Приложение В (справочное). Методика ультразвукового контроля методом "корневой тандем" сварных соединений ГЦТ Ду850 ВВЭР-1000 (-1200)

Приложение В
(справочное)

Методика
ультразвукового контроля методом "корневой тандем" сварных соединений ГЦТ Ду850 ВВЭР-1000 (-1200)

В.1 Общие положения

В.1.1 Настоящая методика распространяется на УЗК СС трубопровода Ду850: труба - труба, труба - оборудование (коллектор парогенератора, насос, корпус реактора) энергоблока ВВЭР-1000 (-1200).

Методика призвана обеспечить обнаружение при УЗК СС трубопровода ГЦТ Ду850 вертикально-ориентированных трещин (в том числе усталостных, возникающих в процессе эксплуатации трубопроводов) под наплавленным антикоррозионным покрытием на СС (рисунок В.1).

Настоящая методика основана на использовании метода "корневой тандем", который позволяет обнаруживать вертикальные трещины при сканировании ПЭП по наружной поверхности трубопровода (рисунок В.2).

Настоящая методика УЗК осуществляется при ручном сканировании ПЭП контактным методом и может быть использована при автоматизированном УЗК.

В.2 Метод УЗК "корневой тандем"

В.2.1 Метод основан на использовании специализированных наклонных PC ПЭП "корневой тандем".

В.2.2 УЗ-волны распространяются в контролируемом изделии, как показано на рисунок В.2. Конструкция специализированного ПЭП позволяет минимизировать мертвую зону УЗК методом "корневой тандем" и обеспечивает обнаружение вертикальных трещин высотой 3 мм и более. С помощью данной методики возможно обнаружение вертикальных трещин в зоне сплавления и над наплавленным покрытием на расстоянии от 0 до 20 мм от зоны сплавления.

Рисунок В.1 - Трещины под наплавленным аустенитным покрытием на сварное соединение

1 - ПЭП; 2, 3 - излучающий и приемный пьезоэлементы; 4 - направление хода УЗ-колебаний; 5 - трещина под наплавленным покрытием; 6 - антикоррозионное покрытие

Рисунок В.2 - Способ ультразвукового контроля методом "корневой тандем"

В.3 Средства ультразвукового контроля и образцы

В.3.1 При дефектоскопии применяют переносные дефектоскопы, позволяющие работать по раздельной схеме, и специализированные наклонные PC ПЭП "корневой тандем" (например, типа ПЦ-45-1,2 КТ). Угол ввода УЗ поперечных волн - 45°, частота УЗ - 1,2 МГц.

В.3.2 Для настройки параметров УЗК используют НО (рисунок В.3). Ширина образца - 30 мм (минимальная), длина образца - 120 мм (минимальная).

Н - номинальная толщина трубы; Н_н - номинальная толщина антикоррозионного покрытия

Рисунок В.3 - Настроечный образец НО-КТ-Ду850

В.3.3 НО изготавливают из отрезка трубы, идентичного контролируемому трубопроводу.

В.3.4 Контактная поверхность НО должна иметь шероховатость не хуже Ra 6,3 мкм.

В.3.5 Отверстие диаметром 6 мм должно иметь плоское дно. Клеймо с числовым значением диаметра располагают в непосредственной близости от отверстия. Отверстие диаметром 3 мм (цилиндрическое) имитирует шлаковое включение в зоне сплавления восстановленной наплавки на СС, служит для получения эхо-сигнала от несплошности (рисунок В.6) и правильной интерпретации сигналов от трещин и объемных включений.

В.4 Общие положения по ультразвуковому контролю

В.4.1 Подключение ПЭП к дефектоскопу

В.4.1.1 Подключают правый кабель ПЭП (передняя призма) к дефектоскопу, работающему в совмещенном режиме. Увеличивают усиление на 40 дБ для того, чтобы убедиться в наличии на экране собственных шумов ПЭП. Отключают правый кабель и подключают левый кабель (заднюю призму), для того чтобы также убедиться в присутствии на экране собственных шумов в призме.

В.4.1.2 При отсутствии собственных шумов необходимо найти неисправность кабеля или ПЭП и, устранив ее, вновь провести проверку работоспособности системы ПЭП - кабель - дефектоскоп.

В.4.1.3 Включают дефектоскоп для работы в раздельном режиме. Правый кабель ПЭП подключают к выходу генератора дефектоскопа, левый - к входу усилителя.

