Способы контроля качества сварочных швов

Контроль сварных швов и соединений

Качество сварного шва напрямую влияет на надежность всего элемента, особенно это важно для деталей испытывающих повышенные или несущие нагрузки. Поэтому, для контроля качества, после основных работ проводится проверка с целью выявить дефекты. Существует множество способов диагностики, которые разделяют на

  • разрушающие
  • неразрушающие.

Первые подразумевают механическое или другое воздействие на сварной шов, с целью выявить его погрешности. При этом часть или весь сваренный участок теряет свои конструктивные свойства.

По этой причине более популярными и целесообразными считаются неразрушающие методы контроля сварных швов, которые мы рассмотрим далее.

Методы неразрушающего контроля

На данный момент различают следующие неразрушающие методы:

  • внешний осмотр;
  • радиационный метод;
  • магнитное исследование;
  • ультразвуковой метод;
  • капиллярный метод;
  • контроль проницаемости.

Внешний осмотр

Любой контроль качества сварных соединений начинается с простого внешнего осмотра.

Этого бывает достаточно, чтобы определить как наружные, так и внутренние пробелы, плюс отсутствует необходимость использовать оборудование неразрушающего контроля.

Например, разная высота шва может свидетельствовать о непроварах в различных участках. Перед осмотром швы отчищаются от технологичных загрязнений, а именно – шлака, окалин и брызг металла.

Визуальный осмотр сварного шва

Чтобы мелкие недочеты стали виднее, проводится обработка поверхности спиртовым раствором, а затем 10%-ным раствором азотной кислоты. После данной процедуры поверхность приобретет матовость и покажет поры и трещины.

Осмотр – это основной способ выявить геометрические отклонения, такие как – поры, трещины, наплывы, подрезы. Более качественно провести данный пункт испытания можно с помощью дополнительных приборов.

Для этого лучше всего использовать лупу, а также более качественное освещение, желательно с мобильным источником света. Увеличительное стекло позволит обнаружить скрытые для глаза трещины и поры, а также проследить их путь. Для контроля ширины валиков, можно использовать измерительные приборы, вроде линейки или штангенциркуля.

Инструменты для визуально-измерительного контроля

Радиационная дефектоскопия

Радиографический метод контроля сварных соединений существует в двух вариациях:

  • рентгеновское излучение;
  • гамма-излучение.

Простейший из представленных способ выявить погрешности сварного шва – просветить изделие рентгеновскими лучами.

Они обладают свойством проникать сквозь металлические предметы, действуя при этом на фотопленку. Таким образом, полученный снимок — прямая карта большей части дефектов.

С помощью проникающих лучей выявляют – шлаковые включения, газовые поры, смещения кромок, прожоги и другие пробелы.

Включения шлака на рентгеновском снимке

Перед началом работ, исследуемый участок и близ лежащая плоскость должны быть должным образом очищены. Для этого снимают шлак, брызги, окалины и другие изъяны. Также перед просвечиванием в обязательном порядке проводится осмотр и при выявлении некачественных участки должны устранятся.

Обратите внимание

При обнаружении погрешностей, решение о допуске или переделке конкретной детали лежит на нормативной документации. Именно установленные правила и инструкции позволяют определить вхождение погрешностей в установленные для данного изделия нормы.

Для проведения процедуры рентгеновскую трубку располагают так, чтобы пучок попадал на шов под прямым углом. На другой стороне изделия расположена кассета с рентгеновской пленкой.

Так как существующие дефекты меньше влияют на проницаемость рентгеновских лучей, то они будут видны как более темные участки на пленке. Рентгенографическое испытание длится в зависимости от — качества пленки, толщины и фокуса.

После пленка проявляется и можно увидеть результат сваривания.

При радиографическом контроле не выявляют:

  • любые несплошности и включения с размером в направлении просвечивания менее удвоенной чувствительности контроля;
  • непровары и трещины, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания;
  • любые несплошности и включения, если их изображения на снимках совпадают с изображениями посторонних деталей, острых углов или резких перепадов трещин просвечиваемого металла.

Гамма – излучение по принципу работы практически не отличается от рентгеновского. Это радиоактивные лучи, способные проникать сквозь металл и реагирующие на его неравномерность. В такой способ инспектирую от 10 до 25% всех швов, если конструкция – ответственная, то все швы.

В качестве источника излучения используют различные химические элементы, подходящие под определенные металлы:

  • Кобальт – 60 (сталь, чугун, медь, бронза и латунь толщиной до 25 см), благодаря жесткому проникновению элемент подходит для большинства сталей и больших толщин;
  • Цезий – 137 (сталь до 10 см);
  • Иридий-192 (сталь до 5 см, алюминий до10 см);
  • Тулий-170 (сталь и алюминий до 20 см).

Со снижением проникаемости снижается вид сплавов и их толщина, но при этом среднее качество изображения остается и позволяет определить основные дефекты.

Портативный рентгеновский аппарат МАРТ-250

В отличие от рентгеновского, гамма-лучи имеют ряд преимуществ:

  • изотопы сохраняют работоспособность долгое время;
  • более легкое оборудование;
  • возможность дефектовки сложных узлов;
  • повышенная проницаемость лучей;

Магнитная дефектоскопия

Такой контроль сварных соединений основывается на свойстве магнитных силовых линий реагировать на изменения в толще металла. Фиксируя подобные отклонения специальными приборами можно с высокой точностью найти погрешности в толще и на верхней части сплавов.

На данный момент существуют три вариации метода:

  • магнитно-порошковый;
  • магнитно-индукционный;
  • магнитно-графический.

Порошковый состоит в том, что на поверхность, заходя за стык шва, наносят сухой порошок или эмульсию, затем намагничивают сплав и определяют неточности. Если берется «сухой метод», то в качестве порошка выступает железная окалина или окислы. Намагничивают изделие электромагнитом, соленоидом или подавая ток на изделие. После, слегка постукивая молотком,  дают порошку

возможность занять свое положение. Излишки снимаются струей воздуха и затем фиксируются изъяны. Последний шаг – размагничивание.

В мокром методе магнитный порошок смешивают с керосином или специальным маслом. Полученная суспензия наносится на шов, а ее подвижность, рассеивания или скопления порошка – прямые идентификаторы погрешностей.

При индукционном методе все данные фиксируются индукционной катушкой. Специальные приборы – дефектоскопы, фиксируют магнитное рассеивание у металлов толщиной до 25 мм.

Графический заключается в фиксации магнитных потоков на специальной ленте. Она крепится вдоль шва, а затем отклонения определяются на экране электронно-лучевой трубки.

Ультразвуковой метод контроля

Наравне с предыдущим способом, ультразвуковая дефектоскопия дает возможность зафиксировать отклонения, образующиеся при отражении волн от границ сред с различными свойствами.

