Капиллярный контроль сварных соединений по ГОСТ 18442-80

Капиллярный контроль выявляет дефекты, выходящие на поверхность сварного соединения. Метод основан на проникновении индикаторной жидкости в полости несплошностей и на регистрации образовавшегося индикаторного следа. Общие требования к методу установлены ГОСТ 18442-80.

В производственной практике метод называют цветной дефектоскопией, контролем проникающими веществами или сокращённо ПВК. Все три обозначения относятся к одной группе капиллярных методов. Различаются они способом регистрации следа: цветным, люминесцентным или люминесцентно-цветным.

ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования» является межгосударственным стандартом. Дата введения в действие — 1 июля 1981 года, стандарт применяется с Изменениями № 1 и № 2. В каталоге ФГБУ «Институт стандартизации» документ значится действующим, дата отмены не установлена.

Порядок проведения контроля на опасных производственных объектах детализирует РД 13-06-2006. Документ утверждён приказом Ростехнадзора от 13.12.2006 № 1072 и введён в действие с 25.12.2006. Именно он задаёт нормируемые значения освещённости рабочего места и порядок оформления результатов.

Какие дефекты выявляет капиллярный контроль

Метод регистрирует только те несплошности, которые имеют выход на контролируемую поверхность и не заполнены посторонним веществом. Полость дефекта должна быть свободна для проникновения пенетранта. Это ограничение определяет и возможности метода, и требования к подготовке поверхности.

• трещины сварного шва и околошовной зоны, включая холодные, горячие и усталостные;
• поры и свищи, выходящие на поверхность шва;
• непровары и несплавления, вскрытые на поверхности соединения;
• раковины и подрезы с острым концентратором в корне;
• межкристаллитная коррозия на аустенитных сталях;
• расслоения металла на кромках и на торцах листа;
• сквозные несплошности в тонкостенных элементах;
• дефекты основного металла, выявляемые при контроле зоны термического влияния.

Внутренние дефекты капиллярный метод не выявляет. Пора на глубине пяти миллиметров под валиком шва остаётся невидимой для пенетранта. Для объёмной оценки соединения применяются ультразвуковой и радиографический методы, состав которых описан на странице услуги контроля сварных соединений.

Преимущество метода состоит в его независимости от магнитных свойств материала. Контролю подлежат углеродистые и легированные стали, аустенитные нержавеющие стали, алюминиевые, титановые и медные сплавы, а также неметаллические материалы. Магнитопорошковый метод такой универсальностью не обладает.

Классы чувствительности по ГОСТ 18442-80

Чувствительность определяется минимальной шириной раскрытия дефекта, который метод уверенно выявляет. ГОСТ 18442-80 устанавливает четыре класса и отдельный технологический класс. Требуемый класс назначается конструкторской документацией или нормативным документом на изделие, а не выбирается дефектоскопистом на площадке.

Класс чувствительности обеспечивается совокупностью условий. На результат влияют набор дефектоскопических материалов, шероховатость поверхности, время пропитки и проявления, освещённость и способ осмотра. Ссылка на класс без подтверждения этих условий доказательственного значения не имеет.

Подтверждение чувствительности выполняется на контрольных образцах с искусственными дефектами известного раскрытия. Образец обрабатывается вместе с объектом, в тех же режимах и теми же материалами. Результат обработки образца прикладывается к заключению.

Дефектоскопические материалы и их наборы

Материалы поставляются комплектом, рассчитанным на совместное применение. Комплектность определена ГОСТ 18442-80 и указывается в паспорте набора. Произвольная замена одного из компонентов нарушает заявленную изготовителем чувствительность.

• индикаторный пенетрант — жидкость, проникающая в полость дефекта и образующая след;
• очиститель — состав для удаления избытка пенетранта с контролируемой поверхности;
• проявитель — состав, извлекающий пенетрант из полости и формирующий видимый индикаторный рисунок;
• гаситель — состав, устраняющий люминесценцию или окраску фона при необходимости.

Смешивание компонентов из разных наборов не допускается. Пенетрант одного изготовителя и проявитель другого дают непредсказуемый контраст следа. Такое сочетание становится основанием для признания результата контроля недостоверным.

