Какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений

21.10.2021 Автор: VT-METALL

Из этого материала вы узнаете:

• Определение качества сварных соединений
• Факторы, влияющие на качество сварных соединений
• Методы неразрушающего контроля качества сварных соединений
• Разрушающие способы контроля сварных соединений

Качество сварных соединений является ключевым параметром, по которому оценивают пригодность к эксплуатации всего изделия. Ошибочно полагать, что на него влияет только мастерство сварщика, не меньшее значение имеют состояние оборудования и пригодность материала для работ.

Существуют различные способы организации контроля качества сварных соединений, наиболее популярными из которых являются методы разрушающего и неразрушающего контроля. В нашей статье мы расскажем, что входит в понятие качества сварки, как организуется проверка и разберем актуальные способы ее проведения.

Определение качества сварных соединений

Определение качества сварных соединений четко отражено в ГОСТ 15467-79: это такая совокупность свойств продукции, которая даст гарантию удовлетворения определенных потребностей в соответствии с ее назначением. Поэтому изготовить качественное сварное изделие будет невозможно без учета таких параметров, как соответствие материала техническим условиям, техническое состояние используемых оснастки и оборудования, соблюдение технологических регламентов и инструкций и, безусловно, квалификация и опыт сварщика.

Обеспечение высококачественных эксплуатационных и технических характеристик изделия возможно только при точном соблюдении последовательности операций технологического процесса. Важная роль при этом будет отведена различным способам объективного контроля как отдельных производственных операций, так и готового изделия. Правильная организация технологического процесса подразумевает операцию контроля как неотъемлемую его часть. Обнаружение отклонений является сигналом не только для отбраковки изделий, но и для немедленной корректировки технологического процесса.

Проверка необходима на каждом этапе изготовления сварных конструкций. Помимо этого, периодически следует проверять и состояние приспособлений с оборудованием. Предварительный контроль включает в себя проверку качества основных и вспомогательных материалов, определяется их соответствие техническим условиям и чертежу.

После завершения нарезки заготовок необходимо визуально проверить качество поверхности и внешний вид детали, наличие забоин, трещин, заусенцев и подобных дефектов, а также измерить с помощью универсальных и специальных инструментов, контрольных приспособлений и шаблонов. Особое внимание следует придавать контролю качества сварных соединений. Для проверки геометрии кромок, предназначенных для сварки плавлением, используют специальные шаблоны, а качество подготовленных поверхностей контролируется специальными микрометрами или оптическими приборами.

VT-metall предлагает услуги:

На этапе сборки и прихватки проверяют отсутствие прожогов, трещин, размер и расположение прихваток, величину зазоров, правильность взаиморасположения деталей и другие дефекты в местах прихваток. Чаще всего качество прихватки и сборки контролируют при обмере или визуальном осмотре.

Текущий контроль за выполнением сварки является самой ответственной операцией, включающей в себя две задачи: проверка правильности выполнения самих процессов сварки либо соответствия заданным параметрам готового изделия.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Факторы, влияющие на качество сварных соединений

Помимо выполнения шва и соблюдения технологий, прочностные характеристики сварного соединения связаны и с другими факторами:

• Качество свариваемого материала. Несоответствие металла требуемым характеристикам даже при правильном выполнении шва может негативно отразиться на прочности соединения.
• Не менее строгие требования предъявляются и к применяемым расходным материалам, используемым при сварочных работах. Использование низкокачественных присадок или электродов не позволит сделать правильное прочное соединение из-за появления в структуре самого металла ломкости, хрупкости и т. д.
• Оборудование, используемое для сварочных работ, должно обладать соответствующей мощностью и быть применимым к требуемой технологии (к примеру, аргонодуговой сварке).
• Надежность соединения деталей (их качество провара) можно достигнуть только при правильном выборе режимов сварки (полярности и силы тока).
• Подготовка для сварки самих заготовок является не менее важной операцией. Даже незначительное отклонение формы кромок стыков может существенно снизить качество и нарушить форму шва.

Рекомендуемые статьи

Рекомендуем статьи:

• Сварка в защитных газах: суть технологии и руководство для начинающих
• Как варить швы: разбираемся в секретах техники сварки
• Как варить тонкий металл: руководство для начинающих и профессионалов

Все перечисленные моменты следует учитывать при планировании работы, особенно если это касается важных и ответственных конструкций.

Методы неразрушающего контроля качества сварных соединений

Визуальный контроль качества сварных соединений.

Любой вид контроля качества сварных соединений должен начинаться с простого осмотра. Чаще всего этого вполне достаточно, чтобы увидеть внешние или внутренние пробелы. Помимо этого, такая процедура выполняется без использования специального оборудования. Например, различная высота стыкового соединения, скорее всего, происходит из-за некачественно обработанных поверхностей. Поэтому перед осмотром необходимо все швы тщательно зачистить от пыли, окалин, металлических брызг и грязи.

Чтобы улучшить видимость мелких недочетов, производят обработку поверхности при помощи спирта или азотной кислоты. Покрытие становится матовым, видимость пор и трещин значительно увеличивается.

