Инструкция по входному контролю листового проката

1. Промышленностью выпускается разнообразный ассортимент биметаллов, основание которых, в большинстве случаев, делают из конструкционной малоуглеродистой стали, покрытиями служат специальные стали — коррозионно- или жаростойкие, цветные металлы, антифрикционные сплавы и др. Наибольшее распространение получили двухслойные стали, которые используются для изготовления ответственных деталей и изделий, поэтому необходимо тщательно контролировать как качество самого биметалла, так и изделий из него [1-9].

1.2. Настоящая инструкция распространяется на контроль листового проката из двухслойных сталей толщиной 4-120 мм, металл основного слоя которых Ст.3сп, 09Г2С или 12ХМ, плакирующего слоя 08X13 или 08Х18Н10Б(Т), 12Х18Н10Б(Т), полученных методом электрошлаковой наплавки или сваркой взрывом.

1.3. По согласованию с разработчиком данного СТП, настоящая методика может быть использована для ультразвукового контроля двухслойных сталей толщиной от 4 мм, полученных другими технологическими методами с другими композициями марок сталей.

1.5. Необходимость проведения ультразвукового контроля, объем контроля и определения класса листового проката по сплошности сцепления слоев устанавливаются нормативным документом (стандартами, техническими условиями, чертежами, техническими регламентами и т.п.).

1.7. При контроле используются продольные волны при углах их падения от 0 до 10°.

1.8. Метод контроля (сочетание методов) согласовываются между изготовителем биметалла и его потребителем, исходя из требований к сплошности сцепления слоев и имеющихся технических средств контроля.

1.10. Контроль толщины плакирующего слоя производится магнитным или ультразвуковым методами.

1.11. Для обнаружения дефектов поверхности листа и его кромок рекомендуется визуальный контроль.

1.13. Данный стандарт рекомендуется также использовать при технической диагностике сосудов и аппаратов на химических, нефтехимических, нефтеперерабатывающих и др. смежных производствах с учетом их специфики, а также при составлении и согласовании с Ростехнадзором программ по экспертизе промышленной безопасности оборудования из двухслойных сталей.

1.14. В приложении приводятся основные термины и определения, а также другие сведения, касающиеся неразрушающего контроля, необходимые для использования настоящего СТП.

2.1. При подготовке к контролю ультразвуковым, магнитным и визуальным методами необходимо учитывать следующие положения стандартов /4, 11-17/.

2.1.1. Чувствительность ультразвукового контроля устанавливается предприятием-изготовителем.

2.1.2. Двухслойная сталь толщиной от 4 до 7 мм и сталь, изготовленная без контроля ультразвуковым методом, не должны иметь видимых отслоений.

2.1.3. По требованию потребителя двухслойные листы изготавливаются без контроля ультразвуковым методом.

2.1.4. Толщина плакирующего слоя для двухслойных сталей толщиной от 4 до 60 мм указывается в таблице стандарта /4/. Точность измерения толщины должна быть не хуже 0,1 мм.

2.1.5. Для листов толщиной свыше 60 до 120 мм толщину коррозионно-стойкого слоя устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем в диапазоне от 8 до 10 мм.

2.1.6. Проверку сплошности сцепления слоев двухслойной стали 1, 2, 3, 4 классов проводят на каждом листе. Класс листов определяется отбором.

2.1.7. Качество поверхности и кромок листов проверяют визуально.

2.4. Для ультразвукового контроля рекомендуется применять ультразвуковые дефектоскопы типа УИУ «Сканер» или другие, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 12503 /18/.

2.4.1. Возможность использования средств автоматизации и механизации для контроля сплошности конкретных изделий, а также импортной аппаратуры должна согласовываться с разработчиком настоящего СТП.

2.4.2. При контроле следует применять стандартные образцы предприятий (СОП) (см. Приложение).

2.4.3. Для облегчения работы оператора при ультразвуковом ручном контроле сплошности двухслойной стали рекомендуется специальный сканер с целью перемещения оператора в вертикальном положении по поверхности листа. Наиболее эффективно использовать указанное приспособление при входном контроле листов у потребителя (см. п.3.26).

