Теперь вы будете знать все о контроле качества сварных соединений

Если Вам необходимо разобраться с контролем сварочных соединений или вы хотите узнать виды контроля и когда они применяются, то все это вы найдёте в нашей статье.

Сварка и контроль неразрывно связаны друг с другом. После завершения сварочных работ любое соединение нужно подвергать контроль независимо от того забор это на даче или магистральный газопровод. Разница будет лишь в применяемых методах и объеме контроля.Для забора будет достаточно визуального контроля, а газопровод необходимо дополнительно проверяться ультразвуком или рентгеном, ну обо всём поподробнее.

ВИК – визуально-измерительный контроль

Вик относится к оптическому виду контроля и включает в себя как правило 2 этапа. Первый этап – визуальный контроль, на нём выявляются поверхностные дефекты. На 2 этапе – он называется измерительный, дефекты измеряют и делают заключение о годности соединения.

Визуальный контроль выполняется с помощью оптических приборов таких как: зеркало, лупа, микроскоп и т. д. или без таковых, простым осмотром.

На измерительном этапе применяются такие инструменты как: линейка, универсальные шаблоны сварщика (УШС2, УСШ3 и т. д.), штангенциркуль и прочие.

ВИК это первичный контроль его проводят до выполнения других видов неразрушающего контроля, так как этот способ очень просто. На нём выявляются поверхностные дефекты, при наличии которых нет никакого смысла проводить другие методы контроля.

С помощью визуально измерительного контроля проводит входной контроль материалов и деталей. Его проводят после выполнения сварочных и сборочных работ. С его помощью можно проконтролировать качество материалов и деталей, которые какое-то время уже находились в работе и нужно оценить их состояние, а также контроль качества сварных соединений металлоконструкций, газопроводов, оборудования, работающего под давлением и т. д.

Как уже говорилось с помощью ВИКа выявляются поверхностные (наружные) дефекты. К ним относятся:

1. Трещины различного происхождения (поверхностный, кратерные, горячие и холодные).
2. Подрезы сварного шва.
3. Нарушение геометрии шва (отклонение по высоте, ширине, смещение с оси стыка (криволинейность), переломы и т.д.).
4. Прожоги и свищи (сквозные и не сквозные отверстия).
5. Включение шлака (зашлаковка шва).
6. Непровары (дефект в виде не сплавление основного металла с присадочным) и несплавления кромок.
7. Поры (выходящие на поверхность изделия)
8. Поверхностные дефекты, которые не связанные со сваркой (забоины, дефекты поверхности покрытий: покрасочных, гальванических и т.д.)

Из перечисленного перечня дефектов видно, что визуально измерительный контроль имеет очень широкую сферу применения.

Если говори о контроле сварных соединений методом ВИК, то первичный контроль проводят сам сварщик, после выполнения и зачистки шва. Если соединение является ответственным, то контроль будет производиться как сварщиком, так и мастером (бригадиром) и дефектоскопистом.

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.

ПВК – капиллярный способ

Этот вид используется, когда необходимо проверить качества сварных швов на наличие дефектов который не видны из-за их малых размеров. Контроль проникающими веществами выполняется с использованием специальных проникающих составов—пенетрантов. Эти вещества имеет высокую текучесть и заполняют мелкие дефекты позволяя их выявить.

Этим способом проверяют сварные швы, ответственные изделия после изготовления (к примеру – коллектор острого пара) при входном контроле, а также проверяю действующее оборудование в процессе эксплуатации.

Процесс достаточно простой потому часто применяется в отличие от аналогичного ему магнитного контроля. Рассмотрим сам процесс контроля.

Первоначально поверхность, которую необходимо проверить зачищают до металлического блеска кордщеткой или наждачной бумагой чтобы поверхность не имела большую шероховатость (не выше Ra 3,2).

Далее можно обработать поверхность очистителем, который идёт в комплекте с пенетрантами. Комплект пенетрантов состоит из трёх баллончиков похожих на баллончики с краской. Один из них очиститель, второй сам пенетрант, а третий проявитель.

После нанесения очистителя его убирают ветошью и на сухую поверхность наносят пенетрант. После этого выдерживают время необходимое для проникания пенетранта. Время может отличаться в зависимости от температуры и производителя, но в среднем это 10— 15 минут.

После чего пенетрант смываются с поверхности. На данном этапе не нужно слишком усердно тереть поверхность чтобы не смыть пенетрант из полости дефектов.

Теперь поверхности необходимо протереть ветошью, делать это необходимо деликатно всё потому же чтобы мне удалить пенетрант с дефектов.