В.4.1.4 При наличии в дефектоскопе переключателя диапазона частот УЗ устанавливают его в положение 1,2 (1,25) МГц или ближайший диапазон к данному значению.

В.4.1.5 Включают полное усиление дефектоскопа и рассматривают картину на экране дефектоскопа. При исправно работающей системе ПЭП - кабель - дефектоскоп после зондирующего импульса должен наблюдаться импульс, соответствующий прохождению УЗ от излучающего пьезоэлемента к приемнику через щель под акустическим экраном ПЭП.

В.4.1.6 Этот импульс изменяет свою амплитуду при прощупывании пальцем участка под экраном.

В.4.2 Настройка развертки дефектоскопа

В.4.2.1 Настройку диапазона развертки проводят по отражению поперечной волны от прямого двугранного угла НО, то есть по донному сигналу (рисунок В.4).

В.4.2.2 Устанавливают ПЭП перпендикулярно грани образца и путем сканирования (ближе и дальше от грани) находят максимум донного сигнала (рисунок В.4а). Следует прощупать донный сигнал на торцевой поверхности в зоне сплавления образца и убедиться в его идентичности по экрану дефектоскопа. Амплитуда сигнала при прикосновении пальца к образцу уменьшается.

В.4.2.3 Необходимо переместить, регулируя диапазон развертки дефектоскопа, импульс донного сигнала "корневой тандем" на седьмое деление горизонтальной развертки, оставив положение зондирующего сигнала на нулевом делении.

В.4.2.4 Определяют величину расстояния х₀ (см. рисунок В.4а).

В.4.2.5 Устанавливают длину строб-импульса (5  1) мм и перемещают его на седьмое деление развертки. Импульс "корневой тандем" должен располагаться в середине строб-импульса.

а - настройка развертки; б - проверка и корректировка диапазона развертки; в - настройка чувствительности

Рисунок В.4 - Схемы настройки дефектоскопа

В.4.2.6 Правильность расположения импульса "корневой тандем" может быть проверена на контролируемой трубе с помощью прямого ПЭП по положению донных импульсов или при включении двух ПЭП "корневой тандем" ПЦ-45-1,2 КТ навстречу друг другу по зеркально-теневой схеме (рисунок В.4б).

В.4.2.7 При отклонении толщины контролируемой трубы от толщины НО на величину, большую  1,5 мм, необходимо проводить корректировку положения строб импульса.

В.4.3 Настройка чувствительности

В.4.3.1 Настройку чувствительности проводят по амплитуде тандем-импульса от плоского дна отверстия в НО (см. рисунок В.3).

В.4.3.2 При настройке чувствительности устанавливают следующие уровни.

В.4.3.2.1 Браковочный уровень, при котором проводят оценку допустимости обнаруженной несплошности по амплитуде сигнала.

Браковочный уровень чувствительности равен максимальной амплитуде сигнала "тандем" (корневой) от плоского дна отверстия в НО.

В.4.3.2.2 Поисковый уровень, при котором проводят поиск несплошностей. Поисковый уровень чувствительности на 6 дБ ниже браковочного.

В.4.3.3 Настройку браковочного уровня чувствительности проводят следующим образом:

- устанавливают ПЭП на рабочей (контактной) поверхности НО перпендикулярно оси отверстия и соосно с ним; сканированием ПЭП (ближе или дальше от эпицентра дна отверстия) находят максимальное значение амплитуды импульса;

- устанавливают регулятором усиления высоту сигнала равной половине высоты экрана дефектоскопа - браковочный уровень чувствительности (рисунок В.4в).

В.4.3.4 Поисковый уровень чувствительности устанавливают добавлением 6 дБ к браковочному уровню (рисунок В.4в).

В.4.4 Сканирование

В.4.4.1 УЗК СС проводят с обеих сторон шва при сканировании ПЭП путем его перемещения по поверхности сварных элементов параллельно оси сварного шва с одновременным возвратно-поступательным перемещением перпендикулярно его оси (рисунок В.5).

В.4.4.2 Размах и границы зоны сканирования должны обеспечить прозвучивание всей прикорневой и околошовной зон СС в соответствии с требованиями ПК, как показано на рисунке В.5.

В.4.4.3 В процессе сканирования необходимо обеспечивать постоянный акустический контакт ПЭП с поверхностью сварного элемента.

В.4.4.4 Скорость сканирования не должна превышать 150 мм/с, а шаг сканирования - 10 мм.

