RU2254562C2 - Method of determining presence of initial and residual defects - Google Patents

Method of determining presence of initial and residual defects Download PDF

Info

Publication number
RU2254562C2
RU2254562C2 RU2003109693/12A RU2003109693A RU2254562C2 RU 2254562 C2 RU2254562 C2 RU 2254562C2 RU 2003109693/12 A RU2003109693/12 A RU 2003109693/12A RU 2003109693 A RU2003109693 A RU 2003109693A RU 2254562 C2 RU2254562 C2 RU 2254562C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
defects
product
defect
dimensions
sizes
Prior art date
Application number
RU2003109693/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003109693A (en
Inventor
Н.А. Махутов (RU)
Н.А. Махутов
А.А. Тутнов (RU)
А.А. Тутнов
А.Ф. Гетман (RU)
А.Ф. Гетман
В.Н. Ловчев (RU)
В.Н. Ловчев
Д.Ф. Гуцев (RU)
Д.Ф. Гуцев
А.С. Зубченко (RU)
А.С. Зубченко
В.А. Гетман (RU)
В.А. Гетман
Г.С. Васильченко (RU)
Г.С. Васильченко
А.В. Просвирин (RU)
А.В. Просвирин
Ю.Н. Конев (RU)
Ю.Н. Конев
М.В. Григорьев (RU)
М.В. Григорьев
Ю.Г. Драгунов (RU)
Ю.Г. Драгунов
И.В. Калиберда (RU)
И.В. Калиберда
Ю.А. Кураков (RU)
Ю.А. Кураков
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций" (КЦНБРАС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций" (КЦНБРАС) filed Critical Закрытое акционерное общество "Координационный центр по надежности, безопасности и ресурсу оборудования и трубопроводам атомных электростанций" (КЦНБРАС)
Priority to RU2003109693/12A priority Critical patent/RU2254562C2/en
Publication of RU2003109693A publication Critical patent/RU2003109693A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2254562C2 publication Critical patent/RU2254562C2/en

Links

Images

Landscapes

  • General Factory Administration (AREA)

Abstract

FIELD: nondestructive testing .
SUBSTANCE: method comprises manufacturing test-specimen for determining characteristics of the nondestructive testing of the cavities in the article and nondestructive testing of the specimen.
EFFECT: improved method.
3 cl, 6 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области неразрушающего контроля (далее НК) несплошностей, неоднородностей и других дефектов материала изделия или группы изделий (деталей, элементов конструкций и т.п.), в том числе ультразвукового, вихретокового, радиографического и других методов НК. Изобретение может применяться при оценке качества, надежности и безопасности изделия по результатам НК, оценке пригодности средств и методов НК, достаточности уровня квалификации операторов НК, организации контроля изделий во время эксплуатации и/или изготовления.The invention relates to the field of non-destructive testing (hereinafter referred to as NC) of discontinuities, inhomogeneities and other defects in the material of a product or a group of products (parts, structural elements, etc.), including ultrasonic, eddy current, radiographic and other methods of NC. The invention can be used in assessing the quality, reliability and safety of a product based on the results of a tax code, assessing the suitability of the means and methods of a tax code, the adequacy of the qualifications of the operators of a tax code, and organizing product control during operation and / or manufacture.

В соответствии с существующей практикой в современной технике проводится НК ответственных изделий после изготовления, перед началом эксплуатации и во время эксплуатации. При этом предполагается, что в результате НК выявляются все дефекты, доступные для выявления данным методом контроля. Все несплошности, неоднородности и тому подобные аномалии металла, если они превышают допустимые размеры, классифицируются как дефекты и устраняются ремонтом. Считают, что после НК и ремонта выявленных дефектов других дефектов в изделии нет (см., например, «Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки, Правила контроля», ПНАЭГ-7-010-89, Госатомнадзор России, Энергоатомиздат, 1991 г.). Такая же практика сложилась и за рубежом. Таким образом, считается, что исходно (до НК) в изделии были те дефекты, которые выявились в процессе контроля, а после контроля и ремонта выявленных дефектов в изделии не осталось. Однако известно (например, Гурвич А.К. «Надежность дефектоскопического контроля как надежность комплекса «Дефектоскоп - оператор - среда», Дефектоскопия, 1992 г., №3, с.5-13), что практически во всех случаях НК имеется существенная вероятность пропуска дефекта больших размеров, превышающих допустимые размеры. На практике оказывается, что практически всегда после НК и ремонта выявленных дефектов в изделии еще остаются дефекты. Именно эти дефекты в конечном итоге и определяют надежность и работоспособность изделия.In accordance with existing practice in modern technology, NK of critical products is carried out after manufacture, before operation and during operation. At the same time, it is assumed that as a result of the NC, all defects that are available for detection by this control method are detected. All discontinuities, inhomogeneities, and the like anomalies of the metal, if they exceed the permissible sizes, are classified as defects and are eliminated by repair. It is believed that after repair and repair of defects, there are no other defects in the product (see, for example, “Equipment and pipelines of nuclear power plants. Welded joints and surfacing, Control rules”, PNAEG-7-010-89, Gosatomnadzor of Russia, Energoatomizdat, 1991). The same practice has developed abroad. Thus, it is believed that initially (before the ND) in the product there were those defects that were revealed during the inspection, and after inspection and repair of the detected defects there were no more. However, it is known (for example, Gurvich AK “Reliability of flaw detection control as the reliability of the complex“ Flaw detector - operator - medium ”, Flaw detection, 1992, No. 3, pp. 5-13), that in almost all cases of ND there is a significant probability skipping defect large sizes exceeding permissible sizes. In practice, it turns out that almost always after ND and repair of detected defects in the product, defects still remain. It is these defects that ultimately determine the reliability and performance of the product.

