Визуальный и измерительный контроль

Измерительный инструмент

Комплекты для визуального и измерительного контроля ВИК

Образцы и измерители шероховатости поверхности

Видеоэндоскопы

Визуальный и измерительный контроль (ВИК): ключевой метод неразрушающего контроля

Визуальный и измерительный контроль (ВИК) является важным методом неразрушающего контроля (НК), предусмотренным для аттестации ЛНК и персонала по правилам СДАНК-01-2020 и СДАНК-02-2020. Эти правила входят в Единую систему оценки соответствия в области промышленной, экологической, энергетической безопасности и строительства. ВИК также предусмотрен в системе НК на опасных производственных объектах (ОПО) согласно СНК ОПО РОНКТД-02-2021 и СНК ОПО РОНКТД-03-2021.

Основные задачи визуального и измерительного контроля

ВИК активно применяется на различных объектах, подведомственных Ростехнадзору, где необходимо проводить НК. Это включает оборудование, работающее под избыточным давлением, такие как котлы, сосуды, трубопроводы пара и горячей воды, цистерны, системы газоснабжения и газораспределения, подъёмные сооружения, оборудование взрывопожароопасных и химически опасных производств и многое другое.

Основные задачи ВИК:

1. Проверка соответствия изделий и заготовок техническим условиям, стандартам и проектно-конструкторской документации.
2. Выявление дефектов и следов коррозии и эрозии:
• Деформации, расслоения, забоины, прожоги, закаты, раковины, подрезы, свищи, наплывы, трещины и другие дефекты.
• Флюсовые, шлаковые, окисные, вольфрамовые включения, завороты корки, прокатные пленки, пузыри и прочие дефекты.
• Недоливы, неслитины, обжимы, перекосы, коробления, незаливы, выломы, зарезы, прорывы металла, пригары и другие дефекты в отливках.
3. Контроль сварных соединений при изготовлении, строительстве и ремонте зданий и сооружений из металлопроката.
4. Проверка геометрических параметров заготовок в процессе сборки:
• Смещение кромок, перелом осей, притупление, угол разделки кромок, зазоры, качество прихваток.
5. Измерение размеров поверхностных дефектов и определение их координат.
6. Проверка качества нанесения защитных и изоляционных покрытий.
7. Оценка контроледоступности объекта для последующего проведения дефектоскопии другими методами:
• Для ВИК достаточно шероховатости поверхности не более Ra 12,5 мкм (Rz 80 мкм).
• Для ультразвукового контроля (УЗК) и магнитопорошкового контроля (МПК) шероховатость не должна превышать Ra 6,3 мкм (Rz 40 мкм).
• Для капиллярного метода может требоваться шероховатость не более Ra 3,2 мкм (Rz 20 мкм).

ВИК помогает определить пригодность объекта контроля к другим видам и методам НК, предусмотренным нормативно-технической документацией.

Общий порядок проведения визуального и измерительного контроля (ВИК)

Визуальный и измерительный контроль (ВИК) — один из ключевых методов неразрушающего контроля, применяемый для оценки качества сварных соединений. Рассмотрим основные этапы выполнения ВИК на примере сварных швов.

1. Составление и изучение операционной технологической карты (ОТК)

Первым шагом является составление или изучение операционной технологической карты визуального и измерительного контроля. В ОТК указываются:

• Наименование объекта и его категория.
• Способ сварки.
• Руководящие нормативно-технические документы (НТД).
• Нормы отбраковки для оценки качества сварных соединений.

Разработкой ОТК занимаются аттестованные дефектоскописты и специалисты ВИК II и III квалификационного уровня. В ОТК также перечислены требования к техническим средствам контроля.

2. Оценка условий проведения контроля

Необходимо оценить условия проведения контроля и доступность сварного соединения. Обеспечивается удобный и безопасный доступ, позволяющий проводить осмотр на расстоянии до 600 мм под углом 30 и более градусов к поверхности стыка. Контролируемая зона (сварной шов и околошовная зона — ОШЗ) должна быть очищена от загрязнений, таких как брызги металла, шлак, ржавчина, влага, пятна масла и пыль.

Для контроля сварных соединений сосудов или оборудования под давлением, их предварительно выводят из эксплуатации, сбрасывают давление, дренируют рабочую среду и охлаждают. Изоляция в контролируемой зоне также удаляется. Важно довести шероховатость поверхности до приемлемого уровня (обычно не более Ra 12,5 мкм или Rz 80 мкм). Размеры контролируемой зоны определяются требованиями НТД.