2.4.4. Ультразвуковой контроль сплошности сцепления слоев листов толщиной от 4 до 7 мм рекомендуется проводить со стороны плакирующего слоя, толщиной 8 и более мм после визуального контроля со стороны слоя, где качество поверхности будет выше, если нет другого предписания в нормативном документе потребителя листа.

2.4.5. Чистота поверхности со стороны ввода УЗК должна быть такой, чтобы донный сигнал на участках без несплошностей изменялся в пределах 50% по сравнению с аналогичным сигналом от СОП (не более чем на 6 дБ).

2.4.6. Продольные ультразвуковые колебания вводятся в металл листа контактным способом нормальным или раздельно совмещенным преобразователем.

2.4.7. Ультразвуковой контроль проводится при температуре окружающего воздуха и изделий от +5 до 40°С. Допускается в исключительных случаях проводить контроль вне указанного интервала температур, при этом должны быть приняты меры для обогрева (охлаждения) персонала, аппаратуры и контролируемого изделия.

2.4.8. Поверхности изделий должны быть очищены от отслаивающейся окалины, ржавчины, грязи, брызг расплавленного металла, а также от других инородных веществ (краски, шпатлевки, масляных пятен), снижающих чувствительность и надежность контроля.

2.4.9. Контроль изделий осуществляется после их приемки ОТК на соответствие требованиям настоящего СТП и другой нормативной документации в части состояния поверхности /4, 12-16, 20/.

2.4.11. Карты контроля, имеющие отступления от требований настоящей инструкции, должны быть согласованы с ее разработчиком.

2.4.12. При контроле различают чувствительность фиксации (предельную) несплошностей, которая указывает в нормативно-технических документах, регламентирующих нормы оценки годности изделий и поисковую чувствительность, при которой осуществляется сканирование изделий.

2.5. Для измерения толщины немагнитных покрытий на ферромагнитной основе рекомендуется толщиномер типа МТП-01 /22/.

2.5.1. Толщиномер предназначен для измерения толщины любого немагнитного покрытия на ферромагнитном основании.

2.5.2. Толщиномер может быть использован в полевых, цеховых и лабораторных условиях.

2.5.3. Принцип работы толщиномера основан на создании постоянного магнитного поля в немагнитном зазоре между измерительным преобразователем и ферромагнитным материалом основы. Величина зазора, в первую очередь, определяется толщиной измеряемого покрытия. Измерение толщины покрытия приводит к изменению величины магнитного поля, что и регистрируется измерительным преобразователем.

2.6. Согласно нормативной документации для надежного обнаружения недопустимых дефектов поверхности необходимо обеспечить контраст дефекта с фоном, а также рекомендуется иметь необходимые средства визуального контроля /10, 23, 24/*.

________________

* См. Приложение З «Перечень ссылочных документов», здесь и далее по тексту. — Примечание изготовителя базы данных.

2.6.1. Контраст дефекта с фоном создается путем применения местного и общего освещения.

2.6.2. Для местного освещения следует использовать фонарь, обеспечивающий величину падающего пучка света на контролируемую поверхность листа не хуже 500 люкс.

2.6.3. Так как контроль двухслойного проката у изготовителя и потребителя производится в помещении, то общее цеховое освещение на участке контроля должно быть не менее 10% от местного /10/.

2.6.4. Освещенность следует измерять люксметром перед проведением визуального контроля. Если контроль выполняется на специально оборудованном участке цеха, то измерение освещенности можно проводить периодически.

2.6.5. Для обнаружения и измерения величины раскрытия дефектов поверхности рекомендуется использовать лупы с измерительной шкалой и ее подсветкой. Увеличение должно быть 3- или 5-кратным. Цена деления шкалы — не хуже 0,1 мм. Выполнение рекомендации данного пункта наиболее целесообразно при визуальном контроле торцев и кромок раскроя двухслойных листов у потребителя.

3.5. При контроле листов в диапазоне толщин 22-60 мм для определения положения несплошности по глубине обязательным является применение толщинометрии, так как они характеризуются вероятным наличием дефектом в центральной части сечения листа.* Двухслойные стали толщиной свыше 60 мм изготавливаются по согласованию с потребителем /4/. В этом случае оператор обязан ознакомиться с нормативным документом на поставку партии проката и принять соответствующее решение (см. п.п.1.3 и 1.12).

