неразрушающий контроль качества материалов

Когда говорят про неразрушающий контроль, многие сразу представляют оператора с ультразвуковым преобразователем, который водит по шву. Но это лишь верхушка айсберга. На деле, особенно в нашей сфере — производство металлоконструкций и горячее цинкование — это целая философия обеспечения надежности. Частая ошибка — сводить всё к формальному протоколу проверки перед отгрузкой. А ведь самое важное часто кроется в промежуточных этапах, которые многие упускают из виду, пытаясь сэкономить время.

Где начинается реальный контроль? Ещё до цеха

Всё начинается с входного контроля материала. Вот тут многие и спотыкаются. Привезли партию стали, есть сертификат — и ладно. Но мы в своё время на этом обожглись. Как-то раз поставили партию листового проката, вроде бы всё по марке. А в процессе резки начали замечать локальные зоны с нехарактерным искрением. Сертификаты были в порядке, но визуально и по плотности искры было ясно — неоднородность по составу. Если бы пустили это в работу, получили бы проблемы с проваром или с адгезией цинкового покрытия позже. Пришлось задерживать производство, проводить спектральный анализ. Оказалось — пересортица. С тех пор у нас даже для, казалось бы, проверенных поставщиков выборочный спектральный анализ — обязательная практика. Это и есть первый рубеж неразрушающего контроля качества материалов.

Особенно критично это для последующего цинкования. Неоднородность химического состава поверхности может привести к неравномерному течению реакций в цинковой ванне. В итоге — пятнистое покрытие, местами недостаточная толщина, хотя по времени выдержки всё соблюдено. И обнаружишь это не сразу, а уже на готовой конструкции. Поэтому наш технолог всегда требует результаты входного контроля перед формированием партии на цинкование.

К слову, о цинковании. У нас на площадке ООО Хэнань Юнгуан Электротехнические Технологии стоит азиатское оборудование, достаточно современное. Но даже самая лучшая линия не скомпенсирует брак на входе. Мы это проходили. Автоматика регулирует температуру, время, но если в металле есть скрытые раковины или ликвация, после травления они проявятся как дефекты, и цинк их просто не ?залечит?. Приходится либо отправлять на зачистку и повторное травление (что не всегда эффективно), либо вовсе браковать деталь. Поэтому наш контроль давно сместился ?влево?, к самым истокам технологической цепочки.

Ультразвук — не панацея, а инструмент. И с ним надо уметь договариваться

Да, УЗК — это основа. Но я до сих пор встречаю коллег, которые свято верят в цифры на экране дефектоскопа, не глядя на сам объект. Классика: проверяют сварной шов балки. Прибор показывает некое превышение. Сразу клеймо ?несплошность?. А на деле это может быть просто резкое изменение геометрии корня шва, технологическое подрезы или даже брызги металла, не зачищенные перед контролем. Без понимания технологии сварки этой конкретной конструкции, без визуального осмотра (который, кстати, тоже метод неразрушающего контроля) можно наломать дров.

У нас был случай с крупной фермой. Дефектоскопист, молодой ещё парень, заклеймил несколько сопряжений. Мол, сигнал от дефекта типа ?непровар?. Остановили сборку, начали разбираться. Пригласили старого сварщика, того, кто эти швы варил. Он посмотрел, постучал молоточком, потом попросил проверить под другим углом и с другой калибровкой. Оказалось, что это не дефект, а отражение от конструктивной особенности — там был предусмотрен технологический зазор, который потом заполнялся при обварке нахлёста. Сигнал был похож, но не идентичен. Если бы пошли по пути заварки, могли бы создать излишние напряжения. Вывод: данные прибора надо интерпретировать, а для этого контролёр должен если не уметь варить, то хотя бы отлично читать чертежи и понимать процесс изнутри.

Сейчас мы для сложных узлов, особенно в ответственных конструкциях, которые потом идут на объекты с нашими монтажными роботами, практикуем двойной контроль. Сначала свой, внутренний. Потом, на критичных участках, приглашаем сторонних специалистов с другой аппаратурой для перекрёстной проверки. Дорого? Да. Но дешевле, чем возможные рекламации или, не дай бог, аварийные ситуации на объекте. Наш софт для управления проектами как раз и помогает отслеживать всю эту историю контроля по каждой детали — от стали до готового изделия.