Известны способы определения дефектности изделия, при котором определяют исходную дефектность изделия, однако доказательств того, что выявленные дефекты и есть находящиеся в изделии дефекты, отсутствуют. Как правило, в изделии остаются еще и не выявленные дефекты.Known methods for determining the defectiveness of the product, which determine the initial defectiveness of the product, however, there is no evidence that the detected defects are defects in the product. As a rule, defects still remain in the product.

Таким образом, известные способы не обеспечивают полное выявление дефектов и не позволяют производить оценку пропущенных при контроле дефектов, что отрицательно влияет на надежность и работоспособность изделия.Thus, the known methods do not provide complete identification of defects and do not allow the assessment of defects missed during inspection, which negatively affects the reliability and performance of the product.

Наиболее близким к заявленному является способ определения дефектности изделия (ГОСТ 14782-86), по которому изготавливают стандартный образец с дефектом малого размера, полученным сверлением или фрезерованием, по которому настраивается чувствительность, определяющая достоверность данного метода контроля (и средств контроля). Считается, что чем выше чувствительность, тем выше достоверность НК, но количественных характеристик этой взаимосвязи в указанном способе не установлено, т.е. способ не позволяет произвести оценку реальной дефектности как до, так и после ремонта выявленных дефектов.Closest to the claimed one is a method for determining the defectiveness of a product (GOST 14782-86), according to which a standard sample is manufactured with a small defect obtained by drilling or milling, by which sensitivity is determined, which determines the reliability of this control method (and control means). It is believed that the higher the sensitivity, the higher the reliability of the NK, but the quantitative characteristics of this relationship in the specified method has not been established, i.e. the method does not allow to evaluate the real defect both before and after repair of the identified defects.

Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в том, что оно позволяет произвести оценку реальной дефектности изделия как до контроля, так и после контроля и ремонта выявленных дефектов, а также в том, что за счет знания исходной (до контроля) и остаточной (после контроля и ремонта выявленных дефектов) дефектности изделия повышается точность оценки реального состояния изделия, появляется возможность надежной и безопасной его эксплуатации, можно более точно судить о приемлемости тех или иных методов НК, качества технологии изготовления изделия. Способ также позволяет при необходимости принять обоснованные меры для повышения качества и надежности изделия до приемлемого уровня.The technical result to which this invention is directed is that it allows you to evaluate the actual defectiveness of the product both before the inspection and after the inspection and repair of the identified defects, and also due to the knowledge of the original (before inspection) and the residual (after checking and repairing the detected defects) defectiveness of the product increases the accuracy of the assessment of the real state of the product, there is the possibility of reliable and safe operation, it is possible to more accurately judge the acceptability of certain methods NC rows, quality products manufacturing technology. The method also allows, if necessary, to take reasonable measures to improve the quality and reliability of the product to an acceptable level.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения дефектности изделия, включающем изготовление тест-образца, предназначенного для определения характеристик неразрушающего контроля несплошностей в материале изделия, а также контроль этого тест-образца методом неразрушающего контроля, по результатам которого судят о достоверности контроля, и контроль изделия, который производится тем же методом, что и контроль тест-образца, тест-образец изготавливают в форме изделия или его наиболее ответственной части из того же материала и по той же технологии, что и изделие, с расположенными случайным образом дефектами с различными характеристическими размерами χ, достоверность контроля определяют как вероятность обнаружения дефектов Рвод (χ):The problem is solved in that in the method for determining the defectiveness of the product, including the manufacture of a test sample designed to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the material of the product, as well as the control of this test sample by the method of non-destructive testing, according to the results of which they judge the reliability of the control, and control products that are produced by the same method as the control of the test sample, the test sample is made in the form of the product or its most critical part from the same material and according to the same technology as the product, with defects located at random with different characteristic dimensions χ, the reliability of the control is determined as the probability of detecting defects P water (χ):

Figure 00000007
Figure 00000007

где Nобн то - число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,where N obn is the number of defects detected during the control of the test sample,

Nзал то - число заложенных при изготовлении образца дефектов,N Hall then - the number of defects in the manufacture of the sample,

при контроле изделия результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (χ, Nобн изд), где Nобн изд - число обнаруженных при контроле изделия дефектов данного размера,when inspecting the product, the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates (χ, N obn ed ), where N obn ed is the number of defects of a given size detected during the inspection of the product,

определяют исходную дефектность Nисх:determine the initial defectiveness N ref :

Figure 00000008
Figure 00000008

определяют остаточную дефектность Nост как разность Nисх и Nобн изд.determine the residual defectiveness N ost as the difference N ref and N obn ed .

Как правило, в качестве характеристического размера χ дефекта выбирается линейный размер дефекта, или комбинация линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.As a rule, the linear size of the defect, or a combination of the linear dimensions of the defect, or the area of the defect, or the volume of the defect, is chosen as the characteristic size χ of the defect.