Для аустенитных сталей и титановых сплавов применяются материалы с ограниченным содержанием серы, хлора и фтора. Допустимые значения указываются изготовителем набора и нормативным документом на изделие. Нарушение требования приводит к коррозионному повреждению металла после контроля.

Качество набора проверяется до начала работ. Проверка выполняется на контрольном образце и повторяется при вскрытии новой партии материалов, при истечении срока годности и при изменении условий хранения. Результаты проверки фиксируются в журнале лаборатории.

Технология капиллярного контроля: последовательность операций

Технологическая последовательность установлена ГОСТ 18442-80 и раскрыта в РД 13-06-2006. Пропуск любой операции обесценивает результат. Конкретные режимы для изделия закрепляются технологической картой контроля.

• Первая операция — подготовка поверхности. Зона контроля очищается от шлака, брызг, окалины, масла, краски и продуктов коррозии. Очистка выполняется механическим способом, растворителями или их сочетанием. После очистки поверхность просушивается до полного удаления растворителя из полостей дефектов.
• Вторая операция — пропитка. Пенетрант наносится на подготовленную поверхность кистью, аэрозолем, окунанием или обливом. Слой поддерживается влажным в течение всего времени пропитки. Высыхание пенетранта на поверхности до окончания выдержки является нарушением режима.
• Третья операция — удаление избытка пенетранта. Избыток снимается с поверхности так, чтобы не вымыть пенетрант из полости дефекта. Обильная промывка струёй растворителя под давлением вымывает индикаторную жидкость и приводит к пропуску дефекта.
• Четвёртая операция — проявление. Проявитель наносится равномерным тонким слоем. Толстый слой перекрывает мелкие следы, слишком тонкий не извлекает пенетрант из узких полостей.
• Пятая операция — осмотр и регистрация. Поверхность осматривается при нормируемой освещённости в течение всего времени проявления. Первым осматривается участок, обработанный ранее остальных.
• Шестая операция — окончательная очистка. Остатки дефектоскопических материалов удаляются с изделия. Для оборудования, работающего в контакте с агрессивными средами и кислородом, эта операция обязательна.

Температура объекта и дефектоскопических материалов при контроле, как правило, находится в диапазоне от плюс 5 до плюс 40 градусов Цельсия. При иных значениях режим устанавливается технологической картой и подтверждается на контрольном образце. Контроль на морозе без такого подтверждения даёт заниженную выявляемость.

Время пропитки и время проявления назначаются технологической картой в зависимости от требуемого класса чувствительности, материала изделия и типа набора. Ориентировочные значения приводит изготовитель дефектоскопических материалов. Произвольное сокращение выдержки снижает класс чувствительности фактически, оставляя его прежним в документах.

Требования к освещённости рабочего места

Освещённость входит в число условий, обеспечивающих заявленный класс чувствительности. Нормируемые значения приведены в РД 13-06-2006 и зависят от класса и типа источника света.

При люминесцентном методе контроля нормируется ультрафиолетовая облучённость контролируемой поверхности. Требуемое значение составляет от 300 до 75 микроватт на квадратный сантиметр в зависимости от класса чувствительности. Осмотр ведётся в затемнённом помещении после адаптации зрения дефектоскописта.

Измерение освещённости выполняется поверенным люксметром непосредственно на контролируемой поверхности. Результат измерения вносится в протокол. Осмотр сварного шва в цеховых сумерках с фонарём телефона нормируемого условия не заменяет.

Оценка качества по результатам капиллярного контроля

Капиллярный метод даёт оценку соединения по признаку наличия или отсутствия недопустимых индикаторных следов. Виды контроля качества сварных соединений и области их применения устанавливает ГОСТ 3242-79. Сам стандарт норм допустимости дефектов не содержит.

Нормы допустимости берутся из нормативного документа на изделие. Это может быть государственный стандарт на конкретный вид конструкции, технические условия, свод правил или проектная документация. Один и тот же индикаторный след на трубопроводе пара и на ограждающей металлоконструкции оценивается по разным критериям.

Индикаторные следы классифицируются по форме перед сопоставлением с нормами.

