Способ контроля качества сварных швов

Способы контроля качества сварочных швов

Качество сварочных работ и сварных соединений сильно влияет на прочность конструкций или герметичность резервуаров. Несоответствие сварных швов заданным характеристикам приводит к разрушениям конструкций с катастрофическими последствиями, то же относится и к системам, работающим с сосудами и трубопроводами под давлением.

Поэтому после сварочных работ в обязательном порядке готовое изделие подвергают испытаниям и контролю на предмет обнаружения дефектов в сварных соединениях.

Все процедуры по контролю над качеством сварки определены ГОСТом или руководящими документами. В них также указаны допустимые нормы погрешностей. После испытаний составляется акт и протоколы с результатами измерений.

Методы проверки

Контроль качества сварочных работ, выполняемых на производстве, может быть разрушающим и неразрушающим. Первые методы используются выборочно. Проверяется одно или несколько изделий из большой партии, или часть металлоизделия в строительной конструкции.

Оно проверяется по различным параметрам определенным протоколом испытаний. Но главным образом используют специальные приборы или материалы позволяющие проверить качество сварных соединений без разрушения конструкции.

Основными способами неразрушающего контроля качества сварки являются:

• визуальный;
• капиллярный;
• проверка на проницаемость;
• радиационный;
• магнитный;
• ультразвуковой.

Имеются и другие способы и виды контроля качества сварки, но в силу своей специфики они не получили распространения.

Проверка состояния сварных швов не является одноразовым актом, это результирующий этап, который показывает, как работает система контроля качества на предприятии.

Для минимизации дефектов сварочных соединений проводят операционный контроль работ. Регулярно проводится аттестация, на которой комиссия сначала дает разрешение на сварку контрольного соединения. При прохождении сварщиками этого испытания проверяются теоретические знания.

Перед началом работ проверяется квалификация сварщика, у него должно быть удостоверение на право сваривания определенных марок стали и наряд-допуск.

Инженер по сварке и контролер из службы техконтроля проверяют качество сборки, состояние кромок, работоспособность сварочного аппарата, контролирует температуру прогрева, если это предусмотрено нормативно-технической документацией.

Контроль качества сварочных материалов осуществляется с момента поступления их на предприятие и до использования на сварочном посту. Проверку электродов проводят на каждом этапе хранения и использования, при необходимости их прокаливают.

При непосредственном проведении работ проверяют, какой режим сварки используется, дуговая сварка, аргонодуговая или иной вид сварки. Проверяют порядок наложения швов, размеры слоев и всего соединения.

Если предусмотрены специальные требования в проектно-технической документации, то и их реализацию. По завершении сваривания проверяет наличие клейма сварщика.

Внешний осмотр

Любая проверка качества сварных швов начинается с визуального контроля. Осматривают все 100% сварных соединений. Сначала проверяют геометрию и форму шва.

Визуальный контроль помогает выявить, наряду с наружными, часть внутренних изъянов. Так, переменные по габаритам валики швов и неравномерные складки говорят о непроварах, возникающих из-за частых обрывов электрической дуги.

Перед началом работ со сварных соединений удаляют шлак, окалины прочие загрязнения. Чтобы лучше можно было разглядеть дефекты, швы обрабатывают азотной кислотой (10%). Это придает матовость шву, что облегчает поиск изъянов.

После обработки кислотой необходимо провести тщательную протирку спиртом, чтобы предупредить ее вредное влияние на сплав.

Для повышения качества проверки можно использовать фонарь и оптическую лупу. Для контроля геометрических размеров применяют штангенциркуль и шаблоны.

Капиллярный метод

Данный способ контроля использует свойство жидкости затягиваться в очень мелкие капилляры. Быстрота и степень проникновения внутрь материала связана с его смачиваемостью и диаметром капилляров. Больше смачивается сплав и тоньше капилляры – глубже проникает жидкость.

Капиллярный способ контроля качества шва позволяет иметь дело не только с любыми металлами, но и с керамикой, пластмассой, стеклом. Главное его применение связано с проявлением внешних изъянов, которые невозможно или трудно определить невооруженным глазом. Иногда, используя, к примеру, керосин, можно обнаружить сквозные дефекты.

Способ очень простой, работает со времен возникновения потребности проверки сварочных швов. Для него даже разработан специальный ГОСТ 18442-80.

В капиллярном методе контроля качества сварки используют пенетранты – вещества, имеющие малое поверхностное натяжение и сильный цветовой контраст.

Проникая в дефектные зоны, и подсвечивая их, пенетранты визуализируют изъяны сварки. Их делают на основе воды, керосина, масла для трансформаторов и прочих жидкостей.

Наиболее чувствительные пенетранты могут проявить дефекты диаметром от 0,1 микрона. Капиллярный метод контроля качества сварки эффективен для дефектов до 0,5 мм шириной. При больших диаметрах пор или трещин он не работает.

Способ с применением пенетрантов заключается в очистке поверхности, нанесении контрольной жидкости и проявлении изъянов. Очень эффективен способ контроля сварных соединений с помощью керосина.

Несмотря на разнообразные приборы контроля качества сварки, проверку этим способом используют до сих пор. С одной стороны наносят раствор мела, дают время для сушки, затем с другой стороны шов смазывается керосином. Бракованные места проявляются через несколько часов в виде темных пятен.