Как правило, полученную гистограмму аппроксимируют уравнением типаAs a rule, the resulting histogram is approximated by an equation of the type

Nисх=А ехр(-nχ), или

Figure 00000009
или
Figure 00000010
или
Figure 00000011
или
Figure 00000012
N ref = A exp (-nχ), or
Figure 00000009
or
Figure 00000010
or
Figure 00000011
or
Figure 00000012

где а, с - линейные размеры дефекта,where a, c are the linear dimensions of the defect,

F - площадь дефекта,F is the area of the defect,

n, A - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.n, A are the coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data.

Для того, чтобы разделить дефектность на группы дефектов, важных для безопасности, для надежности и для качества изготовления, в тест-образец вводят три группы дефектов: дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров дефектов, допустимых при эксплуатации, до размеров, критических для изделия в режиме эксплуатации; дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров, допустимых при изготовлении изделия, до размеров дефектов, допустимых при эксплуатации; дефекты, размены которых лежат в интервале от размеров, минимально доступных для выявления дефектов, до размеров дефектов, допустимых при изготовлении, при этом первые два типа дефектов имитируют дефекты эксплуатационной природы, а третьего типа - технологической, остаточную дефектность

Figure 00000013
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χкр в режиме эксплуатации изделия:In order to divide the defect into groups of defects important for safety, reliability and manufacturing quality, three groups of defects are introduced into the test sample: defects whose sizes lie in the range from the sizes of defects acceptable during operation to sizes critical for products in operation mode; defects, the sizes of which lie in the range from the dimensions allowed during the manufacture of the product, to the sizes of defects permitted during operation; defects whose sizes are in the range from the sizes minimally available for detecting defects to the sizes of defects acceptable during manufacture, while the first two types of defects mimic defects of an operational nature, and the third type mimics technological defects, residual defects
Figure 00000013
in the field of defects important to safety, it is determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the operation mode of the product:

Figure 00000014
Figure 00000014

остаточную дефектность

Figure 00000015
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов χд.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:residual defectiveness
Figure 00000015
in the area of defects important for reliability, they are determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects χ doe maximum permissible in the operation of the product:

Figure 00000016
Figure 00000016

остаточную дефектность

Figure 00000015
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры χизг допустимых при изготовлении несплошностей:residual defectiveness
Figure 00000015
defects in determining the workmanship, as the number of defects that are larger than the dimensions χ mfd permissible in the manufacture of discontinuities:

Figure 00000017
Figure 00000017

где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефекта.where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect.

На фиг.1 схематически изображен дефект в трубопроводе, на фиг.2 изображено распределение дефектов критических размеров, допустимых в эксплуатации размеров, и допустимых размеров несплошностей при изготовлении (соответствующие нормы на изготовление приведены в таблице НТД ПНАЭГ-7 010-89), на фиг.3 - характеристика достоверности НК в виде зависимости вероятности обнаружения дефектов Рвод от его размера (в данном случае - ширины а), на фиг.4 - гистограмма выявленных в изделии дефектов, на фиг.5 - исходная дефектность изделия, на фиг.6 - остаточная дефектность изделия.Figure 1 schematically depicts a defect in the pipeline, figure 2 shows the distribution of defects of critical sizes, allowable for operation dimensions, and allowable discontinuity sizes during manufacturing (the corresponding manufacturing standards are given in table NTD PNAEG-7 010-89), Fig. .3 - characterization of the reliability of the ND in the form of the dependence of the probability of detecting defects P water on its size (in this case, width a), in Fig. 4 is a histogram of defects detected in the product, in Fig. 5 is the initial defectiveness of the product, in Fig. 6 - residual def ktnost products.

Способ применяется для конкретного изделия или группы однотипных изделий, качество изготовления, надежность и безопасность которого необходимо обеспечить с применением известного метода НК при проведении контроля оператором известной квалификации.The method is used for a specific product or group of similar products, the quality of manufacture, the reliability and safety of which must be ensured using the well-known NK method, when an operator controls a well-known skill.

Перед изготовлением тест-образца методами механики разрушения определяют размеры несплошностей критического размера, имеющих значение для определения безопасности эксплуатации изделия, с учетом нагрузок в режиме эксплуатации; размеры дефектов, предельно допустимых в эксплуатации, имеющих значение для определения надежности изделия; допустимые размеры несплошностей при изготовлении (нормы дефектов изделия), определяемые по действующим нормативным документам и/или ТУ на изготовление. Надо отметить, что дефекты, определяющие качество - это дефекты, размеры которых находятся в интервале от размеров минимальных доступных для выявления дефектов (поискового) до размеров дефектов, допустимых при изготовлении и выше; дефекты, определяющие надежность - это дефекты, размеры которых находятся в интервале от браковочного при изготовлении до допустимого при эксплуатации и выше; дефекты, определяющие безопасность - от допустимых при эксплуатации до критических размеров и выше.Before the manufacture of the test sample by the methods of fracture mechanics, the sizes of discontinuities of a critical size are determined, which are important for determining the safety of operation of the product, taking into account the loads in the operating mode; sizes of defects, the maximum permissible in operation, relevant to determine the reliability of the product; allowable sizes of discontinuities in the manufacture (product defect norms), determined by the applicable regulatory documents and / or technical specifications for manufacturing. It should be noted that defects that determine quality are defects whose sizes are in the range from the minimum dimensions available for detecting defects (search) to the sizes of defects acceptable during manufacture and above; defects determining reliability - these are defects whose sizes are in the range from defective during manufacture to acceptable during operation and above; defects defining safety - from acceptable during operation to critical sizes and above.