• протяжённые следы, длина которых превышает ширину более чем в три раза, соответствуют трещинам, непроварам и несплавлениям;
• округлые следы соответствуют порам, свищам и отдельным раковинам;
• групповые следы указывают на скопление пор или на пористость участка шва;
• ложные следы образуются на подрезах, рисках, забоинах и на границе валика с основным металлом.

Ложный след отличается от дефекта повторной обработкой участка. Участок очищается, обрабатывается заново, и след оценивается повторно. Трещины любой протяжённости в сварных соединениях ответственного назначения относятся к недопустимым дефектам во всех известных нормативных документах.

Обнаруженный недопустимый дефект подлежит устранению и повторному контролю. Повторный контроль выполняется в том же объёме и с тем же классом чувствительности. Исправленный участок контролируется вместе с прилегающими зонами основного металла.

Чем капиллярный контроль отличается от магнитопорошкового и ультразвукового

Три метода решают разные задачи и не заменяют друг друга. Выбор определяется материалом изделия, типом искомых дефектов и требованиями нормативного документа. Ошибка выбора обнаруживается уже при экспертизе результатов.

На практике методы применяются в сочетании. Визуальный и измерительный контроль предшествует всем остальным. Капиллярный или магнитопорошковый метод закрывает поверхность соединения, ультразвуковой или радиографический — его объём. Состав применяемых на объекте методов описан на странице неразрушающего контроля.

Аустенитная нержавеющая сталь допускает капиллярный контроль и не допускает магнитопорошковый. Это обстоятельство часто определяет выбор метода на объектах пищевой и химической промышленности. Обратная ситуация возникает при контроле окрашенных ферромагнитных конструкций, где снятие покрытия нежелательно.

Требования к квалификации дефектоскописта и лаборатории

Контроль на опасных производственных объектах выполняется аттестованным персоналом аттестованной лаборатории. Требования установлены федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Основные требования к проведению неразрушающего контроля технических устройств, зданий и сооружений на опасных производственных объектах», утверждёнными приказом Ростехнадзора от 01.12.2020 № 478. Документ введён в действие с 1 января 2021 года и действует до 1 января 2027 года.

Порядок аттестации персонала определяет СДАНК-02-2020 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля» в редакции от 23.05.2024. Правила приняты в рамках Единой системы оценки соответствия.

• первый уровень — выполнение контроля по утверждённой технологической карте под руководством специалиста более высокого уровня;
• второй уровень — самостоятельное выполнение контроля, оценка результатов и оформление заключения;
• третий уровень — разработка технологии контроля, руководство работами и подготовка персонала;
• квалификационное удостоверение выдаётся на срок три года, далее следует продление, а через шесть лет — переаттестация;
• квалификация привязана к методу контроля, уровню и объекту контроля, а не к должности работника.

Сварочное производство на опасных производственных объектах регулируется отдельным документом. Федеральные нормы и правила «Требования к производству сварочных работ на опасных производственных объектах» утверждены приказом Ростехнадзора от 11.12.2020 № 519. Аттестация сварщиков, технологий, материалов и оборудования проводится в системе Национального агентства контроля сварки.

Заключение, выданное лицом без действующего удостоверения по капиллярному методу, оспаривается по формальному основанию. Проверка удостоверения занимает несколько минут и выполняется до начала работ. Область аттестации сверяется с объектом контроля: удостоверение по ультразвуковому методу капиллярный контроль не покрывает.

Оформление заключения и протокола капиллярного контроля

Результаты оформляются заключением или протоколом. Форма документа определяется РД 13-06-2006 и внутренними процедурами лаборатории. Документ должен позволять третьему лицу воспроизвести условия контроля.

