Основная задача Белорусской ассоциации неразрушающего контроля и технической диагностики (БАНК и ТД), являющейся членом Европейской федерации по неразрушающему контролю (EFNDT) и Всемирного комитета по неразрушающему контролю (ICNDT), — содействие в развитии и применении современных методов и средств НК для обеспечения качества продукции во всех областях народного хозяйства Республики Беларусь.
Проблема контроля качества продукции актуальна издавна. Уместно вспомнить Указ Петра I января 11 дня 1723 г.: “Повелеваю хозяина Тульской фабрики Корнилу Белоглазова бить кнутом и сослать на работу в монастыри, понеже он, подлец, осмелился войску государства продавать негодные пищали и фузеи. Пусть дьяки и подьячие смотрят, как альдермалы клейма ставят, буде сомнения возьмет, самим проверять и осмотром и стрельбой. А два ружья каждый месяц стрелять, пока не испортятся”.
Контроль качества — это контроль количественных и (или) качественных характеристик, свойств продукции. Неразрушающий контроль (НК) призван не нарушать ее пригодность к использованию по назначению.
Датой рождения НК считается 1895 г., когда были открыты рентгеновские лучи. Спустя несколько месяцев в печати впервые опубликовали снимок сварного соединения, полученный с помощью этих лучей.
2 февраля 1928 г. молодой преподаватель кафедры “Специальная радиотехника” Ленинградского электротехнического института (ЛЭТИ) С.Я. Соколов заявил способ и устройство для испытания материалов, на которые впоследствии был получен патент. Он впервые предложил использовать ультразвуковые колебания для прозвучивания изделий и получения таким образом информации об их внутренних дефектах и структуре. Именно от этой даты ведется отсчет возникновения ультразвуковой дефектоскопии — науки о методах и приборах контроля качества материалов и изделий.
Сегодня в стройиндустрии просматривается тенденция активного применения инструментальных средств неразрушающего контроля, поскольку разрушающие методы неспособны обеспечить сплошной контроль качества выпускаемой продукции. Что касается металлоконструкций, то их исследования требуют сочетания разрушающих и неразрушающих методов. Традиционные способы изучения прочностных свойств изделий и конструкций, связанных с разрушением материалов или отдельных элементов конструкций, зачастую не позволяют получить объективную оценку их состояния. Особенно это характерно для строящихся и эксплуатируемых объектов.
Задачей НК качества различных ссоружений, в том числе и металлоконструкций, является поиск отклонений их технических характеристик либо параметров от заданных в нормативных документах (НД). Это могут быть дефекты типа нарушения сплошности металлоконструкций, изменения физико-механических характеристик, геометрических размеров. Методы и средства НК позволяют их своевременно обнаруживать, предупреждать возможные разрушения и, как следствие, возникновение аварий.
Достоверность и объективность контроля качества металлоконструкций при выпуске из производства и в процессе эксплуатации обеспечивается:
– техническим уровнем нормативной документации на методы контроля;
– наличием и широким применением современных средств НК;
– наличием широкого круга специалистов в области НК, способных грамотно провести контроль качества, достоверно расшифровать и сделать корректный анализ полученных результатов.
Применение методов и средств НК для диагностики заданных объектов регламентируется нормативными документами (НД), устанавливающими требования к показателям качества и способам их проверки. От уровня НД во многом зависит достоверность информации о качестве контролируемых сооружений. Контроль качества металлоконструкций регламентируется СHиП 3.03.01-87 “Несущие и ограждающие конструкции” и СHиП III-18-75 “Металлические конструкции”.
Методы НК не являются универсальными. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, ограничения областей применения и может использоваться для обнаружения определенных дефектов. Поэтому выбор зависит от конкретных требований практики, материала, конструкции объекта, условий его работы, технико-экономических показателей, вида дефектов.
Основными точками контроля металлоконструкций являются сварные соединения. Это и понятно. Сварная конструкция всегда потенциально опасна. Поэтому тщательное отслеживание качества сварных соединений на всех этапах производства и эксплуатации металлоконструкций позволяет обеспечивать их необходимые прочностные свойства, оказывает дисциплинирующее воздействие на технологию сварочных работ. Оно проводится согласно ГОСТ 3242-79 с помощью визуального и измерительного контроля, ультразвукового, радиографического, магнитного и капиллярного методов НК.