Далее тонким слоем наносится проявитель на уже сухую поверхность. Проявитель наносят тонким слоем с расстояния 200—300 мм (дистанция для баллончика). После следует сушка, которая по времени занимает от 10 до 20 минут. Сушка проходит за счёт естественного испарения жидкости проявителя. Если необходимо ускорить процесс что можно использовать струю тёплого воздуха (подогреть с помощью монтажного фена).

После высыхания поверхность осматривают, на поверхности не должно быть красных пятен, которые обязательно появятся если в изделиях есть дефекты.

После завершения контроля проводят очистку изделие от проявителя, протирая поверхность сухой ветошью.

Итог

Методы контроля необходимы для проверки швов, полученных с помощью сварочного оборудования. В зависимости от требований, предъявляемых к изделиям, могут различаться и варианты проверок.

Для деталей, не требующих большой стойкости к механическим и пластическим нагрузкам, может быть достаточно лишь визуального осмотра. В то время как на крупных предприятиях часто требуются дополнительные проверки с применением механических испытаний и использованием радиационных методов.

ПВТ – контроль герметичности

В тех случаях, когда стоит задача проверки сварных швов на герметичность используется такой вид контроля как ПВТ. В него входят много различных методик в рамках статьи рассмотрим только основные наиболее распространенные из них.

Основными способами ПВТ являются:

1. Манометрический – измеряется падение давления с течением времени.
2. Газоаналитический – Измерение производится по количеству присутствующего фреона в воздушной среде в зоне контроля.
3. Химические – с применением аммиака или аммония.
4. Акустические .
5. Капиллярные – процесс контроля производится по наличию в зоне контроля проникающих веществ.
6. Наливом воды под давлением.
7. Наливом без напора.
8. Пузырьковый метод (пневматический и пневмогидравлический), а также с применением вакуум-камер.

Подробнее остановимся именно на капиллярном и пузырьковом процессе так как они является наиболее распространёнными и применимыми в полевых условиях. Ими контролируется сквозные дефекты как открытых, так и закрытых конструкций (при сварке резервуаров, трубопроводов и многих других изделий).

Капиллярный метод включает в себя такие способы как:

• люминесцентно- цветной;
• люминесцентный;
• люминесцентно-гидравлический;
• смачивание поверхности керосином (керосино-меловая проба)

Первые 2 метода применяются в тех случаях, когда проверяемые конструкции работают с такой средой как газ. Люминесцентно-гидравлический и керосино-меловая проба используется, когда конструкция будет работать с жидкостями. Исходя из названия методов можно понять для проведения контроля в первых 2 методах используются люминесцентные вещества, обладающие высокой проникающей способностью, наличие следов которых рассматривают под ультрафиолетовым светом с обратной стороны проверяемой конструкции.

Гидравлический способ

Гидравлические методы контроля сварных швов как уже говорилось ранее включает себя проверку наливом воды под напором и без него, поливом струей воды также под напором и без.

Для применения гидравлических способов в тех случаях, когда конструкции имеют большие размеры должна быть обеспечена их жёсткость. В тех случаях, когда контроль проводится за счёт поливании струёй, чувствительность контроля увеличивается при использовании люминесцентных индикаторов.

Полезная статья – Tig сварка что это

Пневматический контроль

Контроль качества пневматическими методами сварных соединений (пузырьковый метод) осуществляется за счёт наполнения воздухом замкнутой конструкции (резервуара, ёмкости и т.д.) до испытательного давления (1,1-1,5 от рабочего давления). С контролируемой стороны наносится пенообразующий состав. после чего поверхность осматривается наличие надувающихся пузырьков. Этот метод используется также на станциях СТО для поиска прокола шины.

Также существует метод обдува струей сжатого воздуха, при котором контролируется крупногабаритные конструкции.

Испытание керосином

При использовании такого метода контроля качества выполненных сварочных работ как смачивание керосином, можно быстро и безошибочно выявить места течи.

Процесс выполняется следующим образом:

1. Перед выполнением необходимо произвести зачистку поверхностей с обеих сторон. при зачистке необходимо удалить отслаивающуюся ржавчину, а также различные загрязнения.
2. Одну сторону предварительно обрабатывают водно-меловой эмульсией и дают ей высохнуть.
3. Другую сторону контролируемой поверхности обрабатывают керосином.
4. Выдерживают время как правило от 1 до 3 часа.
5. Осматривают меловую поверхность, на ней не должно быть пятен от керосина.

Проверка гелиевым течеискателем

Проверка масс-спектрометрическим или гелиевым течеискателем достаточно сложный и дорогостоящий метод, который применяется при контроле качества сварных соединений ответственных конструкций.

Процесс контроля представляет из себя следующую последовательность:

• Сварочный шов или места контроля зачищаются от грязи и ржавчины;
• с одной из сторон контролируемой конструкции подаётся гелий (в редких случаях инертный газ аргон) который в свою очередь проникает через сварочные дефекты в виде течи;
• изделие может не обдуваться газом, а заполняться им полностью, если оно герметично(в зависимости от этого будут применяться различные схемы подключение).