Ультразвуковой источник посылает сигнал, который при достижении конца сплава отражается. Если на своем пути сигнал встречает дефект, то это отражается на волне, что в свою очередь фиксируется прибором. Различные дефекты имеют свои собственные отражения, поэтому определить природу изъяна достаточно просто.

Ультразвуковой дефектоскоп

Из описанных уже методов, данный считают наиболее удобным для использования. Это обусловлено возможностью определить изъян как на поверхности, так и в глубине металла.

Также, метод не имеет таких строгих ограничений, как магнитный.

Есть ряд металлов с крупным зерном, например чугун,  которые не поддаются ультразвуковому исследованию, но для всех других сплавов можно без труда вести контроль качества сварочных работ.

Есть еще один недостаток – сложность расшифровки полученных данных. Увы, дефектоскопы дают пользователю очень специфические данные, которые следует расшифровать. Без предварительной подготовки сделать это практически невозможно, поэтому для работ нужен обученный специалист.

Капиллярная дефектоскопия

Данный способ основан на свойствах жидкостей с малым поверхностным натяжением. Такие жидкости не сбиваются в крупные капли в одном месте и стремятся стечь, но в то же время способны заполнить мельчайшие канавки и отверстия. Подобным образом определяются поверхностные дефекты и в редких случаях сквозные каналы.

Капиллярная дефектоскопия

На шов наносится специальный раствор, который мгновенно заполняет все канавки, поры и другие мелкие дефекты. Затем осматривая шов можно обнаружить крупные изъяны. Для большего удобства жидкости подкрашивают красителем, добавляют люминесцентные и другие окрашивающие добавки.

Контроль качества сварки на проницаемость

Метод является логическим продолжением капиллярного. Основная идея в том, что используя жидкости со свойствами глубокого проникновения,  можно определить сквозные канавы шва.

Для этого берут простой керосин, наносят на одну сторону шва, а на другой фиксируют мокрые пятна, сигнализирующие о сквозных каналах. Из недостатков стоит отметить необходимость тщательно очистки поверхности и соблюдение точности на всех этапах для исключения случайного загрязнения противоположной стороны сварного шва.

Заключение

Сварка и контроль качества сварных соединений металлоконструкций — неразрывные части одного процесса. Не важно, проводятся работы в домашних условиях или на производстве, без должного испытания на прочность изделие не может продолжить свое существование. Описанные выше методы, позволят проверить качество сварных соединений без разрушения шва.

Источник: https://svarkagid.ru/tehnologii/metody-kontrolya-svarnyh-shvov.html

Контроль качества сварных швов и соединений

21.11.2016

Контроль сварных швов условно можно разделить на 2 этапа – до проведения сварочных работ (предупреждающий образование дефектов) и в процессе эксплуатации металлоконструкций (выявляющий уже имеющиеся дефекты).

Попробуем рассмотреть более детально каждый из этих этапов.

Контроль, предупреждающий образование дефектов сварки.

В нем учитываются и контролируются следующие параметры:

Подготовка сварки, контролируются:

  • Состояние и свойства рабочей поверхности
  • Сварочное оборудование и расходные материалы (электроды, флюсы, присадки и пр.)
  • Квалификация специалистов 
  • Качество и свойства свариваемых и сварочных материалов
  • Порядок наложения швов и дальнейшая зачистка швов

Все сварочные работы регламентируются НД. Сборку под сварку и разделку швов осуществляют по стандартам и техническим условиям.

После проведения всех работ и начала использования металлоконструкций появляется необходимость в выявлении дефектов, возникающих в процессе эксплуатации.

И тут мы переходим к тому, каким образом стоит контролировать и выявлять имеющиеся дефекты.

Способы контроля качества сварных швов и соединений

Внешний контроль

Самый простой, наименее затратный, но при этом позволяющий обнаружить только самые значительные дефекты способ – внешний. Внешний контроль швов включает в себя не только визуальный осмотр, но также обмер сварных швов, замеры кромок и прочие процедуры.

Внешний осмотр и обмеры швов – наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Важно

Всякий контроль сварных соединений начинается с внешнего осмотра, с помощью которого можно выявить не только наружные дефекты, но и некоторые внутренние. Например, разная высота и ширина шва и неравномерность складок свидетельствуют о частых обрывах дуги, следствием которых являются непровары.

Перед осмотром швы тщательного очищаются от шлака, окалины и брызг металла. Более тщательная очистка в виде обработки шва (промывкой спиртом и травлением 10%-ным раствором азотной кислоты) придает шву матовую поверхность, на которой легче заметить мелкие трещины и поры.

Обмеры  швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое – увеличивает внутренние напряжения и деформации.

Размеры сечения готового шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом – измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам.

Размеры швов контролируют обычно измерительными инструментами или специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более достоверными способами.

После проведения визуального контроля швы могут контролироваться металлографическими исследованиями, химическим анализом, механическими испытаниями, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука.

Металлографические исследования (разрушающий контроль)

Заключаются в следующем: высверливается отверстие, проходящее через шов и основной металл. Поверхность отверстия протравливают 10%-ным водным раствором двойной соли хлорной меди и аммония в течение 1-3 мин. Осадок меди удаляют водой.

Совет

Протравленную поверхность осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы. При этом выявляют качество провара и наличие внутренних дефектов.

Для ответственных сварных конструкций производят более полные металлографические исследования макро – и микрошлифов из специально сваренных контрольных пластин или из пластин, вырезанных из сварных соединений.

Химическим анализом определяют состав основного и наплавленного металлов и электродов, а также их соответствие установленным техническим условиям на изготовление сварного изделия. Методы отбора проб для химического и спектрального анализов описаны в ГОСТ 7122—81.

Механические испытания проводят либо на специально сваренных контрольных образцах, либо на образцах, вырезанных из сварного соединения. С их помощью определяют предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость и угол загиба.

Радиографический контроль

После того как визуальный осмотр завершен, следует его просвечивание. Эта процедура требует использования рентгена или гамма-лучей.
При проверке рентгеном аппарат устанавливают с внутренней стороны металлоконструкции.

С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений.

С помощью подобного метода происходит выявление трещин в металлоконструкции, непроваров, шлаковых включений и других деформаций, незаметных при внешнем осмотре.

Рентгенографическим способом можно контролировать металлические соединения толщиной не более 6 см.

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений

Читайте также:  Как сваривают рельсы

Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость.

Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняются до начала испытаний.

Обратите внимание

Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным ходам – сквозным порам и трещинам. В процессе испытания сварные швы покрываются водным раствором мела с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов.

После высушивания окрашенной поверхности с обратной стороны шов обильно смачивают керосином. Неплотности швов выявляют по наличию на меловом покрытии следов проникшего керосина. Появление отдельных пятен указывает на поры и свищи, полос – сквозных трещин и непроваров в шве.

