Методы контроля сварных соединений: Контроль сварных швов, методы контроля качества сварки

Физические методы контроля сварных швов — Оборудование, услуги, материалы

Радиационная дефектоскопия — рентгено- и гамма-графичес­кий метод контроля.

Радиационная дефектоскопия — рентгено- и гамма-графичес­кий метод контроля.Рентгено- и гамма-графия — это метод получения на рентгеновской пленке или экране изображения предмета (изделия), просвечиваемого рентгеновским или гам­ма-излучением. Он основан на способности рентгеновского и гамма-излучения проходить через непрозрачные предметы, в том числе через металлы, и действовать на рентгеновскую пленку и некоторые химические элементы, благодаря чему последние флуоресцируют (светятся).

При этом дефекты, встречающиеся при сварке в теле изделия и чаще всего имеющие характер пустот (непроваров, трещин, раковин, пор и т. д.), на рентгеновской пленке (на рентгенограммах) имеют вид пятен (раковины, поры) или полос (непроваров).

Как правило; просвечивают 3 — 15% общей длины сварного шва. У особо ответственных конструкций просвечивают все швы.

Рентгеновские аппараты, применяемые для контроля из­делий, состоят из рентгеновской трубки, источника питания и пульта управления. В качестве источника питания при­меняют повышающий трансформатор, во вторичную цепь которого включают кенотроны для выпрямления анодного тока и высоковольтные конденсаторы, позволяющие удвоить или утроить напряжение вторичной обмотки трансформатора. Схема просвечивания рентгеновским излучением изделия показана на рис. 120.

В зависимости от режима просвечивания (при толщине металла До 50 мм), качества пленки и правильности даль­нейшей ее обработки удается выявить дефекты размером 1 — 3% от толщины контролируемых деталей.

В настоящее время широкое применение нашли рентгенов­ские аппараты РУП-120-5-1, РУП-200-5, РУП-400-5, Мира-2Д и Мира-3Д и др.

Гамма-излучение образуется в результате внутриатомного распада радиоактивных веществ. В качестве источников гамма-излучения применяют следующие радиоактивные вещества: тулий-170, иридий-192, цезий-13 7, кобальт-60 для просвечивания металла толщиной 1-60 мм.

Гамма-излучение, действуя на пленку так же, как и рентгеновское, фиксирует на ней дефекты сварки. Чувствитель­ность гамма-контроля ниже чувствительности рентгеновских снимков; например, на гамма-снимках при просвечивании стали толщиной 10-15 мм кобальтом-60 выявляются дефекты глубиной 0,5 — 0,7 мм, тогда как на рентгеновских снимках видны дефекты глубиной 0,1-0,2 мм.

Чувствительность гамма-снимков, полученных при помощи радиоактивных изотопов — тулия-170, иридия-192 и других, приближается к чувствительности рентгеновских.

Гамма-излучение вредно для здоровья человека, поэтому ампулы с радиоактивным веществом помещают в специаль­ные аппараты — гамма-установки, имеющие дистанционное управление (рис. 121).

Схема панорамного просвечивания сварных стыков трубо­проводов с помощью гамма-источника показана на рис. 122.

Сварный шов при радиационной дефектоскопии бракуется, если на рентгеновском или гамма-снимке обнаружены сле­дующие дефекты:

шлаковые включения или раковины по группе А (отдельные дефекты) и В (скопление дефектов) размером по высоте шва более 10% толщины стенки, если она не превышает 20 мм, а также более 3 мм при толщине стенки более 20 мм;

шлаковые включения, расположенные цепочкой или сплош­ной линией вдоль шва (группа Б), при суммарной их длине, превышающей 200 мм на 1 мшва;

поры, расположенные в виде сплошной сетки;

скопление на отдельных участках шва свыше пяти пор на 1 см² площади шва.

Дефекты распределяют по группам А, Б, В по следую­щим признакам:

А — отдельные дефекты, которые по своему расположению не образуют цепочки или скопления;

Б — цепочка дефектов, расположенных на одной линии в количестве более трех с расстоянием между ними, рав­ным трехкратной величине дефектов и менее;

В — скопление дефектов в одном месте с расположением их в количестве более трех с расстоянием между ними, равным трехкратной величине дефектов и менее.

