 100 кГц. Особое внимание уделяется интерпретации информации, которая требует высокой квалификации операторов. С помощью компьютерной обработки сигналов авторам удалось достичь эффекта фокусировки волны, что позволило точнее определять местоположение дефекта.

Еще одна статья также посвящена проблеме фокусировки торсионных волн, распространяющихся вдоль трубопровода. Эксперимент проводили на стальной трубе диаметром 508 мм и длиной 24 м. Удалось достичь фокусировки на расстоянии 6,32 мм от преобразователя.

Комплексная технология неразрушающего контроля

С 2007 г. в нашей стране выходит новый журнал «Сварка и диагностика», содержащий (в числе прочих) статьи по проблемам НК. Это печатный орган НАКС (Национальное Агентство Контроля и Сварки), он выходит 6 раз в год, главный редактор - президент НАКС, академик РАН Н. П. Алешин.

На страницах журнала помещена большая статья сотрудников ООО НПЦ «Эхо+» о комплексной технологии НК различных объектов, главным образом - трубопроводов, например, магистральных, технологических,а также трубопроводов, действующих в атомной энергетике, в химическом машиностроении и др. Комплексный подход состоит в применении систем акустической эмиссии - на основе комплекса A-Line 32D, волноводных акустических методов - на основе системы «Авгур 5.5», когерентных методов - на основе систем «Авгур 4.2», «Авгур 5.2» и «Авгур 5.3», а также диагностики деградации свойств металлов - на основе твердомеров типа ТЭМП. Приведены статистические данные, характеризующие результаты первичного и повторного УЗК аустенитных сварных швов трубопроводов Ду-300 первого контура реактора РБМК за период с 1997 по 2004 гг. Приведены распределения дефектов по типам и размерам в сварных швах трубопроводов атомных станций и газокомпрессорных станций Газпрома, а также в кольцевых швах магистральных нефтепроводов.

Указано количество приборов комплекса, выпущенных на данный момент: Лель/A-Line 32D - 250; «Авгур 5.5» - 3; «Авгур 4.2», «Авгур 5.2» и «Авгур 5.3» -42; твердомеры ТЭМП - 4800 штук.

Составлена таблица сочетаний применяемых методов (а также рекомендуемых к применению) для наиболее важных потенциально опасных объектов, в том числе (кроме перечисленных выше) сосудов, работающих под давлением, емкостей для хранения нефтепродуктов, колесных пар, рельсов, международных космических аппаратов, исследовательского термоядерного реактора (ИТЭР).

Новое в технологии TOFD

Дифракционно-временной метод (TOFD) традиционно применяют для оценки размеров трещин. В статье специалистов из Нидерландов и Великобритании предлагается использовать его для оценки глубины коррозионных поражений сосудов и трубопроводов. При этом разработан программный инструмент, позволяющий автоматизировать преобразование времени прибытия сигнала в глубину и в легкую для чтения карту коррозии. Эта технология названа TOF-FS, что можно интерпретировать примерно так: «время пролета, быстро показываемое на экране».

Внутритрубный дефектоскоп для УЗК газопроводов

Внутритрубную диагностику нефтепроводов возможно выполнять с использованием УЗК, так как акустический контакт ПЭП через нефть вполне удовлетворительный. Но для газопроводов прежде использовали в основном магнитные внутритрубные дефектоскопы (об этом было много рефератов в нашей рубрике). С разработкой электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) стало возможным введение упругих колебаний через газ. В НПО «Спектр» разработаны и прошли промышленное опробование снаряды-дефектоскопы с ЭМАП для диагностики газопроводов с целью выявления стресс-коррозионных трещин. Они позволяют выявлять трещины с малым раскрытием - порядка 10 мкм, что было недостижимо для магнитных дефектоскопов. Кроме того, при УЗК обнаруживаются участки, где нарушена изоляция и могут возникнуть трещины в будущем. Установлена хорошая корреляция между нарушением изоляции и коррозионной повреждаемостью трубопроводов.

NESC-III - новая европейская программа оценки систем УЗК разнородных сварных швов

В № 3 нашего журнала за 1999 г. был помещен реферат об уроках международной программы PISC, в рамках которой 14 стран мира почти 20 лет исследовали возможности УЗК объектов атомной энергетики. Считая результаты этой работы не вполне удовлетворительными (особенно - для сложных сварных швов), страны Европы занялись совместными исследованиями современных возможностей УЗК. Новая программа называется «Network for Evaluating Structural Components» (NESC). Страны Европы с 1992 г. проводят исследования по системе «round-robin», как это делали и в рамках программы PISC, то есть перевозят из страны в страну образцы с дефектами, и в каждой стране разные бригады выполняют контроль.