Благодаря высокой проникающей способности керосина обнаруживаются дефекты с поперечным размером 0,1 мм и менее.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (раствор фенолфталеина, азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве контролирующего реагента применяется газ аммиак.

При испытании на одну сторону шва укладывают бумажную ленту, смоченную 5%-ным раствором индикатора, а с другой стороны шов обрабатывают смесью аммиака с воздухом.

Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает индикатор в местах залегания дефектов.

Контроль воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также резервуары, цистерны и т.п. Это испытание проводят с целью проверки общей герметичности сварного изделия.

Малогабаритные изделия полностью погружают в ванну с водой, после чего в него подают сжатый воздух под давлением, на 10 – 20% превышающим рабочее. Крупногабаритные конструкции после подачи внутреннего давления по сварным швам покрывают пенным индикатором (обычно раствор мыла).

О наличии неплотностей в швах судят по появлению пузырьков воздуха. При испытании сжатым воздухом (газами) следует соблюдать правила безопасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо- и газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением.

Важно

Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Швы с наружной поверхности тщательно просушивают обдувом воздухом. Затем изделие заполняют водой под избыточным давлением, в 1,5 – 2 раза превышающим рабочее, и выдерживают в течение заданного времени.

Дефектные места определяют по проявлению течи, капель или увлажнению поверхности швов.

Магнитографический способ проверки качества необходим, чтобы обнаружить поле рассеивания, образующееся там, где есть дефекты. Способ заключается в намагничивании поверхности детали, после чего область полей появляется сверху магнитной ленты, которую прижимают на поверхность швов.

Весь процесс проверки металлоконструкции фиксируется с помощью дефектоскопа, а после информация считывается и, таким образом, устанавливается, есть ли на швах дефекты. Подобный метод позволяет выявлять наличие трещин, пор, непроваров, шлаковых включений и других дефектов, возникающих в процессе сварки.

Также с помощью магнитографического метода можно определить наличие на поверхности швов поперечных трещин, широких непроваров или округлых пор, однако с поиском дефектов подобного рода данный метод справляется несколько хуже. Использовать его можно только для металлических заготовок, толщина которых не превышает 1.2 см.

Ультразвуковой способ проверки качества часто используется для оценки на соответствие ГОСТ стали и изделий из цветного металла.

Ультразвуковой способ заключается в направлении звукового колебаний на поверхность металла и последующего отражения, чтобы выявить возможные дефекты. Для получения ультразвуковой волны используют несколько пьезоэлектрических кварцевых пластин, которые фиксируются в щупе.

После колебания ультразвуковой волны, которые отражаются от металла, улавливаются специальным устройством – искателем, который преобразует ультразвуковой луч в заряженный электричеством импульс, переходящий к усилителю, а затем воспроизводящийся с помощью индикатора.

Для того чтобы ультразвуковой способ был эффективен, перед тем, как ультразвуковой луч направляют на металл, его поверхность предварительно покрывают автолом или компрессорным маслом.

Химический метод контроля на соответствие ГОСТ заключается в обработке поверхности швов фенолфталеиновым раствором, перед этим поверхность необходимо тщательно зачистить, удалив все шлаки и загрязнения.

Совет

После нанесения раствора место обработки накрывается тканью, которая пропитывается азотнокислым серебром (раствор 5%).

Этот метод позволяет выявить наличие локальных течей: на этих местах серебро приобретет серебристо-черный вид, а фенолфталеин – красный.

Для того чтобы определить, насколько плотность сварного шва соответствует ГОСТ, применяют метод пробы керосином. Благодаря ему можно найти самые маленькие дефекты, размер которых может быть около 0.1 мм.

Для выявления дефектов качества швы покрываются каолином или мелом с одной стороны, и смачивается керосином с другой. При наличии проницания в шве, на поверхности каолина или мела появятся жирные пятна желтого цвета.

Появляются они не сразу, поэтому проверка на ГОСТ этим методом проводится не менее 4 часов.

Капиллярный контроль

Основан на капиллярной активности жидкостей – их способности втягиваться, проникать в мельчайшие каналы (капилляры), имеющиеся на поверхности материалов, в том числе поры и трещины сварных швов. Чем выше смачиваемость жидкости и чем меньше радиус капилляра, тем больше глубина и скорость проникновения жидкости.

С помощью капиллярного контроля можно контролировать материалы любого вида и формы – ферромагнитные и неферромагнитные, цветные и черные металлы и их сплавы, керамику, пластмассы, стекло. В основном, капиллярный метод применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов с открытой полостью.

Однако с помощью некоторых материалов (керосина, например) можно с успехом обнаруживать и сквозные дефекты.

Источник: https://alfatest.ru/support/articles/kontrol-kachestva-svarnykh-shvov-i-soedineniy/

Анализ методов контроля качества сварных соединений и швов

Спектральный анализ является одним из самых эффективных методов анализа состава материала и обнаружения дефектов в его структуре. Для обследования качества сварных соединений, швов и стыков используется диагностическая технология, называемая стилоскопирование.

Этот метод позволяет четко определить наличие в металле и различных сплавов определенного состава легирующих элементов. Подобной диагностической процедуре подвергают в обязательном порядке все нагревающие металлические поверхности (котлы, трубопроводы и т.д.) и сварные соединения.

Таким образом, можно контролировать качество и марку используемой сварочной структуры. Прибор для получения и изучения спектров называется стилоскоп. Мощность этого аппарата предопределяет его возможности. При обследовании объекта по этой методике происходят некоторые незначительные повреждения.

Именно поэтому она легко применяется при исследовании отдельных деталей и сварных конструкций.

Стилоскопическая диагностика используется до начала термической обработки объекта при проведении начальной стадии сварочных работ с применением присадочных легированных структур.

Обратите внимание

Она относится к обязательному способу визуального исследования разнообразных сварочных швов, стыков и соединений. Нормативные требования по использованию этого метода зависят от производственно-технологического цикла объекта обследования.

Сфера применения стилоскопирования распространяется на следующие виды диагностических работ:

  • обеспечение контроля на присутствие в металлах и сплавах разнообразных металлических структур легирующих элементов;
  • контроль на соответствие свариваемых элементов;
  • исследование в энергетических устройствах металлических элементов;
  • обследование проволочных металлических структур из легкоплавких сплавов;
  • оценка качества химического состава крупногабаритных элементов в сварных швах и соединениях;
  • обследование объекта на предмет наличия в нем малых количеств легковозбудимых веществ, таких как сера (от 0,2%), кремния (от 0,1%) и углерода (от 0,1%);
  • обследование сварных швов и соединений, находящихся под давлением;
  • обеспечение контроля качественного состава стальных сплавов;
  • исследование сварных швов на предмет наличия в них коррозионных изменений;
  • контроль над присутствием в сплавах молибдена и хрома.