3. Разметка сварного соединения

На этапе разметки сварного соединения отмечаются начальные точки и направления отсчета координат. Например, для кольцевых стыковых сварных соединений трубопроводов, начальная точка часто наносится на верхней образующей трубы, а мерный пояс закрепляется по часовой стрелке относительно хода рабочей среды.

4. Визуальный контроль

Визуальный контроль проводится органолептическим методом, используя зрение и дополнительные инструменты: лупы, фонари, телескопические зеркала. Цель — обнаружить поверхностные дефекты, такие как:

• Трещины, шлаковые включения, подрезы, наплывы.
• Кратеры, поры, прожоги.
• Оплавления основного металла, вмятины, забои.

Типичные изображения дефектов содержатся в отраслевых НТД, учебных пособиях и фотоальбомах. Некоторые дефекты, например подрезы и поры, могут быть допустимыми, если их размеры не превышают нормы отбраковки. Другие дефекты, такие как трещины и прожоги, недопустимы в любых размерах.

Измерение геометрических параметров сварного соединения

Визуальный и измерительный контроль сварных соединений

Измерение геометрических параметров

При выполнении визуального и измерительного контроля сварных соединений измеряют следующие параметры:

• Ширина шва.
• Выпуклость (высота усиления) или вогнутость шва (облицовочного слоя).
• Профиль шва (угол перехода шва к основному металлу).
• При наличии доступа — ширина, выпуклость или вогнутость обратного валика корневого слоя шва. Вогнутость корня шва также называется утяжиной, а превышение допустимой выпуклости корня — местным превышением проплава или провисом.
• Смещение кромок.
• Чешуйчатость и глубина межваликовых западаний.

Для угловых сварных швов дополнительно измеряются фактическая толщина, выпуклость и катет. Конкретные места измерения геометрических параметров сварного шва зависят от нормативно-технической документации (НТД) и операционной технологической карты (ОТК). В первую очередь измерения проводят там, где допустимость параметров сварного соединения вызывает сомнения по результатам визуального контроля.

Измерение размеров выявленных поверхностных дефектов

В соответствии с НТД и ОТК, измерению могут подлежать следующие геометрические размеры поверхностных дефектов:

• Длина вдоль шва.
• Длина поперек шва.
• Суммарная протяженность дефектов.
• Расстояние между дефектами для определения их объединения или классификации как скопления или цепочки.
• Диаметр, глубина, высота и т.д.

Также определяются координаты дефектов относительно начальной точки отсчета, например, по мерительному поясу. Для разметки и фиксации координат дефектов могут применяться продвинутые решения, такие как программно-аппаратный комплекс фотофиксации PhotoPlate.

Оформление результатов контроля

Результаты ВИК оформляются в виде заключения (акта, протокола, отчета) в зависимости от требований заказчика. Фактические значения размеров сопоставляются с нормами оценки качества, на основании чего принимается решение о годности стыка, необходимости ремонта или вырезки.

Например, согласно СТО Газпром 15-1.3-004-2023 «Сварка и неразрушающий контроль сварных соединений. Неразрушающие методы контроля качества сварных соединений промысловых и магистральных трубопроводов», к категории «Ремонт» относятся сварные соединения с суммарной протяженностью недопустимых дефектов менее 1/6 периметра стыка. К категории «Вырезать» — соединения с протяженностью дефектов более 1/6 периметра стыка или с трещинами любого типа и длины.

В акте указываются:

• Номер заявки (или заказ-наряда).
• Наименование, габариты и номер объекта.
• Шифр руководящего документа.
• ФИО и номер квалификационного удостоверения дефектоскописта.
• Данные руководителя.
• Размеры, ориентация и местоположение дефектов.

Информация также заносится в журналы учета результатов НК, а местоположение дефектов отображается на схеме проконтролированного соединения и может дополнительно указываться на его поверхности.

Периодичность проведения ВИК

Визуальный и измерительный контроль материалов и сварных швов проводится:

• До технологических операций (резка, термическая, механическая, химическая обработка, сварка, плавление и другие).
• После завершения технологических операций.
• Непосредственно во время сварки (послойный контроль).

Этот вид дефектоскопии проводят каждый раз после завершения определенного технологического этапа, чтобы убедиться, что объект готов к дальнейшим операциям или вводу в эксплуатацию.

Инструменты и принадлежности для визуального и измерительного контроля

Для проведения визуального и измерительного контроля (ВИК) применяются различные технические средства и инструменты, обеспечивающие точность и эффективность работы.

