Металлоконструкции, сваренные из металла, востребованы в разных сферах жизнедеятельности. Однако во время выполнения сварочных работ могут возникать разного рода дефекты сварных швов. Они сокращают возможный срок службы соединения и снижают уровень безопасности готового изделия.
Виды дефектов сварных швов
Все допуски по размерам шва регламентированы требованиями ГОСТа для каждого из видов сварки. Любые отклонения показаний от утвержденных нормативов принято считать дефектами. Они могут быть последствием ошибок в процессе как подготовки, так и выполнения сварочных работ.
Большинство изъянов сварочного соединения отрицательно сказываются на его прочностных характеристиках. Все дефекты делятся на три группы:
- наружные. Основными показателями являются неправильная форма стыка, трещины, наплывы, кратеры, подрезы шва, прожоги и прочие визуальные признаки, которые можно обнаружить на поверхности. Они видны при тщательном визуальном осмотре и только некоторые можно заметить с первого взгляда;
- внутренние. Дефекты представляют собой неполное или неравномерное сплавление металлов, трещины или пористость в структуре, наличие посторонних включений – шлак, оксид, неметаллические примеси; другие, находящиеся внутри шва, изъяны;
- сквозные. Трещины, подрезы, прожоги и прочие повреждения, которые носят сквозной характер и видные с обеих сторон.
Любые дефекты являются основанием для выбраковки работы и должны быть устранены. Это правило особенно актуально для металлоконструкций несущего плана – каркасов, рам, обрешеток и т.п. Они должны быть сварены безупречно, чтобы выдерживать предполагаемые нагрузки. В противном случае конструкции могут служить источником опасности для окружающих.
Устройства для поиска повреждений трубопроводов
Протяженные коррозионные нарушения теплотрасс возникают по причине постепенного заполнения тепловых камер и каналов водой. Выявление повреждения трубопровода на тепловых сетях выполняется с помощью акустических и корреляционных течеискателей. Сущность поиска заключается в определении места утечки воды фиксацией звуковых сигналов датчиком вибрации, который отслеживает выброс воды вдоль контролируемого участка. Координаты нарушения устанавливаются по максимальному значению звукового сигнала в заданном диапазоне частот. Корреляционный метод предусматривает применение двух вибродатчиков, расположенных на удалении в несколько сотен метров друг от друга. Точки установки прибора определяются штатным расписанием.
Детектор повреждений трубопровода переносной марка ДПП А предназначен для нахождения точек нарушения изоляции старых и строящихся газовых сетей без раскопки котлована под любым видом дорожного покрытия. Используется для установки места нахождения труб, силовых электрических кабелей. Максимальный радиус действия при поиске действующего трубопровода – 500 м, вновь строящегося – 2 км.
Прибор позволяет проводить только периодический контроль. Он регистрирует характер изменения напряжения вдоль трассы при прохождении тока по цепи: гетеродин — труба — земля – гетеродин. Направление трассы и глубина её нахождения устанавливаются на основе метода индукции.
Прибор запитывается от батареи напряжением 9 В. Подключается к аппаратуре ОДК в контрольных пунктах, предусмотренных проектом. Длина проверяемого участка — 6 км, класс э/защиты – ІІ, сила тока – 1,5 мА. Аппарат можно эксплуатировать при температуре наружного воздуха в диапазоне – от -45 до +45°С и влажности – 45-75%.
Надежность работы систем газо-, водо-, теплоснабжения зависит от своевременного выявления причин повреждения трубопроводов и ликвидации их последствий. Закладывается она на этапе проектирования, монтажа и в процессе эксплуатации. Для этого сооружаются параллельные нитки распределительных систем, создаются закольцованные участки сети.
Классификация дефектов сварных соединений
Далеко не в каждом случае получается добиться идеального качества сварного соединения. При желании можно найти отклонения от установленных требований. Полностью классификация сварных соединений изложена в пунктах ГОСТа 30242-97. Документ содержит информацию обо всех возможных изъянах. Из них можно выделить часть, которые чаще других встречаются при контрольном осмотре соединительных стыков.
Трещины
Наибольшее негативное влияние на качество сварного шва оказывают трещины. Потенциально они наиболее опасны, поскольку могут стать причиной быстрого разрушения всей конструкции, что в свою очередь может привести к трагедии.