Стилоскопическая диагностика применяется в следующих случаях:

  • на сварных поверхностях с интервалом 2 метра;
  • после устранения повреждений на сварных соединениях;
  • на местах изменения сварного шва и соединения;
  • после повторной сварки;
  • в случае наплавок металлов;
  • в случаях, предусмотренных нормативными документами, в том числе в соответствии с ГОСТ 1435-99.

Структурные подразделения, где проводится стилоскопирование, могут быть следующими:

  • предприятия машиностроения при диагностической процедуре обследования материалов;
  • участки для складского хранения шихтовых материалов;
  • сортировочные пункты металлолома;
  • лабораторные помещения литейных производств;
  • предприятия приборостроения химической и нефтяной промышленности;
  • предприятия газовой промышленности;
  • различные производственные, строительные и инфраструктурные производства в полевых условиях.

Существует еще один метод, эффективность которого доказана многочисленными испытаниями в области оценки качества сварных соединений, стыков и швов.

Он называется цветная или капиллярная дефектоскопия и относится к диагностическим технологиям неразрушающего контроля. Его, как правило, используют для обнаружения поверхностных повреждений и сквозных дефектов в местах сварки.

Этот метод позволяет не только их зафиксировать, но и определить их место расположения, размеры и направление на исследуемом объекте.

https://www.youtube.com/watch?v=ZbnEIr5ITFc

Посредством этого диагностического способа жидкий индикатор сквозь намоченную капиллярную структуру проникает внутрь обследуемого объекта. Далее идут визуальная оценка и фиксация результатов анализа.

Этапы капиллярной диагностики следующие:

  1. Механическое очищение поверхности обследуемого объекта с применением очистителя с последующей сушкой.
  2. Использование первого индикаторного вещества посредством погружения в него объекта исследования. Также возможно распыление или нанесение вещества на объект кистью.
  3. Освобождение поверхности от оставшегося вещества.
  4. Использование второго индикаторного вещества или проявителя.
  5. Анализ и контроль полученных результатов.

В результате химической диффузии, которая происходит в результате смешивания жидкостей, все трещины и повреждения на обследуемом объекте проявляются, что позволяет диагносту определить их характер. Чем этот процесс интенсивней, тем серьезней глубина повреждения и его толщина. Именно контрастность диффузионных проявлений является ключевым в этом процессе обследования сварных соединений.

Капиллярная диагностика имеет ряд принципиальных преимуществ. Они заключаются в следующем:

  • точность и определенность мелких повреждений на обследуемом объекте;
  • значительный рост спектрального обзора всех дефектов на поверхности объектов;
  • небольшая стоимость метода.

Но у цветной диагностики есть и свои недостатки, которые ограничивают сферу ее применения. Это:

  • отсутствие точности диагностирования при холодных температурных режимах;
  • относительно долгий процесс диагностики;
  • сложность проведения процедуры;
  • высокая зависимость результатов от человеческого фактора и субъективного подхода оператора;
  • отсутствие в методе механизированных, а также автоматизированных процессов;
  • сложность при хранении индикаторных жидкостей и низкий срок их эксплуатации.

Квалификация специалиста, осуществляющего капиллярную диагностику, является существенным фактором для ее качественного провидения. От него зависит насколько точно будут подобраны необходимые индикаторные жидкости.

Этот метод применяется достаточно широко для оценки качества исполнения сварных швов шириной 0,1 см и глубиной 0,3 см.

Его применяют надзорные организации, а также практически во всех отраслях промышленности, где существуют сварные металлические конструкции.

Источник: https://1cert.ru/stati/analiz-metodov-kontrolya-kachestva-svarnykh-soedineniy-i-shvov

Контроль сварных швов в труднодоступных местах. Методы контроля

Работаю сварщиком на стройке. Опыт работы небольшой. Варю, в основном, трубы сантехнических систем. Довольно часто стыкую трубы, когда шов почти вплотную к стене. Приходится изощряться, изгибать электрод.

Но, это ещё полбеды. Голову-то между трубой и стеной не засунешь, чтобы посмотреть, как заварилось.

Подскажите, пожалуйста, опытные сварщики, как вы из положения выходите в этом случае? Заранее благодарен!

Есть такая сложность в работе сварщиков. Особенно, при монтаже трубопроводов на подводных лодках. Вот там и стали впервые применять женское круглое зеркальце для контроля сварных соединений в труднодоступных местах.

Но, во-первых, не всегда есть возможность засунуть руку с зеркальцем между стеной и деталью, а во-вторых, иногда и варить необходимо с зеркалом, а рук не хватает! В одной держатель с электродом, в другой маска сварочная.

Вот тут-то на помощь и приходит инспекционное зеркало, которое можно предварительно закрепить в удобном положении, и через него наблюдать и контролировать процесс сварки. И руки свободны, и зона доступна!

Методы контроля сварных швов

Ответственные конструкции контролируют на отсутствие дефектов. Но не всегда можно различить дефекты невооруженным глазом или при некотором увеличении.

Происходит это по причине того, что они могут сливаться с общим рельефом в силу своих небольших размеров или попросту находиться внутри шва, не выходя на поверхность.

Важно

Поэтому применяют разные неразрушающие методы контроля (НМК), призванные проявить все существующие изъяны.
Качество сварного шва сказывается на работе деталей и конструкций: ухудшаются их прочностные свойства, что может привести к разрушению в процессе работы.

Системы, испытывающие постоянное или переменное давление, могут дать течь из-за микропор, микротрещин и т.д. Вот почему на контрольную операцию отводится больше времени, внимания и затрат, чем на саму сварку.

Визуальный контроль

Не смотря на то, что он находится в ряду одних из самых неэффективных и несовершенных методов, тем не менее, он наиболее простой и распространенный.

Контролируют ширину шва и его катет, если речь идет об угловом соединении, основные размеры; измеряют радиальные биения, поводки (коробления).

Так же смотрят отсутствие пор, усадочных раковин, трещин, непроваров, подрезов, а в случае пайки еще и непропаев (читайте «Распространенные дефекты сварных швов»).

Шов должен быть равномерный, чистый, без видимых дефектов. Если обнаружено что-то, что не соответствует вашим критериям или требованиям технической или конструкторской документации, это всегда можно исправить подваркой проблемных мест, пока еще не произведена окончательная механическая обработка.

Проверка на герметичность

Если конструкция узла позволяет провести контроль качества шва на герметичность, это можно сделать несколькими способами:

1. Керосин имеет свойство проникать в мельчайшие поры и трещины. Например, если вы приварили днище к цилиндру – налейте в него немного керосина, за счет капиллярного эффекта даже наличие невидимых глазу дефектов станет очевидным — керосин просочится и проявится на наружной стороне стакана.

Совет

2. Если кроме герметичности нужно проверить узел еще и на прочность, керосин или другую рабочую жидкость подают с давлением в несколько раз превышающим рабочее. Контролируют отсутствие жидкости на сварных швах визуально или с помощью индикаторной бумаги.