Основные инструменты для ВИК

1. Просмотровая лупа:
• Используется для осмотра мелких деталей.
• Кратность увеличения: от 2 до 7 крат.
• Соответствует ГОСТ 25706-83.
2. Измерительная лупа:
• Имеет кратность увеличения от 3 до 10 крат (иногда до 20 крат).
• Содержит стеклянную вставку для измерения линейных размеров дефектов.
• Соответствует ГОСТ 25706-83.
3. Аттестованные образцы шероховатости:

• Применяются для оценки шероховатости методом сравнения.

• Изготавливаются из различных металлов (сталь, медь, латунь, титан и др.).
• Соответствуют ГОСТ 9378-93.
4. Профилограф или профилометр:
• Используются для определения шероховатости и волнистости поверхности.
• Соответствуют ГОСТ 19300-86.
5. Люксметр:
• Проверяет освещённость контролируемой поверхности.
• Соответствует ГОСТ Р 8.865-2013.
6. Штангенциркуль с глубиномером:
• Измеряет наружные и внутренние размеры, глубину отверстий и пазов.
• Применяется для измерения выпуклости, вогнутости швов и других параметров.
• Соответствует ГОСТ 166-90.
7. Шаблон сварщика:
• Ключевой инструмент для проверки качества сварки.
• Разные модели позволяют измерять различные параметры (вогнутость, выпуклость, ширину шва, смещение, катет углового соединения и т.д.).
• Примеры моделей: УШС-2, УШС-3, УШС-4, УШК-1, катетометр КМС-3-16, WG01, V-WAC и др.
8. Приспособление для измерения глубины подрезов и смещения кромок:
• Пример: ПСК-10М ЭЛИТЕСТ.
• Обеспечивает высокую точность измерений (погрешность 0,01 мм).
• Удовлетворяет требованиям РД-25.160.10-КТН-016-15.
9. Набор щупов:
• Представляет собой обойму из стальных пластин различной толщины (от 0,02 до 1,0 мм).
• Подлежит поверке согласно МИ 1893-88.
10. Радиусные шаблоны:
• Определяют радиус вогнутых и выпуклых поверхностей.
• Состоят из стальных пластин с заданным радиусом кривизны.
11. Измерительная металлическая линейка и рулетка:
• Соответствуют ГОСТ 427-75 и ГОСТ 7502-98 соответственно.
12. Стальной угольник:
• Проверяет угол между плоскостями (обычно 90 градусов).
• Соответствует ГОСТ 3749-77.
13. Фотоаппарат:
• Для наглядной фиксации объекта на момент проведения ВИК.
14. Фонарик:
• Наиболее практичны модели со светодиодной подсветкой.
15. Телескопическое зеркало:
• Используется для осмотра труднодоступных мест, таких как обратная сторона сварного шва.
16. Металлическая щетка и зубило:
• Для зачистки поверхности от загрязнений.
17. Термостойкий мел и маркер:
• Для маркировки поверхностей.

Эти инструменты и принадлежности позволяют проводить ВИК с высокой точностью и надежностью, обеспечивая соответствие контролируемых объектов установленным стандартам и требованиям.

Комплектация наборов для визуального и измерительного контроля

Большинство наборов для визуального и измерительного контроля (ВИК) комплектуются не только инструментами, но и дополнительными аксессуарами и документацией для удобства работы и обеспечения качества контроля. В комплектацию таких наборов входят:

1. Печатная версия инструкции РД 03-606-03:
• Несмотря на отмену с 01.01.2021 года, она продолжает использоваться как методический источник.
2. Сумка, рюкзак или кейс:
• Для удобной переноски и хранения технических средств НК.

Метрологическое сопровождение

Инструменты для ВИК деталей и сварных соединений проходят обязательную поверку и/или калибровку. Средства измерений, которые прошли метрологическую аттестацию, периодически направляются для обслуживания в аккредитованные метрологические центры и вносятся в Государственный реестр средств измерений (СИ). Лаборатории неразрушающего контроля должны обладать следующей документацией:

1. Паспорта.
2. Свидетельства о поверке.
3. Сертификаты калибровки.

Эта документация подтверждает метрологическое сопровождение используемых СИ.

Телеинспекционные системы

Для ВИК применяются также специализированные инструменты, такие как:

1. Видеоэндоскопы.
2. Жёсткие бороскопы.
3. Гибкие оптические фиброскопы.