В программе NESC-III принимали участие Великобритания, Франция, Германия, Словакия, Финляндия и Испания. Она посвящена разнородным сварным швам. Это швы, которые соединяют конструкции из стали перлитного класса со сталью аустенитного класса. Перед сваркой на кромку детали из перлитной стали наносят предварительную аустенитную наплавку. Кроме того, имеется еще антикоррозионная наплавка на внутренней поверхности изделия. Такие швы используются в атомной энергетике, и к ним предъявляются очень высокие требования.

Образец представлял собой трубу диаметром 453 мм с толщиной стенки 52 мм, сваренную из перлитной стали марки SA508 и аустенитной стали марки 304L. В нем выполнены два кольцевых шва: шов А - аустенитный (308L) и шов В - из хром-никелевого сплава Inconel 182. Наплавки на кромках обоих швов были аустенитные (309L+308L). На внутренней поверхности трубы между швами была нанесена антикоррозионная наплавка (309L). Дефекты (внутренние и наружные) размером от 5 до 20 мм были изготовлены разными способами, в том числе электроискровым. Особое внимание было уделено проблеме оценки размера дефекта в вертикальном сечении шва, и именно точность этой оценки считалась критерием успеха.

Этот образец (весом 580 кг) побывал в каждой из перечисленных стран, где его проверили с помощью УЗК (кто как умел). Затем с помощью вскрытия установили истинные размеры дефектов и построили зависимость ультразвуковой оценки размера дефекта Хузк от истинного Хист. В отчете по программе PISC на таком графике было много точек, лежащих значительно ниже прямой X = X . Большинство данных было тогда получено с помощью традиционных амплитудных методов оценки. Хотя уже и тогда были точки, лежащие вблизи этой прямой. Они были получены теми бригадами, которые использовали дифракционные методы.

В отчете по программе NESC-III уже много точек оказалось вблизи этой прямой, т. е. корреляция значительно лучше. Этого удалось достичь за счет контроля на более высоком уровне чувствительности и применения, кроме традиционного контроля сдвиговыми волнами, также продольных волн, системы «тандем», фазированных решеток, фокусировки пучка и дифракционных методов. Была поставлена цель выявления дефектов протяженностью вдоль шва не менее 10 мм и высотой в вертикальном сечении шва - не менее 5 мм. Достигнут высокий процент вероятности выявления дефектов. Так, например, в шве В 6 бригад из 7 выявили все заданные дефекты и 1 бригада - 80 %. В шве А из 9 бригад 5 выявили все заданные дефекты, 3 бригады - по 80 %, и одна - 60 %. Вычисление средней квадратической погрешности оценки вертикальных размеров дефектов показало, что она колеблется (для разных бригад) от 1,6 до 7,5 мм.

Признавая в общем результаты работы положительными, организаторы считают,что одной из основных причин ошибок является «человеческий фактор». Выводы по результатам работ содержат рекомендации по повышению профессионализма специалистов УЗК и по созданию однозначных методик. В выводах также рекомендуется при аттестации методик и средств УЗК использовать «слепые» образцы (по результатам программы PISC они были отвергнуты).

В нашей стране также выполняется УЗК разнородных швов такого типа (у нас их называют композитными швами). Методика разработана ВНИИАЭС и включает контроль головными волнами и наклонным пучком продольных волн.

Диагностика и безопасность стареющих больших механических систем, эксплуатируемых в условиях крайнего Севера

В статье специалистов из Института физико-технических проблем Севера речь идет в основном о дефектоскопии магистральных газопроводов. Собран большой статистический материал о состоянии металла, находящегося в длительной эксплуатации при пониженной температуре. Анализ случаев разрушения газопроводов в Якутии показал следующее:

- материал труб газопровода (сталь 09Г2С) проявил достаточно высокую прочность и хладостойкость;

- надежность газопроводов подземной укладки в условиях многолетнемерзлых грунтов выше надежности надземной схемы прокладки;

- наибольшее количество отказов газопроводов с разрушением металла приходится на кольцевые сварные соединения по причине дефектов сварки;

 - типичные для средней полосы России отказы газопроводов, связанные с развитием коррозии, не являются решающими при низких температурах;

- интенсивность отказов зависит от времени года: она наибольшая в осенние месяцы, что объясняется в основном увеличением потребления газа.

Выполнен анализ дефектов с ранжированием их по размерам и по типам. Исследован механизм разрушения (в основном - хрупкого) и механизм ветвления трещин. Установлена взаимосвязь этого механизма с количеством объемных дефектов. При проведении диагностики стареющих металлоконструкций предложено в качестве меры критического накопления повреждений использовать повышение количества объемных дефектов.



Просмотров: 1611

Дата: Пятница, 07 Сентября 2012

Новости