________________

* Текст документа соответствует оригиналу. — Примечание изготовителя базы данных.

3.7. При обнаружении несплошностей, примыкающих к боковым и торцевым неконтролируемым зонам листового проката, их условные границы продлеваются до кромок /11/.

При указании в нормативной документации только класса оценка сплошности проводится по условным площадям несплошностей , , и :

Максимальная допустимая условная протяженность несплошности обозначается (мм) (см. приложение).

3.8. По согласованию между изготовителем и потребителем сплошность листового проката может характеризоваться эквивалентными размерами , и числом :

• где — минимальный учитываемый размер несплошностей, мм;

  — максимальный допустимый эквивалентный размер несплошностей, мм;

  — количество непротяженных несплошностей с эквивалентным размером от до .

3.11. В качестве контактной смазки при ручном контроле рекомендуется применять техническое масло, глицерин и т.п. выбор контактных жидкостей производится с учетом последующих технологических операций.

При прозвучивании по наклонным или вертикальным поверхностям рекомендуется применять более вязкие контактные жидкости.

Перед использованием смазок на основе воды и глицерина рекомендуется контактные поверхности обезжиривать.

3.12. В процессе ручного поиска несплошностей чувствительность проверяется реже одного раза в час.

Стабильность акустического контакта проверять по наличию донного сигнала.

Если по результатам проверки чувствительность оказывается ниже заданной, следует перепроверить весь объем металла, проконтролированный за время с момента предыдущей проверки чувствительности.

3.13. В случае дискретного сканирования поверхность изделия размечается на участки. Контроль рекомендуется проводить «по сетке» для жесткого уровня, размер ячейки следует установить 100×100 мм.

Максимальный размер 200×200 мм.

3.15. Размеченные участки сканировать в местах пересечения линий.

При сканировании перекрытие границ участков должно быть не меньше шага сканирования.

3.17. О наличии внутренних несплошностей в изделии свидетельствуют следующие показания дефектоскопа:

• при эхометоде — регистрация в заданном временном интервале одного или нескольких эхо-сигналов, амплитуда хотя бы одного из которых равна или превышает (с учетом глубины залегания) величину, соответствующую заданной чувствительности;

• при зеркальнотеневом методе — регистрация уменьшения амплитуды донного сигнала до или ниже величины, соответствующей заданной чувствительности, а также его полного исчезновения.

Примечание:
Если в нормативных документах чувствительность фиксации несплошностей при контроле зеркальнотеневым методом, совмещенным с эхометодом, не указана, о наличии внутренних несплошностей в изделии свидетельствует уменьшение амплитуды донного сигнала до или ниже величины, соответствующей поисковой чувствительности контроля эхометодом.

3.21. Выбор методики ультразвукового контроля зависит от соотношения между толщинами слоев, «мертвой зоны»* преобразователя и разрешающей способностью дефектоскопа, а также от величины энергии, отраженной от границы раздела между плакирующим и основным слоями.

________________

* Минимальное расстояние от поверхности ввода УЗК до дефекта /11/.

Существенное влияние на результаты контроля может оказывать сложная структура границы между плакирующим и основным слоями (см. приложение).

3.22. Если слой, со стороны которого производится прозвучивание, лежит в пределах «мертвой зоны» преобразователя, то наличие дефекта для толщин проката до 40 мм следует определять зеркальнотеневым методом.

«Мертвую зону» для выбранного преобразователя определять на образце N 3 (см. приложение).

3.23. Если толщина слоя, со стороны которого вводятся ультразвуковые колебания, будет больше «мертвой зоны» преобразователя и толщина второго слоя будет лежать в пределах разрешающей способности прибора, рекомендуется применить один из двух способов определения несплошности:

1. а) эхометод, который следует применять при отсутствии сигнала от границы раздела слоев;

2. б) последовательное использование зеркальнотеневого метода и эхометода.

