Позвольте представиться – инженер-дефектоскопист с 15-летним стажем работы в области неразрушающего контроля. За эти годы мне довелось проверить тысячи километров сварных швов от газопроводов до атомных станций. И если есть одна истина, которую я усвоил за все это время, то звучит она так: качество сварных соединений играет решающую роль в обеспечении безопасности и эффективности работы оборудования и сооружений.
Каждый день в моей практике – это новый вызов. То нужно проверить качество сварных швов трубопровода в условиях Крайнего Севера, то провести диагностику металлоконструкций на химическом заводе. И всякий раз приходится выбирать оптимальный метод контроля из арсенала неразрушающих методов.
Неразрушающий контроль сварных соединений — это методы, которые позволяют обнаружить дефекты в металлических соединениях без физического вмешательства и повреждения изделия. Это как медицинское обследование для металлических конструкций – мы можем «заглянуть внутрь» шва, не разрушая его.
Все виды неразрушающего контроля приведены в ГОСТ Р 56542-2019 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов». Этот документ – наша библия в мире дефектоскопии, устанавливающий базовую классификацию основных видов НК: акустический, магнитный, радиационный, вихретоковый, оптический, контроль проникающими веществами и другие.
За годы работы я заметил интересную закономерность: в процессе эксплуатации металла могут появиться дефекты, которые изначально были незаметны. Именно поэтому контроль качества сварных соединений должен проводиться не только на этапе изготовления, но и периодически в процессе эксплуатации согласно требованиям промышленной безопасности.
Визуальный и измерительный контроль (ВИК) является одним из наиболее доступных и распространенных методов неразрушающего контроля. ВИК проводится на 100% швов до начала применения других методов и служит для оценки состояния поверхностей сварных соединений, включая размеры и форму сварного шва, а также отсутствие поверхностных дефектов, таких как трещины, поры и другие визуально обнаружимые недостатки.
Визуальный контроль сварных швов и оценка результатов для окончательной приемки должны выполняться квалифицированным и опытным персоналом. Рекомендуется, чтобы персонал был сертифицирован в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9712-2023 (аналог ISO 9712 в России).
Помню случай на одном из объектов – молодой сварщик считал, что мелкие подрезы «сами собой рассосутся». После того как я показал ему, как эти, казалось бы, незначительные дефекты превращаются в магистральные трещины через несколько месяцев эксплуатации (подрезы являются концентраторами напряжений), его отношение к ВИК кардинально изменилось.
В настоящее время для ВИК применяются современные приборы, способные обнаружить даже незначительные дефекты. Визуальный и измерительный контроль необходим для оценки состояния материала и сварных соединений.
В своей практике я использую:
- Лупы с увеличением 2-10х
- Эндоскопы для труднодоступных мест
- Шаблоны сварщика для измерения геометрии шва
- Ультрафиолетовые лампы (при контроле с люминесцентными индикаторными веществами)
- ✅ Очистка поверхности от шлака и окалины
- ✅ Проверка геометрии сварного шва шаблоном
- ✅ Осмотр на наличие поверхностных трещин
- ✅ Измерение высоты и ширины шва, сравнение с чертежными допусками
- ✅ Проверка отсутствия подрезов
- ✅ Контроль качества зачистки под последующий НК
- ✅ Документирование всех выявленных дефектов
Метод УЗК основан на использовании ультразвуковых волн, которые передаются через материал и отражаются от границ сред. При этом происходит изменение характеристик волн, которые фиксируются датчиком и анализируются для определения наличия дефектов в материале.
За 15 лет работы я провёл тысячи ультразвуковых исследований, и каждый раз поражаюсь точности этого метода. Ультразвуковой контроль сварных швов (УЗК) выявляет скрытые внутренние дефекты: непровары, внутренние неоднородности материала (шлаковые, вольфрамовые включения), поры, трещины и механические повреждения недопустимой величины.
Один из запомнившихся случаев – проверка кольцевых швов трубопровода диаметром 1220 мм. Визуально швы выглядели идеально, но УЗК выявил цепочку пор на глубине 12 мм. Без дефектоскопии эти дефекты привели бы к разрушению через несколько лет эксплуатации.
