Контроль качества и механические испытания материала в свете применения норм ГОСТа и Еврокода

Ключевые слова: ударный изгиб, испытание, контроль качества.

Успешный исход любого EPC — проекта зависит от множества факторов. К примеру, положительное функционирование инжиниринга определяется компетентностью инженеров — проектировщиков, расчетчиков и конструкторов и, кроме того, обеспечивается умелым использованием систем автоматизированного проектирования. Деятельность логистов и закупщиков основывается на годами приобретенном опыте — ведь схемы приобретения материала как были, так и остаются неизменными на протяжении многих лет. Качество и соответствие документации изготавливаемой продукции также обеспечивается отлаженным производством и опытом мастеров, рабочих и инженеров — технологов (причем этот опыт значителен, учитывая количество EPC — проектов, осуществленных за последние годы на территории России).

Однако есть деталь, которой необходимо придавать не меньшее внимание, чем процессу проектирования или производства. Речь идет о контроле качества закупаемых материалов. Как следует из опыта EPC проектов в России, ошибки или неточности в этом секторе почти всегда ведут к значительным финансовым и временным потерям. На мой взгляд, основная первопричина таких ошибок — противоречия между государственными нормами контроля качества Российской Федерации и такими же нормами стран, осуществляющих EPC — деятельность в России, а также их различие между собой. Эта проблема заслуживает упоминания, поскольку множество, если не все строительные проекты нефтегазовой отрасли в Российской Федерации осуществляются с участием иностранных инжиниринговых компаний. Technip FMC, JGS, Maire Tecnimont, Linde, Chiyoda и другие подрядчики долгое время работают на территории России и уже осуществили строительство ряда крупных объектов нефтегазовой отрасли, таких как завод по производству сжиженного газа на полуострове Ямал (Сабетта), ЗабСибНефтехим, Амурский Газоперерабатывающий Завод, комплекс Сахалин — 1 и другие.

Самый важный этап, на котором необходимо обеспечить выполнение норм — входной контроль и изучение сертификатов, подтверждающих качество материала. Заводы — производители проката прилагают сертификаты во всех без исключения случаях, но встречаются такие ситуации, когда необходимы данные в сертификатах отсутствуют. Прежде всего, этого значения KCV и KCU при определенных температурах, а также свойства в направлении толщины проката (Z — свойства). Технические задания к различным проектам устанавливают различные минимальные температуры и силы удара, разрушающие образец. Из-за этого данные сертификатов, которые подходят для материалов какого — либо одного проекта, совершенно не подходят для другого проекта, и поэтому приходиться испытывать образцы в собственных или сторонних сертифицированных лабораториях. Вот тут-то и может случиться непредвиденная ситуация, которая может привести к значительным финансовым потерям. Согласно пункту 7.9 ГОСТ 27772–2015 и пункту 7.9 ГОСТ 19281–2014 необходимо брать для испытания на ударную гибкость по два образца от каждой контрольной единицы, однако Eurocode 10025–1 и руководящие документы некоторых компаний устанавливают комплект образцов в количестве трех. Иногда об этом вообще не упоминается. В результате появляется путаница: одни подрядчики тестируют три образца, другие — по два образца, ведь каждый интерпретирует приоритет этих документов перед друг другом по-разному. Логично, что в случае испытания трех образцов шансы получить отрицательные результаты увеличиваются. Причем, пункт 10.2.2 “Impact tests” Eurocode 10025–1 устанавливает еще более строгие определения для браковочного признака, чем в ГОСТе, а именно [2]:

− Если среднее значение трех испытаний меньше, чем требуемое значение

− Если среднее значение трех образцов удовлетворяет требуемое, но два из этих значений меньше, чем требуемое

− Если любое значение каждого их трех образцов меньше 70 % от требуемого значения

В то время как в ГОСТе (ГОСТ 14637–89, пункт 4.7) ограничения имеют вид:

— при испытании проката на ударный изгиб не допускается снижение значения ударной вязкости более чем на 30 % на одном образце, при этом среднее значение должно быть не менее установленных норм. [3, с.6]

Кроме того, несмотря на то, что в ГОСТе Р 53845–2010 (или в ГОСТ 7564–97) даны однозначные определения таким понятиям, как «образец для испытаний», «проба», «единица проката/контрольная единица продукции» и их соответствие определениям Eurocode 10025–1 (табл.1), ошибки могут возникнуть также при повторном испытании удвоенного количества образцов. Вышеупомянутый пункт 10.2.2. Eurocode 10025–1 гласит, что три дополнительных образца D должны быть взяты из той же самой пробы B, из которой были взяты первые три образца. [2]. ГОСТ 7566–94 пункт 3.4 ему вторит, что в случае появления браковочного признака повторные испытания проводят на удвоенном количестве образцов, взятых из той же пробы, принадлежащей той же контрольной единице. [9, с.2]. Некоторые специалисты QA/QC контроля не обращают внимания на формулировку, и часто вырезают дополнительные образцы из другой пробы и другой единицы продукции.

Рис. 1. Иллюстрация терминов, определенных в таблице 1

Таблица 1

Эквиваленты терминов, определяемых вразделе 3 ГОСТ Р 53845–2010 на английском, французском инемецком языках.