Читайте также:  Температура и другие важные характеристики сварочной дуги

3. Герметичность также можно проверить, подав в узел сжатый воздух давлением в несколько атмосфер. Такой узел опускают в дистиллированную воду и контролируют отсутствие пузырьков воздуха на его поверхностях.

Осуществляют при помощи УЗВ-дефектоскопов. Определяют данным методом скрытые дефекты, такие как трещины, непровары, включения шлака, засоры. Контролировать можно результаты аргонодуговой, электросварки, контактной, электронно-лучевой, диффузионной и других видов сварок.

Суть метода заключается в том, что посылаемый через металлическую деталь с помощью датчика ультразвук проходит ее насквозь, если не встречает препятствий. Как только появляется «полость», например, непроварившийся участок, звук отражается от него и попадает обратно в прибор, который и сигнализирует о проблеме.

Этот метод отбраковки также относится к НМК.

В его основе лежит использование магнитных полей, если выражаться более точно, магнитных полей рассеяния, которые возбуждаются над участком расположения дефектов при местном намагничивании деталей. В качестве состава для индикации наносят ферромагнитный материал, размеленный в порошок (контролируемый материал тоже должен обладать ферромагнитной природой).

С помощью МК выявляют дефекты лежащие или выходящие на поверхность, а также находящиеся под поверхностью. Подповерхностные дефекты могут залегать на существенной глубине, интенсивность индикации напрямую зависит от размера дефекта. Чем он больше, тем выше величина магнитного рассеяния.
Дефектации подлежат литейные детали, полученные сваркой (швы), с эксплуатации.

Выявляют трещины различной природы образования, волосовины (пузырьки воздуха, вытягивающиеся в «линии» в процессе проката металла), непровары и другие дефекты, величиной от 0,001 мм.

МК имеет следующие достоинства: • Приборы МК высокочувствительны; • Простота технологии проверки деталей различных геометрических размеров и форм; • Некоторые элементы возможно контролировать не снимая с металлоконструкции;

• Высокая скорость дефектации.

Технологический процесс МК: • Подготовительные работы. Детали должны быть чистыми, промыты в нефрасе, ацетоне. оптимальная шероховатость Rа2,5 (смотрите ГОСТ 21105-87); • Намагничивание; • Погружение в ванну с индикаторной суспензией или нанесение ее ( в зависимости от типа используемых устройств: стационарное, переносное);

• Визуальный контроль полученной «картины» и разбраковка.

Второе название – капиллярная дефектоскопия. Метод очень надежный. Основан на использовании свойства состава индикаторной жидкости (пенетранта) проникать в мельчайшие трещины, поры, царапины, которые в результате последующей обработки можно проявить.

Обратите внимание

Таким образом, можно сделать видимыми дефекты, которые выходят на поверхность и не могут быть обнаружены ни с помощью визуального осмотра невооруженным глазом, ни даже при использовании микроскопов с большой кратностью окуляра из-за того, что они по цвету практически неотличимы от фона рассматриваемой сварной детали.

Для примера, с помощью «капиллярки» можно выявить трещину с шириной развития менее 1 мкм. После проведения  такого контроля все изъяны, выходящие на поверхность или имеющие раскрытие, будут подкрашены («подсвечены») в красный цвет, который хорошо выделяется на сером фоне металла.

Проверке можно подвергать различные баки, трубы, металлические конструкции, изготовленные из стали и алюминия.

Однако метод требует присутствия обученного персонала и спецоборудования, что делает затруднительным его применение в кустарном производстве.

На снимке видны поры в сварном шве

Осуществляют по ГОСТ 7512-82 (pdf) «Контроль неразрушающий» и основан на способности различных материалов поглощать рентгеновские волны с различной степенью интенсивности. Например, металл поглощает волны больше, чем включения шлака.

Соответственно на фотоснимке будут видны засоры и несплошности в металлической детали, они будут отражены более светлыми областями. На практике метод показал высокую эффективность определения наличия вольфрамовых включений, засоров, пор и пористости, усадочных раковин, трещин и шлака, непроваров и т.д. и т.п.

Кроме волн Ренгена используют изотопы иридия, селена, цезия и кобальта. С помощью метода контролируют трубопроводы, чаще всего магистральные газовые, нефтяные и технологического назначения по ОСТ 102-51-85 . Так же есть смысл проверять, таким образом, металлические конструкции и различное производственное оборудование.

Способ не применяют, если: • Если направление развития дефекта не соответствует направлению просвечивания • Если размеры трещин, несплошностей и включений слишком малы для чувствительности рентгеном

Вывод: рентгенографическое исследование эффективно в рамках своей области применения, при расположении дефектов, например под острым углом, затрудняется их идентификация. Но если применять его в комплексе с ультразвуковой проверкой, надежность контроля увеличивается.

Источник: http://svarka-master.ru/kontrol-svarny-h-shvov-v-trudnodostupny-h-mestah/

Контроль качества сварных швов

Федеральное агентство по образованию

Филиал Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Московский энергетический институт (технический университет)» в г.Смоленске

Кафедра пищевой инженерии

Реферат по Теории конструкционных материалов

на тему

Контроль качества сварных швов

Группа: ПИ-06

Преподаватель: Даниленко Е.А.

Студент: Поточкина А. Н

Смоленск

2008 г.

По ГОСТ 15467-79 качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Качество сварных изделий зависит от соответствия материала техническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правильности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих.

Важно

Обеспечить высокие технические и эксплуатационные свойства изделий можно только при условии точного выполнения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как производственных процессов, так и готовых изделий.

При правильной организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.

В процессе образования сварного соединения в металле шва в зоне термического влияния могут возникать дефекты, т. е. отклонения от установленных норм и требований, приводящие к снижению прочности, эксплуатационной надежности, точности, а также ухудшению внешнего вида изделия.

Дефекты сварных швов являются следствием неправильного выбора или нарушения технологического процесса, применения некачественных сварочных материалов и низкой квалификации сварщика. Дефекты сварных соединений классифицируют по причинам возникновения и месту их расположения.

Выделяют следующие виды дефектов в сварных соединениях: наплыв; подрез; непровар; наружные трещины и поры; внутренние трещины и поры; внутренний непровар; шлаковые включения.

В зависимости от того, нарушается или не нарушается целостность сварного соединения при контроле, различают неразрушающие и разрушающие методы контроля.

К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относят внешний осмотр, контроль на непроницаемость (или герметичность) конструкций, контроль для обнаружения дефектов, выходящих на поверхность, контроль скрытых и внутренних дефектов.

К разрушающим методам контроля относятся способы испытания контрольных образцов с целью получения необходимых характеристик сварного соединения.

Совет

Дефекты сварных соединений различают по причинам возникновения и месту их расположения. В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы.