С учетом реальных эксплуатационных нагрузок и условий определяют для изделия (например, трубопровода, фиг.1) методами механики разрушения (с учетом коэффициентов безопасности) дефекты (несплошности).Taking into account real operational loads and conditions, defects (discontinuities) are determined for the product (for example, the pipeline, Fig. 1) by the methods of fracture mechanics (taking into account safety factors).

Распределение дефектов критических размеров (кривая 3), допустимых в эксплуатации размеров (кривая 2), а также допустимые размеры несплошностей при изготовлении (кривая 1) изображены на фиг.2.The distribution of defects of critical dimensions (curve 3), allowable sizes in use (curve 2), as well as the allowable sizes of discontinuities in the manufacture (curve 1) are shown in Fig.2.

Тест-образец изготавливается по форме изделия и в масштабе примерно 1:1 к изделию или его наиболее ответственной части. Наиболее ответственная часть изделия - это та часть изделия, в которой наиболее вероятно возникновение дефектов (сварные швы, места максимальных эксплуатационных воздействий и т.п.) или разрушение которых представляет опасность. Тест-образец выполняют из того же материала и по той же технологии, что и изделие. В тест-образцы закладывают искусственные дефекты трех типов:The test sample is made in the shape of the product and on a scale of about 1: 1 to the product or its most critical part. The most critical part of the product is that part of the product in which the most likely occurrence of defects (welds, places of maximum operational influences, etc.) or the destruction of which is dangerous. The test sample is made of the same material and using the same technology as the product. Three types of artificial defects are laid in test samples:

- дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров дефектов, допустимых при эксплуатации, до размеров, критических для изделия в режиме эксплуатации дефектов,- defects whose sizes lie in the range from the sizes of defects admissible during operation to sizes critical for the product in the mode of operation of defects,

- дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров, допустимых при изготовлении дефектов, до размеров дефектов, допустимых при эксплуатации,- defects, the sizes of which lie in the range from the sizes allowed during the manufacture of defects to the sizes of defects allowed during operation,

- дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров, минимальных доступных для выявления дефектов, до размеров дефектов, допустимых при изготовлении (при этом допустимо, чтобы верхняя граница интервала превышала размеры дефектов, допустимых при изготовлении).- defects, the sizes of which lie in the range from the minimum dimensions available for detecting defects to the sizes of defects that are permissible during manufacture (it is also permissible that the upper boundary of the interval exceed the dimensions of defects that are permissible during manufacture).

При этом первые два типа дефектов (несплошностей) должны имитировать дефекты эксплуатационной природы, а третьего типа - технологической. Эксплуатационные дефекты - дефекты, которые могут развиться от технологических дефектов или зародиться и развиться под действием эксплуатационных нагрузок (трещины усталости, трещины коррозионного растрескивания под напряжением и т.п.), технологические дефекты - это дефекты, возникновение которых связано с особенностями технологии изготовления или монтажа (непровары, несплавления, поры и т.п). При этом возможна закладка различного сочетания типов дефектов (одного, любых двух, трех), при необходимости, возможно также изготовление различного числа образцов, в каждом из которых будет заложен один тип дефектов или их различное сочетание.In this case, the first two types of defects (discontinuities) should imitate defects of an operational nature, and of the third type - technological. Operational defects - defects that can develop from technological defects or arise and develop under the influence of operational loads (fatigue cracks, stress corrosion cracking cracks, etc.), technological defects are defects whose occurrence is associated with the features of manufacturing or installation technology (lack of fusion, non-fusion, pores, etc.). At the same time, it is possible to bookmark a different combination of types of defects (one, any two, three), if necessary, it is also possible to produce a different number of samples, in each of which one type of defects or their different combination will be laid.

Все заложенные дефекты должны быть скрытыми от операторов ПК, т.е. быть внутренними (подповерхностными) или, если дефект поверхностный, располагаться в месте, недоступном для визуального обнаружения (или иметь размеры, которые невозможно зафиксировать визуально).All embedded defects must be hidden from PC operators, i.e. be internal (subsurface) or, if the defect is superficial, be located in a place inaccessible to visual detection (or have dimensions that cannot be visually fixed).

Также следует отметить, что дефекты располагают в образце случайным образом, например, с использованием таблиц случайных чисел.It should also be noted that defects are randomly placed in the sample, for example, using random number tables.

Минимальное допустимое расстояние между дефектами определяют исходя из условия существования одиночных дефектов (если закладываются одиночные дефекты) или меньше - для групповых трещин (условия взаимного влияния известны, например, Методические рекомендации МР 108.7-86, М., ЦНИИТМАШ, 1986).The minimum allowable distance between defects is determined on the basis of the condition for the existence of single defects (if single defects are laid) or less for group cracks (the conditions of mutual influence are known, for example, Guidelines MP 108.7-86, M., TSNIITMASH, 1986).

Число дефектов каждого типа должно быть достаточным для статистической обработки результатов, например, не менее 9 шт. (При меньшем количестве результаты менее достоверны).The number of defects of each type should be sufficient for statistical processing of the results, for example, at least 9 pieces. (With less results are less reliable).

Любой дефект консервативно можно смоделировать трещиной, а любую трещину можно описать эллипсом с полуосями: короткой а и длинной с.Any defect can be conservatively modeled by a crack, and any crack can be described by an ellipse with semi-axes: short a and long c.