Эти инструменты позволяют проводить телеинспекцию труднодоступных ниш, отверстий, скрытых механизмов и коммуникаций. Современные технические эндоскопы обладают следующими функциями:

1. Запись фото и видео в HD-качестве:
• Сохранение файлов на SD-карту.
• Просмотр в режиме реального времени на встроенных дисплеях.
2. Управляемая артикуляция:
• Возможность доставки зонда с камерой к самым труднодоступным местам.
3. Измерение параметров:
• При наличии специальной насадки некоторые модели могут измерять расстояние между элементами изображения, их длину, ширину и диаметр.

Преимущества телеинспекционных систем

Использование телеинспекционных систем имеет несколько преимуществ:

1. Доступ к труднодоступным участкам:
• Осмотр участков без необходимости демонтажа большого количества устройств и механизмов.
2. Повышенная точность и наглядность:
• Запись и хранение фото и видео материалов.
• Возможность проведения измерений в режиме реального времени.
3. Снижение времени и затрат на контроль:
• Быстрое и удобное обследование сложных объектов без необходимости их полной разборки.

Таким образом, инструменты и принадлежности для ВИК обеспечивают высокое качество контроля и позволяют оперативно и точно проводить необходимые измерения и осмотры сварных соединений и других объектов.

Автоматизированный визуальный и измерительный контроль (АВИК)

Применение на магистральных трубопроводах

С августа 2023 года на магистральных трубопроводах "Газпрома", "Транснефти" и других крупных компаний активно внедряются комплексы автоматизированного визуального и измерительного контроля (АВИК), такие как "ВИЗИО" и "АВИКСкан". Эти системы предлагают множество преимуществ:

1. Точность и детальность сканирования:
• Сканер, перемещающийся по направляющему бандажу, выполняет лазерное сканирование поверхности сварного шва и прилегающих участков основного металла с шагом всего 1 мм.
2. Измерение геометрических параметров и выявление дефектов:
• Комплексы АВИК способны точно измерять геометрические параметры кольцевых сварных соединений.
• Обнаруживают и измеряют размеры поверхностных дефектов.
3. Беспроводная передача данных:
• Сканеры передают данные по Wi-Fi, обеспечивая оперативную передачу результатов контроля.
4. Фото- и видеосъемка:
• Сканеры оснащены камерами для фото- и видеосъемки, что позволяет детально документировать состояние сварных швов.
5. Автоматическая обработка и оценка данных:
• Программное обеспечение на ноутбуке оператора обрабатывает полученные данные, формирует иллюстрированный отчёт и может автоматически выполнять оценку качества по нормам отбраковки, установленным в выбранном нормативном документе.

Аккредитация и требования

Для использования на объектах повышенной опасности (ОПО) сканеры автоматизированного ВИК должны пройти аккредитацию в Национальной системе аккредитации и быть утверждены в качестве типа средств измерений. Это включает:

1. Внесение в Госреестр СИ РФ:
• Сканеры должны быть зарегистрированы в Государственном реестре средств измерений Российской Федерации.
2. Оценка соответствия технологии:
• Технология проведения визуального и измерительного контроля с применением АВИК систем должна пройти аттестацию.
3. Обучение специалистов:
• Только дефектоскописты и специалисты ВИК, прошедшие дополнительное обучение у разработчика-производителя или в уполномоченном учебном центре, могут работать с оборудованием АВИК.

Ограничения и интеграция

Автоматизированный ВИК подходит преимущественно для однотипных объектов схожей формы и размеров, что ограничивает его применение в некоторых отраслях. Однако, интеграция с другими методами контроля усиливает его возможности:

1. Интеграция с ультразвуковым контролем (АУЗК):
• Совместное использование с ультразвуковыми сканирующими устройствами позволяет комбинировать данные различных методов контроля, повышая общую надежность диагностики.
2. Цифровая радиография:
• Совместная работа с цифровыми радиографическими системами позволяет проводить комплексную оценку состояния сварных соединений.

Преимущества автоматизированного ВИК

1. Повышенная точность и объективность:
• Автоматизация исключает человеческий фактор, обеспечивая более точные и объективные результаты контроля.
2. Эффективность и скорость:
• Быстрое сканирование и автоматическая обработка данных позволяют сократить время на проведение контроля.
3. Документирование и отслеживание данных:
• Возможность сохранять фото- и видео материалы и формировать детализированные отчёты упрощает документирование и отслеживание состояния объектов.

Таким образом, внедрение автоматизированных систем визуального и измерительного контроля значительно улучшает качество контроля сварных соединений, повышая безопасность и эффективность работ на магистральных трубопроводах и других объектах.