Далее, согласно ГОСТ 7566–94 в результате провала одного образца тестируется удвоенное количество образцов, то есть четыре. Если образцы брались по нормам Eurocode 10025–1, и один из них не прошел — то целых шесть штук. Все это приводит к тому, что шанс получить образец со значением ударной вязкости меньше требуемой возрастает еще больше. И, в результате, возникает вопрос о допущении или недопущении материала для изготовления конструкций. Вот и получается классическая ситуация — материал один, но с точки зрения европейского стандарта он не может быть допущен в работу, а с точки зрения ГОСТа — может, и менеджмент и инспекция по качеству стоит перед этим выбором. В сущности, причина такой ситуации — статистика. Или, еще хуже, QA/QC служба заказчика решит провести дополнительное испытание, когда уже конструкции изготовлены и возведены. Цена решения — тысячи долларов и недели времени, ведь если слепо следовать нормам, то материал должен быть заменен, а замена нескольких десятков тонн проката из высококачественной легированной стали в короткие сроки представляет огромную проблему.

Я считаю, что в случае возникновения данной ситуации, нельзя слепо следовать параграфам процедур и быть категоричным в выборе документов — либо ГОСТ, либо Еврокод. Необходимо руководствоваться также и здравым смыслом, и учитывать, что нормы Еврокода и СП/ГОСТ могут не только противоречить друг другу, но и друг друга дополнять. Например, необходимо понимать, что строительство ведется на территории Российской Федерации, а значит приоритет имеют местные нормы, и поэтому нужно принимать во внимание результаты, полученные при испытании только двух образцов, как того и требует ГОСТ. Но, также можно принять во внимание тот факт, что испытаний образцов KCU и KCV взаимосвязаны. Например, интересная деталь — ни один из документов условий поставки — EN 10025–1/2/4/5/6 не указывают испытания KCU для сталей. Поэтому в ситуациях, когда требования заказчика определяют проведения тестов KCU достаточно провести испытания KCV. Так, в качестве обоснования применения такой замены я обращаюсь к документу «Сводка замечаний и предложений к первой редакции изменения № 1 ГОСТ 19281–2014 Прокат повышенной прочности. Общие технические условия». Замечание № 120 от АО ЕВРАЗ НТМК гласит, что тесты KCU можно не проводить, ограничиваясь только KCV, и разработчики института им. Мельникова это к сведению принимают. [1]. Этот документ является еще одним весомым доводом в разрешении спорных ситуаций, тем более что существует, например, ГОСТ 53837–2017 “Двутавры с параллельными гранями полок”, где KCU отсутствует.

Также, внимания заслуживают отдельные пункты Еврокода и СП, определяющие такие моменты, как места отбора проб. Например, ГОСТ 53845–2010 дает несколько вариантов расположения проб для круглого профиля (Рис.2):

Рис. 2. Сортовой прокат круглого сечения и катанка. Места вырезки заготовок для образцов (испытательных образцов) для испытаний на ударный изгиб (по ГОСТ 53845–2010)

Для проб для листового проката и проката прямоугольного сечения (Рис.3, Рис. 4)

Рис. 4. Листовой широкополосный прокат. Места вырезки испытательных образцов для испытаний на ударный изгиб (по ГОСТ 53845–2010)

В то время как количество вариантов, предоставляемых Eurocode 10025–1 гораздо скромнее (Рис.5 и Рис.6):

Рис. 5. Расположение мест вырезки образцов для испытаний на ударный изгиб для круглого и квадратного сечений согласно Eurocode 10025–1

Рис. 6. Расположение мест вырезки образцов для испытаний на ударный изгиб для листового проката согласно Eurocode 10025–1

В этом вопросе вывод напрашивается сам собой. Для успешного выполнения проекта в свете контроля качества необходимо с самого начала определить какой нормативной документацией будет руководствоваться служба QA/QC. Внимательно рассмотреть все проблемные места документации. Зачастую общий аудит предприятия заказчика перед заключением договора включает в себя оценку оборудования, квалификацию персонала, но не изучение документации по качеству с участием всех сторон проекта — заказчиков, подрядчиков, субподрядчиков. В моей практике был случай, когда процедуры (сварки, покраски, огнезащиты и т. п.) заказчик начал согласовывать только к концу проекта, потому что с самого начала на первом месте был выпуск КМД и, соответственно, производство металлоконструкций. Иначе разногласия будут возникать в любом случае, на каждом этапе контроля продукции, потому что разные специалисты QA/QC по-разному интерпретируют руководящие документы. Достаточно просто решить данный вопрос «на берегу»: провести совещание с участием QA/QC инспекторов всех сторон, зафиксировать решения в протоколе совещания и обращаться к нему в случае возникновения спорных ситуаций.

Литература:

1. Сводка замечаний и предложений к первой редакции изменения № 1 ГОСТ 19281–2014 «Прокат повышенной прочности. Общие технические условия» — URL: http://chermet.net/wp-content/uploads/svodka_otzyvov_po_1_red_d.pdf
2. EN 10025–1. Hot rolled products of structural steel — Part 1: General Technical delivery conditions.
3. EN 10025–2. Hot rolled products of structural steel — Part 2. Technical delivery conditions for non-alloy structural steel.
4. ГОСТ 14637–89. Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия. — Введ.01.01.91. — Москва: Стандартинформ, 2009–10 с.
5. ГОСТ 19281–2014. Прокат повышенной прочности. Общие технические условия. — Взамен ГОСТ 19281–89. — Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2015. — 50 с.
6. ГОСТ 27772–2015. Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия. — Взамен ГОСТ 27772–88. — Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2016. — 23 с.
7. ГОСТ Р 53845–2010 (ИСО 377:1997). Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний. — Введ. впервые. — Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2010. — 23 с.
8. ГОСТ 7564–97. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний. — Взамен ГОСТ 7564–73. — Минск: Межгосударственный совет по метрологии, стандартизации и сертификации; Москва: Изд-во стандартов, 2004. — 16 с.
9. ГОСТ 7566–94. Металлопродукция. Приемка, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение. — Минск: Межгосударственный совет по метрологии, стандартизации и сертификации; Москва: ФГУП «Стандартинформ», 2005. — 16 с.