К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения: горячие и холодный трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния. Ко второй группе дефектов, которые называют дефектами формирования швов, относят дефекты, происхождение которых связано в основном с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой и сборкой элементов конструкции под сварку, неисправностью оборудования, небрежностью и низкой квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К дефектам этой группы относятся несоответствие швов расчетным размерам, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаваренныс кратеры и др.

Дефекты по месту расположения подразделяются на внешние и внутренние.

К внешним относятся: нарушение установленных размеров и формы шва, непровар, подрез зоны сплавления, поверхностное окисление, прожог, наплыв, поверхностные поры, незаваренные кратеры и трещины на поверхности шва.

К внутренним дефектам относятся следующие: внутренние поры, неметаллические включения, непровар и внутренние трещины.

Нарушение установленных размеров и формы шва выражается в неполномерности ширины и высоты шва, в чрезмерном усилении и резких переходах от основного металла к наплавленному. Эти дефекты при ручной сварке являются результатом низкой квалификации сварщика, плохой подготовки свариваемых кромок, неправильного выбора сварочного тока, низкого качества сборки под сварку. Дефекты формы шва могут быть и следствием колебания напряжения в сети.

Виды дефектов приведены на рис. 1. Дефектами формы и размеров сварных швов являются их неполномерность, неравномерные ширина и высота, бугристость, седловины, перетяжки и т.п.

Эти дефекты снижают прочность и ухудшают внешний вид шва.

Причины их возникновения при механизированных способах сварки – колебания напряжения в сети, проскальзывание проволоки в подающих роликах, неравномерная скорость сварки из-за люфтов в механизме перемещения сварочного автомата, неправильный угол наклона электрода, протекание жидкого металла в зазоры, их неравномерность по длине стыка и т.п. Дефекты формы и размеров швов косвенно указывают на возможность образования внутренних дефектов в шве.

Наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на поверхность холодного основного металла без сплавления с ним. Они могут быть местными – в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва.

Чаще всего наплывы образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования наплывов – большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск.

Обратите внимание

При выполнении кольцевых швов наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.

Подрезы представляют собой продолговатые углубления (канавки), образовавшиеся в основном металле вдоль края шва. Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги.

Основной причиной подрезов при выполнении угловых швов является смещение электрода в сторону вертикальной стенки. Это вызывает значительный разогрев металла вертикальной стенки и его стекание при оплавлении на горизонтальную стенку.

Подрезы приводят к ослаблению сечения сварного соединения и концентрации в нем напряжений, что может явиться причиной разрушения.

Прожоги – это сквозные отверстия в шве, образованные в результате вытекания части металла ванны.

Причинами их образования могут быть большой зазор между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок, чрезмерный сварочный ток, недостаточная скорость сварки.

Наиболее часто прожоги образуются при сварке тонкого металла и выполнении первого прохода многослойного шва. Прожоги могут также образовываться в результате недостаточно плотного поджатая сварочной подкладки или флюсовой подушки.

Непроваром называют местное несплавление кромок основного металла или несплавление между собой отдельных валиков при многослойной сварке. Непровары уменьшают сечение шва и вызывают концентрацию напряжений в соединении, что может резко снизить прочность конструкции.

Причины образования непроваров – плохая зачистка металла от окалины, ржавчины и загрязнений, малый зазор при сборке, большое притупление, малый угол скоса кромок, недостаточный сварочный ток, большая скорость сварки, смещение электрода от центра стыка.

Непровары выше допустимой величины подлежат удалению и последующей заварке.

Трещины , также как и непровары, являются наиболее опасными дефектами сварных швов. Они могут возникать как в самом шве, так и в околошовной зоне и располагаться вдоль или поперек шва. По своим размерам трещины могут быть макро- и микроскопическими. На образование трещин влияет повышенное содержание углерода, а также примеси серы и фосфора.

Шлаковые включения , представляющие собой вкрапления шлака в шве, образуются в результате плохой зачистки кромок деталей и поверхности сварочной проволоки от оксидов и загрязнений.

Они возникают при сварке длинной дугой, недостаточном сварочном токе и чрезмерно большой скорости сварки, а при многослойной сварке – недостаточной зачистке шлаков с предыдущих слоев.

Шлаковые включения ослабляют сечение шва и его прочность.

Неметаллические включения образуются при сварке малым сварочным током, при применении недоброкачественных электродов, сварочной проволоки, флюса, загрязненных кромок и плохой очистке шва от шлака при многослой ной сварке.

Важно

При неправильно выбранном режиме сварки шлаки и оксиды не успевают всплыть на поверхность и остаются в металле шва в виде неметаллических включений. Трещины, наружные и внутренние, являются опасными и недопустимыми дефектами сварных швов.

Они образуются вследствие напряжении, возникающих в металле от его неравномерного нагрева, охлаждения и усадки.

Высокоуглеродистые и легированные стали после сварки при охлаждении закаливаются, в результате чего могут образоваться трещины. Причина возникновения трещин повышенное содержание в стали вредных примесей (серы и фосфора).

Газовые поры появляются в сварных швах при недостаточной полноте удаления газов при кристаллизации металла шва.

Причины пор – повышенное содержание углерода при сварке сталей, загрязнения на кромках, использование влажных флюсов, защитных газов, высокая скорость сварки, неправильный выбор присадочной проволоки. Поры могут располагаться в шве отдельными группами, в виде цепочек или единичных пустот.

Иногда они выходят на поверхность шва в виде воронкообразных углублений, образуя так называемые свищи. Поры также ослабляют сечение шва и его прочность, сквозные поры приводят к нарушению герметичности соединений.

Источник: http://MirZnanii.com/a/194241/kontrol-kachestva-svarnykh-shvov

Контроль и устранение дефектов сварных соединений

Сварные соединения подвергают проверке для определения возможных отклонений от технических условий, предъявляемых данному виду изделий. Изделие считается качественным, если отклонения не превышают допустимые нормы. В зависимости от вида сварных соединений и условий дальнейшей эксплуатации, изделия после сварки подвергают соответствующему контролю.

Читайте также:  Преимущества и недостатки usb паяльника

Контроль сварных соединений может быть предварительным, когда проверяют качество исходных материалов, подготовку свариваемых поверхностей, состояние оснастки и оборудования.

К предварительному контролю относят также сварку опытных образцов, которые подвергают соответствующим испытаниям.

При этом в зависимости от условий эксплуатации опытные образы подвергают металлографическим исследованиям и неразрушающим или разрушающим методам контроля.

Под текущим контролем понимают проверку соблюдения технологических режимов, стабильность режимов сварки. При текущем контроле проверяют качество наложения послойных швов и их зачистку. Окончательный контроль осуществляют в соответствии с техническими условиями. Дефекты, обнаруженные в результате контроля, подлежат исправлению.