Возможны различные варианты закладки дефектов в тест-образец.There are various options for bookmarking defects in the test sample.

В тест-образец закладывают дефекты в виде эллипсов, а соотношение осей эллипса принимают исходя из условия максимальной скорости роста дефекта в эксплуатационном поле напряжений.Defects in the form of ellipses are laid in the test sample, and the ratio of the axes of the ellipse is taken on the basis of the condition for the maximum growth rate of the defect in the operational stress field.

В тест-образец закладывают дефекты в виде эллипсов, при этом соотношение осей эллипса принимают произвольное, а в качестве характеризующей размер дефекта величины принимают площадь плоскостного дефекта или площадь проекции объемного дефекта на плоскость вероятного развития дефекта.Defects in the form of ellipses are laid in the test sample, while the ratio of the axes of the ellipse is arbitrary, and the area of the plane defect or the projection area of the volume defect on the plane of the probable development of the defect is taken as characterizing the size of the defect.

В тест-образец закладывают дефекты в виде эллипсов, при этом количество дефектов и соотношение осей эллипса выбирают с использованием математических методов планирования эксперимента, исходя из условия минимизации числа закладываемых дефектов (Х. Дэниел. Применение статистики в промышленном эксперименте, М.: «Мир», 1979).Defects in the form of ellipses are laid in the test sample, while the number of defects and the ratio of the axes of the ellipse are selected using mathematical methods for planning the experiment, based on the condition of minimizing the number of defects to be laid (H. Daniel. Using statistics in an industrial experiment, M .: Mir , 1979).

В случае, если закладываемые в тест-образец дефекты не имеют форму эллипса, то их схематизируют эллипсами.If the defects to be inserted into the test sample do not have the shape of an ellipse, then they are schematized by ellipses.

После изготовления тест-образца производят его контроль с использованием тех же средств и методов контроля и операторами той же квалификации, которые затем будут применяться при контроле изделия, результаты контроля сравниваются с реальными дефектами, заложенными в тест-образец.After the manufacture of the test sample, it is controlled using the same means and methods of control and by operators of the same qualifications, which will then be used to control the product, the results of the control are compared with real defects embedded in the test sample.

Для каждого характеристического размера дефекта определяется достоверность в виде функции вероятности обнаружения дефектов Рвод (χ):For each characteristic size of the defect, reliability is determined as a function of the probability of detection of defects P water (χ):

Figure 00000018
Figure 00000018

где Nобн то - число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов,where N obn is the number of defects detected during the control of the test sample,

N зал то - число заложенных при изготовлении образца дефектов. Hall N is the number of defects incorporated in the manufacture of the sample.

По результатам контроля строят кривую вероятности выявления дефектов для данной детали данным методом НК в зависимости от характеристического размера дефектов. Кривую вероятности выявления дефектов от размеров дефектов "а" и "с" (любой дефект в материале консервативно можно описать эллипсом с полуосями а и с) можно аппроксимировать наиболее близко описывающим экспериментальные результаты контроля уравнением, напримерBased on the control results, a probability curve for detecting defects for a given part is constructed using this NDT method, depending on the characteristic size of the defects. The probability curve for detecting defects from the dimensions of defects “a” and “c” (any defect in the material can be conservatively described by an ellipse with half axes a and c) can be approximated by the equation that most closely describes the experimental results of control, for example

Figure 00000019
Figure 00000019

Figure 00000020
Figure 00000020

где αНК - коэффициент достоверности НК, характеризует увеличение выявляемости дефектов в зависимости от его размера;where α NK - reliability coefficient of NK, characterizes the increase in the detection of defects depending on its size;

ε - постоянная, характеризующая предельную выявляемость контроля данным методом при сколь угодно большом размере дефекта; если размеры детали небольшие, то данной величиной можно пренебречь, введя соответствующую корректировку величины αНК;ε is a constant characterizing the ultimate detectability of the control by this method for an arbitrarily large defect size; if the dimensions of the part are small, then this value can be neglected by introducing an appropriate adjustment of the value of α NC ;

χ - характеристический размер дефекта, например его площадь;χ is the characteristic size of the defect, for example, its area;

χ0 - минимальный характеристический размер дефекта;χ 0 is the minimum characteristic size of the defect;

а0, c0 - минимальные размеры дефектов, доступные для выявления НК.and 0 , c 0 are the minimum defect sizes available for detecting ND.

Далее проводят контроль изделия, а результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах «характеристический размер дефекта χ - количество выявленных дефектов данного размера Nобн изд».Next, the product is inspected, and the inspection results are presented in the form of a histogram in the coordinates "characteristic defect size χ - the number of detected defects of a given size N obn ed ."

Исходную дефектность Nисх определяют как отношение Nобн издвод (χ), полученную гистограмму аппроксимируют уравнением типа Nисх=А ехр(-nχ), или

Figure 00000021
или
Figure 00000022
или их аналогами типа
Figure 00000023
или
Figure 00000024
The initial defectiveness N ref is defined as the ratio of N obd ed / P water (χ), the resulting histogram is approximated by an equation of the type N ref = A exp (-nχ), or
Figure 00000021
or
Figure 00000022
or their analogs like
Figure 00000023
or
Figure 00000024

где а, с - линейные размеры дефекта,where a, c are the linear dimensions of the defect,

F - площадь дефекта,F is the area of the defect,

n, A - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.n, A are the coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data.