Сварные швы являются самой массовой областью применения ультразвуковой дефектоскопии. Это достигается за счёт мобильности ультразвуковой установки, высокой производительности контроля, точности, чувствительности к внутренним дефектам сварных швов.
Современные цифровые ультразвуковые дефектоскопы с отображением сигнала (А-скан, B-скан), фазированные решётки (Phased Array) и автоматизированные системы УЗК обеспечивают высокую точность измерений. В 2024 году компания «Газстройпром» сообщила о внедрении системы искусственного интеллекта для автоматического анализа ультразвуковых дефектограмм трубопроводов.
При диагностике поперечных и продольных швов эксперты чаще применяют теневой и эхо-импульсный методы. В основном такими способами проводится контроль сварных соединений трубопроводов согласно ГОСТ Р 55724-2013.
Основные методы УЗК:
- Эхо-импульсный метод – применяется УЗ-дефектоскоп, который и излучает, и принимает волны (один преобразователь)
- Теневой метод – способ основан на применении двух преобразователей, устанавливаемых по разным сторонам объекта (черезпросвет)
- Зеркально-теневой метод
Несмотря на все преимущества, УЗК имеет свои ограничения. Крупнозернистые материалы (например, аустенитные сварные швы, некоторые литые стали) сильно рассеивают и ослабляют ультразвуковой сигнал, что затрудняет обнаружение дефектов. Также существует мёртвая зона близко к поверхности, ограничения по ориентации дефектов, и невозможность точно определить форму дефекта по одному эхо-сигналу.
Принцип рентгеновского контроля основан на том, что степень поглощения рентгеновских лучей зависит от типа материала и его плотности. Дефекты структуры, инородные включения влияют на распределение интенсивности проходящих лучей. При наличии пор или трещин поглощение меньше – на снимке эти места выглядят более тёмными.
Рентгенографический контроль сварных швов — один из самых точных и надёжных методов дефектоскопии. С помощью обследования специалисты могут не только получить данные о наличии дефектов, но и определить их точное расположение.
Помню проект по контролю сварных швов на атомной станции. Требования к качеству были настолько жёсткими, что даже микропоры размером 0,1 мм считались недопустимыми. Только рентгеновский дефектоскоп смог обеспечить необходимую чувствительность для выявления таких мельчайших дефектов на рентгеновской плёнке высокого разрешения.
Основным предназначением рентгенологических кроулеров является контроль сварных швов трубопроводных систем. Для оператора, двигающегося с аппаратом снаружи трубопровода, каждый шов проверить довольно сложно. Находясь внутри системы, кроулер выполняет эту работу быстрее и качественнее.
Современные рентгеновские кроулеры для трубопроводов произвели настоящую революцию в диагностике трубопроводных систем. Эти автономные самоходные комплексы с микропроцессорным управлением позволяют проводить панорамное просвечивание швов изнутри трубы и могут работать в любых климатических условиях.
Сегодня очень большое распространение получил радиографический контроль трубопроводов – при качественном рентгенографическом контроле сварных швов труб есть возможность быстро обнаружить дефекты и избежать утечки проходящих по трубам жидкостей и материалов.
Преимущества внутритрубного контроля:
- 100% контроль периметра шва одним снимком
- Высокая производительность
- Точная локализация дефектов
- Возможность работы при строительстве новых трубопроводов
Среди вариантов неразрушающего контроля сварных соединений отдельно стоит МПК — магнитопорошковый способ дефектоскопии сварных швов, как доступный и популярный метод. В основе лежит физическое свойство искривления магнитного поля рассеяния на дефекте. Визуализация дефектов осуществляется с помощью цветного ферромагнитного порошка согласно ГОСТ 21105-87.
Этот метод особенно эффективен для выявления поверхностных и подповерхностных трещин в ферромагнитных материалах. МПК предназначен для выявления нарушений сплошности на поверхности и на глубине до 2-3 мм (волосовины, трещины разных видов, непровары).
Помню, как на одном из объектов МПК с использованием люминесцентного порошка выявил микротрещины, которые не смогли обнаружить другие методы – они были слишком мелкими для ультразвука и незаметными при визуальном осмотре.