Ультразвуковой метод контроля. Этот метод основан на способности высокочастотных колебаний частотой около 20000 Гц проникать в металл и отражаться от поверхности дефектов (от встретившихся препятствий). Отраженные ультра­звуковые колебания имеют ту же скорость, что и прямые колебания. Это свойство имеет основное значение в ультра­звуковой дефектоскопии.

Узкие направленные пучки ультразвуковых колебаний для целей дефектоскопии получают при помощи пьезоэлектри­ческих пластин кварца или титаната бария (пьезодатчика). Эти кристаллы, помещенные в электрическом поле, дают обратный пьезоэлектрический эффект, т. е. преобразуют элект­рические колебания в механические. Таким образом, пьезо-кристаллы под действием переменного тока высокой частоты (0,8 — 2,5 МГц) становятся’ источником ультразвуковых коле­баний и создают направленный пучок ультразвуковых волн в контролируемую деталь.

Отраженные ультразвуковые колебания улавливаются иска­телем (щупом) и затем преобразуются в электрические им­пульсы. Отраженные электрические колебания через усилитель подаются на осциллограф и вызывают отклонение луча на экране электронной трубки. По виду отклонения судят о характере дефекта.

Схема ультразвукового метода контроля сварных соединений показана на рис. 123.

Современные ультразвуковые дефектоскопы работают по схеме импульсного излучения, т. е. ультразвуковые колебания от пьезокристалла посылаются не непрерывно, а импульсами; во время пауз отраженные колебания поступают на тот же пьезокристалл, что обеспечивает высокую чистоту приемаотраженных волн.

Пьезокристалл ультразвукового дефектоскопа помещается в специальный призматический или плоский щуп. Поверх­ность, по которой перемещается щуп, должна быть зачище­на до металлического блеска. Для обеспечения необходимо­го акустического контакта между щупом и контролируемым изделием наносится слой минерального масла.

Промышленностью выпускаются ультразвуковые дефекто­скопы УДМ-3, УД-55ЭМ, ДУК-13ИМ и др. Чувствительность дефектоскопов обеспечивает выявление дефектов площадью 2 мм

2 и более. При ультразвуковом методе трудно опре­делить характер дефекта. Наиболее эффективно контроль вы­полняется при толщине металла более 15 мм; при толщине металла 4-15 мм контроль этим методом возможен, но требует весьма высокой квалификации дефектоскописта (опе­ратора).

Магнитный метод дефектоскопии. Сварной шов стального или чугунного изделия покрывают смесью из масла и магнитного железного порошка (размер частиц 5 — 10 мкм). Изделие намагничивают пропусканием тока через обмотку, состоящую из нескольких витков, намотанных вокруг изделия. Под действием магнитного поля, обтекающего дефект, части­цы железного порошка гуще располагаются вокруг дефектов

Этим методом выявляются поверхностные дефекты глубиной до 5 -6 мм. Разрешающая способность порошковой дефекто­скопии весьма низкая по сравнению с другими методами контроля-, поэтому она эффективна в основном для контро­ля гладких, чистых, блестящих поверхностей. Магнитным методом можно проверять качество деталей, изготовленных только из ферромагнитных металлов.

Магнитографический метод контроля. При этом методе, разработанном в нашей стране, результаты записываются на магнитную ленту. Сущность этого метода контроля состоит в намагничивании сварного соединения и фиксации магнит­ного потока на ферромагнитную ленту. Лента накладывается на контролируемое изделие, которое намагничивается импульс­ным полем. Магнитное поле, при наличии дефектов, рас­пределяется по поверхности детали по-разному, и соответ­ственно ферромагнитные частицы на ленте намагнитятся в различной степени. Затем ферромагнитная лента снимается с контролируемого изделия и ее «протягивают» через вос­производящее устройство (рис. 124), состоящее из механизма протяжки и осциллографа с усилителем электрических им­пульсов.

Результаты магнитографического контроля рассматривают на экране 9 осциллографа 7, на котором при наличии дефектов в контролируемом изделии возникают всплески (вер­тикальные импульсы). По величине и форме отклонения луча на экране осциллографа судят о величине и характере дефекта сварного соединения.

