Авторы делятся опытом работы Центральной лабора­тории НМК на Ленинградском Металлическом заводе. Описаны используемые методы и средства НК, подбор и рас­становка кадров. Особое внимание уделяется качеству ультразвукового контроля литья.

Об авторах

 

 

 

Долганов Юрий Гурьевич 

 Начальник ЦЛНМК. Ill уровень по акустическому методу контроля.

 

 

 

 

Никитин Владимир Васильевич 

Начальник лаборатории УМКМК. Ill уровень по магнитному методу, II уровень по акустическому и капил­лярному методам контроля.

 

 

 

Калюпанов Анатолий Иванович 

Инженер I категории лаборато­рии УМКМК. III уровень по акустичес­кому методу контроля.

 

 

 

 

АО "Ленинградский Метал­лический завод" (ЛМЗ) является единственным в России и одним из наиболее известных на миро­вом рынке поставщиком гидро­турбинного оборудования: гид­равлических турбин мощностью от 0,5 кВт до 650 МВт, насос-турбин, систем их автоматичес­кого управления и предтурбинных затворов; паротурбинного оборудования: паровых турбин мощностью от 25 до 1200 МВт; газотурбинного оборудования: газовых турбин мощностью от 10 до 150 МВт, газоперекачивающих установок.

Для обеспечения качества литья, поковок, проката и свар­ных соединений ответственных изделий широко используются радиографический, ультразвуко­вой, магнитопорошковый и капиллярный методы контроля.

Значительным шагом в становлении неразрушающих методов контроля на АО "ЛМЗ" стало создание в 1977 г. на базе отдельных групп Центральной лаборатории неразрушающих методов контроля (ЦЛНМК), в которую в настоящее время входят три лаборатории рентгено-гамма дефектоскопии (РГД) и лабора­тория ультразвуковых, магнитных и капиллярных методов контроля (УМКМК).

ЦЛНМК имеет 111 единиц современного дефектоскопического обору­дования фирм "Филипс" (рентгеновские аппараты MG-450 и MG-321), "Ковотест" (негатоскопы Kowolux4, Wilnos; рамки для фотообработки пленки; держатели кассет магнитные и с присосками; кассеты магнитные и другие принадлежности для радиографического контроля), "Тест" (негатоскопы VWX2, Н1-Х1, денситомет­ры S-301), "Агфа-Геварт" (проявочные машины STRUCTURIX NDT-E; сушильные агрегаты STRUCTURIX DR; радиографическая пленка STRUCTURIX D4, D7; проя­витель STRUCTURIX G128 и фиксаж STRUCTURIX G328 для ручной обработки; проявитель STRUCTURIX G135 и фиксаж STRUCTURIX G335 для автоматической обработки; стартер STRUCTURIX G135), "Крауткремер" (ультразвуковые дефекто­скопы USK7S, USN 52, USD 10, USIP 11 и толщиномеры DM 2), "Карл Дойч" (ультразвуковые дефектоскопы Echograph 1004 и 1013, магнитные дефектоскопы WP 1000/1500), "Тиде" (магнитные дефектоскопы GWH 1500, TWH 220, BWM 220/12; приборы для измерения напряженности магнитных полей MR-3X и ультрафиоле­товой облученности J-221; эталоны для проверки качества магнитного порошка и магнитной суспензии MTU N3; комплект дефектоскопических материалов в аэро­зольной упаковке), "Намикон" (комплект дефектоскопических материалов в аэрозольной упаковке). 67 единиц оборудования находятся в лаборатории УМКМК.

ЦЛНМК в 1994 г. прошла аккредитацию по Германской системе контроля качества в части изготовления продукции турбостроения, постав­ляемой на экспорт, а в январе 1999 г. получила свидетельство об аттестации Российской экс­пертной компании по объектам повышенной опасности (РосЭК) на право выполнения работ по неразрушающему контролю объектов Госгортехнадзора РФ.

ЦЛНМК имеет: 7 сотрудников III уровня квалификации, 19 - II и 8 - I уровней квали­фикации.

Численность сотрудников различных уровней квали­фикации диктуется, во-первых, числом используемых на заводе методов контроля (их четыре: УЗК, радиационный, магнитопорошковый и капиллярный) и, во-вторых, режимом работы дефектоскопистов в две/три смены. В этой связи для нормальной работы в соответствии с требованиями Германского аудита необходимо как минимум:

-        не менее 2 специалистов III уровня по каждому методу для разработки методик и инспектирования работ дефектоскопистов I и II уровней;

-        не менее 2 специалистов II уровня по каждому методу для работы в первую, вторую и третью смены для выдачи заключений по результатам контроля.

Заинтересованность персонала в повышении своего уровня квалификации была достигнута путем увеличения зарплаты: на 15, 25 и 35 % для специалистов I, II и III уров­ней соответственно. При наличии у дефектоскописта допол­нительно I или II уровня квалификации по какому-либо еще методу контроля, его зарплата увеличивается еще на 10 %, а при наличии дополнительно III уровня - еще на 20 %.