Визуально выявить в металле конструкции можно лишь поверхностные дефекты типа трещин, расслоений, закатов, забоин, раковин и т.п. Измерительный контроль деталей, сборочных единиц удостоверяет соответствие их геометрических размеров требованиям НД и допустимости размеров обнаруженных при визуальном контроле поверхностных несплошностей. Эти методы просты, доступны, легко применимы и относительно недороги, но малопроизводительны и достаточно субъективны. Ведь достоверность контроля при их использовании сильно зависит от опыта и квалификации дефектоскопистов.
В настоящее время в Беларуси введены новые НД, касающиеся визуального и измерительного контроля. Так, СТБ 1133-98 “Методы контроля внешним осмотром и измерениями. Общие требования” устанавливает общие технические подходы к контролю внешним осмотром и измерениями соединений металлов и сплавов; СТБ EН 970-2003 “Контроль неразрушающий сварных соединений. Визуальный метод” регламентирует проведение визуального контроля при подготовке к сварке, во время самой операции, а также на отремонтированном сварном соединении.
С 01.07.2004 г. в Беларуси вступил в действие закон “О техническом нормировании и стандартизации”. В отношении НК он предусматривает создание условий для взаимного признания результатов контроля на основе гармонизации рабочих процедур и НД с европейскими и международными стандартами и нормами. Нужно отметить, что в нашей стране в качестве государственных уже принят ряд международных и европейских стандартов, одним из которых является СТБ ЕН 970-2003, и эта работа, несомненно, продолжится.
Одним из установленных НД методов контроля сварных соединений является радиографический метод по ГОСТ 7512-82. К сведению специалистов, этот стандарт отменен, а взамен его в настоящее время введен СТБ 1428 “Контроль неразрушающий. Соединения сварные трубопроводов и металлоконструкций.
Радиографический метод”. Он учитывает основные требования европейского стандарта ЕН 1435 к технологиям производства работ и обеспечения чувствительности контроля, что гарантирует равноценность выявляемости дефектов, а также к подразделениям и квалификации персонала, осуществляющего НК. В частности, подразделения, проводящие контроль качества, должны быть аккредитованы в соответствии с СТБ 941.2, СТБ ИСО/МЭК 17025, а персонал сертифицирован в соответствии с ГОСТ 30489-97 (ЕН 473), который действует в Беларуси с 01.03.1999 г.
Капиллярный метод НК используется как для контроля сварных соединений, так и конструкций любых форм и размеров с целью обнаружения невидимых или слабо видимых дефектов типа несплошностей материала, выходящих на поверхность, их расположения и протяженности, а также сквозных несплошностей. Необходимо отметить, что с 01.01.2001 г. введен стандарт СТБ 1172-99, в котором уровни чувствительности дефектоскопических материалов (всего три) не соответствуют уровням чувствительности, заданным в ГОСТ 18442- 80, на который дана ссылка в НД и который отменен на территории Республики Беларусь. В СТБ 1172-99 уровни чувствительности дефектоскопических материалов соответствуют европейским нормам.
Магнитопорошковый метод НК можно использовать для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов сварного соединения и основного металла конструкций. Теория и практика капиллярного и магнитопорошкового методов в настоящее время хорошо отработана, для их осуществления применяются дефектоскопические материалы в аэрозольных упаковках немецких (Helling, MR-Chemie) и других фирм.
Распространенным дефектом металлоконструкций является утончение стенок из-за коррозии. В данном случае эффективен акустический (ультразвуковой) метод НК, способный определить несплошности и нарушения однородности в основном металле и сварных соединениях глубиной залегания от 2 мм. Однако контроль толщины металлоконструкций ультразвуковым методом (ультразвуковая толщинометрия) не установлен в НД, равно, как и методы контроля защитных покрытий металлоконструкций (лакокрасочных, гальванических и т.д.). Между тем эта проблема сегодня очень актуальна и может быть успешно ликвидирована с помощью таких физических видов НК, как магнитный и электромагнитный.
Постоянно усложняющиеся задачи по повышению качества металлоконструкций требуют дальнейшего совершенствования и развития методов НК, так как решать их с помощью классических методов не всегда возможно.
