Из опыта технического диагностирования, неразрушающего контроля металлических конструкций при проведении экспертизы промышленной безопасности (обследовании) шахтных стволов
Дата публикации: 24.09.2015
При обследовании металлоконструкций элементов армировки шахтных стволов эксперты ЗАО НИЦ «Горный Эксперт» руководствуются следующими рекомендациями:
Контроль металлоконструкций в особо ответственных элементах и узлах, для подтверждения достоверности результатов предусматривает применение двух неразрушающих методов, один из которых предназначен для обнаружения поверхностных дефектов, а другой - для выявления внутренних дефектов. Применяемые методы выбираются по усмотрению специалистов, проводящих техническое диагностирование или в соответствии с руководящими документами по неразрушающему контролю. Для выявления дефектов могут использоваться визуально-измерительный, ультразвуковой, магнитопорошковый и другие методы контроля, обеспечивающие требуемый объем контроля и точность выявления дефектов и повреждений.
Визуально-измерительный контроль (ВИК) проводится в соответствии с РД 34.10.130-96, ГОСТ 25706-83, ГОСТ 427-75, в целях выявления дефектов, которые могут возникнуть как в процессе эксплуатации, так и при транспортировке и монтаже металлоконструкций. Осмотру подлежат все доступные сварные соединения для выявления в них следующих дефектов: трещин, свищей, пористости швов; подрезов, наплывов, прожогов, незаплавленных кратеров; смещение и увод кромок стыкуемых элементов свыше норм; несоответствий форм и размеров швов требованиям технической документации; деформации поверхностей.
Внешними признаками наличия трещин могут являться подтеки ржавчины, выходящие на поверхность металла и шелушение краски. Особое внимание следует обратить на состояние сварных швов в зонах концентрации напряжений, а также в местах наибольшего воздействия шахтных вод и зонах проведенного ранее ремонта.
При проведении осмотра в случае возникновения сомнений по классификации и размерам выявленного дефекта следует применять лупу 4 ÷ 20 - кратного увеличения, а также по усмотрению специалиста, выполняющего осмотр любой из неразрушающих методов контроля.
Контроль ультразвуковым методом (УЗК) проводится в соответствии с ГОСТ 14782-86 с целью выявления внутренних дефектов в виде трещин, непроваров, пор и неметаллических включений. Для проведения контроля методом УЗК применяется аппаратура, предназначенная для этих целей, обладающая необходимой чувствительностью и защищенная от воздействия шахтных вод. Шероховатость поверхности, подлежащей УЗК должна соответствовать нормативным требованиям. Для зачистки поверхности рекомендуется применять щетки, шлифмашинки, пескоструйную, химическую и другую обработку.
Объем УЗК определяется в каждом конкретном случае специалистами, проводящими обследование и должен обеспечивать информацией, позволяющей достоверно судить о техническом состоянии объекта. УЗК следует подвергать конструктивные элементы или сварные соединения, качество которых вызывает сомнение. В случае обнаружения при осмотре локально-деформированных участков (например, вмятин, выпучин и т.п.) деформированную зону и прилегающую к ней зону недеформированного металла шириной 100-150 мм по периметру следует подвергать контролю на отсутствие трещин.
Магнитопорошковый метод контроля (МПД) проводятся в соответствие с ГОСТ 21105-87 и действующими на данный момент нормативно-техническими документами для определения поверхностных трещин, расслоений и других трещиноподобных дефектов в ферромагнитных материалах. Контроль методом МПД проводится на участках поверхности, где по результатам визуального контроля или анализа эксплуатационно-технической документации предполагается наличие трещин, а также в местах выборок трещин, коррозионных язв и других дефектов в местах ремонтных заварок без предварительной подготовки поверхности к проведению контроля.
Технологический режим операции контроля устанавливается в соответствии с нормативно - технической документацией или на основании методик, утвержденных в соответствующем порядке, в зависимости от используемого набора дефектоскопических материалов, особенностей объекта контроля и типа искомых дефектов, условий контроля и используемой аппаратуры, а также должен обеспечивать уровень чувствительности контроля не ниже Б уровня.
Ультразвуковая толщинометрия (УЗТ) проводится в целях определения количественных характеристик коррозионно-эрозионных потерь стенок элементов металлоконструкции в процессе эксплуатации. Для измерения толщины металла могут быть использованы ультразвуковые толщиномеры, соответствующие требованиям действующей нормативно-технической документации и обеспечивающие погрешность измерения не более ±0,1 мм. Контроль толщины стенки проводится в местах элементов, указанных в типовых или индивидуальных программах диагностирования, утвержденных в соответствующем порядке, а также в зонах интенсивного коррозионно-эрозионного износа металла, в местах выборки дефектов, механических повреждений и на поверхности вмятин и выпучин. В местах измерения толщины поверхность должна быть зачищена до металлического блеска. Толщина металла определяется как среднее значение из результатов трех измерений.
Замеры твердости основного металла и сварных соединений рекомендуется производить в следующих случаях: для оценки механических свойств по показателю твердости; если показатель твердости является одной из определяющих характеристик свойств основного металла и сварных соединений; для оценки механических свойств, в случае необходимости идентификации основных и сварочных материалов, при отсутствии сведений о них, а также в случае необходимости идентификации импортных сталей.