Остаточную дефектность получают как разность между Nисх и Nобн изд. При этом Noбн. изд можно брать как непосредственно из результатов контроля, так и из аналитического выражения Nисх·Рвод (χ), в последнем случае остаточную дефектность Nост можно представить в виде уравненияResidual defectiveness is obtained as the difference between N ref and N ed. In this case, N obs. ed can be taken both directly from the control results and from the analytical expression of N ex · P water (χ), in the latter case, the residual defectiveness of N ost can be represented as the equation

Figure 00000025
Figure 00000025

Остаточную

Figure 00000015
в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χкр в режиме эксплуатации изделия:Residual
Figure 00000015
in the field of defects important to safety, it is determined as the number of defects in the product, the dimensions of which are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the operation mode of the product:

Figure 00000026
Figure 00000026

остаточную дефектность

Figure 00000015
в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов χд.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:residual defectiveness
Figure 00000015
in the area of defects important for reliability, they are determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects χ doe maximum permissible in the operation of the product:

Figure 00000027
Figure 00000027

остаточную дефектность

Figure 00000015
в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры χизг допустимых при изготовлении несплошностей:residual defectiveness
Figure 00000015
defects in determining the workmanship, as the number of defects that are larger than the dimensions χ mfd permissible in the manufacture of discontinuities:

Figure 00000028
Figure 00000028

где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефекта.where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect.

Способ иллюстрируется следующим примером.The method is illustrated by the following example.

1. Изделие: главный циркуляционный трубопровод энергетической реакторной установки.1. Product: main circulation pipeline of a power reactor installation.

Характеристики изделия: сталь типа 22К с пределом текучести=320МПа, плакированная с внутренней стороны трубопровода нержавеющей сталью аустенитного класса; сварные швы расположены как поперек оси трубопровода, так и вдоль оси; толщина стенки по основному металлу трубопровода - S=34 мм; внутренний диаметр трубопровода - D= 800 мм.Product characteristics: steel type 22K with yield strength = 320MPa, clad on the inside of the pipeline with austenitic stainless steel; welds are located both across the axis of the pipeline and along the axis; wall thickness for the base metal of the pipeline - S = 34 mm; the inner diameter of the pipeline is D = 800 mm.

Условия эксплуатации изделия: температура рабочая - 280°С; давление рабочее - 80 кг/см2; назначенный срок службы - 30 лет.Product operating conditions: operating temperature - 280 ° C; working pressure - 80 kg / cm 2 ; the assigned service life is 30 years.

2. Допустимые на стадии изготовления (нормы качества) скрытые несплошности, допустимые в эксплуатации дефекты и критические дефекты представлены на фиг.2 соответственно кривыми 1, 2, 3.2. Acceptable at the manufacturing stage (quality standards), hidden discontinuities, operational defects and critical defects are shown in FIG. 2, respectively, by curves 1, 2, 3.

3. Изготавливают тест-образец, содержащий плоские дефекты технологической природы типа несплавлений и горячих сварочных трещин (табл.1).3. A test sample is prepared containing flat defects of a technological nature such as fusion and hot welding cracks (Table 1).

4. Определяют достоверность НК с использованием метода (ультразвукового, вихретокового, радиографического и других методов НК), технического средства и оператора НК определенной квалификации, которые будут применяться также при контроле изделия. Результаты определения Рвод от а представлены на фиг.3.4. Determine the reliability of the NC using the method (ultrasonic, eddy current, radiographic and other methods of NC), technical means and operator of the NC of a certain qualification, which will also be used in the control of the product. The results of determining P water from a are presented in Fig.3.

5. Проводят НК изделия теми же средствами и методом и операторами той же квалификации, что и при контроле тест-образца (при определении достоверности НК). Результаты контроля представлены в виде гистограммы на фиг.4.5. Conduct NK products using the same means and method and operators of the same qualifications as in the control of the test sample (when determining the reliability of NK). The control results are presented in the form of a histogram in figure 4.

6. Используя численные значения Nобн изд из гистограммы (фиг.4) и Рвод из графика (фиг.3) определяют исходную дефектность Nисх. Результаты определения Nисх представлены в виде графика на фиг.5 в координатах Nисх - характеристический размер дефекта (в данном случае ширина дефекта а, схематически дефект показан на фиг.1).6. Using the numerical values of N obd ed from the histogram (figure 4) and P water from the graph (figure 3) determine the initial defect N ref . The results of the determination of N ref are presented in the form of a graph in FIG. 5 in the coordinates of N ref - the characteristic size of the defect (in this case, the width of the defect a, schematically the defect is shown in figure 1).

7. График остаточной дефектности Nост представлен в тех же координатах, что и для Nисх, на фиг.6. Для получения Nост произвели для каждого фиксированного значения а вычитание из величины Nисх числа обнаруженных дефектов.7. The graph of residual defects N ost is presented in the same coordinates as for N ref , in Fig.6. For N ost produced for every fixed value of a subtraction value of the number N ref of detected defects.

