Способы контроля сварных изделий

При изготовлении сварных изделий выбор способа контроля определяется характером и назначением конструкции, степенью ее ответственности и наличием контрольных и испытательных средств на заводе, а также доступностью для способов контроля.

Применяются следующие способы контроля.

Наружный осмотр и проверка размеров шва. Наружным осмотром выявляются внешние дефекты шва: неравномерность ширины и высоты шва, подрезы, не провар вершины шва, если она доступна для осмотра, трещины, неровная поверхность и пр. С помощью лупы можно выявить мелкие волосяные трещины.

Размеры шва проверяются специальными шаблонами.

Испытание механических свойств наплавленного металла. Для проведения испытания механических свойств наплавленного металла сварщик сваривает пробные пластинки в тех же условиях и из того же металла, что и изделие. Из пластинок вырезаются и изготовляются стандартные образцы, которые подвергаются испытанию в лаборатории для определения предела прочности, относительного удлинения, ударной вязкости, угла загиба и твердости.

Форма и размеры стандартных образцов для механических испытаний, порядок проведения того или иного испытания и формулы для подсчета даны в главе II. Для определения предела прочности и относительного удлинения наплавленного металла из металла шва изготовляют цилиндрический образец.

При испытании механических свойств сварного соединения из пробной пластины вырезают плоский образец.

Чтобы определить пластичность сварного соединения, определяют угол загиба образца до появления первой трещины в наплавленном металле. Для этого испытания изготовляют плоский образец, аналогичный образцу, г со сварным швом, расположенным посредине, и со снятым усилением. При испытании образец укладывается на шарнирные опоры.

Чтобы определить ударную вязкость наплавленного металла, из металла шва вырезают квадратный образец с надрезом.

Металлографический контроль сварных швов состоит в исследовании макро — и микроструктуры и осмотре изломов сварных соединений.

Исследование изломов швов производят невооруженным глазом или с помощью лупы. По виду и цвету поверхности свежего излома определяют наличие не проваров, раковин, пор, шлаковых включений.

Исследование макроструктуры заключается в изучении макрошлифов сварного шва. Макрошлифы — образцы, вырезанные из сварной пластины или из самого изделия в направлении поперек или вдоль шва. Поверхность макрошлифа промывают спиртом и травят специальными реактивами, после чего осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы при увеличении до 10.

Макро-исследование сварных соединений позволяет выявить строение металла шва, не провары, шлаковые включения, трещины, газовые поры и другие дефекты, видимые невооруженным глазом или при небольшом увеличении.

Исследование микроструктуры заключается в изучении поверхности протравленных микрошлифов с помощью микроскопа при увеличениях от 100 до 2000. -Микрошлифы изготовляются и обрабатываются так же, как и макрошлифы, но их поверхность дополнительно полируется на полировальном станке.

Микроисследования выявляют структуру металла, а следовательно, и его свойства во всех зонах сварного шва.

Засверливание шва. Этим способом пользуются для определения . наличия дефектов в отдельных сомнительных местах шва, например а определяют не провар вершины или кромки. Для этого шов просверливают в исследуемом месте сверлом или конической фрезой, диаметр которых на 3 мм больше ширины шва. После травления стенок отверстия 10—12-процентным раствором двойной соли хлористой < меди и аммония можно легко обнаружить не провар. Место засверловки после испытания заваривают.

Контроль плотности сварных швов: испытания на плотность проводятся с целью определения непроницаемости швов для жидкостей и газов.

Гидравлические и пневматические испытания служат для проверки плотности швов. Гидравлическое испытание позволяет установить также прочность изделия. Гидравлическое испытание производится следующим образом: сваренный сосуд наполняют водой, затем с помощью гидравлического насоса создают в сосуде давление, превышающее в полтора раза максимальное рабочее давление для данного сосуда. После выдержки в течение 5 мин давление в сосуде снижают до рабочего и производят легкое обстукивание швов молотком весом в 1 кг. Запотевшие участки сварных швов или участки, дающие течь, отмечают как дефектные. После снижения давления в сосуде до атмосферного дефектные швы вырубают и заваривают вновь.

Пневматическое испытание производится сжатым воздухом. Давление воздуха выбирают равным рабочему давлению в сосуде. Перед испытанием сосуд погружают в воду или производят обмазку всех швов мыльным раствором. В местах пропуска воздуха образуются хорошо видимые пузыри.