Наличие квалифицированных сотрудников и современного дефектоскопического оборудо­вания позволяет ЦЛНМК успешно решать вопросы по контролю неразрушающими методами литья, поковок, проката и сварных соединений, проводить мето­дические разработки по ис­пользуемым методам неразрушающего контроля.

   Ультразвуковой контроль литой лопасти гидротурбины

Значительный объем неразрушающего контроля приходится на проверку ка­чества литых деталей и уз­лов, в том числе таких ответст­венных изделий, как коробки парораспределения и цилин­дры паровых турбин. Тол­щина этих изделий лежит в диапазоне от 30 до 500 мм.

Для выявления внут­ренних дефектов применя­ются следующие методы:

-        радиографии (если изделие имеет двухсторонний дос­туп, а толщина его не пре­пятствует достижению требуемой чувствительности);

-        ультразвуковой эхо-метод при частоте упру­гих колебаний 2 МГц.

Поверхностные дефекты обнаруживаются магнитопорошковым методом по обработанным поверхностям и методом керосиновой пробы по литым отпескоструенным поверхностям.

Однако в процессе выполнения последую­щих технологических операций по съему металла, сверловки отверстий под болтовые соединения бывают случаи вскрытия дефектов, не выявлен­ных в процессе контроля.

Чаще всего дефектные участки вскрываются после мехобработки или выявляются методом МПД после чисто­вой обработки в местах, ранее допущенных как отдельные по результатам УЗК (размеры выборок по МПД достигают приблизительно 220 х 150 х 120 мм).

Естественно возникает вопрос "Почему дефекты, занимающие значительные объемы, своевременно не выявляются ультразвуковым методом ?".

Это обусловлено тем, что УЗК основан на оценке отражательной способности дефектов, а не их истинных размеров. Отражательная же способность дефектов существенно зависит от их конфигурации и ориентации.

В этой связи хуже всего выявляются литейные дефекты типа усадочных рыхлот и усадочных раковин, имеющие нерегулярные рельефные отражательные поверхности иголь­чатого вида, что обуславливает сильное рас­сеивание ультразвуковых волн на этих рельефных поверхностях.

Подтверждением этого является опыт контроля фланцев цилиндров па­ровых турбин толщиной более 300 мм, когда на деталях с допустимыми по результатам ультразвукового контроля дефектами при сверлении отверстий под болтовые соединения вскрыва­ются дефекты значительной величины с рельефной отражательной поверх­ностью. На это указывает и опыт контроля выходных кромок лопастей гидротурбин.

Так при радиографическом конт­роле выходных кромок лопастей для ГЭС "Джердап-Железные ворота" бы­ли выявлены большие зоны тонких усадочных рыхлот. Для уточнения глубины залегания и размеров этих дефектов совместно специалистами ПО "ЛМЗ" и института сварки Сербии (Югославия) был использован метод ультразвуковой дефектоско­пии. Но даже при настройке чувстви­тельности на плоскодонное отвер­стие диаметром 1,5 - 2 мм дефекты не были выявлены.

Эти примеры можно приводить и дальше.

Для наглядного восприятия явления раз­ной выявляемое™ дефектов с различной отра­жательной поверхностью был изготовлен об­разец с моделями разных типов дефектов, физические размеры которых превышают плос­кодонный отражатель диаметром 3 мм (модели дефектов: плоскодонный отражатель диаметром 3 мм для настройки дефектоскопа; протяженные канальные дефекты диаметром 1,5 мм и длиной 25 мм, расположенные перпендикулярно к акус­тической оси преобразователя и под углом к ней; скопление 11 дефектов с конусной отража­тельной поверхностью диаметром 3 мм в осно­вании и с расстоянием меж­ду собой 2, 3, 4 и 5 мм), а также представлена мо­дель большой усадочной раковины с габарит­ными размерами 50 х 30 х 25 мм. Исследование этих дефектов еще раз показало, что при их истинных размерах больше плоскодонного отражателя диаметром 3 мм, они выявляются как дефекты с эквивалентным размером как больше, так и меньше, чем размер плоскодон­ного отражателя. Их выявляемость зависит от геометрии отражательной поверхности дефек­тов, их ориентации к акустической оси пре­образователя и глубины залегания. Особенно следует отметить, что модель усадочной раковины с габаритными размерами 50 х 30 х 25 мм выявляется как дефект с эквивалентным диаметром значительно меньше плоскодонного от­ражателя диаметром 3 мм.

Образец с моделями дефектов разных типов

Вид отражательной поверхности литейного дефекта

Если учесть, что реальная отражательная поверхность усадочных рыхлот и раковин более рельефна, чем на моделях дефектов, то их выявляемость еще хуже.

В заключение, можно сделать вывод, что литейные дефекты определенной геометрии и ориентации при настройке на плоскодонный от­ражатель диаметром 3 мм не выявляются, а для дефектов, которые выявляются, значительно занижается эквивалентный размер.