Особенности радиографического контроля сварных швов из аустенитных сталей, имеющих крупнозернистую структуру.

При просвечивании аустенитных сварных швов конструкций АЭС рентгеновским излучением при определенных параметрах контроля (напряжение на рентгеновской трубке, схема контроля, направление просвечивания) на рентгеновских снимках наряду с изображениями дефектов сварки (поры, шлаковые включения, вольфрамовые включения, непровары и т.п.) появляются дополнительные изображения в виде темных полос и пятен.

Металлографические исследования участков сварного шва, разрезанных в местах, соответствующих темным полосам и пятнам, показывают, что несплошности металла в указанных местах отсутствуют. Комплекс испытаний позволил сделать вывод, что природа появления на рентгенограммах темных полос и пятен связана с упорядоченной крупнозернистой аустенитной структурой сварного шва и вызвана дифракционными явлениями рентгеновских лучей.

Изображения темных полос и пятен структурного происхождения могут, в случае их неправильной интерпретации, привести к перебраковке сварного шва, особенно в случае наличия темных полос, которые трудно отличить от изображения непроваров, а также вуалировать и маскировать изображения реальных дефектов.

Существуют различные подходы к решению проблемы радиографического контроля крупнозернистых аустенитных сварных швов.

В частности, в соответствии с Приложением 9 ПНАЭ Г-7-17-89 «Унифицированная методика контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов АЭС. Радиографический контроль» оформляется техническое решение.

Ниже приводиться пример практического оформления такого решения о качестве сварных соединений фланца с трубой (сталь 08Х17Н10Т) чехлов привода СУЗ ШЭМ-3 категории IIа по ПНАЭ Г-010-89, выполненных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадочной проволокой марки Св-04Х19Н11МЗ (тип соединения 1-25-1 по ПНАЭ Г-7-009-79), когда при радиографическом контроле на рентгеновских снимках обнаруживаются темные полосы, которые могут быть интерпретированы как изображения непроваров.

Для исследования были заварены контрольные сварные соединения, полностью повторяющие геометрию сварного шва изделия, марку материала и режимы сварки. На контрольных сварных соединениях проведен радиографический контроль, при расшифровке снимков сварного шва контрольного сварного соединения были выявлены идентичные темные полосы.

Капиллярный контроль наружной и внутренней поверхности шва контрольного сварного соединения, послойный капиллярный контроль шва контрольного сварного соединения и капиллярный контроль поперечных сечений шва контрольного сварного соединения, вырезанных из мест, на снимке которых выявились темные полосы, не выявил дефектов сварочного характера. Качество сварных соединений соответствовало требованиям ПНАЭ Г-7-010-89.

Металлографические исследования (макроанализ) показали, что в поперечном сечении образцов, вырезанных из участка контрольного сварного соединения, при расшифровке рентгеновских снимков которого были обнаружены темные полосы, дефектов сварочного характера типа трещин, непроваров - не обнаружено. Качество сварных соединений отвечало требованиям ПНАЭ Г-7-010-89.

Образцы, вырезанные из контрольного сварного соединения, при расшифровке рентгеновских снимков которого были обнаружены темные полосы, были подвергнуты испытаниям на определение склонности к межкристаллитной коррозии по методу «AM» ГОСТ 6032-89 без провоцирующего нагрева. Склонности к МКК не было обнаружено.

Механические испытания указанных сварных соединений при температуре 20°С показали, что предел прочности составил 55 ¸ 56 кгс/мм², а при угле загиба 160° не обнаружено трещин, надломов, расслоения металла, что соответствует требованиям ПНАЭГ-7-010-89.

На основании результатов испытаний и исследований образцов, вырезанных из контрольных сварных соединений, установлено, что темные полосы на рентгеновских снимках сварных Соединений возникают из-за структурных особенностей соединения и не являются браковочным признаком в соответствии с ПНАЭ Г-7-010-89.

На основании изложенного было принято следующее решение.

1. При расшифровке рентгеновских снимков сварных со единений из стали марки 08Х18Н10Т (тип соединения 1-25-1 по ПНАЭ Г-7-009-79, толщина стенки 10-14 мм), выполненных аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом с присадочной проволокой марки Св-04Х19Н11МЗ, темные полосы, аналогичные темным полосам на исследованных контрольных сварных Соединениях, браковочным признаком не считать.

2. При оценке рентгеновских снимков, производственных сварных швов при расшифровке которых выявлены темные полосы, в качестве эталона использовать рентгеновский снимок участка контрольного сварного соединения, подвергнутого металлографическому исследованию.

3. В журнале результатов контроля и заключении по результатам контроля должна быть сделана ссылка на настоящее техническое решение (с указанием его номера и даты). Настоящее техническое решение, результаты металлографического исследования шлифов и эталонный снимок должны храниться как приложение к журналу результатов контроля в течение срока, установленного для этого журнала. Серьезные исследования причин возникновения на рентгеновских снимках крупнозернистых аустенитных сварных швов темных пятен и полос проведены в Центральной лаборатории неразрушающих методов контроля (ЦЛНМК) ОАО «Ижорские заводы».

Для идентификации и устранения изображений структурного происхождения помимо подхода, изложенного в Приложении 9 ПНАЭ Г-7-017-89, предлагаются два решения:

· при повторном просвечивании устанавливают свинцовый фильтр на выходное окно рентгеновской трубки. Свинцовый фильтр срезает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра, которая дифрагирует на упорядоченной кристаллической решетке крупнозернистого металла аустенитного сварного шва. При этом устраняется причина возникновения дифракционных явлений, приводящих к появлению темных пятен и полос на рентгеновских снимках. Такая методика с фильтрованным рентгеновским излучением рекомендуется при толщинах аустенитных сварных швов до 20 мм.

· при толщинах 20 ¸ 40 мм целесообразно повторное просвечивание проводить с использованием гамма - изотопа Иридий-192, в спектре которого не имеется мягкой энергетической составляющей.

В указанном диапазоне толщин чувствительность контроля к реальным дефектам будет соответствовать нормативным требованиям, а индикации структурного происхождения отсутствуют.

При повторном контроле сварных швов толщиной свыше 40 мм рекомендуется использовать гамма - изотоп Кобальт-60.

Дата добавления: 2015-09-06