Химический способ (способ С. Т. Назарова) состоит в том, что в сосуд вместе со сжатым воздухом подают аммиак в количестве 1 % от объема изделия. Предварительно на швы накладывают бинты или бумажные ленты, пропитанные 5-процентным раствором азотнокислой ртути. Аммиак проникает через поры и трещины шва и вызывает почернение полоски бумаги против дефектного места шва.

Испытание керосином производится с целью выявления плотности швов различных резервуаров и сосудов, не работающих под давлением. Для лучшего обнаружения дефектных мест сварные швы покрываются водным меловым раствором с той стороны, которая более доступна для устранения выявленных дефектов. После высыхания мелового раствора производят обмазку швов керосином с противоположной стороны. Керосин способен проникать в самые мелкие поры и трещины, если таковые имеются в шве. При просачивании через них керосин дает на меловой поверхности хорошо заметные темные пятна.

Просвечивание швов рентгеновскими и гамма-лучами. Этот способ применяется для обнаружения внутренних дефектов в сварных Швах — трещин, пор, шлаковых включений. Просвечивание производится следующим образом. Пучок рентгеновских или гамма-лучей направляется на испытуемый сварной шов. Эти лучи, невидимые для человеческого глаза, способны проникать сквозь металл и действовать на фотографическую пленку, расположенную с обратной стороны шва. В месте нахождения дефекта (трещина, не провар) поглощение лучей металлом будет меньше и они окажут более сильное действие на пленку. При проявлении фотопленки в данном месте появится более темное пятно» по своей форме соответствующее дефекту шва/ Снимок сварного шва на пленке называется рентгенограммой шва. Схема просвечивания шва рентгеновскими лучами. Рентгеновские лучи получают с помощью специальных рентгеновских трубок.

Гамма-лучи — лучи, излучаемые радиоактивными элементами — радием, мезоторием, кобальтом и другими. Для просвечивания сварных швов применяют мезоторий и кобальт. Просвечивание рентгеновскими лучами и гамма-лучами применяется для ответственных конструкций.

Ультразвуковой метод

Ультразвук—это механические упругие колебания среды с частотами свыше 20000 колебаний в секунду, не воспринимаемые человеческим ухом. Ультразвуковые колебания отличаются большой проникающей способностью в твердых телах, особенно в металлах, а также способностью отражаться от границы раздела двух веществ.

Эти две особенности ультразвука используются для обнаружения дефектов в сварных швах. С этой целью к поверхности детали прикладывается источник ультразвуковых колебаний (кварцевая пластинка), от которой короткими порциями (импульсами) излучаются упругие ультразвуковые колебания. Если в металле шва имеются неметаллические включения, поры, трещины, не провары, то ультразвуковые колебания отражаются и улавливаются искателем (пьезоприемником).

Отраженные колебания преобразуются в электрические импульсы, которые видны на экране электроннолучевой трубки дефектоскопа.

Магнитный метод

Этот метод имеет несколько разновидностей.

Метод магнитного порошка состоит в том, что сварной шов намагничивается с помощью соленоидов, электромагнитов или путем пропускания тока через исследуемую сварную деталь.

Перед намагничиванием на шов наносят магнитный порошок в сухом виде или в смеси с маслом, керосином и т. п. Если в шве имеется дефект, то над ним скапливается магнитный порошок.

Этим способом определяются дефекты, залегающие на глубине до 5 мм.

Метод К. К. Хренова и С. Т. Назарова заключается в том, что на проверяемое изделие устанавливают электромагнит переменного тока, создающий в изделии переменный магнитный поток. Если этот поток встречается с дефектом в шве, то возникает местное искажение потока, что может быть обнаружено с помощью специального индукционного искателя, передающего сигналы на измерительный прибор и телефон.

Этим способом выявляется скрытый дефект на глубине до 20 мм.

Магнитографический метод, разработанный институтом «ВНИИ-стройнефть», состоит в том, что на шов накладывают ферромагнитную ленту (магнитная лента значительно шире той, которую применяют на магнитофонах) и намагничивают его. В месте расположения дефекта изменяется степень намагничивания пленки, что фиксируется с помощью специального прибора, позволяющего судить о величине и характере дефекта шва.

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:

Очищение проверяемой поверхности.
Осушение поверхности.
Нанесение на исследуемую поверхность пенетранта.
Промежуточная очистка.
Нанесение проявителя.
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:

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

Очистка проверяемой поверхности. Убираются следы ржавчины, остатков краски, лака, различных пятен.
Обработка проверяемых поверхностей машинным или трансформаторным маслом.
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.
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