Вакуумный метод

Самый часто используемый на практике метод контроля является – вакуумный (с использованием вакуумных камер-рамок). Это достаточно дешевый и быстрый способ проверки качество сварного шва.

Алгоритм его выполнение, следующий:

1. очистка и обезжиривание контролируемой поверхности (очистка не менее чем на 150–200 мм от сварного шва в обе стороны).
2. Нанесение мыльной эмульсии (пенящегося состава) на контролируемую поверхность.
3. Установка вакуумной камеры на сварной шов.
4. Откачка воздуха и создания вакуума в камере.
5. Осмотр сварного шва через прозрачный экран камеры на наличие надувающихся пузырьков, которые будут свидетельствовать о дефекте.
6. Фиксация дефектов, снятие вакуумной камеры и удаление остатков эмульсии.

Это может быть Вам полезно – Как заварить чугун

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.

МК – магнитный контроль

Магнитный контроль используется для проверки качества сварных швов, а также оборудования, находящегося в эксплуатации для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов, который невидимый или плохо видимы.

Магнитный контроль подразделяется на такие методы как:

1. Метод эффекта Холла.
2. Магнитопорошковый метод.
3. Магнитоферрозондовый метод.
4. Метод, основанный на магнитной памяти металла.

Все методы магнитного контроля основаны на рассеивании магнитного поля дефектами. Когда намагничивают объект контроля, то по нему протекает магнитный поток. Если на пути магнитного потока встречается дефект (несплошность) возникает(ют) поле рассеивания. По форме которых можно определить глубину нахождение дефекта, его размеры и форму.

Магнитный контроль имеет ряд преимуществ таких как:

• Простота выполнения;
• высокая чувствительность к обнаружению дефектов;
• способ высокопроизводителен;
• низкая цена;
• результаты контроля визуально видны;
• возможность применения на изделия с различной конфигурацией;
• возможна автоматизация процесса контроля.

Недостатки МК:

• возможность работает только с ферромагнитными материалами;
• высокая трудоёмкость в процессе выполнения контроля.

Магнитопорошковый

Магнитнопорошковый метод является наиболее распространённым методом магнитного контроля. Для фиксации дефектов в процессе проверки сварочных швов используется ферромагнитный порошок, магнитная суспензия или магнитогуммированная паста.

Порошки, применяемые для данного метода, могут быть люминесцентные, цветные, чёрные.

Перед проведением контроля поверхность необходимо зачистить, удалив ржавчину, следы краски, окалину и т.д.

После очистки выполняется этап намагничивании изделия и нанесение на него эмульсии или магнитного порошка.

Намагничивание может быть выполнено 2 способами:

1. Приложенного поля
2. Остаточной намагниченности

При контроле в случае использования 1 способа, нанесение эмульсии (порошка) происходит в момент намагничивание.

В случае же применение способа с остаточным намагничиванием, намагничивание объекта контроля производится изначально. Контроль производится после отключение намагничивающего поля.

При намагничивании используются такие виды тока как:

• постоянный;
• переменный одно и трёхфазный;
• импульсный

Магнитографический

Магниты графический метод применяется чаще всего для контроля качество сварных соединений на трубопроводах. Суть метода заключается в том, что с помощью специального дефектоскопа происходит намагничивание сварного шва с одновременной записью магнитного поля на специальная ленту.

Феррозондовый метод

Данный способ не часто применяется на практике.

Проверка сварных соединений проводится посредством перемещения по поверхности, которую предварительно подготовили и намагнитили, специального преобразователя. На экране дефектоскопа в процессе контроля отображаются сигналы от дефектов, которые сравнивают с эталонными значениями, настраиваемыми на образцах. Полученные данные анализируются и делается заключение о качестве.

Данный метод включает в себя следующие этапы:

1. подготовительный (очистка и подготовка поверхности).
2. проведение намагничивание контролируемого изделия.
3. сканирование и анализ сигналов.
4. размагничивания

Полезная статья – А вы знате для чего нужен Poxipol клей ? Если нет переходите по ссылке на нашу статью.

Метод эффекта Холла

Данный метод чаще всего применяется в тех случаях, когда изделия работают под высокой температурой или в агрессивной среде. Метод Холла обеспечивает бесконтактное измерение магнитного поля. Для применения этого метода не требуется особой подготовки поверхностей и средств контроля.

Контролируемые изделия намагничивается после проводится контроль дефектоскопом с датчиком Холла. Данные, как и в случае с феррозондовым методом сравниваются с эталонными значениями.

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.

