Стилоскопирование металла — это неразрушающий метод проведения высококачественного спектрального анализа, способный установить легирующие элементы в сварных швах, выполненных с применением легированных присадочных материалов. Метод основан на визуальном контроле путем сравнения яркости полученных спектральных линий в дуговом разряде с нормативными показателями.
Правила и обязательность проведения этой процедуры установлены федеральными нормами и утверждены приказом Ростехнадзора. Такому анализу в обязательном порядке относятся все детали котлов и трубопроводов, которые изготовлены из легированной стали, а также наплавленный металл, образованный на сварных швах, соединяющих их в единое устройство.
Особенности метода, что оценивает и выявляет
Стилоскопирование относится к неразрушающим методам контроля. Он базируется на способности свечения у паров металла в дуговом разряде, полученном между двумя электродов в низковольтной искре. Один из них установлен в форме стального стержня, он выполняет в устройстве функции эталонного электрода, а в качестве второго применяется контролируемый образец.
При дуговом разряде протекает перенос вещества с электродов, при этом происходит заполнение межэлектродного пространства парами раскаленного металла, имеющего свою уникальную линию спектра. Излучение светящихся паров попадает на призму оптической системы стилоскопа, где начинается процесс их разложения, в результате которого получаются спектральные линии с определенною длиной волны, доступные для наблюдения через приборный окуляр.
По результатам стилоскопирования можно провести два вида оценки — качественную по спектрограммам, которые собраны в атласе и входят в комплектацию прибора и количественную — по таблицам сравнительной интенсивности.
С использованием данного метода оценивается химсостав металла сварных швов на наличие: углерода (С), титана(Ti), никеля (Ni), хрома(Cr), вольфрама(W), серы (S) и других элементов.
Такие приборные измерения позволяют установить соответствие качества присадочных материалов на сварном соединении требованиям ГОСТ, РД и других ведомственных нормативных актов.
Важно! Если в результате стилоскопического контроля был получен отрицательный результат, то должен быть проведен повторный контроль элементов и сварных швов, но уже с удвоенным числом контрольных точек.
При вторичном негативном итоге, проводят спектральный либо химанализ исследуемых образцов, результаты которых станут окончательными.
Оборудование для проведения стилоскопирования
В торговой сети сегодня можно приобрести два основных видов стилоскопов — переносные и стационарные. Первые используются при выполнении экспресс-анализ на производственных участках, в складских помещениях, а также в полевых условиях или для проведения контроля крупногабаритного оборудования. Они отличаются небольшую массу от 2 до 5 кг.
Вторые используются в лабораторных исследованиях, обладают большей чувствительностью, разрешающей способностью, широким спектральным диапазоном, и возможностью продолжительно работать без перегрева. Но при этом они имеют существенные ограничения по размерам исследуемого оборудования.
Типовая комплектация стилоскопов:
«Ружье», оборудованное с оптическим устройством и блоком прожига, где расположен электрод.
Генератор, рабочая мощность которого определяет наибольшую продолжительность анализа. В этот блок входит силовой трансформатор, узлы сопротивления и конденсации, измерительный амперметр, катушка индуктивности, индикаторы, кабельные разъемы, соединители и переключатели.
Аналоговый выход.
Порт USB.
ЖК-дисплей.
Камера-окуляр для сохранения изображения.
Преимущества стилоскопов:
Высокая скорость получения результатов по сравнению с химическими анализами, полученными в лабораторных условиях;
универсальность, может использоваться для большого вида контроля;
целостность исследуемого образца, нет необходимости вырезать участки сварных швов;
высокая эксплуатационная надежность работы прибора;
сравнительно невысокая цена в сравнении с лазерными и рентгенофлуоресцентными анализаторами, 300 тыс. руб. против 1 800 тыс. руб.;
простота выполнения исследований;
удобство в эксплуатации.
К недостаткам данных приборов для неразрушающего контроля относят высокую погрешность измерений, в среднем до 20%,узкая область применения — только металлические образцы, высокая зависимость результатов исследования от квалификации исполнителя и существенная нагрузка на его зрение.
Обратить внимание! В продаже сегодня можно приобрести гибкие стилоскопы, у которых блок прожига зафиксирован на оптоволоконном проводе, что позволяет выполнять контроль сварных швов в труднодоступных местах.