Контроль покрытий: толщинометр — это ещё не всё

В горячем цинковании все привыкли к измерению толщины покрытия. Это обязательный пункт. Но толщина — лишь один параметр. Адгезия, сплошность, внешний вид — не менее важны. Стандартный тест ?удар молотком? или на изгиб — это тоже методы неразрушающего контроля качества покрытий. Мы всегда делаем выборочные тесты на образцах-свидетелях, которые цинкуются вместе с партией.

Но есть нюанс, о котором мало кто задумывается. После цинкования и охлаждения конструкция часто подвергается дополнительной обработке — сверлению, правке. Вот здесь и могут возникнуть скрытые проблемы. Например, при правке в холодном состоянии в зоне пластической деформации могут появиться микротрещины в цинковом слое. Они не видны глазу, но становятся очагами будущей коррозии. Визуально всё идеально, толщинометр показывает норму, а через полгода на этом месте — рыжие подтёки.

Поэтому мы внедрили правило: после любых операций правки или механического воздействия на оцинкованную поверхность — обязательный контроль вихретоковым методом или, как минимум, тщательный визуальный осмотр с лупой. Особенно это касается болтовых соединений, которые мы тоже сами производим. Резьба после цинкования — отдельная история. Контроль калибром-кольцом может пройти, а вот микронаплывы цинка в витках резьбы потом приведут к заеданию гайки. Это тоже область для неразрушающего контроля, просто подход нужен иной.

Визуальный и измерительный: самые недооценённые методы

Часто их считают чем-то второстепенным. Мол, посмотрел — и ладно. Но грамотный визуальный контроль — это искусство. Натренированный глаз замечает то, что не увидит датчик: цветовые побежалости, говорящие о перегреве, мелкую пористость, начинающуюся усталостную трещину. У нас был специалист, дядя Вася, так он по оттенку окалины после газовой резки мог сказать, правильно ли настроена смесь газов. И часто оказывался прав, когда приборы показывали ?в пределах допуска?.

Измерительный контроль — это не только рулетка и штангенциркуль. Это и контроль геометрии с помощью шаблонов, лазерное сканирование для крупногабаритных конструкций перед отправкой. Мы как-то чуть не отгрузили секцию фермы, которая из-за деформации при сварке не вписалась бы в монтажный узел. Помогло лазерное сканирование, которое выявило отклонение по плоскости в несколько миллиметров, критичное для стыковки. Всё пришлось править в горячую. Это тоже часть системы — поймать дефект до того, как он станет браком.

Сейчас мы даже в наш софт для управления закладываем обязательные поля для фотофиксации ключевых этапов. Не для отчёта, а именно для истории. Потом, если вдруг вопрос на объекте, можно вернуться и посмотреть, как выглядела деталь после сварки, после цинкования. Это бесценно. И это, по сути, цифровая расширенная версия визуального контроля.

Мысли вслух о будущем контроля

Сейчас много говорят про цифровизацию и предиктивную аналитику. И я вижу в этом большой потенциал именно для неразрушающего контроля качества материалов. Не просто фиксировать дефект, а предсказывать его появление. Например, анализируя данные с датчиков на сварочных автоматах (температура, скорость) и сопоставляя их с результатами УЗК швов, можно вывести закономерности: при таких-то параметрах вероятность появления непровара возрастает. И скорректировать процесс на лету.

Мы в ООО Хэнань Юнгуан пробуем двигаться в этом направлении, особенно в связке с разработкой ПО для управления. Идея — чтобы данные контроля не ложились мёртвым грузом в архив, а становились частью живой базы знаний. Чтобы новый контролёр, столкнувшись со сложным сигналом, мог найти в системе похожие случаи и их разбор. Это снизит зависимость от ?человеческого фактора?, но не заменит специалиста. Никогда.

В конце концов, любая техника — лишь продолжение глаз и рук человека. Главное в нашем деле — не слепо следовать инструкции, а думать, анализировать и понимать физику процесса. И помнить, что цель контроля — не написать красивый отчёт, а гарантировать, что мост, здание или опора ЛЭП простоят десятилетия. И наша работа, часто невидимая, в этом — самый важный кирпич.