Проверка сварных соединений на проницаемость

В случае применения сварки при изготовлении резервуаров требуется контроль герметичности. Для этого проводят испытания на непроницаемость соединений. Контроль качества проходит с применением газов или жидкостей.

Суть метода основана на создании большой разности давлений между наружной и внутренней областью емкости. При сквозных изъянах в сварном шве жидкость или газ будут переходить из области с высоким давлением в область с низким давлением.

В зависимости от используемого вещества и способа получения избыточного давления контроль проницаемости осуществляют пневматикой, гидравликой или вакуумом.

Пневматический способ

Применение пневматического метода контроля качества сварки требует накачивания резервуара каким-либо газом до давления величиной 150% от номинального.

Затем все сварные швы смачивают мыльным раствором. В местах протечек образуются пузыри, что очень легко фиксируется. Для лучшей визуализации используют добавку аммиака, а шов покрывают бинтом пропитанным фенолфталеином. В местах протечек появляются красные пятна.

Если нет возможности накачать емкость, то применяют способ обдува. С одной стороны шов обдувается под давлением не менее 2,5 атмосферы, а с другой обмазывается мыльным раствором. Если имеется брак, то он выявится в виде пузырьков.

Гидравлический способ

При гидравлическом способе контроля качества сварки проверяемая емкость заполняется водой или маслом. В сосуде создается избыточное давление, которое больше номинального в полтора раза.

Затем в течение определенного времени, обычно 10 минут, область вокруг шва обстукивают молотком со скругленным бойком. При наличии сквозного дефекта сварки появится течь. Если избыточное давление невелико, то время выдержки резервуара увеличивают до нескольких часов.

Магнитная дефектоскопия

Явление электромагнетизма используется в магнитных дефектоскопах. Каждый металл имеет свою степень магнитной проницаемости. При прохождении через неоднородные материалы магнитное поле искажается, что говорит о присутствии инородных элементов внутри структуры.

Это используется в приборе для контроля качества сварки. Он вырабатывает магнитное поле, которое проникает в исследуемый металл. Неоднородности фиксируются магнитопорошковым или магнитографическим способом.

В первом случае на сварной шов наносят ферромагнитный порошок. Там где происходит скопление порошка вероятнее всего непровар, нет сплошного соединения. Порошок может быть сухим или влажным, с примесью масла или керосина.

Во втором случае на шов накладывают ферромагнитную ленту. Затем ее пропускают через прибор, где анализируют все аномалии, зафиксированные на ленте, и определяют дефекты сварки.

Магнитный способ контроля качества имеет ограничения, связанные с самим принципом действия прибора. Он может проверять качество сварных соединений только ферромагнетиков, к которым некоторые стали и цветные металлы не относятся. Соответственно, такой способ контроля имеет ограниченное применение.

Ультразвуковая дефектоскопия

Для контроля качества сварки применяют ультразвук. Принцип действия аппарата основан на отражении ультразвуковых волн от границы соединения двух сред с различными акустическими свойствами.

Датчик и излучатель плотно прикладывают к исследуемому материалу, после чего устройством вырабатывается ультразвук. Он проходит через весь металл и отражается от задней стенки, возвращаясь, попадает на приемный сенсор, который в свою очередь преобразует ультразвук в электрические колебания. Прибор представляет полученный сигнал в виде изображения отраженных волн.

Если внутри металла присутствуют какие-нибудь изъяны, датчик зафиксирует искажение отраженной волны. Опытным путем установлено, что различные дефекты сварки по-разному себя проявляют на ультразвуковом дефектоскопе. Это позволило провести их классификацию. При соответствующем обучении специалист может точно определить вид брака в шве.

Способ контроля качества сварных соединений ультразвуком широко распространился благодаря простоте и удобству применения, относительно недорогому оборудованию, безопасности использования по сравнению с радиационным методом.

Минусом способа является трудность расшифровки графического изображения. Контроль качества соединения может сделать только сертифицированный специалист. Его проблематично использовать для контроля крупнозернистых металлов типа чугуна.

Радиационный метод

Для контроля качества сварки используют радиационные методы и устройства. По сути это тот же рентгеновский аппарат, используемый в больницах, или прибор с источником гамма-излучения, приспособленный для облучения сварных соединений.

Он основан на способности этих лучей, проникать через любые материалы. Интенсивность проникновения зависит от вида исследуемых веществ. Благодаря этому на фотопленке, стоящей за исследуемым изделием, остается изображение, характеризующее состояние данного материала.

Все дефекты сварки в виде неоднородностей выявляются на пленке. Метод контроля очень точный, но дорогой и вредный для людей, требует подготовительных работ по установке защитных экранов и проведения организационных мероприятий.

Оформление документации

Для проведения сварки предусматривается специальный журнал. Он является первичным документом, оформляющийся по требованиям СНиП. Проектная организация составляет перечень узлов в металлоконструкции, которые необходимо сдать заказчику с оформлением сварочных документов.

Помимо журнала, сварочные работы сопровождает схема стыков, прилагаются сертификаты на расходные материалы (электроды, флюс или присадочную проволоку) и акты по контролю качества снаружи изделия.

Если проводились ультразвуковые или иные специфические исследования, то результаты и заключения по ним также прилагаются.

Все это позволяет говорить о качестве сварке и надежности конструкции. Только после сдачи в полном объеме сварочной документации производятся дальнейшие процедуры по принятию металлоконструкций объекта.

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