ЭКСПЕРТИЗА  МНОГОГРАННЫХ ОПОР ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ 110 КВ

 

Контрольно-Диагностический центр провел экспертизу качества промежуточных опор для строительства ВЛ 110 кВ (в габарите 220 кВ) ТЭЦ-ПС 110кВ в рамках которой необходимо было дать ответы на следующие вопросы

- Определить соответствие/несоответствие марки стали поставленных опор условиям договора поставки 

- Определить соответствие/несоответствие качества (состав и метод нанесения цинкового покрытия) и толщины слоя антикоррозийного покрытия поставленных опор условиям договора поставки 

Экспертиза осуществлялась органолептическим и инструментальным (лабораторным) методами контроля качества.

Исследования элементов конструкций промежуточных опор на предмет соответствия условиям договора поставки в части химического состава (марки) стали и качества антикоррозионного покрытия проводились:

1.     Визуально – 100% элементов конструкций, имеющихся на складе заказчика, с выездом на место складирования на складе заказчика согласно ГОСТ.

2.     Лабораторно – на образцах-свидетелях, предоставленных производителем  согласно ГОСТ:

а) измерение толщины покрытия гравиметрическим и металлографическим (при помощи программного комплекса Thixomet Pro Заводской №85, свидетельство о регистрации в качестве средств измерения № 2610-11-30/2004 от 02.03.2004) методами согласно ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89.

б) исследование химического состава и толщины покрытия рентген-флуоресцентным методом с помощью анализатора Х-МЕТ 7500 (свидетельство о поверке № 448/367211, годен до 19.03.2016).

в) исследование химического состава (марки) стали, из которой изготовлены элементы опор с помощью следующих приборов: спектрометра эмиссионного «МСАII», оптико-эмиссионного анализатора «Аргон-5СФ» и экспресс-анализатора на углерод АН-7529.

г) исследование прочности сцепления цинкового покрытия с основой согласно ГОСТ 9.307-89 методами крацевания и нагрева.

Визуальный осмотр.

Визуальному осмотру подвергали все 100% имеющихся промежуточных опор на складе заказчика, с выездом на место складирования на склад заказчика согласно ГОСТ.

Согласно результатам визуального осмотра, в целом, согласно параметрам контроля по ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89, партия элементов конструкций промежуточных опор может быть признана годной. Встречающиеся отдельные дефекты носят единичный, несистематический характер и могут быть устранены в соответствии с рекомендациями ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89 при монтаже либо после монтажа данных конструкций. Цвет покрытий варьируется от светло-серого блестящего до темно-серого матового. Трещины, забоины и вздутия на покрытии, имеющие технологическое происхождение, отсутствуют, но имеют место царапины и сколы, полученные, в результате транспортировки и хранения. 

Фотографии выявленных дефектов приведены ниже:

Непрокрыв

Неснятый шлак на сварном элементе

Местное отслоения (вздутие) покрытия

 

 

Скол покрытия в результате механического воздействия

 

Следы ржавчины на непрокрытых торцах

Неравномерность толщины цинкового покрытия

Определение толщины покрытия.

Гравиметрический метод.

Толщина покрытий гравиметрическим методом контролировалась по ГОСТ 9.307-88. Применялись аналитические весы с точностью взвешивания ±0,01г, штангенциркуль с точностью измерения ±0,1мм, цинковое покрытие растворялось в растворе №1 таблицы 2 пункта 3.11.2 ГОСТ 9.302-88. Образцы взвешивались до и после растворения покрытия. Среднюю толщину покрытия рассчитывали по формуле (2) пункта 3.11.4.  Средняя толщина покрытия, измеренная гравиметрическим методом составляет от 153 до 339 мкм для конкретных образцов. Результаты измерений приведены в таблице 1 Приложения 1.  Некоторые образцы местами имели наплывы, в результате чего средняя рассчитанная гравиметрическим методом толщина цинкового слоя может быть больше показателей, рекомендуемых ГОСТ 9.307-89.

Металлографический метод.

