Радько В.И., Криворучко В.Н., Свистун А.В. ( ЗАО «УкрНИИНК»)
В последнее время все больше внимания уделяется неразрушающему контролю (НК) неметаллических материалов и изделий из них. К таким изделиям относятся изготовленные из фарфора опорные стержневые изоляторы (ОСИ), применяемые в электроустановках и линиях электропередач напряжением 110 кВ. Большой объем работ по разработке и внедрению методик НК ОСИ был выполнен НИИ «Электрокерамика», ООО «Центр высоковольтного оборудования и материалов» (г. Санкт-Петербург) и рядом других организаций.
Наиболее характерными дефектами ОСИ являются дефекты типа "открытая микроскопическая пористость" (ОМИП), приводящие ОСИ к выходу из строя значительно чаще (более 80% отказов ОСИ). чем все другие дефекты электротехнического фарфора, вместе взятые. ОМИП – это дефект, наличие которого в черепке фарфорового изолятора недопустимо согласно действующей нормативно-технической документации ГОСТ 20425 и может служить основанием для предъявления рекламации заводу-изготовителю ОСИ. При этом срок эксплуатации изолятора значения не имеет, так как ОМИП – дефект чисто производственного происхождения и не может появиться в изделии, в котором его не было изначально. Всасывание влаги в черепок фарфора, содержащего ОМИП, может привести к появлению и развитию макроскопических трещин, а в дальнейшем – и к разрушению изолятора. Система же соединенных между собой "открытых" пор микроскопического (микронного) размера, составляющая зоны ОМИП, возникает, как правило, при нарушении режима обжига фарфоровой массы, реже – при нарушении режима вакуумирования во время вытяжки заготовки.
Выпускаемые последние 20 лет ОСИ серий ИОС и унифицированного ряда имеют оконечности цилиндрической формы. В этих изделиях скорость распространения ультразвука в верхнем и нижнем «опасных» (ВНП, ННП) сечениях (между металлом фланца и нижним и верхним ребрами соответственно) хорошо коррелирует со скоростью ультразвука в соответствующих оконечностях изолятора, что позволяет осуществлять оценку наличия ОМИП в этих изделиях путем измерения скорости распространения ультразвука в упомянутых зонах и сравнения ее со скоростью, измеренной на участках без ОМИП.
На изоляторах этих типов возможно также выявление макроскопических дефектов типа «обжиговая макроскопическая пористость» (ОМАП) с помощью прозвучивания ВНП и ННП прямыми пьезопреобразователями (ПЭП) эхо-методом и в теневом режиме. Может также осуществляться количественная оценка выявленной зоны ОМИП, при этом основным измерение параметром являются затухания ультразвукового сигнала. Сосредоточенные дефекты (СД) типа макроскопических трещин, пустот, включений в ВНП и ННП, выявляются прямым ПЭП эхо-методом. Выявление СД (главным образом, зон растрескивания) в оконечностях с помощью наклонных ПЭП возможно с помощью теневого метода.
Важным элементом УЗК оконечностей изоляторов старых типов является контроль наличия в них макроскопических дефектов, прежде всего - трещин и зон растрескивания, возникающих чаще всего на участках, пораженных ОМИП, а также трещин, возникающих под воздействием термоциклических нагрузок в процессе эксплуатации изоляторов. Проведение такого УЗК облегчается наличием скоса возле оконечности, что позволяет вести контроль прямым ПЭП эхо-методом. УЗК макроскопических трещин, появляющихся и развивающихся в процессе эксплуатации изоляторов, следует проводить периодически, тогда как контроль чисто производственных дефектов, таких, как ОМИП и ОМАП, можно провести один раз (желательно - при приеме изолятора на заводе-изготовителе).
На основании изложенного ЗАО «УкрНИИНК» выполнена разработка технологической инструкции (ТИ) по НК ОСИ с примененим ультразвукового дефектоскопа УД 4-76 и специализированных ПЭП с фарфоровым звуководом производства ЗАО «УкрНИИНК». ТИ предусматривает комплексный контроль ОСИ:
- визуальный осмотр;
- определение пористости фарфора одного из элементов изолятора из контролируемой партии методом фуксиновой пробы под давлением (ГОСТ 26093-84). Действующие стандарты требуют полного отсутствия проникновения рабочего вещества ( фуксина ) в фарфор по всему объему изделия. Для количественной оценки результатов испытаний измеряют глубину просачивания рабочего вещества в фарфор и выбирают участок, где поверхность и линия разлома приблизительно перпендикулярны. Часть участка без ОМИП используется как стандартный образец предприятия (СОП) для измерения скорости звука в неповрежденном материале данной партии изоляторов;
- УЗК эхо- и теневым методом по различным схемам с применением прямых и наклонных специализированных ПЭП для выявления ОМИП, ОМАП и СД.
Выявление дефектов упомянутых типов позволяет сделать выводы о механической прочности изолятора, возможности развития в нем макроскопических нарушений, связанных с ОМИП, и оценить его пригодность к эксплуатации.