Нормативные документы
Требования к проведению стилоскопированию сварных соединений определяется государственными, ведомственными нормативными актами, а также конструкторской и проектной документацией, разработанной изготовителем оборудования, подлежащего этому виду контроля. Общая процедура выполнения неразрушающего контроля установлена приказом Ростехнадзора N 490 от 21.11 16 г., правила выполнения также закреплены в следующих документах.
Свод нормативных документов, регламентирующих порядок проведения стилоскопирования металла шва
№ | Тип нормативного акта | Номер | Дата ввода | Область применения |
1 | ГОСТ | 18895 | 1981 | Стали |
2 | ГОСТ | 23902 | 1979 | Сплавы титановые |
3 | ГОСТ | 7727 | 1975 | Сплавы алюминиевые |
4 | ГОСТ | 7728 | 1979 | Сплавы магниевые |
5 | ГОСТ | 9717-1 9717-2 | 1982 1982 | Медь |
6 | ГОСТ | 9716-0 9716-1 9716-2 9716-3 | 1979 | Сплавы медно-цинковые |
7 | ГОСТ | 20068-0 20068-1 20068-2 20068-3 | 1979 | Безоловянные бронзы |
8 | РД ПБ | 26.260.15 10-576 | 2001 2003 | Сосуды и аппараты, работающие под давлением |
9 | РД | 34.17.416 | 1996 | ТЭС |
10 | ПБ | 10-573-034 | 1996 | Трубопроводы пара и ГВС |
11 | РД | 51-31323949-38 | 1998 | Технологические трубы |
12 | ПБ | 10-574 | 2003 | Котлоагрегаты |
Важно! В большинстве случаев стилоскопированию подвергаются участки оборудования, работающего под высочайшим давлением среды, произведенные из нержавеющих и жаропрочных легированных сталей для нахождения содержания Mo и Cr.
Порядок выполнения стилоскопирования
Принцип устройства позволяет устанавливать характеристику, качественный состав и присутствие нужного элемента в пробе, благодаря свойствам каждого химэлемента иметь уникальную совокупность спектральных линий, которая обусловленная насыщенностью присутствия в исследуемой пробе. Полученный в ходе проведения приборного анализа спектр декодируют с использованием специальных созданных спектральных таблиц и атласов.
Важно! Порядок проверки определяется условиями выполнения работ, в том случае, когда сварной шов осуществлялся несколькими сварщиками, то контроль обязателен для каждого такого участка. Если в ходе исследования был получен неудовлетворительный результат, выполняют дополнительный анализ в 3-х контрольных точках.
Чтобы провести неразрушающей анализ образца, из спектра нужно выделить одну или ряд его аналитических линий. Далее рассчитывают величину с применением такой формулы:
J(l ) = а *с*b,
где:
J — интенсивность линии спектра;
l — протяженность;
с — концентрация элемента в контролируемом образце;
а и b — показатели, которые определяются условиями анализа.
Алгоритм стилоскопирования сварных соединений:
Выполняют тщательную подготовку поверхности измеряемого электрода: зачищают шов до металлического блеска, с его поверхности полностью должны быть удалены краска, ржавчина и другие виды отложений. Заточка приборного электрода выполняют на токарном станке или ручным способом с применением обычного напильника.
Располагают контрольный образец со сварным соединением на столе, если есть такая возможность для малогабаритных конструкций, если необходимо по условиям безопасности, то его нужно закрепить.
Проводят обязательную маркировку исследуемого сварного материала, для того чтобы зафиксировать результаты измерений в картах контроля.
Выставляют по шаблону нужное расстояние между электродом и образцом.
Зажигают искру или электрическую дугу.
Наводят максимальную резкость изображения в окулярах, путем их регулировки.
Выполняют визуальную оценку исследуемого узла.
Фиксируют результаты в контрольном журнале, установленного образца, составляют протокол и акт исследований.