Появляются трещины по разным причинам:
- стыки расположены неправильно;
- место сварки было резко охлаждено;
- неправильно подобраны расходные материалы;
- металл кристаллизировался вследствие избыточно высокой температуры.
По способу образования трещины могут быть продольными, поперечными или радиальными, а по размеру принято различать макро- и микротрещины. Вне зависимости от вида, причин и способа образования трещина является недопустимым дефектом.
Подрезы
Визуально изъян представляет собой продольное углубление с наружной части шва. Из-за подреза уменьшается сечение шва и образуется внутреннее напряжение соединения. Прочность такого шва вызывает большие сомнения. Основная причина образования дефекта – завышенный показатель сварочного тока. Чаще всего подрезы характерны для горизонтальных швов.
Наплывы
Избыточный расплав натекает на поверхность заготовки, остывает и образует ложный валик. Это наплыв, не имеющий прочного сплавления с рабочей поверхностью. Чаще всего дефект образуется при горизонтальной сварке стыковых или угловых швов. Причиной их образования является недостаточный прогрев основного металла, из-за избытка присадочного материала или окалин на кромках стыкуемых поверхностей.
Прожоги
Изъян представляет собой сквозное отверстие, которое образуется из-за вытекания металла из сварочной ванны. Как правило, из обратной стороны образуется наплыв. Провоцирует прожог слишком медленное перемещение электрода по линии стыка, слишком большой ток, недостаточная толщина прокладки или же неплотное ее прилегание, большой зазор между деталями.
Непровары
Если между швов и основным металлом есть участки, где видно несплавление между ними, то это непровар. То есть, основной металл не прогрелся как следует, чтобы образовать с расплавом единое целое. Такой дефект сильно понижает прочностные характеристики соединения и все конструкции в целом. Причиной непровара может быть слишком высокая скорость перемещения электрода, плохая предварительная подготовка кромок, присутствие окалины, ржавчины и прочих загрязнений на поверхности соединяемых заготовок.
Кратеры
Небольшие углубления в сварном валике образуются в результате разрыва сварочной дуги. Изъяны приводят к уменьшению поперечного сечения стыка, что снижает степень его прочности. вторичная опасность кратера заключается в том, что его дно может иметь дополнительные рыхлые включения, приводящие к появлению трещин.
Свищи
Изъяны представляют собой поверхностные дефекты в виде полостей. Они снижает прочность стыка и дополнительно опасны тем, что могут провоцировать образование трещин. Свищи характеризуются произвольной формой, могут образовываться как на внешней стороне, так и на внутренней.
Поры в сварном шве
В процессе сварки могут образовываться наполненные газами поры. Причиной их возникновения являются разные загрязнения на поверхности заготовки, высокая скорость перемещения электрода, слишком высокое содержание углерода в присадочном материале.
Посторонние включения
Качество шва значительно снижается из-за посторонних включений – шлаковых, флюсовых, оксидных, вольфрамовых и прочих. Основной причиной, которая их вызывает, является неправильно выбранный режим сварки.
Что называют прожогом
Дефект возникает вследствие вытекания металла сварочной ванны через отверстие в шве, образованное в результате сквозного проплавления. С обратной стороны появляются натеки.
Причины, приводящие к прожогам:
- недостаточность скорости сварки;
- повышенная мощность сварного пламени;
- неплотное примыкание подкладки к главному металлу и ее недостаточная толщина;
- завышенный сварочный ток;
- увеличенный зазор между кромками;
- остановка источника питания;
- невнимательность сварщика.
Причины возникновения дефектов сварных швов
Любой дефект образуется вследствие определенного фактора. Существуют разные причины образования дефектов сварного шва:
- во время работ применялись некачественные расходные материалы;
- не соблюдалась технология выполнения сварочных работ;
- низкого качества металл, используемый для создания сварной конструкции;
- неисправность оборудования или некачественная его работа;
- неправильно выбранный режим сварки;
- допущены технологические ошибки из-за низкой квалификации специалиста.
Чтобы получить металлоконструкцию высокого качества, требуется строгое соблюдения технологических параметров и норм сваривания, привлекать к работе специалистов с достаточным уровнем квалификации.