Неразрушающие методы контроля сварных соединений

Существует десять неразрушающих методов контроля сварных соединений, которые применяют в соответствии с техническими условиями. Вид и количество методов зависят от технической оснащенности сварочного производства и ответственности сварного соединения.

Внешний осмотр — наиболее распространенный и доступный вид контроля, не требующий материальных затрат. Данному контролю подвергают все виды сварных соединений, несмотря на использования дальнейших методов. При внешнем осмотре выявляют практически все виды наружных дефектов. При этом виде контроля определяют непровары, наплывы, подрезы и другие дефекты, доступные обозрению.

Внешний осмотр выполняют невооруженным глазом или используют лупу с 10-ти кратным увеличением. Внешний осмотр предусматривает не только визуальное наблюдение, но и обмер сварных соединений и швов, а также замер подготовленных кромок. В условиях массового производства существуют специальные шаблоны, позволяющие с достаточной степенью точности измерить параметры сварных швов.

Совет

В условиях единичного производства сварные соединения обмеряют универсальными мерительными инструментами или стандартными шаблонами, пример которых приведен на рис.1.

Набор шаблонов ШС-2 представляет собой комплект стальных пластинок одинаковой толщины, расположенных на осях между двумя щеками. На каждой из осей закреплено по 11 пластин, которые с двух сторон поджимаются плоскими пружинами.

Две пластины предназначены для проверки узлов разделки кромок, остальные — для проверки ширины и высоты шва.

С помощью этого универсального шаблона можно проверять углы разделки кромок, зазоры и размеры швов стыковых, тавровых и угловых соединений.

Непроницаемость емкостей и сосудов, работающих под давлением, проверяют гидравлическими и пневматическими испытаниями. Гидравлические испытания бывают с давлением, наливом или поливом водой.

Для испытания наливом сварные швы сушат или протирают насухо, а емкость заполняют водой так, чтобы влага не попала на швы.

После наполнения емкости водой все швы осматривают, отсутствие влажных швов будет свидетельствовать об их герметичности.

Обратите внимание

Испытаниям поливом подвергают громоздкие изделия, у которых есть доступ к швам с двух сторон. Одну сторону изделия поливают водой из шланга под давлением и проверяют герметичность швов с другой стороны.

При гидравлическом испытании с давлением сосуд наполняют водой и создают избыточное давление, превышающее в 1,2 —2 раза рабочее давление. В таком состоянии изделие выдерживают в течение 5 — 10 минут. Герметичность проверяют по наличию влаги наливах и величине снижения давления. Все виды гидравлических испытаний проводят при положительных температурах.

Пневматические испытания в случаях, когда невозможно выполнить гидравлические испытания. Пневматические испытания предусматривают заполнение сосуда сжатым воздухом под давлением, превышающим на 10-20 кПа атмосферное или 10 – 20% выше рабочего.

Швы смачивают мыльным раствором или погружают изделие в воду. Отсутствие пузырей свидетельствует о герметичности. Существует    вариант пневматических   испытаний   с   гелиевым течеискателем.

Для этого внутри сосуда создают вакуум, а снаружи его обдувают смесью воздуха с гелием, который обладает исключительной проницаемостью. Попавший внутрь гелий отсасывается и попадает на специальный прибор — течеискатель, фиксирующий гелий.

По количеству уловленного гелия судят о герметичности сосуда. Вакуумный контроль проводят тогда, когда невозможно выполнить другие виды испытаний.

Герметичность швов можно проверить керосином. Для этого одну сторону шва при помощи пульверизатора окрашивают мелом, а другую смачивают керосином. Керосин имеет высокую проникающую способность, поэтому при неплотных швах обратная сторона окрашивается в темный тон или появляются пятна.

Химический метод испытания основан на использовании взаимодействия аммиака с контрольным веществом. Для этого в сосуд закачивают смесь аммиака (1%) с воздухом, а швы проклеивают лентой, пропитанной 5%-ным раствором азотнокислой ртути или раствором фенилфталеина. При утечках цвет ленты меняется в местах проникновения аммиака.

Магнитный контроль. При этом методе контроля дефекты швов обнаруживают рассеиванием магнитного поля. Для этого к изделию подключают сердечник электромагнита или помещают его внутрь соленоида. На поверхность намагниченного соединения наносят железные опилки, окалину и т.д., реагирующие на магнитное поле.

Важно

В местах дефектов на поверхности изделия образуются скопления порошка, в виде направленного магнитного спектра. Чтобы порошок легко перемещался под воздействием магнитного поля, изделие слегка постукивают, придавая мельчайшим крупинкам подвижность.

Поле магнитного рассеивания можно фиксировать специальным прибором, называемым магнитографическим дефектоскопом. Качество соединения определяют методом сравнивания с эталонным образцом.

Простота, надежность и дешевизна метода, а главное его высокая производительность и чувствительность позволяют использовать его в условиях строительных площадок, в частности при монтаже ответственных трубопроводов.

Радиационный контроль позволяет обнаружить в полости шва дефекты, невидимые при наружном осмотре. Сварной шов просвечивают рентгеновским или гамма-излучением, проникающим через металл (рис.2), для этого излучатель (рентгеновскую трубку или гамма-установку) размещают напротив контролируемого шва, а с противоположной стороны – рентгеновскую пленку, установленную в светонепроницаемой кассете.

Рис. 1. Измерение разделки кромок, зазоров и размеров швов шаблоном ШС-2  Рис. 2. Радиационный контроль: А — рентгеновское излучение; Б — гамма-излучение: 1 — экраны усиливающие; 2 — рентгеновская пленка; 3 — кассета; 4 — рентгеновское излучение; 5 — рентгеновская трубка; 6 — гамма-излучение; 7 — свинцовый кожух; 8 — ампула радиоактивного вещества.

Лучи, проходя через металл, облучают пленку, оставляя в местах дефектов более темные пятна, так как дефектные места обладают меньшим поглощением.

Рентгеновский метод более безопасен для работающих, однако его установка слишком громоздка, поэтому он используется только в стационарных условиях. Гамма-излучатели обладают значительной интенсивностью и позволяют контролировать металл большей толщины.

Благодаря портативности аппаратуры и дешевизне метода этот тип контроля широко распространен в монтажных организациях. Но гамма-излучение представляет большую опасность при неосторожном обращении, поэтому пользоваться этим методом можно только после соответствующего обучения.

К недостаткам радиографического контроля относят тот факт, что просвечивание не позволяет выявить трещины, расположенные не по направлению основного луча.

Наряду с радиационными методами контроля применяют рентгеноскопию, то есть получение сигнала о дефектах на экране прибора. Этот метод отличается большей производительностью, а его точность практически не уступает радиационным методам.

Ультразвуковой метод (рис.3) относится к акустическим методам контроля, обнаруживающим дефекты с малым раскрытием: трещины, газовые поры и шлаковые включения, в том числе и те, которые невозможно     определить     радиационной дефектоскопией.