При выполнении работ со стилоскопом, важно выполнять основные требования безопасности, в частности, нельзя проводить исследования в помещении где нет надежной принудительной вентиляции, поскольку вредные газы, выделяемые при нагреве, могут нанести вред исполнителю. Кроме того очень слабое свечение от электродуги способно вызвать перегрузку сетчатки глаз, тем самым негативно воздействовать на зрение оператора. Также нужно выдерживать предельное время измерений для образца, поскольку длительность наблюдений может вызвать его перегрев.
В том случае, когда конечные результаты исследования были получены неудовлетворительными либо допущена неточность в их определении, то по утвержденной инструкции допускается выполнение повторной проверки стилоскопирования металла шва, только при этом число контролируемых точек потребуется удвоить.
Важно! В случае обнаружения дефектов в сварные соединениях, при выполнении неразрушающего контроля, их удаляют, далее швы повторно сваривают и вновь подвергаются анализу. Для того чтобы более подробно исследовать излучаемый свет, допускается держать включенной дугу более продолжительный отрезок времени либо провести процедуру еще раз.
Преимущества метода
Данный метод в области неразрушающего контроля, обладает множеством позитивных характеристик, в связи, с чем он успешно применяется во многих областях промышленного производства. Главная цель стилоскопирования и спектрального анализа — предельно точно установить присутствие и объем химических элементов, которые повышают прочность стали.
Также специалисты отмечают новые преимущества данного метода:
Высокий уровень автоматизации и обработки процессов измерения;
в процессе измерений испытываемый образец сохраняет целостность, а работу таких узлов, в процессе приборного контроля допускается не останавливать, если по условиям эксплуатации, там возможно нахождение оператора;
сравнительно низкая себестоимость исследований в сравнении с другими методами контроля;
компактные стилоскопы могут размещаться в непосредственной близости с исследуемыми поверхностями;
применяемое для измерений оборудование, при соблюдении всех условий эксплуатации и правил ТБ, безопасно для оперативного персонала.
Тем не менее, у данного метода контроля сварных швов оборудования и трубопроводов, работающих в высокотемпературной среде и под высоким давлением, существуют определенные недостатки. К основному из них нужно отнести необходимость специального обучения Pmi, для того чтобы уметь качественно определять металлы по уровню и яркости их свечения, а также ширине линий в окуляре. Как правило, подготовка такого специалиста проводится на специальных курсах примерно 6 месяцев.
Также к недостаткам метода стилоскопирования специалисты, в области безопасного контроля металлов, относят неспособность его выявить присутствие фосфора, оказывающего отрицательное воздействие на сварочный шов.
Сфера применения
Процедура стилоскопирования носит и обязательный, и рекомендательный характер. К обязательной процедуре относятся все металлические узлы, соединенные методом сварки и работающие в средах с высоким давлением и температурой. Она производится как перед первоначальным пуском такого оборудования в эксплуатацию, так и после любого вида ремонта на нем.
Также обязательной проверке подлежат все сварные соединения на промежутке 2 м и в местах устранения дефектов. Сюда относятся все сосуды, работающие под давлением, котлы и трубопроводы, химические емкости и транспортные трубопроводы для газа, пара и нефти.
К отраслям, которые используют спектральный анализ, относят энергетику, транспорт, строительство, металлургию, металлообработку, химическую и нефтегазовую.
Стилоскопирование металла шва — это экспресс-метод, определяющий химсостав металла в сварном шве оборудования, работающего под высоким давлением или в агрессивной среде на соответствие требованиям государственных и ведомственных нормативов. Благодаря возможностям использования современных мобильных и стационарных стилоскопов, области применения метода стали значительными, что позволяет обеспечить современный уровень эксплуатации промышленного оборудования в целях гарантии безопасной жизнедеятельности населения страны.
Где заказать стилоскопирование металла в Екатеринбурге
Чтобы заказать стилоскопирование металла или сварных швов в Екатеринбурге, звоните по телефону 8 (800) 302-68-20 или отправьте заявку на электронную почту lab@ndt-control.ru
Аккредитованная лаборатория неразрушающего контроля ООО «НДТ-контроль». Мы проводим стилоскопирование металлов в любое время и в любом месте, как в нашей лаборатории, так и у вас на объекте (стилоскопирование с выездом). Мы имеем все необходимые лицензии на проведение анализа качества оборудования, материалов и сварных соединений неразрушающими методами.