Ультразвуковой (УК)

Данный метод широко применяется для контроля качества сварных соединений. Как следует из названия при контроле используется ультразвук—звуковая волна частотой выше 20 кГц (для контроля применяется от 200 кГц до 100 мГц). Ультразвук распространяется по изделию в виде волн, которые имеют физические параметры такие как:

• длину волны;
• период
• частоту.

Существует очень большое количество методов ультразвукового (акустического) контроля.

В рамках статьи подробно останавливаться на каждом не будем, а рассмотрим самый распространенный метод, который применяется на практике при контроле сварных соединений – ЭХО-метод.

Также очень важным параметрам является типы используемый волны.

Волны бывают следующих типов:

1. Поперечные (сдвиговые волны).
2. Продольные (сжимающие волны).
3. Поверхностные (Рэлея).
4. Волны Лэмба.
5. Волны Порхгаммера.

УЗК – контроль

Принцип использование ультразвукового контроля заключается в следующем – с помощью дефектоскопа создаётся ультразвуковые колебания, водимые в изделие. Ультразвук, распространяясь в изделии и доходя до дефекта отражается от него. Если дефекты отсутствуют, то звуковая волна отражается от донной поверхности. В зависимости от времени возврата и амплитуде сигнала можно определить глубину нахождение дефекта и оценить (сравнить с допустимыми) его размеры.

Предварительно настройку дефектоскопа выполняют по эталонным образцам (так называемым СОПам – стандартным образцам предприятия), на которых искусственно сделан максимально допустимый дефект. Если в процессе контроля обнаруживается сигнал больший чем тот который был настроен на СОПе, то изделия считают браком.

Для УЗК необходимо следующее оборудование:

1. дефектоскоп
2. Lemo кабель
3. пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП)

ПЭПы различаются по:

• угу ввода – наклонные и прямые;
• по строению (конструкции) – совмещенные и разделено-совмещенные;
• по типу контакта с поверхностью – бесконтактные и контактные.

Наклонные ПЭПы применяют, когда нужно искать дефекты, которые находится не параллельно контролируемой поверхности.

В совмещённых ПЭПах используется один пьезоэлемент которые и генерирует, и принимает сигналы.

Для раздельно-совмещенных используется 2 различных пьезоэлемента, один из которых генерирует сигнал, а другой принимает. В этом случае увеличивается точность контроля.

УЗТ – ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковая толщинометрия используется чтобы определить толщину детали имея доступ с одной стороны. Её часто применяют при оценке остаточного ресурса, когда необходимо замерить толщину стенке и величину износа.

При УЗТ используются раздельно-совмещенный ПЭП Соединяемый лема кабелем со специальным прибором— толщиномером. Для проведения УЗТ необходимо установить скорость распространения звука в измеряемым материале. Настройку производит на образцах с известной толщиной из того же материала, который будет подвергаться контролю.

Сам процесс контроля схож с процессом УЗК только преобразователь данном случае не перемещают, а просто прижимают к поверхности в отдельные точки измерения и вращают на 10-15 градусов.

Полезная статья – Уроки сварки для начинающих

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.

Радиационный контроль

Радиационный контроль (РК) его используют для наиболее ответственных объектов, где к качеству сварки предъявляют высокие требования. Количество стыков (% контроля) который необходимо проконтролировать рентгеном определяется нормативным документам для объекта контроля. Для технологических трубопроводов, к примеру таким документом является ГОСТ 32569.

Чаще всего для радиационного контроля используется такие методы как:

1. Радиографический
2. Гаммаграфический

При радиографическом методе используются рентген аппарат, который располагается с одной стороны контролируемого объекта, а с другой устанавливается пленка (она же детектор).

При работе аппарат создают излучение (рентгеновское), которое проходит сквозь металл и формирует на пленке изображение. Снимок можно просмотреть только после обработки в химических реагентах и последующей сушки.

Рентгеновские аппараты подразделяются на 2 типа:

1. Импульсные.
2. С постоянным потенциалом.

Импульсные – более дешёвый, имеют меньший вес и габариты. Как правило применяются для тонких изделий и небольших диаметров труб. Так как излучение у таких аппаратов (интегральная доза) низкая.

Аппараты с постоянным потенциалом более точно настраиваются и чаще всего применяются для толстостенных конструкций. В сравнение с импульсными, такие аппараты тяжелее и габаритнее, а их обслуживание значительно дороже.

Гаммаграфический метод предполагает, что вместо рентгеновского аппарата (генератора излучение) будет использоваться источник гамма-излучения, содержащий радиоактивные элементы такие как: Иридий – 192; Селен – 75; Цезий – 137 и так далее. При использовании данного способа просветить можно изделие с толщиной стенки до 300–400 мм.