Внешний осмотр является самым простым и эффективным методом контроля качества сварных соединений, который позволяет обнаруживать поры, трещины и наплывы. Более качественную проверку можно выполнить только с помощью специальных устройств, например, лупы при ярком освещении. Увеличительное стекло повышает эффективность обнаружения мельчайших трещин и пор.

Радиационный метод для проверки качества сварных соединений.

Такую методику контроля шва можно произвести двумя способами:

• используя рентгеновские лучи;
• при помощи гамма-излучения.

Проверка качества сварных соединений деталей при помощи рентгеновских лучей является наиболее простым методом. Суть технологии – лучи рентгена проходят сквозь металлическое изделие, а вся информация о структуре металла отражается на фотопленке. Снимок может отразить даже скрытые дефекты. С помощью такого излучения можно обнаружить шлаковые включения, газовые поры, смещение кромок и подобные дефекты.

Методика проверки качества сварных соединений гамма-излучением имеет аналогичный принцип действия, только еще добавляются следующие преимущества:

• долгое время не снижается работоспособность изотопов;
• есть возможность проникновения в конструкции сложного типа;
• обладает свойством повышенной проницаемости излучения;
• технология проводится на более простом и компактном оборудовании.

Необходимо помнить, что излучения такого типа представляют большую опасность для здоровья человека. Поэтому такие работы могут выполняться только опытными специалистами в защитном снаряжении. А защиту рабочего места можно обеспечить при помощи свинцовых пластин, экранов и подобных средств.

Ультразвуковой метод контроля качества сварных соединений.

Метод дефектоскопии с помощью ультразвука позволяет обнаружить такие скрытые дефекты, которые можно определить только при отражении ультразвуковых волн от границ сред с разными свойствами. Проще говоря, специальным прибором посылается сигнал, а после достижения материала, он возвращается назад. Но если на его траектории появится какой-то дефект, то он станет отражаться на целостности волны, что и зафиксирует оборудование. Разным изъянам свойственен определенный сигнал, поэтому обнаружить причину и характер дефекта несложно. Такая технология позволяет выявить не только внешние, но и скрытые изъяны.

Методика магнитного исследования качества сварных соединений.

Разрушающий контроль имеет следующие методы испытаний

Механические статические испытания

Вид разрушающих исследований, при котором испытуемый образец подвергается единичному воздействию с определенной скоростью постоянно действующей нагрузки. К ним относят следующие испытания:

• на растяжение;
• на сжатие;
• на изгиб.

При статических испытаниях определяют механические свойства – к примеру, прочность и пластичность. Без этих характеристик нельзя выполнить прочностной расчет конструкции.

Статические испытания на растяжение (Испытания на статическое растяжение)

Основным видом статических испытаний являются испытания на растяжение, которые стандартизированы и проводятся при повышенной, пониженной и комнатной температуре.

Методика проведения статических испытаний на растяжение заключается в подаче нагрузки на стандартизированный образец до момента его разрушения. Для испытаний используют цилиндрические или призматические образцы с определенными размерами.

Данные испытания позволяют выяснить значения следующих параметров:

• предел текучести;
• предел прочности;
• предел упругости;
• относительное удлинение и сужение.

Испытания на статическое сжатие

Испытания на сжатие применяют существенно менее часто по сравнению с растяжением, поскольку сжатие не позволяет выявить все механические параметры.

Статические испытания на сжатие выполняют на разрывной универсальной машине. Результаты испытания существенно зависят от формы и линейных размеров образцов. С целью исключения возможной потери устойчивости при испытании на сжатие используют короткие образцы. Чем больше длина образца, тем сильнее будет влияние изгиба.

В ходе испытаний на сжатие выявляют следующие показатели:

• предел прочности;
• предел текучести;
• предел упругости;
• относительное укорочение.

Испытания на статический изгиб

Испытания на статический изгиб осуществляют с целью определения предельной пластичности металла при изгибе (способности выдерживать пластическую деформацию). Данный параметр определяется углом изгиба, вызывающего в изогнутой зоне сварного шва, металла или полимера появление первой трещины, расширяющейся в ходе испытаний.

Механические динамические испытания

Позволяют исследовать металл, подвергая его воздействию ударной нагрузки, что обеспечивает высокую скорость деформации. В данном контексте самым часто встречающимся является испытание на ударный изгиб.

Ударная вязкость — то механическое свойство, которое определяется при динамических испытаниях.

Испытания на ударный изгиб

Способность металла поглощать энергию нагрузок называют ударной вязкостью. Это значимый показатель прочности материала. Метод испытания на ударный изгиб осуществляется путем разрушения образца, имеющего надрез — концентратор напряжений. Нагрузка производится ударом маятникового копра.

Хрупкое разрушение — один из самых критических показателей. Даже мелкая трещина увеличивается очень быстро. Главной опасностью хрупкого разрушения считается отсутствие каких-либо предвестников. Поэтому важным моментом испытания является вычисление ударной вязкости материала при образовании трещины.