Исследования толщины покрытий металлографическим методом проводили согласно ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89. Образцы для металлографических исследований вырезали при помощи механической пилы под водяным охлаждением и прецизионного отрезного станка «MICRACUT-201», оборудованного системой охлаждения реза. Режимы реза были подобраны так, что не вносили дополнительных деформаций ни в покрытие, ни в основной материал. Далее образцы запрессовывались в компаунд для удобства автоматизированной полировки и предотвращения вырывов покрытия во время полировки шлифа с помощью металлографического пресса «METAPRESS» и полировались мокрым способом на автоматическом полировальном станке «DIGIPREP». Отполированные образцы травились согласно ГОСТ 9.307-89 в реактиве №40 таблицы 9 по ГОСТ 9.302–88 для выявления и разделения соответственно покрытия и основного материала. Исследование отполированных и протравленных шлифов производили на оптическом металлографическом микроскопе «Carl Zeiss Axio Observer Z1m» при увеличении 200х (по ГОСТ 9.302–88), оборудованном программными металлографическими комплексами «Thixomet™» и AxioVision 4.8.2, позволяющими, в том числе автоматически, производить измерения толщины покрытий, нанесенных любыми способами.

Результаты исследований приведены в таблицах 4–20 Приложения 1. Минимальная длина исследуемого при металлографическом способе контроля участка составляла не менее 10 мм (как правило – 12-15 мм), что находится в соответствии с ГОСТ 9.302-88 и 9.307-89 в части требований к методике металлографического контроля. Минимальное количество измерений превышало 1000, что также соответствует требованиям ГОСТ 9.302-88 и 9.307-89 в части требований к методике и повышает точность измерений в целом. Максимальная ошибка измерений в этом случае не превышала ±1,35% - в каждом конкретном случае ошибка приведена в таблицах, в строке «Относительная точность».

Как видно из представленных результатов металлографического контроля толщины покрытий, толщина цинкового покрытия находится в пределах, рекомендованных требованиями ГОСТ и технической документации. Средняя толщина покрытия коррелирует с толщиной, размерами и массой изделия и в большинстве случаев превышает показатель 100 мкм. 

Показатели толщины покрытия по результатам металлографического анализа на образце Уг140x10 

 

(Минимальная глубина 174  мкм; Максимальная глубина 246  мкм; Средняя глубина 195  мкм; Стандартное отклонение, s 14,7; 95% доверительный интервал, 95%CI 1,54; Относительная точность, %RA    0,79)

По результатам анализов, все образцы покрыты нерастворимым в кислотах и не травящимся консервирующим покрытием, предположительно цинксодержащей краской, минимальная толщина консервирующего покрытия – 7 мкм, но на некоторых образцах толщина краски достигает десятков мкм. На подавляющем большинстве изображений микроструктуры лакокрасочное покрытие видно слабо либо вообще невидно в силу низкого коэффициента отражения, сильно отличающегося от коэффициента отражения металлических материалов. 

Показатели толщины покрытия по результатам металлографического анализа на образце Уг63x4

 

 

Слой 1. Минимальная глубина 25,8  мкм; Максимальная глубина 95  мкм; Средняя глубина 41,8  мкм, Стандартное отклонение, s16,9; 95% доверительный интервал, 95%CI1,64; Относительная точность, %RA3,91

Слой 2. Минимальная глубина 79,5; Максимальная глубина 132; Средняя глубина 115; Стандартное отклонение, s11,1; 95% доверительный интервал, 95%CI1,07; Относительная точность, %RA0,93

Как видно из изображения, верхняя часть покрытия состоит из разноразмерных металлических частиц, равномерно распределенных в более мягкой матрице; отмечено также присутствие пор (темные пятна), что характерно для лакокрасочных покрытий, содержащих металлические частицы в качестве пигмента. Рентген-флуоресцентный анализ подтверждает элементный (химический) состав покрытия как цинковый. По результатам микроскопического анализа содержание цинка в сухом лакокрасочном покрытии – 83,67%, средний размер частиц цинка – 5,18 мкм. 

 

Детализированное изображение участка покрытия, содержащего как цинковое, так и консервирующее покрытие, полученное методом оптической микроскопии с применением методики «круговой поляризации» (C-DIC) при увеличении х500:. 