В.4.4.5 В процессе перемещения ПЭП проводят его повороты относительно собственной вертикальной оси под углом от 10° до 15° (рисунок В.5).

Рисунок В.5 - Схема сканирования

В.4.5 Измерение характеристик несплошностей

В.4.5.1 При обнаружении несплошностей с амплитудой сигнала, равной поисковому уровню или большей, определяют:

- координаты h, L;

- амплитуду сигнала (эквивалентную площадь);

- условную протяженность.

В.4.5.2 Координаты h и L определяют при появлении сигнала в рабочей зоне экрана дефектоскопа.

В.4.5.2.1 Глубину залегания отражателя h определяют по положению от него эхо-сигнала. Для получения эхо-сигнала необходимо отключить от дефектоскопа заднюю призму ПЭП и переключить дефектоскоп на работу в режим эхо-метода. Координату отражателя определяют по положению максимального эхо-сигнала от него, которое находят путем сканирования ПЭП по поверхности изделия.

В.4.5.2.2 Если эхо-сигнал не наблюдается, а такое возможно при обнаружении вертикальной трещины, то принимают глубину залегания отражателя равной (12  3) мм от внутренней поверхности трубы, что соответствует глубине фокуса ПЭП.

В.4.5.2.3 Координату L определяют как место расположения несплошности вдоль продольной оси шва.

В.4.5.3 При необходимости определения координаты несплошности на поверхности (эпицентра) относительно оси СС производят действия в следующей последовательности;

- фиксируют положение ПЭП в момент максимальной амплитуды сигнала;

- отмеряют расстояние, равное х₀ (В.4.2.4), перед ПЭП - в конечной точке располагается эпицентр несплошности;

- протравляют поверхность СС, устанавливают положение границ сплавления сварного шва и фиксируют относительное положение эпицентра несплошности.

В.4.5.4 Амплитуду сигнала измеряют в децибелах по отношению к амплитуде сигнала от плоскодонного отверстия диаметром 6 мм (браковочный уровень по В.4.3.2.1). Если амплитуда сигнала превосходит браковочный уровень на N дБ, то записывают А_бр + N, если амплитуда сигнала менее браковочного уровня на М дБ, то записывают А_бр - М.

В.4.6 Идентификация сигналов

В.4.6.1 Сигнал от вертикальной трещины в корне над наплавкой на экране дефектоскопа располагается в строб-импульсе (рисунок В.4).

В.4.6.2 Возможно обнаружение объемных несплошностей (шлаковых включений, пор и т.п.) в корне СС и под аустенитным наплавленным покрытием на СС. Такие несплошности обнаруживаются, как показано на рисунке В.6. Время распространения эхо-импульса при этом менее, чем у сигнала по методу "корневой тандем", и он располагается левее строб-импульса. В некоторых случаях на экране вместе с эхо-сигналом наблюдается сигнал "корневой тандем", и его амплитуда может быть более эхо-сигнала.

Рисунок В.6 - Схема обнаружения и интерпретации объемных несплошностей под наплавленным покрытием

В.4.7 Измерение условной протяженности

В.4.7.1 Условную протяженность измеряют как расстояние между крайними положениями ПЭП при перемещении его вдоль несплошности (рисунок В.7).

В.4.7.2 Крайними положениями ПЭП считают те, при которых амплитуда эхо-сигнала уменьшается до поискового уровня чувствительности.

В.4.7.3 Для облегчения обнаружения несплошностей рекомендуется использовать систему АСД-дефектоскопа со звуковой и световой сигнализацией.

Рисунок В.7 - Схема измерения условной протяженности дефекта

В.5 Оценка несплошностей

В.5.1 Оценку несплошностей, обнаруженных по схеме "корневой тандем", проводят следующим образом:

В.5.1.1 Несплошность, амплитуда сигнала от которой равна или превышает амплитуду сигнала от плоскодонного отверстия диаметром 6 мм в НО, является недопустимой (рисунок В.3).

В.5.1.2 Несплошность, амплитуда сигнала от которой равна или более поискового уровня, но менее браковочного уровня, и ее условная протяженность более условной протяженности плоскодонного отверстия диаметром 6 мм в НО, свидетельствует о наличии вертикальной несплошности (типа трещины).

В.5.1.3 Несплошность, обнаруженная по схеме "корневой тандем" с амплитудой ниже поискового уровня чувствительности на 6 дБ и менее, должна быть обследована дополнительно прямым и наклонными ПЭП и оценена по совокупности полученных результатов УЗК.