Магнитографический метод применяется для контроля сварных соединений толщиной не более 12 мм. Этим ме­тодом можно выявлять макротрещины, непровары глубиной 4 — 5% от толщины контролируемого металла, шлаковые включения и газовые поры.

Магнитографический метод требует высокой квалификации оператора.

Рентгено-телевизионный контроль. Сущность способа контро­ля заключается в том, что дефект сварного шва изобража­ется в момент просвечивания на телевизионном экране.

Схема рентгено-телевизионной установки показана на рис. 125. Сварное соединение

2 просвечивается с помощью рентге­новского аппарата 1.Рентгеновское излучение проходит через электронно-оптический преобразователь 3, состоящий из вакуумированной трубки, внутри которой со стороны, обращен­ной к источнику излучения (рентгеновскому аппарату) и про­свечиваемому изделию, укреплен тонкий алюминиевый экран, покрытый флуоресцирующим слоем. На этот слой нанесен светочувствительный слой — фотокатод (такой же, как в обыч­ных телевизионных трубках). С другой стороны электронно-оптический преобразователь имеет диафрагму и усиливаю­щий экран. С такого преобразователя через переходную оптику 4 сигналы поступают на передающую телекамеру 5 и на телевизор 7. Такой метод контроля позволяет резко увеличить производительность труда оператора. При этом можно не только визуально наблюдать внутреннее состояние просвечиваемого изделия, но и фотографировать его при помощи фото- или киноаппарата. Управление такой установкой осуществляется с пульта управления 6.

Контроль плотности соединений. Сварные швы испытывают на герметичность (непроницаемость) керосином, сжатым возду­хом (пневматикой), вакуум-аппаратом, при помощи аммиака, гелиевым и галлоидным течеискателями и гидравлическим давлением.

Испытание керосином применяют для сосудов, работающих без внутреннего давления, и как предваритель­ный метод контроля для сосудов, работающих под давлением.

Керосин обладает высокой капиллярностью. На этой его способности основана методика контроля плотности сварных швов. Сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака, грязи и осмотрены. Дефекты, выявленные внешним осмотром, должны быть устранены до начала контроля.

Для выявления дефектов (неплотностей) методом кероси­новой пробы одну сторону сварного соединения окрашивают мелом, разведенным в воде. После высыхания мела вторую сторону сварного шва обильно смачивают керосином. Ке­росин, проникая через дефекты в сварном шве, оставляет на меловой краске жирные темные пятна, характеризую­щие наличие и расположение дефектов. Обнаруженные дефек­ты вырубают и заваривают вновь. Контроль керосином при­меняется при положительной температуре (выше 0°С). Свар­ные швы должны выдерживаться под керосином 12 г и более.

Вакуум-методом проверяют сварные швы, которые невозможно испытать керосином, воздухом или водой и доступ к которым возможен только с одной стороны, на­пример сварные швы днищ резервуаров, газгольдеров и других емкостей.

В комплект установки для контроля плотности сварных шзов вакуум-методом входит следующее оборудование: ва­куум-насос, вакуум-камера с вакуум-метром и пневматический шланг.

Гидравлические испытания. При этом способе контроля сварное изделие (сосуд) заполняют водой. Затем насосом или гидравлическим прессом создают давление, превышающее рабочее в 1,25 раза и более.

Способ гидравлического испытания, время выдержки, вели­чина давления и допустимая утечка устанавливаются техни­ческими условиями на контролируемый объект. Гидравлические испытания выполняют при проверке прочности и плотности паровых и водяных котлов, трубопроводов и сосудов, ра­ботающих под давлением.

Испытание сжатым воздухом (пневматическое испытание). Это испытание применяется для проверки сосудов и трубо­проводов на герметичность, как правило, только при рабочем давлении изделия. Плотность сварных соединений проверяют мыльным раствором или погружением сосуда в воду. В местах пропуска газа появляются пузыри.