Как видно из изображения, верхняя часть покрытия состоит из разноразмерных металлических частиц, равномерно распределенных в более мягкой матрице; отмечено также присутствие пор (темные пятна), что характерно для лакокрасочных покрытий, содержащих металлические частицы в качестве пигмента. Рентген-флуоресцентный анализ подтверждает элементный (химический) состав покрытия как цинковый. По результатам микроскопического анализа содержание цинка в сухом лакокрасочном покрытии – 83,67%, средний размер частиц цинка – 5,18 мкм.

 

Качество сцепления цинкового покрытия с основой

Проверку качества сцепления цинкового покрытия с основой проводили в соответствии с ГОСТ 9.307-89 методами нагрева и крацевания.

Контроль сцепления покрытия с основой методом нагрева

Контроль методом нагрева проводили в камерной печи типа СНОЛ, оснащенной программируемым интегрально-дифференциальным регулятором температуры «Термодат - 16Е3», с точностью регулировки температуры на спае контрольной термопары ±0,1°С. Образцы для испытаний помещали в предварительно прогретую печь, температура испытаний – 190°С, время испытаний – 1 час. По завершении выдержки образцы извлекали из печи и охлаждали на воздухе, после чего производили визуальный осмотр на предмет наличия отслоений и вздутий покрытия.

По результатам испытаний отслоений и вздутий основного цинкового покрытия не зафиксировано, адгезия покрытия признана удовлетворительной. Второе, предположительно лакокрасочное, покрытие имеет незначительные вздутия, слаборазличимые невооруженным глазом. Адгезия второго, предположительно лакокрасочного, покрытия также признана удовлетворительной.

Контроль сцепления покрытия с основой методом крацевания

Контроль осуществляли с помощью угловой шлифовальной машины (Болгарки), оснащенной дисковой латунной щеткой с диаметром проволок 0,2 мм. Крацевание осуществляли при скорости вращения щетки, равной 2500 мин-1 в течение 20 с. По завершении крацевания производили визуальный осмотр образцов на предмет наличия сколов, вздутий, отслоений.

По результатам испытаний отслоений, вздутий, сколов покрытия не обнаружено, адгезия признана удовлетворительной.

Контроль химического состава (марки) стали, из которой изготовлены элементы конструкций промежуточных опор.

Химический состав стали, из которой изготовлены элементы конструкции опор, определялся с помощью эмиссионного спектрометра «МСАII», оптико-эмиссионного анализатора «Аргон-5СФ» и экспресс-анализатора на углерод АН-7529. Результаты исследований приведены в таблице 2 Приложения 1 .

По результатам исследования видно, что марка стали образцов №1 (сварной лист толщиной 6мм), Л6 (лист толщиной 6мм) и Л8 (лист толщиной 8мм) не соответствуют предоставленным сертификатам качества. Повторный анализ на образцах-дублерах подтвердил результаты в следующей таблице №3 Приложения 1. Согласно ГОСТ 19281-89 и другим справочным данным сталь 09Г2 является заменителем стали 09Г2С при толщине проката до 10мм.  

Выводы:

1. По результатам визуального осмотра, в целом, согласно параметрам контроля по ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89, партия элементов конструкций промежуточных опор может быть признана годной при условии ликвидации всех дефектов согласно рекомендациям ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89. Встречающиеся отдельные дефекты носят единичный, несистематический характер, в большинстве своем, не являются производственными дефектами, так как получены в процессе эксплуатации (транспортировки, погрузочно-разгрузочных операций), и могут быть устранены в соответствии с рекомендациями ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89 при монтаже либо после монтажа данных конструкций.

2. По результатам контроля толщины покрытия конструкции признаны годными к эксплуатации: средняя толщина цинкового покрытия, как правило, превышает показатель 100 мкм и находится в пределах, рекомендованных ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89. Покрытие равномерное, содержание цинка в покрытии превышает показатель 90%. Метод нанесения покрытия на элементы конструкций согласно результатам металлографического анализа – горячее жидкостное цинкование из расплава, так как диффузионных составляющих покрытия не выявлено, структура покрытия – столбчатые кристаллы цинка, характерные для метода горячего цинкования. Средний состав покрытия: цинк – более 90%, вредные примеси (Sb, Pb, Alв следовых количествах – соответственно 0,003; 0,001 и 0,007 мас. %), остальное – железо.