Капиллярный метод основан на проникновении индикаторной жидкости (пенетранта) в полости поверхностных дефектов. Несмотря на кажущуюся простоту, требует строгого соблюдения технологии и выдержки времени согласно ГОСТ 18442-80.
Этот метод подходит для любых материалов (в том числе немагнитных) и часто используется, если материал не ферромагнитный или имеет сложную форму.
Основные этапы капиллярного контроля:
- Тщательная очистка поверхности
- Нанесение пенетранта с выдержкой времени
- Удаление избытка пенетранта
- Нанесение проявителя
- Визуальная оценка результатов
Методы неразрушающего контроля сварных соединений для конкретного объекта определяет технический руководитель организации или специалист III уровня НК на основании Федеральных норм и правил (ФНП).
Выбор метода зависит от множества факторов:
- Тип и толщина материала
- Конструкция сварного соединения
- Требования нормативной документации
- Доступность шва для контроля
- Экономические соображения
Все перечисленные методы часто используются совместно: 100% ВИК + выборочно УЗК и РК на самых ответственных швах, МПК или ПК для обнаружения поверхностных трещин после основной объёмной дефектоскопии.
| Метод | Тип дефектов | Толщина/глубина обнаружения | Время контроля | Относительная стоимость |
|---|
| ВИК | Поверхностные | Любая толщина детали | 1× | $ (низкая) |
| УЗК | Внутренние | 8-300 мм | 2× | $$ (средняя) |
| РК | Все типы (объёмные и плоские) | 1-100 мм (до 400 мм*)** | 3× | $$$ (высокая) |
| МПК | Поверхностные/подповерхностные | Любая толщина (дефекты до 2-3 мм глубины) | 1.5× | $$ |
| ПК | Поверхностные | Любая толщина (только открытые дефекты) | 2× | $ |
*до 400 мм – предельная толщина для специальных случаев (гамма-дефектоскопия с мощными источниками)
**стандартная рентгенография X-лучами обычно до 100 мм стали
За последние годы отрасль претерпела значительные изменения. Появились цифровые дефектоскопы с искусственным интеллектом, автоматизированные системы контроля (AUT), фазированные решётки, портативные рентгеновские аппараты нового поколения. В будущем всё более широкое применение получат цифровая радиография и системы на основе нейросетей.
Основным документом в России по ультразвуковому контролю сварных швов является ГОСТ Р 55724-2013 – ключевой стандарт по УЗК сварных швов, регламентирующий методы контроля стыковых, угловых и других соединений с полным проваром. ГОСТ Р ИСО 17637-2024 "Неразрушающий контроль сварных швов. Визуальный контроль соединений, выполненных сваркой плавлением" регламентирует визуальный контроль (начал действовать с 2025 года, заменив предыдущую версию).
Основные нормативные документы:
- ГОСТ Р 55724-2013 (ультразвуковой контроль)
- ГОСТ 7512-82 (радиографический контроль) – базовый документ по рентгенографии сварных швов
- ГОСТ 21105-87 (магнитопорошковый контроль)
- ГОСТ 18442-80 (капиллярный контроль)
- ГОСТ Р ИСО 9712-2023 (аттестация персонала НК)
Корректность настройки и калибровки аппарата, чувствительность приборов, опыт оператора – всё это критически важно. Поэтому выполнять ультразвуковую дефектоскопию должны профессионалы, аттестованные по соответствующим уровням (обычно II уровень НАКС или ISO 9712 Level 2).
В работе дефектоскописта нет места случайности. Каждое измерение, каждая настройка прибора должны выполняться с предельной точностью. При рентгенографическом контроле также необходимо строго соблюдать нормы радиационной безопасности. Ведь от нашей работы зависит безопасность тысяч людей.
Стоимость проведения неразрушающего контроля составляет лишь малую часть от потенциальных убытков при аварии. По данным исследований, более 70% аварий резервуаров связаны с разрушением швов. Купить дефектоскоп или заказать услуги контроля – это инвестиция в безопасность.