Гамма-источники используются только для толщин свыше 50 мм, так как меньшие толщины не создают достаточного сопротивления и снимок получается низкой четкости. Данные аппараты представляют из себя закрытый непроницаемый контейнер, содержащий внутри герметично ампулу с радиоактивным изотопом.

Радиационный способ

Существует пара вариаций этой методики контроля швов:

• с помощью гамма-излучения;
• с помощью рентгеновских лучей.

Самое простое решение — проверить заготовку рентгеном. Эта технология позволяет проникать сквозь изделия из металла, отражая информацию на фотопленке. На получившемся снимке можно увидеть те или иные внутренние дефекты. Проникающее излучение позволяет выявить смещение кромок, газовые поры, включения шлаков и иные дефекты.

Гамма-лучи обладают аналогичным принципом действия, но при этом имеют следующие преимущества:

• изотопы долго не теряют свою работоспособность;
• возможность исследования сложных конструкций;
• увеличенная проницаемость излучения;
• более простое и компактное оборудование.

Запомните, что эти излучения очень опасны для человеческого организма. Поэтому к таким работам допускаются опытные специалисты в защитном снаряжении. Также обеспечивается защита и рабочего места. Для данной цели применяются экраны, пластины из свинца и иные средства.

Акустико-эмиссионный

Акустика эмиссионный метод контроля дает прекрасные результаты для обнаружения дефектов на ранних этапах. Данный метод совместно с другими методами неразрушающего контроля дает исчерпывающие данные.

Он основан на регистрации сигналов возникающих при структурных и конструкционных изменениях. Если говорить простыми словами, то данный способ отслеживает какие-либо изменение в структуре за счет закрепленных датчиков на конструкции или оборудования. То есть при возникновении дефектов (коррозии, трещин, расслоений и т.д) датчики фиксируют это и преобразуют в электрический сигнал. Сигнал обрабатывается посредством многоканальной системы и преобразуется в данные, которые непосредственно обрабатываются и определяют место нахождение дефекта.

Этим способом можно отслеживать изменение состояние в конструкциях и оборудовании, но нельзя точно узнать параметры выявляемого дефекта. Данный способ лучше применять совместно с ультразвуковым или радиографическим методам контроля.

Сварные швы: понятие, образование, строение

Сварные швы

— это, по сути, совмещённые края соседних элементов, превратившиеся под воздействием сварочного аппарата в единую неразъёмную конструкцию. Они являются результатом кристаллизации расплавленного материала, его пластической деформации под высоким давлением или сочетания данных процессов.

Структурно сварные швы

состоят из основного и присадочного металлов (полимеров, композитов), которые в процессе сваривания смешиваются и образуют более-менее однородную субстанцию — сплав. Они непосредственно граничат с узкой зоной сплавления, содержащей кристаллизованные частички обоих материалов, а далее — с зоной термического влияния. Последняя фактически является основным металлом, при смене температур несколько поменявшим структуру и свойства, но полностью сохранившим химический состав. Визуально зона термического влияния определяется по наиболее светлому оттенку. Самый же тёмный цвет указывает на расположение
шва
.

Строение сварных соединений

рассматривается и с точки зрения геометрии. В поперечном разрезе они образуют конструкции из следующих элементов:

· корня шва

;

· провара (проплавления);

· толщины шва

;

· лицевой поверхности;

· границы наружной поверхности;

· усиления.

В стыковых соединениях

ещё различается провар корня, в угловых — катет
шва
. То есть, кроме основных элементов, в устройстве
сварных швов
могут присутствовать и дополнительные. Их наличие полностью зависит от
типа соединения
, а параметры регламентируются
ГОСТом
2601–84.

Вихретоковый контроль

Вихретоковый контроль широко используется в авиационной, атомный отрасли, а также при производстве металлопроката, литья и подшипников. Данным методом хорошо выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты. С помощью него можно измерить толщину покрытия или отдельных слоев материала. Способ прекрасно механизируется и автоматизируется. Для его выполнения не нужно контактировать с поверхностью и не требуется контактная жидкость в отличие УЗК.

Способ основан на изменении сопротивление и напряжение в катушках (вихретоковых преобразователях).

Ультразвуковая методика

Дефектоскопия с помощью ультразвука позволяет выявлять те или иные отклонения, которые формируются во время отражения ультразвуковых волн от границ сред, имеющих разные свойства. Если говорить простыми словами, то специальный прибор отсылает сигнал, который отражается после достижения материала. Если на его пути встречается какой-то дефект, то он отражается на целостности волны, что и пытается запечатлеть оборудование. Для разных дефектов характерны разные сигналы, потому выявить происхождение и характер изъяна не составит особого труда. Эта технология позволяет выявить как внешние, так и внутренние дефекты.

Разрушающие методы контроля сварных соединений

Разрушающий контроль как уже ясно из названия предполагает, что контролируемые изделие будет разрушаться.

Его проводят на специально сваренных образцах по той же технологии, которая в дальнейшем будет применяться уже на рабочих изделиях.

Перечислим основные наиболее часто применяемые на практике способы разрушающего контроля:

1. Механические испытания сварных соединений.
2. Динамические испытания сварных швов.
3. Измерение твёрдости.
4. Металлография.
5. Стиллоскопирование.
6. Измерение твердости изделия.

С полным списком всех методов испытаний вы сможете ознакомиться, скачав его по ссылке тут.

Механические статические испытания

Данный вид испытаний проводится для сварных соединений ответственных конструкций. Суть его заключается в том, что образец в процессе испытаний либо постепенно нагружается с небольшой нарастанием нагрузки, либо единоразово без увеличения.

К методам относят следующие испытания:

• Сжатие;
• растяжение;
• изгиб;
• скручивание и т.д.

Механические динамические испытания

В отличие от статических, при динамических испытаниях образец нагружается ударно с длительностью воздействия на него не более сотых долей секунды.

К динамическим испытаниям относят:

• Испытание на ударный изгиб при повышенных температурах;
• ударный изгиб при низких температурах;
• ударный изгиб при комнатной температуре;
• испытание на ударную вязкость.

Измерения твердости

Измерение твёрдости сварных соединений чаще всего проводят по методам: Бринелля, Роквелла , Шора или Либу.

Наиболее часто используемый на объектах это способ по методу Либу, который основывается на изменении скорости отскакиваемого шарика от поверхности детали при измерении.

Методы Бринелля, Роквелла и Шора определяется твёрдость путём вдавливания в поверхность испытываемого изделия алмазную призму, металлический шарик или стальную иглу с оценкой усилия и глубины вдавливания.

Оформление документации

Результаты диагностических операций фиксируют в соответствующем акте или заключениисоставленном экспертом. В документе отражают содержание всех дефектов, приводят детальное описание допущенных нарушений. Форма акта или заключения должна соответствовать требованиям нормативов. Также, бригада дефектоскопистов отмечает результаты контроля в журнале сварки, необходимость ведения которого установлена законодательством для каждого объекта.

Выполненные записи в акте и журнале сопровождают детальными схемами, содержащими эскиз контролируемого соединения с отмеченными дефектами. Это позволяет идентифицировать нарушения, для последующего устранения.

В процессе контроля непосредственно на изделии рядом с каждым дефектом делают соответствующую отметку мелом.

По итогам контроля сварных швов и приемки объекта, формируют комплект документов. Кроме акта и журнала, сюда включают сертификаты на используемые материалы и оборудование, электроды, копии удостоверений сварщиков, экспертов, проводивших исследование качества выполненной сварки. Такие документы – не просто формальность. Надлежащим образом оформленные бумаги тщательно изучают представители государственных контролирующих органов при приемке объектов в эксплуатацию и в случае возможной последующей аварии на принятом объекте. Это позволяет установить причины чрезвычайного происшествия и наказать виновных.

Тщательный контроль качества сварки и сварных соединений особенно важен при изготовлении ответственных металлоконструкций, элементов грузоподъемных кранов, сосудов и трубопроводов, работающих под давлением, другого оборудования повышенной опасности. Поэтому от квалификации и внимательности экспертов во многом зависит дальнейшая безопасность эксплуатации производственных и строительных объектов.

Капиллярная методика

Это способ базируется на определенных свойствах жидкостей, которые имеют низкие значения поверхностного натяжения. Эти жидкости не собираются в отдельные капли, а постоянно находятся в текучем состоянии, заполняя собой отверстия и маленькие канавки. Так можно определить поверхностные изъяны.

При этом на сварочное соединение наносится особый состав, мгновенно заполняющий дефекты. После этого шов подвергается тщательному осмотру. Для удобства при работе в жидкости добавляют краситель.

Магнитографический контроль

1 — ферромагнитная пленка; 2 — электромагнит; 3 — источник постоянного тока; 4 — трещина на сварке; импульсы: 5 — трещины, 6 — непровар, 7 — сетки из пор
Магнитографический контроль представляет собой ничто иное, как магнитную дефектоскопию. Данный метод позволяет обнаружить, так называемые, поля рассеяния. Они обнаруживаются при намагничивании дефектных мест и отражаются на радиограмме в виде графиков.

Если шов выполнен качественно и металл сплавлен равномерно по всей толще, то магнитные линии распределяются в нем равномерно без искривлений. Если в шве присутствуют различные дефекты, то они будут распространяться хаотично. Поле отклоняется и в результате этого образуются, так называемые, поля рассеяния.

Этот метод применяется при выполнении контроля качества полуавтоматической сварки в среде под флюсом или в инертной среде. Толщина металла должна быть в пределах от 2 до 25 мм. Магнитографический метод позволяет выявить следующие дефекты:

• продольные микротрещины;
• непровары;
• цепочки и скопления шлака;
• газовых пор.

Все перечисленное оказывает существенно влияние на прочность соединения и может стать причиной фатального разрушения. Процедура контроля при помощи магнитографии проводится в два этапа:

Сначала изделие намагничивается специальным прибором. На этом этапе происходит запись полей намагничивания на магнитную ленту.

На втором этапе выполняется считывание информации с ленты. Для этого применяются дефектоскопы.

Ультразвуковой дефектоскоп Smartor

Для выполнения намагничивания применяются подвижные и стационарные намагничивающие приборы. Стационарные воздействуют на шов с двух сторон, снаружи и изнутри. Чаще применяются именно подвижные намагничиватели типа ПНУ. В процессе работа ими создается однородный поток, заключенный между двумя полюсами.

Полюсы соединены сердечником для создания полуцепи магнитного потока. Второй частью сердечника является сварной шов. На сердечник надета намагничивающая катушка. Перемещается аппарат для намагничивания на специальных немагнитных колесах. Важную роль играет расстояние между контролируемой поверхностью стыка и полюсами.

Подвижные намагничивающие приспособления используются для контроля сварных соединений малых и средних труб с диаметром от 100 до 1020 мм. Толщина стенки не должна быть более 16 мм. Если необходимо проконтролировать качество сварного стыка на трубе меньшего размера, то следует применять намагничивающие клещи или вилки.

Для проведения контроля качества сварного стыка труб большего диаметра в пределах от 1220 до 1420 мм применяется аппарат, который обладает шаговым перемещением. Называется такое устройство МУН-1. Он позволяет контролировать стыки из металла толщиной до 20 мм. Оснащается пультом дистанционного управления, благодаря которому контролируется процесс и происходит управление аппаратом. Для контроля качества стыка разных диаметров в этом диапазоне используются специальные сменные башмаки.

Для проведения проверки качества, строительные организации обращаются в центр строительного контроля

Если требуется проконтролировать соединение труб диаметром 1420 мм и со стеной до 25 мм, то необходимо использовать установку типа УМД-142. Она монтируется на специальные механизированные сварочные базы. Если необходимо выполнить контроль качества сварки стыков трубопровода на трассе, то для этих целей применяется мобильная лаборатория ЛПМ-К. В качестве намагничивающего устройства используется кольцевой магнит. Он позволяет полностью охватить всю поверхность стыка.

Для работы намагничивающего устройства, применяемых в контроле стыков больших труб, требуется мощный источник питания. Применяются мобильные станции типов СПП-1 и СПА-1. Также допускается возможность использования сварочных аппаратов, но в таком случае необходимо использовать реостат. Для записи данных раньше использовалась лента шириной 35-70 мм на триацетатной или лавсановой основах типов МК-1 и МК-2. Протягивалась она моторами над намагничиваемым участком. Аппарат имел лучевую трубку, на которой отражались одиночные импульсы намагничивания.

В качестве средств визуального отображения информации использовались МД-30Г, МД-11Г, МГК-1 и МДУ-2У.

Дефектоскопия сварных соединений труб на газо-нефтепроводах

Трещины

Дефекты относятся к нарушениям сплошности и представляют собой локальные разрывы в металле шва или ЗТВ, а также в основном металле. Трещины считаются недопустимыми дефектами, поскольку являются концентраторами напряжений и снижают прочность сварного соединения. Они появляются по следующим причинам:

• Неправильно выбранная марка присадочного металла и/или флюса. Допустить ошибку с конструкционными сталями обычного качества достаточно сложно. Но инструментальные и нержавеющие сплавы требуют тщательного подхода к выбору проволоки и штучных электродов.
• Нарушения температурных режимов. К ним относятся перегрев ЗТВ, высокая скорость охлаждения, отсутствие термообработки, снимающей остаточные напряжения.
• Растворенный в металле водород. Главная причина этого явления – влага, которая содержится в плохо просушенном флюсе или обмазке электродов.
• Неправильная сборка соединения. Жесткое закрепление деталей приводит к образованию трещин во время остывания конструкции после сварки.

Несплавления и непровары

Несплавлением называют нарушение соединения между основным и присадочным металлами или между отдельными валиками сварного шва. Это нарушение сплошности заметно снижает прочность соединения и делает его непригодным к эксплуатации. Непровар – это недостаточная глубина проплавления основного металла. Несплавления и непровары нередко сопровождаются порами и шлаковыми включениями.

Одна из основных причин возникновения таких дефектов – превышение оптимальной скорости сварки, когда сварочная ванна не получает достаточного количества тепловой энергии для расплавления основного металла. Непровары и несплавления могут быть вызваны и другими причинами, например:

• неправильной разделкой кромок;
• сборкой с малыми зазорами;
• некачественной очисткой заготовок от ржавчины, следов масел;
• смещением электрода в сторону от оси шва;
• сваркой на заниженных значениях тока;
• недостаточным подогревом заготовок перед сваркой (на полуавтоматах под слоем флюса).

Инородные включения

В металл шва нередко попадают твердые включения (единичные, линейные или скопления), размер которых может достигать нескольких миллиметров. Как и прочие дефекты, твердые включения оказывают отрицательное влияние на прочность соединения и являются концентраторами напряжений. По составу различают:

• Шлаковые включения. Они образуются, если шлак, образующийся при плавлении флюса или обмазки, не успевает всплыть на поверхность сварочной ванны и остается в металле. Одна из наиболее вероятных причин образования шлаковых включений – использование электродов с тонким покрытием. Недостаточное количество шлака приводит к быстрому остыванию ванны и кристаллизации шва. Причинами образования включений могут также быть недостаточная сила тока, неправильный наклон электрода, некачественное удаление шлака при сварке в несколько слоев.
• Включения флюса. Флюс может остаться в металле, если он не успел прореагировать и превратиться в шлак. Основная причина – неправильно подобранный гранулометрический состав.
• Вольфрамовые включения. Они появляются при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом. В расплав редко попадает металлический вольфрам. Чаще всего он встречается в виде оксидов и карбидов. Причинами их попадания чаще всего являются неправильная заточка электрода и наличие отложений на его поверхности. Металлический вольфрам может попасть в шов при соприкосновении с расплавленным присадочным металлом.
• Оксидные пленки и включения. Их наличие свидетельствует о недостаточной защите сварочной ванны от атмосферного кислорода.

Чаще всего инородные включения находятся внутри металла и не выходят на поверхность, поэтому для их обнаружения проводят контроль сварных соединений неразрушающими методами.

Газовые полости

В эту группу дефектов попадают закрытые и поверхностные поры, полости, свищи и кратеры. Наличие таких дефектов недопустимо в сосудах, работающих под давлением и вакуумом, в трубопроводах и емкостях для хранения жидких и газообразных продуктов. Для других металлоконструкций их наличие может быть допустимым. Но каждый случай нужно разбирать индивидуально в привязке к условиям эксплуатации.

Поры и полости являются результатом скопления газов в металле шва, которые не успевают выйти наружу до его кристаллизации. Чем дольше ванна находится в жидком состоянии, тем меньше остаточная пористость шва при прочих равных условиях. Среди наиболее вероятных причин образования пор можно выделить:

• наличие загрязнений на свариваемых поверхностях, проволоке, электродах;
• высокая скорость сварки;
• повышенная влажность флюса и покрытия электродов;
• сквозняки или подсос воздуха через зазор между свариваемыми деталями (при сварке в защитных газообразных средах);
• неправильная полярность;
• сварка на длинной дуге (ошибка сварщика).

При проведении экспертизы сварных швов причина порообразования устанавливается в зависимости от характера, размеров и особенностей залегания дефекта.

Свищ представляет собой полость в виде канала или трубки. Они образуются в местах выхода газа на поверхность шва, имеют различную протяженность, диаметр и пространственную ориентацию. Причины их образования – залипание электрода, резкий обрыв сварочной дуги. Чаще всего они возникают при сварке в вертикальном или потолочном пространственных положениях.

В местах обрыва дуги также могут возникать кратеры и усадочные раковины. Наиболее частые причины такого явления – это ошибки в действиях сварщика: работа на завышенных токах, слишком большой объем сварочной ванны.

Отклонения геометрии металлоконструкции

Коробление затрудняет сборку оборудования, в состав которого входят сварные детали и металлоконструкции. Для компенсации изменений их геометрии приходится использовать заготовки с увеличенными припусками на последующую обработку. Наибольшую склонность к деформациям проявляют конструкции из тонкого листа, из нержавеющих сталей аустенитного класса.

Участие сварочной лаборатории в разработке технологии позволяет снизить коробление до допустимого уровня. Наиболее эффективными мерами уменьшения деформаций считаются:

• повышение скорости сварки;
• двухсторонняя сварка с симметричной разделкой (метод обратных деформаций);
• обдув, использование медных накладок для увеличения скорости отвода тепла;
• сварка отдельными участками с промежуточным охлаждением.

Полная классификация дефектов сварных соединений представлена в стандарте ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012 (Часть 1).

Прайс-лист