Группа 2. Поры
en gas cavity
fr soufflure
en gas pore
fr soufflure spheroidale
en uniformly distributed porosity
fr souflures spheroidales
en localized (clustered)
fr nid de soufflures
en linear porosity
fr soufflures allignees
(ou en chapelet)
en elongated cavity
fr soufflure allongee
en worm-hole
fr soufflure vermiculaire
en surface por
fr piqure
en shrinkage
fr retassure
en crater pipe
fr retassure de cratere
Методы выявления дефектов
Для выявления дефектов сварного шва применяются разные методы:
- замеры стыков и визуальный осмотр;
- проверка соединений на герметичность;
- поиск дефекта с использованием специальных приборов;
- лабораторные испытания образцов на прочность.
Визуальное определение качества сварного шва выполняется только после тщательной очистки его поверхности от шлака, устранения разных загрязнений и застывших брызг металла. Проверяются размеры, форма, наличие дефектов – прожогов, свищей, трещин, кратеров и прочих изъянов.
Благодаря испытаниям на герметичность удается определить наличие или отсутствие дефектов трубопроводов – пор, трещин, непроваров. На герметичность конструкции проверяются такими способами:
- обдувание воздухом;
- наполнение водой под давлением;
- обработка керосином.
При обнаружении дефекта требуется дополнительная обработка с целью его устранения.
Группа 1. Трещины
en cracks
fr fissures
en microfissure (microcrack)
fr microfissure
en longitudinal crack
fr fissure longitudinale
Она может располагаться:
en transverse crack
fr fissure transversale
en radiation cracks
fr fissures rayonnantes
Примечание — Трещины этого типа, расходящиеся в разные стороны, известны как звездоподобные трещины
en crater cracks
fr fissure de cratere
en group of disconnected cracks
fr reseau de fissures marbrees
en branching cracks
fr fissure ramifiees
Они могут располагаться:
Способы устранения дефектов сварных соединений
Вне зависимости от задействованного оборудования – инвертор, классический аппарат, трансформатор и прочее – образование дефектов не исключено. Принято различать так называемые допустимые и недопустимые дефекты сварки. В зависимости от типа и сложности изъянов определяется пригодность готового изделия к эксплуатации.
Не допущенные к использованию конструкции направляются на доработку. Каким способом будет устраняться дефект, зависит от типа изъяна:
- прожог заваривается после тщательной зачистки сварного соединения;
- подрезу устраняются путем наложения тонкого наплава по всей длине их образования;
- участок с трещиной рассверливается, тело шва вырубается, поверхность зачищается и обезжиривается. После этого углубление заваривается;
- непровары вырезаются и повторно завариваются;
- свищи и кратеры устраняются по одной схеме. Прежде всего все вырезается до основного металла. После этого стык варится по-новому;
- наплывы следует аккуратно срезать, проверив при этом есть ли непровары;
- деформированные участки выравниваются прогревом или же механическим путем;
- любой из дефектов, подразумевающий наличие посторонних включений, устраняется путем вырезания шва (участка) и наложением нового.
В случае, когда в процессе контроля обнаруживаются дефекты технологического характера соединений труб, то исправление выполняется одним из методов:
- механическим путем без сваривания;
- механическим путем в сочетании с завариванием дефектного участка;
- вырезание участка трубопровода, содержащего технологический дефект;
- шов полностью удаляется и стык проваривается по-новому.
Прочность и герметичность сетей газоснабжения восстанавливается дуговой сваркой. Применение газосварочных установок не допускается.
Предупреждение нарушений целостности трубопроводов
Дефекты с изоляцией трубопроводов связаны с нарушением пассивной или отсутствием активной защиты (катодной, протекторной, электродренажной). Пассивный метод изолирует трассу от контакта с окружающим грунтом и ограничивает проникновение блуждающих токов. На поверхность изделия круглого сечения наносятся битумные покрытия с наложением армирующих средств из стекловолокна, полимерных пленок. Одновременно противокоррозионное покрытие выполняет функцию по защите изоляции трубопроводов от механических повреждений. Оно должно быть сплошным, химически стойким, с увеличенной механической прочностью и прилипаемостью, эластичным, с водоотталкивающими свойствами.