Расскажу реальный кейс из практики. На одном нефтехимическом заводе руководство решило сэкономить на контроле сварных швов резервуара объёмом 5000 м³. Через год эксплуатации произошла разгерметизация по непроконтролированному шву. Ущерб составил более 50 миллионов рублей: утечка продукта, простой производства, экологический штраф, ремонт. А стоимость полного радиографического контроля была бы всего 200 тысяч рублей. Экономия оказалась мнимой, а последствия – катастрофическими.
Средний ущерб от разрушения резервуара во много раз превышает затраты на его проверку. Цена современного оборудования окупается за несколько проектов. А главное – предотвращение одной крупной аварии может сэкономить миллионы рублей и, что важнее, человеческие жизни.
Визуальный и измерительный контроль рекомендуется осуществлять на 100% швов до проведения контроля другими методами неразрушающего контроля. По результатам ВИК принимается решение о необходимости и типе дополнительных методов НК. Далее следуют специальные методы в зависимости от требований.
ВИК (Visual Testing, VT) – это первоочередной метод оценки качества сварных швов, который позволяет выявить поверхностные дефекты и оценить геометрию соединения. Это обязательный этап, проводимый на 100% швов, тогда как другие методы могут быть выборочными.
Основные методы: ВИК, УЗК, радиографический (рентгенографический), магнитопорошковый, капиллярный контроль. Существуют также вихретоковый контроль, акустическая эмиссия, тепловизионный контроль, но они применяются реже.
Рентгенографический контроль более точен по сравнению с ультразвуковой диагностикой, особенно при обнаружении объёмных дефектов. При обследовании изделий толщиной менее 40 мм рентгеновская дефектоскопия даёт точность, недостижимую другими методами. Метод позволяет точно определить расположение и размеры дефектов.
Да, практически все методы имеют портативные средства: переносные ультразвуковые дефектоскопы, портативные рентген-аппараты (включая импульсные, работающие от аккумуляторов), переносные магниты и наборы для МПК, наборы для капиллярного контроля. Большинство современных дефектоскопов позволяют проводить контроль в полевых условиях.
Контроль должен выполняться аттестованными специалистами в соответствии с требованиями НАКС и других надзорных органов. Визуальный контроль выполняет персонал с аттестацией II уровня по ВИК, ультразвуковой – специалист II уровня УЗК и т.д. В России НАКС курирует допуск НК-персонала на объектах повышенной опасности.
- ВИК (VT) — визуально-измерительный контроль, первичный метод оценки качества поверхности сварных швов
- УЗК — ультразвуковой контроль, метод выявления внутренних дефектов с помощью ультразвуковых волн
- Дефектоскоп — прибор для обнаружения дефектов в материалах и конструкциях неразрушающими методами (ультразвуковой, рентгеновский, вихретоковый дефектоскоп и др.)
- Кроулер — автоматизированная система внутритрубного контроля сварных швов (автономный самоходный рентген-комплекс внутри трубы)
- НАКС — Национальное Агентство Контроля Сварки, организация по аттестации сварочного производства и НК-персонала в РФ
- Пенетрант — проникающая жидкость для капиллярного контроля поверхностных дефектов
- Радиографический контроль — метод НК с использованием рентгеновского или гамма-излучения (часто синонимично рентгено-/гамма-дефектоскопии)
За 15 лет работы в области неразрушающего контроля я убедился: качественная дефектоскопия сварных швов – это не роскошь, а необходимость. Несмотря на наличие некоторых недостатков, в настоящее время ультразвуковой контроль сварочных соединений считается одним из самых надёжных и универсальных методов оценки качества швов.
Будущее отрасли за комплексным подходом, сочетающим традиционные методы с современными цифровыми технологиями: фазированные решётки, цифровая радиография и системы на основе нейросетей. И помните: дешевле предотвратить дефект на стадии контроля, чем устранять последствия аварии.
Берегите металл – он нас защищает. А мы защищаем его от дефектов.
- ГОСТ Р 55724-2013 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые»
- ГОСТ Р ИСО 17637-2024 «Неразрушающий контроль сварных швов. Визуальный контроль соединений»
- ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Радиографический метод»
- ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод»
- Клюев В.В. «Неразрушающий контроль: Справочник в 8 томах»
- Ермолов И.Н. «Ультразвуковой контроль. Краткий справочник»