Вполне реальная угроза техногенных катастроф, необходимость обеспечения техногенной безопасности стали причиной наблюдающегося в последнее время проявления большого интереса к НК напряженно-деформированного состояния (НДС) и диагностики конструкций, изделий и сварных соединений. Оценка эксплуатационного ресурса, надежности и долговечности по их текущему состоянию предполагает знание как минимум текущих значений НДС и степени деградации материала в результате эксплуатации. Ведь в конечном итоге разрушение происходит в той части, в которой под нагрузкой возникают критические напряжения в результате деградации металла или появления дефекта сплошности.
Для контроля НДС применяются отличные от традиционных физические методы, например метод магнитной памяти металла, магнито-анизотропный, струнная тензометрия, вибро-оптический, магнитный эффект Баркгаузена (МЭБ), метод измерения величены коэрцитивной силы. В данный момент они находятся в стадии активной разработки, в том числе и в нашей стране, и в ближайшие годы будут интенсивно развиваться. Очевидно, что назрела необходимость предусмотреть в отечественных НД допустимость применения этих методов для контроля металлоконструкций. К сведению специалистов, в России уже введен новый национальный стандарт ГОСТ Р 52005- 2003 “Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования”.
Для того чтобы достоверно и объективно проводить контроль качества методами НК, необходимо оснастить предприятия стройиндустрии современными средствами НК. Состояние электроники нынче позволяет разрабатывать и выпускать приборы нового поколения с визуализацией сигнала о качестве объектов контроля, возможностью его обработки и регистрации, с компьютерным анализом измерительной информации. Эффективных новинок создано немало. Среди них, например, ультразвуковые дефектоскопы общего назначения УД2-70 (НПК “Луч”, Москва); ультразвуковые толщиномеры для контроля толщины изделия при одностороннем допуске серии “ТУЗ” (НПК “Луч”, Москва), “Булат” (ЗАО “Константа”, Санкт-Петербург); анализатор для контроля НДС “Интроскан” (НПП “Диагностика”, Минск); магнитные структуроскопы КРМ-Ц-К3 (НПО “Спектр”, Москва); электромагнитные толщиномеры защитных покрытий, дефектоскопы, адгезиметры серии “Константа” (ЗАО “Константа”, Санкт-Петербург); рентгеновские аппараты серии “РПД-200” (ЗАО “Синтез НДТ”, Санкт-Петербург), серии “B&G” (ФГУП “Курчатовский институт”, Москва). Ясно, что приборы НК, используемые для контроля качества, должны быть метрологически обеспечены, то есть внесены в Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь, допущенных к применению.
Широкое распространение и внедрение современных методов и средств НК, используемых при контроле металлоконструкций, тормозится по нескольким причинам. В первую очередь это несовершенство НД, в которых не установлена допустимость применения новых и эффективных методов НК и не учитываются возможности приборов нового поколения. Назрела необходимость проанализировать НД на методы контроля и пересмотреть их, гармонизируя с международными и европейскими нормами, либо ввести в качестве Государственных стандартов Республики Беларусь международные и европейские стандарты, касающиеся контроля качества металлоконструкций. В ряду сдерживающих факторов также отсутствие в Минстройархитектуры системы сертификации персонала в области НК в соответствии с ГОСТ 30489-97; слабое оснащение предприятий стройиндустрии приборами НК нового поколения.
Литература
ГОСТ 16504-74 “Качество продукции. Контроль и испытания. Основные термины и определения”.
ГОСТ 18353-79 “Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов”.
ГОСТ 3242-79 “Сварные соединения. Методы контроля качества”.
ГОСТ 7512-82 “Контроль неразрушающий. Сварные соединения трубопроводов и металлоконструкций. Радиографический метод”.
ГОСТ 18442-80 “Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования”.
ГОСТ 30489-97 (ЕН 473) “Квалификация и сертификация персонала в области неразрушающего контроля. Общие требования”.
ЕН 1435:1997 “Неразрушающий контроль сварных соединений. Радиографический контроль соединений, выполненных сваркой плавлением”.
Материалы 16-й Всемирной конференции по НК (сентябрь 2004 г., Монреаль, Канада).
СНиП 3.03.01-87 “Несущие и ограждающие конструкции”.
СНиП III-18-75 “Металлические конструкции”.
СТБ 941.2 “Система аккредитации поверочных и испытательных лабораторий. Общие требования к аккредитации поверочных и испытательных лабораторий”.
СТБ ИСО/МЭК 17025 “Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий”.
СТБ 1172-99 “Контроль неразрушающий. Контроль проникающими веществами”.