• наименование лаборатории, номер и срок действия свидетельства об аттестации;
• сведения об объекте контроля: наименование, обозначение, материал, толщина, номер соединения по схеме;
• схема расположения контролируемых участков с привязкой к конструкции;
• метод и способ контроля, требуемый класс чувствительности со ссылкой на ГОСТ 18442-80;
• наименование набора дефектоскопических материалов, изготовитель, номер партии, срок годности;
• режимы контроля: время пропитки, способ удаления избытка пенетранта, время проявления;
• измеренная освещённость контролируемой поверхности и тип источника света;
• результат обработки контрольного образца с указанием его номера;
• описание выявленных индикаторных следов с указанием типа, размера и координат;
• нормативный документ, по которому проведена оценка допустимости дефектов;
• вывод о соответствии или несоответствии соединения требованиям;
• фамилия, уровень и номер удостоверения специалиста, дата контроля и подпись.

Заключение без сведений о наборе материалов и о режимах контроля не проверяемо. Такой документ фиксирует мнение специалиста, но не результат воспроизводимого измерения. При судебном споре о качестве сварных работ это различие становится решающим.

Фотофиксация индикаторных следов прикладывается к заключению. Снимок выполняется с масштабной линейкой и с привязкой к номеру соединения. Материалы фотофиксации сохраняются вместе с экземпляром заключения в лаборатории.

Нормативная база капиллярного контроля

Перечень приводится в редакции, действующей на дату публикации материала. Реквизиты указаны полностью, поскольку ссылка на утративший силу документ обесценивает заключение.

• ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий. Капиллярные методы. Общие требования» с Изменениями № 1 и № 2. Межгосударственный стандарт, дата введения в действие 01.07.1981.
• ГОСТ 3242-79 «Соединения сварные. Методы контроля качества». Введён в действие с 01.01.1981, ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта СССР от 21.10.1992 № 1434.
• РД 13-06-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения капиллярного контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах». Утверждены приказом Ростехнадзора от 13.12.2006 № 1072, введены в действие с 25.12.2006.
• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Основные требования к проведению неразрушающего контроля технических устройств, зданий и сооружений на опасных производственных объектах». Утверждены приказом Ростехнадзора от 01.12.2020 № 478, действуют с 01.01.2021 по 01.01.2027.
• Федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности «Требования к производству сварочных работ на опасных производственных объектах». Утверждены приказом Ростехнадзора от 11.12.2020 № 519.
• СДАНК-02-2020 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля» в редакции от 23.05.2024.
• Федеральный закон от 21.07.1997 № 116-ФЗ «О промышленной безопасности опасных производственных объектов».
• Федеральный закон от 30.12.2009 № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

Нормы допустимости дефектов в этот перечень не входят. Они содержатся в документе на конкретное изделие: в стандарте на вид конструкции, в технических условиях, в своде правил или в проекте. Ссылка на ГОСТ 18442-80 как на источник норм допустимости является распространённой ошибкой.

Типичные ошибки, обесценивающие результат контроля

Перечисленные нарушения встречаются при проверке материалов контроля в ходе экспертизы. Каждое из них позволяет оспорить вывод заключения без повторного выхода на объект.

• контроль по неочищенной поверхности со следами краски, окалины или консервационной смазки;
• вымывание пенетранта из полостей дефектов струёй растворителя под давлением;
• применение компонентов из разных наборов и от разных изготовителей;
• использование материалов с истёкшим сроком годности;
• отсутствие обработки контрольного образца в одном цикле с объектом;
• несоблюдение времени пропитки и времени проявления;
• толстый слой проявителя, перекрывающий следы мелких дефектов;
• осмотр при освещённости ниже нормируемой для заявленного класса;
• оценка допустимости дефектов по документу, не относящемуся к данному изделию;
• отсутствие в заключении сведений о режимах, материалах и освещённости;
• выполнение контроля специалистом без действующей аттестации по капиллярному методу.

Спор о качестве сварных работ рассматривается по документам и по результатам повторного контроля. Основанием для вывода служат материалы лаборатории и данные натурного обследования. Порядок исследования конструкций описан на странице строительной лаборатории.

Часто задаваемые вопросы

Какие дефекты выявляет капиллярный контроль

Метод выявляет несплошности, выходящие на контролируемую поверхность: трещины, поры, свищи, непровары и несплавления, вскрытые на поверхности шва. Полость дефекта должна быть свободна и не заполнена посторонним веществом. Внутренние дефекты, расположенные под слоем металла, капиллярный метод не обнаруживает.