Испытания склонности к механическому старению

Механическим старением называют изменение свойств стали по истечению условного периода времени. Изменения, которые фиксируются в условиях комнатной температуры, принято называть естественным старением. При этом искусственное старение производится в условиях нагрева.

3. Статическим методом измерения твердости

Называется такой, при котором индентор медленно и непрерывно вдавливается в испытуемый металл с определенным усилием.

К статическим методам относят следующие

Измерение твёрдости металлов по Бринеллю (твердомеры)

Один из старейших методов, твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность.

Измерение твёрдости металлов по Роквеллу (твердомеры)

Это самый распространённый из методов начала XX века, твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала.

Измерение твёрдости металлов по Виккерсу (твердомеры и микротвердомеры)

Самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность.

Измерение твёрдости металлов по Шору (твердомеры и склероскопы)

Данный метод крайне редко используется, твёрдость определяется по высоте отскока бойка от поверхности.

Измерение твёрдости металлов по Либу (твердомеры)

Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности.

Испытания на коррозионную стойкость

Проводят с использованием нескольких методов.

Сварные соединения из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей, работающие в условиях химически активной среды, подвержены коррозии (разъеданию). По своему действию на металл коррозию разделяют на химическую и электрохимическую.

Испытания на коррозионную стойкость

• Дефекты сварных соединений.
• Образование кристаллизационных трещин.
• Влияние легирующих элементов на склонность наплавленного металла к образованию трещин.
• Ультразвуковой контроль сварных соединений.
• Аустенитные стали.
• Классификация легированных сталей.

Химическая коррозия представляет собой процесс непосредственного химического взаимодействия между металлом и средой, как, например, окисление железа на воздухе при высоких темпера турах с образованием окалины.

Электрохимическая коррозия — это разрушение металла с участием электрического тока, который возникает при работе металла в воде, растворах кислот, солей и щелочей.

Различают два вида коррозии: общая и межкристаллитная.

При общей коррозии вся поверхность металла или часть его химически взаимодействует с агрессивной средой. С течением времени поверхность разъедается и толщина металла соответственно уменьшается.

При межкристаллитной коррозии происходит разрушение металла по границам зерен. Внешне металл не меняется, но связь между зернами значительно ослабевает, и при испытании на изгиб в растянутой зоне образца образуются трещины по границам зерен.

Методы технологических испытаний

Технологические испытания – вид разрушающих испытаний для оценки способности материала воспринимать определенную деформацию в условиях, максимально приближенных к производственным. К технологическим испытаниям относят испытания на сплющивание, загиб, раздачу, бортование и осадку. Оценка материала по результатам технологических испытаний носит качественный характер. Она необходима для определения пригодности материала для изготовления изделий по технологии, предусматривающей значительную и сложную пластическую деформацию.

Методы исследования структуры материалов

Металлографические исследования – это анализ структуры металлов и сплавов на специально подготовленных шлифах при помощи оптической микроскопии. Металлографические исследования важны в таких отраслях, как металлургия, атомная и аэрокосмическая промышленность, энергетика и автомобилестроение. Во время металлографических исследований определяют количество неметаллических включений, балл зерна, глубину обезуглероженного слоя, содержание ферритной фазы и другие параметры.

Методы определения содержания элементов

К методам определения содержания элементов относятся спектральный анализ и стилоскопирование. Спектральный анализ – это исследование, с помощью которого в результате измерения спектров исследуемого образца качественно или количественно определяют содержание в нем интересующих элементов. Стилоскопирование – качественный спектральный анализ на наличие легирующих элементов, основанный на получении с помощью электрической дуги раскаленных паров металлов на поверхности объекта контроля с последующим анализом их спектра. Методы определения содержания элементов позволяет производить классификацию сталей и сплавов по маркам, а также проводить проверку их химического состава. Они используется в таких отраслях, как металлургия, атомная и аэрокосмическая промышленность, энергетика и машиностроение.

Испытание строительных конструкций

Под испытанием строительных конструкций понимается проверка механических характеристик материалов фундаментов, стен, балок, перекрытий и прочих элементов зданий, определение наличия повреждений и дефектов, выявление трещин, ширины их раскрытия, глубины, а также определение армирования конструкций.

Подразделяются на следующие виды:

• Смеси бетонные.
• Растворы строительные.
• Цементы.
• Песок для строительных работ.
• Щебень и гравий.
• Грунты.
• Бетоны, конструкции и изделия бетонные и железобетонные.
• Кирпич и камни керамические и силикатные.
• Заполнители пористые неорганические для строительных работ.
• Здания и сооружения.
• Материалы и изделия строительные.

9.12 Дороги автомобильные

Распространяется на вновь строящиеся, реконструируемые, капитально ремонтируемые и эксплуатируемые автомобильные дороги общего пользования и дорожные сооружения на них, включая элементы обустройства (для объектов дорожного и придорожного сервиса регулируется только их расположение), а также связанные с ними процессы проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремонта и эксплуатации автомобильных дорог и дорожных сооружений и применяемые дорожно-строительные материалы и изделия.