3. По результатам контроля прочности сцепления покрытие признано годным к эксплуатации – при испытаниях методами нагрева и крацевания по ГОСТ 9.307-89 отслоения, трещин, вздутия, сколов цинкового покрытия выявлено не было.

4. По результатам контроля химического состава (марки) стали, из которой изготовлены конструкции, могут быть признаны годными к эксплуатации, т.к. марка стали соответствует заявленной марке стали за исключением образцов №1 (сварной лист толщиной 6мм), Л6 (лист толщиной 6мм) и Л8 (лист толщиной 8мм) – данные образцы изготовлены из стали 09Г2. Согласно ГОСТ 19281-89 сталь 09Г2 является заменителем стали 09Г2С при толщине проката до 10мм.

Таким образом, конструкции промежуточных опор по результатам визуального контроля партий, находящихся на складской площадке на складе заказчика, и лабораторных испытаний образцов-свидетелей, предоставленных заводом-изготовителем конструкций в количестве 42 (Сорок два) образца, признаны годными при условии ликвидации согласно рекомендациям ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89 выявленных несплошностей покрытия после монтажа конструкций. Лабораторные испытания болтов, гаек и прочих метизов не производились ввиду не представления их к осмотру и экспертизе.

Марка стали поставленных опор соответствует заявленной марке в договоре поставки   за исключением образцов№1 (сварной лист толщиной 6мм) – 2 штуки, Л6 (лист толщиной 6мм) – 2 штуки и Л8 (лист толщиной 8мм) – 2 штуки – данные образцы изготовлены из стали 09Г2.

По результатам исследования толщины цинкового покрытия методами гравиметрического, рентген-флуоресцентного и металлографического анализа и прочности сцепления методами нагрева и крацевания на элементах конструкций покрытие соответствует договору поставки № Экспертиза 1 от 2015г и ГОСТ 9.307-89. Метод нанесения покрытия – горячее цинкование из цинкового расплава. Средняя толщина цинкового покрытия согласно результатам анализов превышает 100 мкм. Состав покрытия соответствует ГОСТ 9.302-88 и ГОСТ 9.307-89: цинк – более 90%, вредные примеси (Sb, Pb, Alв следовых количествах – соответственно 0,003; 0,001 и 0,007 мас. %), остальное – железо.

 

ВЫВОДЫ ЭКСПЕРТА:

Провести экспертизу качества промежуточных опор для строительства ВЛ 110 кВ (в габарите 220 кВ) в рамках которой надлежит дать ответы на следующие вопросы:

1. Определить соответствие/несоответствие марки стали поставленных опор условиям договора поставки  

Из представленных 42 (Сорока двух) образцов-свидетелей условиям договора поставки   на предмет соответствия марки стали соответствуют 36 (Тридцать шесть) образцов. Остальные 6 (Шесть) образцов-свидетелей заявленной марке стали в договоре поставки   не соответствуют.

2. Определить соответствие/несоответствие качества (состав и метод нанесения цинкового покрытия) и толщины слоя антикоррозийного покрытия поставленных опор условиям договора поставки  

Все предъявленные образцы свидетели 42 (Сорок два) соответствуют условиям договора поставки   по показателям качества (состав и метод нанесения цинкового покрытия) и толщины слоя антикоррозийного покрытия поставленных опор.

Используемая литература:

  1. СТО ТПП 20-03-10 «Порядок проведения экспертизы экспертными / подразделениями торгово-промышленных палат в Российской Федерации».
  2. ГОСТ 9.307-89 ЕСЗКС Покрытия цинковые горячие. Общие требования и методы контроля.
  3. ГОСТ 9.302-88 ЕСЗКС. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Методы контроля.
  4. ГОСТ 19281-89 Прокат из стали повышенной прочности. Общие технические условия.
  5. Альбом 270009 ОАО «НТЦ  Электроэнергетики».
  6. Приложение к АКТУ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА № 68/14.
 
OOO КДЦ БАРНАУЛ