Совет

Принцип его действия основан на способности ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред.  Наибольшее распространение получил пьезоэлектрический способ получения звуковых волн.

Этот метод основан на возбуждении механических колебаний при наложениях переменного электрического     поля в пьезоэлектрических материалах, в качестве которых используют кварц, сульфат лития, титанат бария и др.

Для этого с помощью пьезометрического щупа ультразвукового дефектоскопа, помещаемого на поверхность сварного соединения, в металл посылают направленные звуковые колебания. Ультразвук с частотой колебаний более 20 000 Гц вводят в изделие отдельными импульсами под углом к поверхности металла.

При встрече с границей раздела двух сред ультразвуковые колебания отражаются и улавливаются другим щупом. При однощуповой системе это может быть тот же щуп, который подавал сигналы. С приемного щупа колебания подаются на усилитель, а затем усиленный сигнал отражается на экране осциллографа.

Для контроля качества сварных швов в труднодоступных местах в условиях строительных площадок используют малогабаритные дефектоскопы облегченной конструкции.

К преимуществам ультразвукового контроля сварных соединений относят: большую проникающую способность, позволяющую контролировать материалы большой толщины; высокую производительность прибора него чувствительность, определяющую местонахождение дефекта площадью 1 — 2 мм2. К недостаткам системы можно отнести сложность определения вида дефекта. Поэтому ультразвуковой метод контроля иногда применяют в комплексе с радиационным.

Рис. 3. Схема ультразвукового контроля: 1 — генератор ультразвуковых колебаний; 2 —пьезоэлектрический щуп; 3 — усилитель; 4 — экран дефектоскопа.  Рис. 4.  Варианты образцов для определения механических свойств (размеры в мм): А —Б — на растяжение наплавленного металла (А) и сварного соединения (Б); В — на изгиб; Г — на ударную вязкость.

Разрушающие методы контроля сварных соединений

К разрушающим методам контроля относятся способы испытания контрольных образцов с целью получения необходимых характеристик сварного соединения.

Эти методы могут применяться как на контрольных образцах, так и на отрезках, вырезанных из самого соединения.

В результате разрушающих методов контроля проверяют правильность подобранных материалов, выбранных режимов и технологий, осуществляют оценку квалификации сварщика.

Обратите внимание

Механические испытания являются одним из основных методов разрушающего контроля. По их данным можно судить о соответствии основного материала и сварного соединения техническим условиям и другим нормативам, предусмотренным в данной отрасли.

К механическим испытаниям относят:

  • испытание сварного соединения в целом на различных его участках (наплавленного металла, основного металла, зоны термического влияния) на статическое (кратковременное) растяжение;
  • статический изгиб;
  • ударный изгиб (на надрезанных образцах);
  • на стойкость против механического старения;
  • измерение твердости металла на различных участках сварного соединения.

Контрольные образцы для механических испытаний варят из того же металла, тем же методом и тем же сварщиком, что и основное изделие. В исключительных случаях контрольные образцы вырезают непосредственно из контролируемого изделия. Варианты образцов для определения механических свойств сварного соединения показаны на рис.4.

Статическим растяжением испытывают прочность сварных соединений, предел текучести, относительное удлинение и относительное сужение.

Статический изгиб проводят для определения пластичности соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне.

Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом.

Ударный изгиб — испытание, определяющее ударную вязкость сварного соединения. По результатам определения твердости можно судить о прочностных характеристиках, структурных изменениях металла и об устойчивости сварных швов против хрупкого разрушения.

В зависимости от технических условий изделие может подвергаться ударному разрыву. Для труб малого диаметра с продольными и поперечными швами проводят испытания на сплющивание.

Мерой пластичности служит величина просвета между поджимаемыми поверхностями при появлении первой трещины.

Важно

Металлографические исследования сварных соединений проводят для установления структуры металла, качества сварного соединения, выявляют наличие и характер дефектов. По виду излома устанавливают характер разрушения образцов, изучают макро- и микроструктуру сварного шва и зоны термического влияния, судят о строении металла и его пластичности.

Макроструктурный анализ определяет расположение видимых дефектов и их характер, а также макрошлифы и изломы металла. Его проводят невооруженным глазом или под лупой с 20-ти кратным увеличением.

Микроструктурный анализ проводится с увеличением в 50-2000 раз с помощью специальных микроскопов. При этом методе можно обнаружить окислы на границах зерен, пережог металла, частицы неметаллических включений, величину зерен металла и другие изменения в его структуре, вызванные термической обработкой. При необходимости делают химический и спектральный анализ сварных соединений.

Специальные испытания выполняют для ответственных конструкций. Они учитывают условия эксплуатации и проводятся по методикам, разработанным для данного вида изделий.

Устранение дефектов сварки

Выявленные в процессе контроля дефекты сварки, которые не соответствуют техническим условиям, должны быть устранены, а если это невозможно, изделие бракуют. В стальных конструкциях снятие бракованных сварных швов осуществляют плазменно-дуговой резкой или строжкой с последующей обработкой абразивными кругами.

Дефекты в швах, подлежащих термической обработке, исправляют после отпуска сварного соединения. При устранении дефектов следует соблюдать определенные правила:

  • длина удаляемого участка должна быть с каждой стороны длиннее дефектного участка;
  • ширина разделки выборки должна быть такой, чтобы ширина шва после заварки не превышала его двойную ширину до заварки.
  • профиль выборки должен обеспечивать надежность провара в любом месте шва;
  • поверхность каждой выборки должна иметь плавные очертания без резких выступов, острых углублений и заусенцев;
  • при заварке дефектного участка должно быть обеспечено перекрытие прилегающих участков основного металла.

После заварки участок зачищают до полного удаления раковин и рыхлости в кратере, выполняют плавные переходы к основному металлу. Удаление заглубленных наружных и внутренних дефектных участков в соединениях из алюминия, титана и их сплавов следует выполнять только механическим способом — шлифовкой абразивными инструментами или резанием. Допускается вырубка с последующей шлифовкой.

Подрезы устраняют наплавкой ниточного шва по всей длине дефекта.

В исключительных случаях допускается применение оплавления небольших подрезов аргонно-дуговыми горелками, что позволяет выполнить сглаживание дефекта без дополнительной наплавки.

Наплывы и другие неровности формы шва исправляют механической обработкой шва по всей длине, не допуская занижения общего сечения.

Кратеры швов заваривают.

Прожоги зачищают и заваривают.

Все исправления сварных соединений должны выполняться по той же технологии и теми же материалами, что применялись при наложении основного шва.

Исправленные швы подвергают повторному контролю, по методикам, соответствующим требованиям к данному виду сварного соединения. Число исправлений одного и того же участка сварного шва не должно превышать трех.

Источник: http://build.novosibdom.ru/node/288

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector