Химический способ контроля швов

Контроль качества сварных швов и соединений

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

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.

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. 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.

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

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. 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. 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. 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.

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

Контроль сварных соединений

Содержание:

Заключительным этапом работ по сварке в обязательном порядке является контроль сварных соединений. Проверяется их качество, соответствие требованиям нормативов и наличие дефектов, как видимых, так и скрытых. Сварка и контроль являются неразделимыми понятиями.

Имеется много способов, как проверить качество сварного шва. Выбор осуществляется с учетом возможностей предприятия, на котором происходит сварка, и важности конструкции, для которой она производится. Для проведения контроля качества сварных соединений и швов можно привлекать сторонние лаборатории и организации, специализирующиеся именно на этом виде деятельности.

Контроль качества сварных соединений и швов использует разнообразные способы контроля. Имеются различные виды контроля сварных соединений, применяемых на практике.

Визуальный осмотр

Это самый простой и примитивный метод контроля, с которого необходимо начинать контроль качества сварных швов. Не все дефекты являются глубоко запрятанными. Значительная их часть находится снаружи. Визуальный осмотр позволит их увидеть и при необходимости сразу отбраковать, что приводит к экономии времени и сил. Понятно, что этот вид контроля является неразрушающим. При визуальном осмотре легко увидеть основные геометрические параметры сварного шва и дать им оценку.

Визуальный осмотр не является выборочным. Ему подлежат все выполненные сварные соединения. Для более точной оценки можно использовать лупу с большим увеличением. Больше никаких приспособлений не понадобится, кроме штангенциркуля и шаблонов для производства измерений найденных отклонений.

Хотя визуальный осмотр определяет в основном геометрические параметры сварного шва и внешние недостатки, частично внешний осмотр может сигнализировать и о наличии внутренних изъянов. Так, например, неравномерность поверхности валиков может быть следствием непроваров, находящихся внутри. Такие подсказки следует учитывать при более тщательных способах исследования.

Чтобы дефекты были лучше видны, перед началом осмотра с поверхности удаляют все загрязнения и остатки шлака. Швы можно обработать азотной кислотой, после чего быстро убрать ее остатки с помощью спирта.

Капиллярный способ

Методы контроля сварных соединений включают и такой популярный как капиллярный, называемый также контроль сварных соединений ПВК. Метод является контролем проникающими веществами. Для него разработан специальный нормативный документ — ГОСТ 18442, в котором изложены основные требования к применению капиллярного метода.

Одно из основных преимуществ капиллярного способа состоит в том, что он является неразрушающим методом контроля качества сварных соединений. При этом способе используется свойство, присущее жидкости, — проникать в капилляры, имеющие микроскопический размер. Для его применения необходимо наличие специальных жидкостей, которые называются индикаторами или иначе пенетрантами.

Именно такие жидкости обладают особым свойством проникать в мельчайшие трещинки. Поскольку они обладают ярким цветом, чаще всего красным, то его следы становятся заметными даже невооруженным глазом без особого напряжения. Если дефект имеет слишком маленький размер, то можно использовать лупу.

Капиллярный метод контроля сварных швов универсален. Он позволяет обнаруживать различные дефекты — трещины, поры, непровары, прожоги. К достоинствам способа относится его дешевизна — наличие дорогого оборудования не требуется, а пенетранты стоят относительно недорого. Метод позволяет определять точные параметры дефектов и их местоположение.

Капиллярный контроль можно использовать как для черных, так и цветных металлов. Это позволяет находить ему применение в различных областях.

Имеется следующие разновидности капиллярного контроля:

Основной метод основан на том, что находит применение использование проникающих жидкостей, имеющих яркую окраску. Под комбинированном способом понимается применение сразу нескольких методов контроля качества сварки. Обязательное условие — в их число входит капиллярный метод. Кроме него могут применяться такие способы как: индукционный, магнитный, радиографический. А также другие методы контроля сварных швов.

Каждый из них имеет свои разновидности. При основном способе они подразделяются в зависимости от типа выбранного проникающего вещества и от варианта, с помощью которого происходит считывание информации.

Разновидности основного способа в зависимости от проникающего вещества:

• специальные растворы;
• фильтрующие суспензии.

Разновидности основного способа в зависимости от того, какой применяется способ считывания информации:

• хроматический;
• ахроматический;
• люминесцентный;
• люминесцентно-хроматический.

Хроматический способ называют цветным. А ахроматический — яркостным. Поэтому можно встретить название люминесцентно-цветной способ.

Подразделения комбинированного метода зависят от варианта, с помощью которого осуществляется воздействие на проверяемую поверхность. В их названии первое слово является «капиллярно», а продолжениями служат:

• электростатический;
• электроиндукционный;
• магнитный;
• радиационный метод поглощения;
• радиационный метод излучения.

Кроме индикаторов при комбинированном способе находит применение и специальное оборудование. Пример такого сочетания — сначала осуществляют контроль капиллярным методом, а затем уточняют результаты с помощью радиографического, используя рентгеновский аппарат.

Технология дефектоскопии заключается в следующем:

1. Очищение проверяемой поверхности.
2. Осушение поверхности.
3. Нанесение на исследуемую поверхность пенетранта.
4. Промежуточная очистка.
5. Нанесение проявителя.
6. Осмотр результатов и вынесение заключения.

Очистка

Очищение можно сделать с помощью любого растворителя. Необходимо проследить, чтобы на поверхности не осталось грязи, пятен краски и масла. Для очищения поверхности также можно применить наждачную бумагу или металлическую щетку. Но для контроля точных и ответственных соединений, имеющих ровную поверхность, к этому лучше не прибегать.

Химическая очистка осуществляется различными химическими средствами, позволяющими удалять все виды загрязнений и пятен. Если химические вещества останутся на поверхности, то может произойти реакция с индикаторами. Для избежания этого они должны быть смыты с поверхности водой или подобными средствами.

Осушение

Осушение должно происходить естественным путем на воздухе. Применение салфеток или полотенец может привести к тому, что на поверхности останутся ворсинки, которые сделают дальнейший контроль менее достоверным.

Нанесение индикаторов

Нанесение на исследуемую поверхность индикаторов может производиться различными способами. При капиллярном методе жидкость наносят путем смачивания, струей из баллончика, погружением соединений в ванну с индикатором при условии их небольшого размера.

Вакуумный способ предполагает всасывание индикаторной жидкости внутрь, когда в полости дефекта образовалась пустота, давление воздуха в которой стало меньше атмосферного.

Компрессионный способ является противоположностью предыдущему. Жидкость проникает внутрь дефекта под действием давления выше атмосферного. Воздух при этом вытесняется.

Ультразвуковой метод состоит в заполнении полостей при помощи ультразвука. Деформационный способ состоит в воздействии на проникающую жидкость колебаний звуковой волны.

Промежуточная очистка

Промежуточную очистку следует осуществлять таким образом, чтобы не вызвать удаления индикатора из полости, образованной дефектом. Очистка посредством воды производится или обрызгиванием или протиркой влажным кусочкам ткани. При этом сильно нажимать на поверхность не следует, чтобы не повредить ее. Температура воды должна быть не более 50°С.

При очистке растворителями предварительно убирают излишек влаги салфеткой без ворса. Затем производят очищение смоченной в растворителе тканью.

Для очищения могут применяться эмульгаторы. Они бывают водочувствительными или на основе масел. Эмульгатор наносят на поверхность после ее очищения водой. Затем поверхность снова промывают водой. Можно использовать комбинированную очистку — сначала водой, а затем растворителем.

После промежуточной очистки должно быть обеспечено высушивание контролируемой поверхности. Его можно обеспечить простым вытиранием безворсовой сухой тканью. Излишняя влага может испариться при температуре окружающей среды или при повышенной температуре. Можно направить на проверяемую поверхность струю воздуха. Допускается комбинация этих способов.

Сушку необходимо производить с крайней осторожностью, чтобы ненароком не высушить индикатор в дефектной полости шва. Это обеспечивает ограничение по температуре в 50°С.

Нанесение проявителя

Затем наступает ответственный момент — нанесение проявителя. Его наносят ровным слоем небольшой толщины. Приступать к этому этапу надо сразу после промежуточной очистки, чтобы не появилась новая грязь.

Сухой проявитель можно использовать не во всех случаях, а только с флуоресцентными индикаторами. Наносить его с помощью напыления или электростатического распыления. Покрытие должно быть однородным и равномерным. Локальное нанесение недопустимо.

При использовании жидкого проявителя, изготовленного на основе водной суспензии, его или разбрызгивают специальным аппаратом по поверхности, или наливают в емкость и погружают в нее контролируемое соединение. Длительность погружения не должна быть слишком большой. Затем изделие необходимо высушить обдувом или в печи.

Если жидкий растворитель изготовлен на основе растворителя, то его равномерно распыляют по поверхности до образования тонкой пленки. Жидкий проявитель может представлять собой водный раствор. При погружении в него исследуемого изделия достигается равномерность нанесения. Допустимо распыление специальными аппаратами. После окончания процесса необходимо высушивание.

В зависимости от выбранного способа и размера соединения длительность проявления может составлять от 10 до 30 минут.

Выявление дефектов

Оценку качества сварных соединений следует начинать сразу после того, как высохнет проявитель. Осмотр можно проводить в очках с увеличительными стеклами или с помощью лупы. Если были использованы флуоресцентные индикаторы, испытание проводится в кабине после того, как глаза контролера привыкнут к темноте. Если были применены цветные индикаторы, то поверхности могут быть осмотрены как при дневном, так и при искусственном свете. Необходимо следить, чтобы на поверхность не попадали блики отраженного света.

Повторный контроль

Иногда возникает необходимость в уточнении результата. Тогда проводят повторный контроль соединения. Важным условием при этом является использование тех же средств и методов, что и в первый раз.

Контроль герметичности

Контроль качества сварки и сварных соединений включает в себя исследование на непроницаемость. Герметичность — это отсутствие пропускания как жидких, так и газообразных веществ. Контроль герметичности сварных соединений обнаруживает сквозные дефекты, через которые возможен выход газов или жидкостей наружу или проникновение их внутрь.

Проверка сварных швов на герметичность является неразрушающим видом контроля. Суть метода состоит в оценке количества протекающей через сквозной дефект жидкости или прохождения газа и сравнении этой величины с допуском, который указывается в технических условиях. Существуют сварные соединения, которые в обязательном порядке подлежат проверке на герметичность. В частности к ним относится контроль сварных швов трубопроводов, к которым предъявляются особые требования.

Все существующие методы контроля герметичности сводятся к созданию избыточного давления или, наоборот, разрежения воздуха для того, чтобы обнаружить место, через которое происходит протечка.
Перед началом проведения контроля поверхности следует ее подготовить: почистить их и обезжирить. Существуют разные методы испытаний на герметичность.

Гидравлический способ

Методы контроля качества сварных швов включают в себя проверку с помощью обычной воды. Контролируемое соединение заполняют водой и, применяя насос или гидравлический пресс, создают давление в полтора или два раза превышающее рабочее. При этом наблюдают за сварными швами. Утечка жидкости означает наличие сквозного дефекта.

Пневматический контроль

При проверке используется сжатый воздух, азот или инертный газ, который подают на испытываемую конструкцию. Если она имеет небольшие габариты, то можно поместить ее в воду и обнаружить дефект и его местоположение по выходящим наружу пузырькам.

Если проверке подлежат крупногабаритные соединения, то контроль можно осуществить с помощью пенного индикатора, который представляет собой раствор мыла в воде. При низкой температуре часть воды можно заменить спиртом или добавить глицерин.

В целях безопасности подключают предохранительный клапан и манометр. Наблюдая за показаниями манометра можно осуществлять контроль давления. При наличии сквозных дефектов давление будет уменьшаться. Если давление превысит допустимый уровень, то предохранительный клапан снизит его.

Испытание керосином

Используется свойство керосина, заключающееся в том, что он может подниматься по трубкам, имеющим небольшое поперечное сечение. При испытании роль такой трубки выполняет сквозная трещина или подобный дефект.

На одну из сторон соединения наносят раствор мела в воде и дают ему высохнуть. Затем противоположную сторону смачивают керосином. Время, за которое он может проявить себя, зависит от толщины соединения. При наличии сквозного дефекта на стороне, покрытой меловым растром, можно будет четко увидеть пятна керосина.

Испытание аммиаком

Предварительно подлежащие контролю швы покрывают бинтом, пропитанным фенолфталеином. Вместо бинта можно использовать бумажную ленту. Затем подается аммиак, находящийся под давлением. После прохождения аммиака на ленте или бинте остаются характерные следы.

Проверка течеискателем

Такой метод, называемый ПВТ-контролем сварных соединений, является высокочувствительным и используется для контроля ответственных конструкций. Применяются гелиевые и галоидные течеискатели.

Магнитная дефектоскопия

Методы контроля качества сварных соединений включают в себя такой неразрушающий вид как магнитная дефектоскопия. Этот метод применяется для контроля изделий, имеющих ферромагнитный состав. Он поможет обнаружить неглубокие, но скрытые трещинки, а также инородные включения.

Когда нарушается целостность конструкции внутри нее, то появляется своеобразная «зона рассеяния». При этом на краях образуются полюса. На внешней поверхности сварного изделия напротив внутренней зоны рассеяния происходит ее фиксация. Магнитные линии начинают огибать эту зону, и происходит ее четкое выделение. В этом месте происходит изменение плотности магнитного поля.

Магнитный контроль сварных швов основан на образовании магнитного поля, которое при проверке пронизывает сварное соединение. Для этого применяется особое оборудование. С помощью дефектоскопов имеется возможность обнаружения микроскопических трещин с размером их толщины до 0,001 мм. Суть метода состоит в том, что магнитный поток, путешествуя вдоль сварочного шва, при появлении на его пути дефекта обходит его. Это является следствием того, что магнитная проницаемость в этом месте гораздо меньше, чем магнитная проницаемость самого металла.

Для обнаружения продольных трещин применяется циркулярный вид намагничивания, для поперечных трещин — продольный. Также имеется комбинированный способ.

Контроль сварочных швов методом магнитной металлографии может осуществляться несколькими способами.

Магнитопорошковый

Проверка сварки производится с помощью магнитного порошка, который представляет собой совокупность мельчайших частичек намагниченного металла. В результате воздействия рассеяния магнитного поля эти частички меняют свое положение в пространстве.

Таким методом можно осуществлять контроль качества сварных соединений трубопроводов.

Как правило, ферромагнитный порошок представляет собой железо. Он может использоваться в следующих видах:

• сухой;
• водная эмульсия;
• маслянистая суспензия.

Процесс проверки заключается в том, что частицы порошка, на которые оказывают действие электромагнитные поля, перемещаются равномерно по поверхности. Когда они встречают на своем пути дефект, частицы порошка начинают скапливаться, образуя в таких местах своеобразные валики. Их форма и размер позволяют судить о соответствующих параметрах найденного дефекта.

Технологические операции для выполнения магнитопорошкового метода:

1. Подготовка поверхности. Очищение ее от грязи, шлака, окалин, следов брызг, наплывов.
2. Нанесение на поверхность проверяемого соединения порошка, эмульсии или суспензии.
3. Осмотр и выявление участков, в которых имеются дефекты.
4. Размагничивание поверхности.

Наиболее достоверные результаты можно получить при использовании сухого порошка. Чтобы правильно оценить чувствительность порошка пользуются контрольными образцами. Допускается использование различных видов дефектоскопов: стационарных, мобильных, переносных, передвижных.

Магнитографический

Магнитная дефектоскопия относится к неразрушающим видам проверки сварочных швов. Суть метода заключается в том, что происходит выявление магнитных потоков, которые появились в намагниченных изделиях при наличии дефектов.

Для осуществления этого метода производится намагничивание исследуемой поверхности вместе с прижатым к ней с помощью эластичной ленты магнитоносителем. Одновременно осуществляется запись процесса на магнитную ленту. Информация о магнитном рельефе с ленты считывается специальными устройствами, являющимися составными частями дефектоскопов.

Наиболее часто этот метод находит применение для контроля сварных соединений трубопроводов. Главное преимущество этого метода по сравнению с магнитопорошковым способом — более высокая производительность.

Индукционный контроль

Отличие этого метода от предыдущих — наличие индукционных катушек, с помощью которых происходит образование электродвижущей силы. Для фиксации сигнала индукционную катушку необходимо соединить с аппаратом, осуществляющим регистрацию. В качестве него могут использоваться гальванометр или сигнальная лампа.

Контроль осуществляется при перемещении сварного соединения вдоль индукционной катушки. Передвижение может быть также осуществлено движением дефектометра вдоль соединения. Когда наступит момент пересечения индукционной катушки с местом, в котором находится дефект, то вследствие изменения в этом месте магнитного потока появляется электродвижущая сила. Индукционный ток поступает на регистрационный прибор.

Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой контроль качества сварных соединений металлоконструкций относится к неразрушающим методам. Он подходит для проверки сварных швов различных металлов. Происходит поиск структур, у которых физические и химические свойства отличаются от заданных. Отклонением также считается превышение допустимых размеров.

Ультразвуковой метод основан на способности ультразвуковых волн с легкостью отражаться от краев трещин и сколов вследствие того, что их акустические особенности являются иными по сравнению с основной поверхностью. Когда на сварной шов подают ультразвук, то при столкновении с дефектом он претерпевает изменение и начинает отражаться в ином направлении. Искажение ультразвуковой волны происходит по-разному в зависимости от типа дефекта, что облегчает их идентификацию.

Проверка сварных швов ультразвуковым методом основана на проникновении диагностической волны вглубь металла и при столкновении с дефектами изменении направления своего движения. Это отклонение видит на экране прибора контролер сварочных работ.

Согласно показаниям диагностического прибора дается характеристика выявленному дефекту. По времени, в течение которого происходит распространение в металле ультразвуковой волны, можно судить о глубине расположения дефекта, а по амплитуде отраженного импульса — по размеру обнаруженного дефекта.

Проверка качества сварных швов ультразвуковым методом на основании ГОСТ-23829 осуществляется различными способами:

• теневым;
• зеркально-теневым;
• эхо-импульсным;
• эхо-зеркальным;
• дельта-методом.

Теневой способ предполагает использование двух приборов, расположенных по разные стороны исследуемой металлоконструкции. Их устанавливают в плоскости, перпендикулярной сворному соединению. Назначение первого из них — излучение волн, а второго — их прием. Первый называется излучателем. Он генерирует акустические волны. Второй называется приемником. Его задача — регистрация акустических волн, прошедших через исследуемый объект.

Важным является взаимное расположение излучателя и приемника. Они должны находиться друг напротив друга. Если между излучателем и приемником находится «глухая зона», то ультразвуковые колебания могут исчезнуть или уменьшиться. Такой участок шва признается дефектным.

Зеркально-теневой способ представляет собой приблизительно такой же теневой с одним различием — излучатель и приемник располагают не на противоположных сторонах металлоконструкции, а на одной стороне. При таком расположении происходит регистрация не прямого потока волн, а отраженного от второй поверхности, являющейся как бы зеркалом. Дефект оценивается по тому, какое значение имеет коэффициент затухания колебания, являющегося отраженным.

При эхо-импульсном способе акустические волны направляются на сварное соединение и происходит регистрация волны, отраженной от находящегося в нем дефекта. В качестве источника и приемника используется один и тот же преобразователь.

Эхо-зеркальный метод исследования иначе называют «Тандем». Такое название объясняется тем, что при его использовании применяются сразу два аппарата. Оба преобразователя помещают на одной стороне соединения. Ультразвуковые колебания, сгенерированные излучателем, отражаются от дефектной области, и затем проходят регистрацию с помощью приемника. Такой метод находит широкое применение для обнаружения вертикально расположенных трещин.

Основой дельта-метода, относящегося к ультразвуковому контролю, является свойство дефектов осуществлять излучение внутрь сварного шва. Происходит контроль энергии, излученной от дефектных поверхностей. Для осуществления такого контроля необходимо оборудование и его настройка, а также длительная расшифровка результатов, поэтому особой популярностью этот способ не пользуется.

Пооперационный контроль качества сварных соединений ультразвуковым способом заключается в следующем:

1. Очистка проверяемой поверхности. Убираются следы ржавчины, остатков краски, лака, различных пятен.
2. Обработка проверяемых поверхностей машинным или трансформаторным маслом.
3. Проверка работоспособности и настройка используемого оборудования под необходимые параметры. Стандартные настройки могут применяться, если толщина сварного шва не превышает 2-х сантиметров. Иначе необходимо использование специальных диаграмм.
4. Проведение контроля качества сварных швов. При этом излучатель перемещают вдоль соединения зигзагообразно и разворачивая на небольшой угол вдоль своей оси. Искатель перемещают до тех пор, пока он не начнет улавливать сигналы.

Все обнаруженные отклонения фиксируются в специальном журнале. Контроль и проверка должны соответствовать требованиям действующих нормативных материалов. Ультразвуковой метод требует высокой квалификации работников, выполняющих согласно нему контроль сварных соединений.

Контроль сварочных соединений при помощи ультразвукового способа предполагает нахождение следующих дефектов:

• наличие внутри шва пор;
• расслоенные участки наплавок металла;
• трещины;
• неровности;
• непровар;
• несплавление;
• свищи;
• коррозию;
• повреждения окислами;
• провисание;
• изменение химического состава;
• механические повреждения;
• изменение геометрических размеров.

Ультразвуковой диагностике можно подвергать различные виды соединений. Такой параметр как чувствительность ультразвукового метода можно определить самым маленьким размером дефекта, который он способен выявить. К преимуществам относится относительная безопасность проведения контрольных операций. Благодаря наличию мобильных дефектоскопов возможна проверка в полевых условиях.