8. Определили число оставшихся в изделии дефектов после НК и ремонта выявленных дефектов, при этом было получено, что:8. We determined the number of defects remaining in the product after repair and repair of detected defects, and it was obtained that:

суммарное число дефектов, размеры которых равны или превышают критические размеры дефектов в режиме эксплуатации, составило:the total number of defects, the sizes of which are equal to or exceed the critical dimensions of the defects in operation, amounted to:

Figure 00000029
Figure 00000029

суммарное число дефектов, размеры которых равны или превышают допустимые размеры дефектов в режиме эксплуатации, составило:the total number of defects, the sizes of which are equal to or exceed the allowable sizes of defects in operation, amounted to:

Figure 00000030
Figure 00000030

суммарное число дефектов, недопустимых в процессе изготовления по нормам несплошностей для изготовления, составило:the total number of defects that are unacceptable during the manufacturing process according to the norms of discontinuities for manufacturing, amounted to:

Figure 00000031
Figure 00000031

9. По полученным результатам можно сделать следующий вывод:9. Based on the results, we can draw the following conclusion:

технология изготовления изделия и/или технология НК нуждаются в улучшении, т.к. в случае передачи в эксплуатацию изделия в нем будут в результате эксплуатационного НК выявлены до 23 дефектов недопустимых в эксплуатации размеров, что приведет к дополнительному ремонту изделия в эксплуатационных условиях (что является более дорогим мероприятием, чем ремонт в заводских условиях), а в случае пропуска дефектов по результатам эксплуатационного контроля возможно возникновение аварии с частичным или полным разрушением изделия (в данном случае трубопровода давления).the manufacturing technology of the product and / or the NK technology need to be improved, because in the case of transferring the product to operation, up to 23 defects of unacceptable dimensions will be detected as a result of operational ND, which will lead to additional repair of the product under operating conditions (which is a more expensive measure than factory repair), and in case of missing defects According to the results of operational control, an accident may occur with partial or complete destruction of the product (in this case, the pressure pipeline).

Таким образом, если руководствоваться нормативными документами ПНАЭГ-7-010-89, изделие после изготовления, НК и ремонта выявленных дефектов может быть допущено к эксплуатации. Однако определение характеристик исходной (до НК) и остаточной (после НК и ремонта выявленных дефектов) дефектности указывает на низкий уровень надежности изделия и необходимость его доработки.Thus, if you are guided by regulatory documents PNAEG-7-010-89, the product after manufacturing, NC and repair of the identified defects can be allowed to operate. However, the determination of the characteristics of the initial (before the ND) and residual (after the ND and repair of the detected defects) defects indicates a low level of reliability of the product and the need for its improvement.

Figure 00000032
Figure 00000032

Claims (4)

1. Способ определения дефектности изделия, включающий изготовление тест-образца, предназначенного для определения характеристик неразрушающего контроля несплошностей в материале изделия, контроль этого тест-образца методом неразрушающего контроля, по результатам которого судят о достоверности контроля, и контроль изделия, который производится тем же методом, что и контроль тест-образца, отличающийся тем, что тест-образец изготавливают в форме изделия или его наиболее ответственной части из того же материала и по той же технологии, что и изделие с расположенными случайным образом дефектами с различными характеристическими размерами χ, достоверность контроля определяют как вероятность обнаружения дефектов Рвод (χ): Рвод (χ)=Nобн то (χ) / Nзал то (χ), где Nобн то - число обнаруженных при контроле тест-образца дефектов, Nзал то - число заложенных при изготовлении образца дефектов, при контроле изделия результаты контроля представляют в виде гистограммы в координатах (χ, Nобн изд), где Nобн изд - число обнаруженных при контроле изделия дефектов данного размера, определяют исходную дефектность Nucx: Nucx (χ)=Nобн изд (χ)/ Pвод (χ), определяют остаточную дефектность Nост как разность Nucx и Nобн изд,
Figure 00000033
остаточную дефектность NΣост, над в области дефектов, важных для надежности, определяют в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры дефектов χд.э., предельно допустимых в эксплуатации изделия:
Figure 00000034
остаточную дефектность NΣост, изг в области дефектов, определяющих качество изготовления, в виде числа дефектов, размеры которых превышают размеры χизг допустимых при изготовлении несплошностей:
Figure 00000035
где χпред. - предельно возможный характеристический размер дефекта.
1. The method of determining the defectiveness of the product, including the manufacture of a test sample designed to determine the characteristics of non-destructive testing of discontinuities in the material of the product, control of this test sample by the method of non-destructive testing, which are used to judge the reliability of the control, and control of the product, which is performed by the same method as the control of the test sample, characterized in that the test sample is made in the form of the product or its most critical part from the same material and using the same technology as and the product with randomly located defects with different characteristic dimensions χ, the reliability of the control is defined as the probability of detecting defects P water (χ): P water (χ) = N obn (χ) / N zn (χ), where N obn - the number of defects detected during the control of the test sample, N Hall - the number of defects incorporated during the manufacture of the sample, during the control of the product, the control results are presented in the form of a histogram in the coordinates (χ, N obd ed ), where N obd ed is the number of detected during the control of the product defects of a given size, determine the outcome hydrochloric defectiveness N ucx: N ucx (χ) = N expos ed (χ) / P treatment (χ), determine residual defectiveness N ost as the difference N and N ucx upd ed
Figure 00000033
residual imperfection N Σ ost, over in the region of defects important for reliability, is determined as the number of defects whose dimensions exceed the dimensions of the defects χ doe maximum permissible in the operation of the product:
Figure 00000034
residual imperfection N Σ ost, out in the region of defects that determine the quality of manufacture, in the form of the number of defects whose dimensions exceed the dimensions χ out of allowable for manufacturing discontinuities:
Figure 00000035
where χ before - the maximum possible characteristic size of the defect.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве характеристического размера χ дефекта выбирется линейный размер дефекта, или комбинации линейных размеров дефекта, или площадь дефекта, или объем дефекта.2. The method according to claim 1, characterized in that the linear size of the defect, or a combination of the linear dimensions of the defect, or the area of the defect, or the volume of the defect, is selected as the characteristic size χ of the defect. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полученную гистограмму аппроксимируют уравнением типа Nисх=А ехр(-nχ), или Nисх=Aχχ-nx, или Nисхаа-na, или Nисха,с2/с)-na.с, или Nисх= AFF-nF, где а, с - линейные размеры дефекта, F - площадь дефекта, n, A - коэффициенты, выбираемые из условия максимального приближения аналитической кривой к экспериментальным данным.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the resulting histogram is approximated by an equation of the type N ref = A exp (-nχ), or N ref = A χ χ -n x , or N ref = A and a -n a , or N ref = A a, s (a 2 / s) -n a.c , or N ref = A F F -n F , where a, c are the linear dimensions of the defect, F is the area of the defect, n, A is coefficients selected from the condition of maximum approximation of the analytical curve to the experimental data. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что тест-образец содержит три группы дефектов: дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров дефектов, допустимых при эксплуатации, до размеров, критических для изделия в режиме эксплуатации, дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров допустимых при изготовлении изделия до размеров дефектов, допустимых при эксплуатации, дефекты, размеры которых лежат в интервале от размеров минимально доступных для выявления дефектов, до размеров дефектов, допустимых при изготовлении, при этом первые два типа дефектов имитируют дефекты эксплуатационной природы, а третьего типа - технологической, остаточную дефектность NΣост, безоп в области дефектов, важных для безопасности, определяют в виде числа дефектов в изделии, размеры которых равны или больше критических размеров χкр в режиме эксплуатации изделия.4. The method according to claim 1, characterized in that the test sample contains three groups of defects: defects whose sizes lie in the range from the sizes of defects acceptable during operation to sizes critical for the product in operation, defects whose sizes lie in the range from the dimensions acceptable in the manufacture of the product to the sizes of defects acceptable during operation, defects whose sizes lie in the range from the sizes minimally available for detecting defects to the sizes of defects acceptable in the manufacture, while the first two types of defects imitate defects of an operational nature, and the third type - technological ones, residual defects N Σ ost, safety in the area of defects important for safety, is determined as the number of defects in the product whose dimensions are equal to or greater than the critical dimensions χ cr in the mode of operation of the product .
RU2003109693/12A 2003-04-08 2003-04-08 Method of determining presence of initial and residual defects RU2254562C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109693/12A RU2254562C2 (en) 2003-04-08 2003-04-08 Method of determining presence of initial and residual defects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003109693/12A RU2254562C2 (en) 2003-04-08 2003-04-08 Method of determining presence of initial and residual defects

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003109693A RU2003109693A (en) 2004-10-27
RU2254562C2 true RU2254562C2 (en) 2005-06-20

Family

ID=35836079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003109693/12A RU2254562C2 (en) 2003-04-08 2003-04-08 Method of determining presence of initial and residual defects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2254562C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2518407C1 (en) Method for nondestructive inspection of product in course of its operation
RU2243586C1 (en) Method for determining quality of product on basis of reliable and possible sections of remaining defectiveness
RU2254562C2 (en) Method of determining presence of initial and residual defects
da Silva et al. Nondestructive inspection reliability: state of the art
Anastasopoulos et al. Acoustic emission inspection of spherical metallic pressure vessels
RU2243565C2 (en) Method of determining reliability of nondestructive testing
RU2243548C2 (en) Test-sample for nondestructive testing
RU2529096C1 (en) Method to increase gamma-percentage resource of product
RU2265237C1 (en) Method for estimating reliability and safety of product on basis of non-destructive control
RU2243549C1 (en) Method of assessing qualification of operator of nondestructive testing
Idroas et al. Imaging of pipeline irregularities using a PIG system based on reflection mode ultrasonic sensors
RU2518409C1 (en) Method for evaluating gamma-percentile life of product by results of nondestructive check using test samples with hidden defects
RU2243566C1 (en) Method of determining sufficient number of nondestructive testing runs of article
RU2243547C2 (en) Nondestructive testing of maximum detection of defects
Dhandha Shut down Inspection Requirements in Oil and Gas Refineries
Kopp et al. Production and inspection issues for steel catenary riser welds
Burrowes et al. Validation and calibration of computer-simulated probability of detection curves from ultrasonic inspection
RU2518413C1 (en) Method for evaluating gamma-percentile life of product by nondestructive check results
RU2243585C1 (en) Method for determining possibility of detection of defects, source and remaining defectiveness with use of non-destructive control results
RU2296986C2 (en) Method for achieving desired quality degree, reliability and safety of article taking into account quality control procedure (variants)
Dover et al. Inspection reliability for offshore structures
RU2243542C2 (en) Test specimen for radiation monitoring
McCracken et al. Proposed ASME Section III Code Case: Reduction of NDE Weld Repairs
Spanner Effectiveness of Substituting Ultrasonic Testing for Radiographic Testing for Repair/Replacement
Huang 1. General and reviews

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080409