Что означает класс чувствительности при капиллярном контроле

Класс чувствительности определяет минимальную ширину раскрытия дефекта, который метод уверенно выявляет. ГОСТ 18442-80 устанавливает первый класс при раскрытии менее 1 мкм, второй при раскрытии от 1 до 10 мкм, третий от 10 до 100 мкм и четвёртый от 100 до 500 мкм. Технологический класс раскрытие не нормирует.

Кто назначает класс чувствительности для сварного соединения

Класс назначается конструкторской документацией или нормативным документом на изделие. Дефектоскопист выбирать класс самостоятельно не вправе. При отсутствии указания в документации класс согласуется с заказчиком и фиксируется в технологической карте контроля до начала работ.

Можно ли смешивать пенетрант и проявитель из разных наборов

Компоненты применяются только в составе одного набора одного изготовителя. Совместимость подтверждена изготовителем именно для комплекта. Сочетание пенетранта и проявителя из разных наборов даёт непредсказуемый контраст следа и является основанием для признания результата недостоверным.

Сколько длится пропитка и проявление

Время выдержки назначается технологической картой контроля исходя из требуемого класса чувствительности, материала изделия и типа набора. Ориентировочные значения приводит изготовитель дефектоскопических материалов. Сокращение выдержки фактически снижает чувствительность, тогда как в документах класс остаётся прежним.

Какая освещённость нужна при капиллярном контроле

По РД 13-06-2006 для первого и второго классов чувствительности при люминесцентных лампах нормируется от 2500 до 750 лк, при лампах накаливания от 2000 до 500 лк. Для третьего класса значения составляют от 2000 до 500 лк и от 1500 до 400 лк соответственно. Освещённость измеряется люксметром на контролируемой поверхности и вносится в протокол.

Чем капиллярный контроль отличается от магнитопорошкового

Капиллярный метод основан на проникновении жидкости в полость дефекта и применяется к любым непористым материалам. Магнитопорошковый метод основан на поле рассеяния над дефектом и работает только на ферромагнитных материалах. Магнитопорошковый метод дополнительно выявляет подповерхностные дефекты на малой глубине, капиллярный — только выходящие на поверхность.

Заменяет ли капиллярный контроль ультразвуковой

Не заменяет. Ультразвуковой метод оценивает объём соединения и определяет координаты внутренних несплошностей. Капиллярный метод закрывает только поверхность. На ответственных соединениях методы применяются в сочетании, а их состав задаёт нормативный документ на изделие.

Кто вправе проводить капиллярный контроль

На опасных производственных объектах контроль выполняет аттестованная лаборатория силами персонала, аттестованного по СДАНК-02-2020. Область аттестации специалиста должна включать капиллярный метод и соответствующий объект контроля. Требования к организации контроля установлены федеральными нормами и правилами, утверждёнными приказом Ростехнадзора от 01.12.2020 № 478.

Что должно быть в заключении по капиллярному контролю

Заключение содержит сведения о лаборатории и её аттестации, об объекте и схеме контролируемых участков, о классе чувствительности со ссылкой на ГОСТ 18442-80, о наборе материалов с номером партии и сроком годности, о режимах пропитки и проявления, об измеренной освещённости и о результате обработки контрольного образца. Далее приводятся описание индикаторных следов, нормативный документ оценки и вывод о соответствии. Документ подписывает специалист с указанием уровня и номера удостоверения.

Действует ли ГОСТ 18442-80 в настоящее время

В каталоге ФГБУ «Институт стандартизации» ГОСТ 18442-80 значится действующим, дата введения в действие 01.07.1981, дата отмены не установлена. Стандарт применяется с Изменениями № 1 и № 2. Ссылки на него сохраняются в действующих отраслевых документах, включая РД 13-06-2006.

Проводится ли капиллярный контроль по окрашенной поверхности

Не проводится. Лакокрасочное покрытие перекрывает выход дефекта на поверхность и препятствует проникновению пенетранта. Покрытие удаляется в зоне контроля до начала работ, после чего поверхность обезжиривается и просушивается. Контроль по краске является грубым нарушением технологии и основанием для отмены результата.