Радиационный контроль

Контроль качества сварного шва может проводиться радиационным способом. Его целью является выявление дефектов, находящихся внутри соединения и в околошовной зоне. К таким дефектам относятся поры, непровары, посторонние включения, трещины.

Просветка сварных швов рентгеновскими и гамма-лучами позволяет им проникать внутрь через непрозрачные преграды. Радиационный контроль сварных соединений относится к неразрушающим видам. Он основан на использовании излучения, называемого ионизирующим. При проведении испытаний ионизирующее излучение проходит регистрацию и подвергается анализу после его взаимодействия с исследуемой поверхностью.

Проникнув внутрь, излучение начинает ослабевать и рассеиваться. Величина этих изменений зависит от толщины и плотности металла. Происходит воздействие на эмульсию фотопленки, что вызывает свечение отдельных элементов. Интенсивность будет больше на тех участках, которые имеют более низкую толщину или плотность. В частности, это касается таких дефектов, как несплошность или включения неметаллического характера.

Ионизирующее — это такое излучение, которое при взаимодействии с окружающей средой ведет к образованию электрических зарядов. Для контроля сварных швов металлоконструкций в качестве ионизирующего излучения используются фотоны или нейроны. Наиболее популярным является рентгеновское излучение. Это объясняется тем, что оно обеспечивает самую большую чувствительность контроля сварки.

Радиографический метод контроля сварного шва предполагает применение именно рентгеновских лучей. На место сварного соединения устанавливают специальный аппарат. Рентгеновские лучи проникают через металл. При отсутствии дефектов они наружу не выходят. При их наличии лучи выходят наружу. Особый прибор регистрирует путь прохождения лучей и производит снимок. На таком снимке можно увидеть размеры дефектов и их месторасположение.

Оборудование для контроля качества сварных соединений радиографическим методом — рентгеновский аппарат. Его главным элементом является излучатель, генерирующий лучи. Такой излучатель выглядит, как вакуумный сосуд, содержащий анод и катод.

Выбирать подходящий рентгеновский аппарат необходимо с учетом толщины металла, который предполагается подвергнуть контролю. Также ответственно следует подходить к выбору пленки, на которой будет зафиксирован результат исследования. Его также можно увидеть на экране монитора во время процесса контроля. Каждую новую партию пленки и препаратов для ее обработки перед употреблением необходимо проверять на соответствие предъявляемым к ним требованиям.

При проведении радиографического контроля помимо рентгеновского аппарата используется дефектометр — металлическая пластинка с канавками различной глубины.

Снимки, получаемые в результате радиографического контроля, при рентгеновском излучении называются рентгенограммой. При гамма-излучении — гаммаграммой, а контроль — гаммаграфическим контролем сварных соединений.

К достоинствам радиографического метода относятся:

• хорошая чувствительность;
• наглядность полученных результатов;
• возможность контроля различных металлов;
• возможность обнаружения мельчайших дефектов;
• определение линейных размеров;
• выяснение, на какой глубине залегает дефектная область.

С помощью компьютера можно осуществлять цифровую радиографию.

Разрушающий контроль

Все виды контроля сварных швов делятся на неразрушающие и разрушающие. Перед началом исследований необходимо определиться, какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений, и допустимо ли это в конкретном случае.

К разрушающим методам контроля сварных соединений относятся:

• механические испытания;
• химические;
• физические;
• металлографические.

Разрушающий контроль сварных соединений целесообразно проводить на контрольных образцах в качестве предварительной оценки состояния сварного соединения.

Металлографические исследования заключаются в засверливании поверхности и протравливании ее раствором, содержащим аммоний и хлорид меди. Просверливание производят сквозь сварной шов. Затем углубляются в основной металл. Потом место проверки осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы.

При химическом анализе устанавливают соответствие состава металла и сварного шва на нем нормативным требованиям. В ГОСТ 122-75 указаны методы для отбора проб. Для механических исследований специально изготавливают образцы или вырезают их из сварного соединения, и проводят на них испытания.

Особые требования

К конструкциям, где при дальнейшей эксплуатации надежность сварного соединения имеет большое значение, предъявляются повышенные требования. В частности объем контроля сварных соединений трубопроводов является повышенным по сравнению с менее ответственными конструкциями.
Значение также имеет правильное оформление документации по контролю качества сварки.

Интересное видео

Источник