Временное сопротивление и предел текучести могут быть определены с помощью переносных твердомеров по ГОСТ 22761-77 и ГОСТ 22762-77. Вероятность необходимых изменений и соответственно необходимость замера твердости в этом случае определяет специалист, выполняющий техническое диагностирование металлоконструкции.
Зачистку площадок для измерения твердости рекомендуется производить шлифовальными машинами. Оптимальный размер 50х50 мм. Глубина вышлифовки при измерении твердости должна быть в пределах 0,5 мм и чистота поверхности не ниже Rz 20.
Результаты по каждому виду контроля рекомендуется оформлять в виде актов лаборатории НК, в которых следует приводить описание размеров, формы и расположения выявленных дефектов и повреждений
Металлографический анализ. Необходимость проведения металлографического анализа определяет специалист, выполняющий техническое диагностирование металлоконструкции.
Металлографический анализ следует производить в следующих случаях: для подтверждения изменений характеристик твердости и механических свойств; при необходимости уточнения характера дефектов, выявленных при контроле неразрушающими методами.
При возможности защиты от шахтных вод, металлографический анализ выполняется путем приготовления микрошлифа непосредственно на металлоконструкции, травления, снятия с него полистирольной реплики и последующего осмотра, и фотографирования структуры со снятой реплики на оптическом микроскопе с разрешающей способностью до х400.
При технической возможности, необходимость определяет специалист, выполняющий техническое диагностирование металлоконструкции, вырезаются образцы из металлоконструкции, и металлографический анализ производится на микрошлифах, изготовленных из этих образцов.
Если в течение срока эксплуатации в основном металле конструкций неоднократно возникали трещины, то по решению эксперта проводится определение химического состава и механических свойств стали. Пробу металла для химического анализа отбирают из основных конструкций в количестве одной пробы из несущих элементов. Пробу берут не менее 30г. Поверхность элемента в месте отбора пробы должна быть тщательно очищена от краски, ржавчины, окалины и влаги (до металлического блеска).
Стружка для анализа может быть получена пневмозубилом с кромки элемента, либо засверливанием отверстия. В случае если стружка берется зубилом, то место взятия пробы обрабатывается шлифмашиной, обеспечивая плавную линию кромки. Засверловка для взятия стружки производится на всю толщину металла. После засверловки отверстия не завариваются. В необходимых случаях следует обеспечить дренаж.
Проба должна быть упакована и замаркирована. На отобранные пробы составляется ведомость с указанием элемента, профиля. Отбор проб для определения химического состава производится в соответствии с ГОСТ 7565-81. Химический анализ стали производится по ГОСТ 22.536.1-88 ... 22.536.6-88. Химический анализ производится на содержание углерода, кремния, марганца, серы и фосфора.
К деформациям, подлежащим измерениям, относятся прогибы, кручения, искривления, вмятины. Деформация конструкций и отдельных элементов определяется способами, обеспечивающими точность измерения ± 2 мм. Скручивание определяется с помощью отвесов с замером расстояния в 3-х ÷ 4-х местах, равномерно расположенных по пролету конструкции. Деформации (погнутости) отдельных элементов определяются стрелой прогиба относительно струны, натянутой параллельно элементу. Допускаются другие методы, обеспечивающие точность измерения 2 мм.
Прямолинейность элементов, при возможности, проверяется по всей длине прямого участка элемента в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Прямолинейность элемента определяется с помощью струн, лазерных систем, оптическими приборами с измерением расстояния от оси (струны) до поверхности элемента не менее чем в 3-х точках, равномерно расположенных по длине каждой измеряемой секции.
Все обнаруженные дефекты должны быть занесены в ведомость дефектов.
Для погнутых элементов, а также элементов, имеющих вмятины, должны быть указаны: величина погнутости (вмятины), длина, на какую она распространяется, пространственное направление погнутости (в плоскости или из плоскости конструкции). На основании результатов осмотра, проведения замеров и сопоставления с критериями отбраковки дается заключение о состоянии металлоконструкций.
Характерные дефекты и повреждения металлоконструкций: отклонения от проектных положений конструкций и их элементов, расцентровка элементов в узлах; отклонение геометрических размеров от проектных (изменение площадей элементов), неэквивалентная замена материалов; искажение формы конструктивных и соединительных элементов (искривления, скручивания, вмятины); трещины и расслоения в основном металле, в металле сварных швов и около шовной зоне; нарушения сплошности элементов (разрывы, вырубки, изломы основного металла); уменьшение сечения и длины сварных швов, низкое качество сварки, окрашивание швов с не отбитым шлаком; подрезы металла несущих элементов при сварке; коррозионные повреждения, дефекты антикоррозионной защиты; некачественные крепежные соединения (ослабление затяжки, несоответствие диаметра крепежной детали проектному значению, отсутствие болтов и элементов соединения и др.); отсутствие защитного (грунтового) покрытия металлоконструкций, эксплуатируемых в агрессивной среде.
Степченко С. Г., Сергеев И. В., Хасанов А.А., Рыбинцев С.А. – эксперты,
Юзбашев М.В. – стажер
Последние Статьи
Гармонизация радиографического метода контроля с учетом современных тенденций развития цифровых систем
Разработка стратегии развития радиационного метода контроля с учетом современных тенденций развития цифровых систем
Световые границы опасной зоны работы крана
О цифровой трансформации документированных сфер деятельности
Модернизация кранов – повышаем безопасность и производительность
другие статьи
|