Этот способ следует применять, когда виден сигнал от границы раздела слоев. При этом дефект можно фиксировать по исчезновению донного сигнала или эхо-сигнала от несплошности. Если от границы раздела наблюдается отраженный сигнал, то его появление можно характеризовать как несплошность, так и свойства граничной зоны между слоями. Чаще всего это явление может наблюдаться в  двухслойном прокате толщиной свыше 40 мм. Известно, что свойства граничной зоны зависят от способа производства двухслойной стали /1-7/. В этом случае контроль (дефектного) сомнительного участка следует проводить на двух частотах, например, 1,8 и 2,5 МГц или 2,5 и 5,0 МГц, так как теоретические и экспериментальные исследования показали, что на прохождение УЗК влияет соотношение между длиной волны и толщиной переходного (граничного) слоя, расположенного между плакирующим и основным слоями двухслойного проката. Установлено, что если на одной из кратных частот УЗК проходят, то несплошности нет (см. приложение).

Прибор настраивать на режим работы эхометодом по сверлению с плоским дном образцов N 1 или N 2, которые приведены в справочном приложении.

3.26. Для повышения производительности ручного сканирования при ультразвуковом контроле листов двухслойных сталей, расположенных в горизонтальной плоскости, рекомендуется использовать сканер типа СКАД-3 /19/.

Достоинством указанного сканера является не только возможность для оператора работать в вертикальном положении, но и при обнаружении несплошности использовать дефектоотметчик, который режущим инструментом наносит окружность диаметром около 30 мм. При этом центр дефекта находится в центре окружности. Площади протяжения дефектов легко оконтуриваются.

СКАД-3 можно использовать для контроля плоских днищ, например, нефтехранилищ, наливных емкостей и т.п.

4.1. Визуальный контроль следует выполнять перед проведением ультразвуковой дефектоскопии или при входном контроле у потребителя согласно нормативной документации. /10, 23/.

4.1.1. В связи с тем, что двухслойная сталь толщиной от 4 до 7 мм изготавливается без контроля ультразвуком, то в этом случае рекомендуется ограничиться применением визуального метода для обнаружения дефектов поверхности и магнитного методов контроля толщины плакирующего слоя.

4.1.2. Если поверхность листа по результатам контроля имеет участки с различным состоянием качества поверхности, где впоследствии будет проводиться УЗК, то на каждом из этих участков следует измерить амплитуду донного сигнала (см. приложение).

4.1.3. Поверхность коррозионно-стойкого слоя двухслойных листов не должна иметь окалины, раскатанных пузырей, прокатанных плен, трещин (раскатанных и шлифовочных). На обрезных торцах по контуру листов стали не должно быть видимых трещин и расслоений.

4.1.4. Поверхность основного слоя и его торцев в двухслойном листе должны соответствовать требованиям нормативной документации на листовой прокат /4, 11-15, 20/.

4.1.5. Как уже отмечалось выше, рекомендуемая освещенность контролируемой поверхности не должна быть менее 500 люкс.

4.1.6. Подлежащая контролю наружная поверхность должна рассматриваться под углом более 30° к плоскости объекта контроля и с расстояния до 600 мм.

4.1.7. Для создания хорошего контраста изображения дефекта с фоном и его уверенного обнаружения обязательным является применение местного и общего освещения поверхности.

4.1.8. В сомнительных случаях для обнаружения поверхностных дефектов визуальный контроль необходимо дополнить применением других методов контроля, например цветного или магнитопорошкового.

4.2. В соответствии с ГОСТ 10885 толщину плакирующего слоя проверяют на двух образцах, взятых от поперечного темплета листа. Один образец отбирают из середины поперечного темплета, второй — у кромки. Образцы шлифуют и с помощью лупы или микроскопа (ценой деления не более 0,1 мм) измеряют толщину плакирующего слоя, толщина коррозионно-стойкого слоя проверяется на двух листах из партии.

4.2.3. Толщину плакирующего слоя биметалла следует измерять раздельно совмещенными преобразователями на частоте 2,5 или 5,0 МГц.

4.2.4. Толщину слоев можно измерять со стороны основного и плакирующего слоев. Перед контролем следует подготовить и настроить прибор в зависимости от условий ввода ультразвука.

4.2.5. Применение магнитного или ультразвукового методов измерения толщины плакирующего слоя должно быть согласовано между изготовителем и потребителем.

5.5. Протяженные несплошности обозначаются их условными границами (контуром). Рядом указывается их условная площадь (протяженность) и при необходимости — глубина.

В случае обнаружения большого количества несплошностей их условная площадь и глубина оговариваются в сноске под дефектограммой.

5.6. Толщина плакирующего слоя измеряется согласно нормативной документации, согласованной между изготовителем и потребителем.

Согласно имеющемуся практическому опыту, упомянутая толщина измеряется «по сетке» в местах пересечения линий, нанесенных на поверхность изделия. Каждой точке присваиваются порядковый номер.

Результаты измерения указываются в таблице, которая обычно помещается рядом с эскизом изделия.

6.3. При проведении работ по ультразвуковому контролю на дефектоскописта возможно воздействие следующих опасных и вредных производственных факторов:

• тока, подводимого для питания ультразвукового дефектоскопа;

• проникающие в кисть руки ультразвуковые колебания при ее соприкосновении с преобразователем дефектоскопа;

• высокий уровень цеховых шумов.

6.8. Перед включением дефектоскопа в электрическую цепь он должен быть заземлен голым медным проводом сечением 2,5 мм*.

________________

* Пункты 6.6, 6.7 и 6.8 не относятся к дефектоскопам и толщиномерам с автономным питанием.

6.10. Для предотвращения воздействия на оператора ультразвуковых колебаний при ультразвуковом контроле следует руководствоваться «Правилами безопасности и производственной санитарии для операторов ультразвуковой дефектоскопии»*, утвержденными Минздравом СССР 29 декабря 1980 г.

________________

* Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

Параметры ультразвука, воздействующего на оператора, должны соответствовать ГОСТ 12.1.006.

Приложение А
(обязательное)

ТРЕБОВАНИЯ К СТАНДАРТНЫМ ОБРАЗЦАМ  ПРЕДПРИЯТИЯ (СОП) /29-33/

4. Рекомендуемая ширина СОП N 1 — N 4 составляет 80 мм. Длина СОП N 3 и N 4 определяется числом ступеней.

5. Метрологическое обеспечение качества изготовления образцов и их поверка должны выполнятся в установленном порядке. Каждый образец должен иметь соответствующий паспорт /30; 33/.

6. При толщине изделий 60 мм и более для настройки чувствительности дефектоскопа могут быть использованы АРД-диаграммы. В настоящее время существуют компьютерные программы упрощенного построения АРД-диаграммы без использования специальных образцов /26/. Ввиду того что АРД-диаграммы не нашли широкого применения для УЗК двухслойных сталей их применение требует накопления статистических данных и специальной подготовки оператора.

Приложение Б
(обязательное)

КРАТКИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ДВУХЧАСТОТНОГО СПОСОБА КОНТРОЛЯ

Одной из существенных особенностей ультразвукового контроля двухслойных сталей является влияние на результаты дефектоскопии состояния границ между плакирующим и основным слоями /1, 2, 5/.

Характер границ для основных способов получения проката из двухслойных сталей показан на Рис.2.     

Приложение В
(справочное)

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ /11, 24, 26, 28, 29/

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(справочное)

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭХОМЕТОДА, ЭХО-СКВОЗНОГО И ЗЕРКАЛЬНОТЕНЕВОГО

Примечания.

А — амплитуда донного сигнала, дБ

Д — диаметр плоскодонного сверления, мм

ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(справочное)

ПОКАЗАТЕЛИ СПЛОШНОСТИ ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА /11/

Примечания.

1. 1. Погрешность измерения условных площадей (размеров) несплошностей указывают в технической документации на контроль.

2. 2. Показатель сплошности применяют при дискретном линейном сканировании и для оценки сплошности прикромочных зон листового проката.

Приложение Е
(справочное)

* Примечание: эскиз дефектограммы прилагается. Если дефектограмма не прилагается, то в пункте 2 приводятся данные, указанные в скобках.

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж
(справочное)

КАРТА
ультразвукового контроля изделия из двухслойной стали

* Примечание: Эскиз дефектограммы прилагается.

Приложение З
(справочное)

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ДОКУМЕНТОВ