Неразрушающие методы контроля сварных соединений

Неразрушающие методы контроля сварных соединений

Методы контроля качества сварных соединений могут быть разделены на две основные группы: неразрушающие методы контроля сварных соединений, разрушающие методы контроля сварных соединений.

Методы контроля качества сварных соединений и наплавок:

• Внешний осмотр
• Обмер сварных швов
• Цветная дефектоскопия
• Магнитопорошковая дефектоскопия
• Травления сварных швов
• Ультразвуковая дефектоскопия
• Рентгенографический контроль сварных швов
• Метод керосиновой пробы

Группа методов контроля регламентируются соответствующими ГОСТами. Группа методов контроля, объединенная общими физическими характеристиками, составляет вид контроля.Неразрушающие методы контроля сварных соединений классифицируются по следующим основным признакам:

• по характеру физических полей или излучений, взаимодействующих с контролируемым объектом;
• по характеру аналогичных взаимодействий веществ с контролируемым объектом;
• по различным видам информации о качестве контролируемого объекта.

Каждый вид контроля имеет свою оптимальную область применения, отличается определенными достоинствами и недостатками. Поэтому наиболее полную информацию о качестве изделия или сварного шва можно получить только при сочетании различных видов контроля.

Наиболее распространенным видом неразрушающего контроля является внешний осмотр и обмер сварных швов, который имеет существенное значение для получения информации о качестве сварных конструкций.

Широкое применение получил радиационный вид контроля, осуществляемый с помощью рентгеновского и гамма-излучения, которые проникают через контролируемые объекты и изменяют интенсивность излучения в местах наличия дефектов — такое изменение регистрируется на рентгеновской пленке или на пластинке.

Из акустических методов контроля наибольшее распространение получила ультразвуковая дефектоскопия. Благодаря этому методу хорошо обнаруживаются дефекты с малым раскрытием типа трещин, газовых пор и шлаковых включений, в том числе и те, которые невозможно определить радиационной дефектоскопией.

Среди магнитных методов контроля следует отметить магнитографический и магнитопорошковый. Наибольшее распространение имеет магнитопорошковый метод, позволяющий визуально наблюдать за расположением ферромагнитного порошка вокруг дефектов.

В капиллярном виде контроля используют движение индикаторного вещества, т.е. проникновение индикатора вглубь дефектов. Индикатор под воздействием облучения начинает высвечиваться и обнаруживает дефектные места.

При контроле течеисканием также используют движение контрольного вещества для обнаружения течей — сквозных несплошностей в сварных соединениях. С помощью этого вида контроля проверяют герметичность свариваемого изделия. Как правило, это сосуды и трубопроводы, работающие под давлением. Он основан на регистрации специальными приборами или счетчиками утечки индикаторных жидкостей или газов через сквозные дефекты в сварных швах. Контроль герметичности течеисканием может применяться для любых материалов любой толщины.
 
Метод керосиновой пробы — сварное соединение простукивают молотком на расстоянии 30-40 мм от шва для улучшения удаления шлака и развития несквозных дефектов в сквозные. После очистки на поверхность шва наносят тонкий слой меловой суспензии. Противоположную сторону сварного шва смачивают керосином 5-10 раз.

Выбор методов контроля связан с определением возможностей различных методов выявить опасные для работы данного сварного соединения дефекты, их производительность и стоимость.

Читайте также:

Ремонт металлоконструкций из углеродистой стали 25Л, 20ГСЛ

Семинар «Сварка в судостроении и машиностроении»

Маркировка конструкционных сталей

Особенности конструкций и монтажа пылепроводов

Семинар — Методы защиты на производстве

Сущность метода контроля

Методы неразрушающего контроля сварных соединений

К неразрушающим методам контроля качества сварных соединений относят внешний осмотр, контроль на непроницаемость (или герметичность) конструкций, контроль для обнаружения дефектов, выходящих на поверхность, контроль скрытых и внутренних дефектов.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов-наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла и изделия. Этим видам контроля подвергают все сварные швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром сварных швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п.

Обмеры сварных швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом-измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры сварных швов контролируют измерительными инструментами и специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более точными способами.
Контроль непроницаемости сварных швов и соединений. Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания  монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняют до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическим течеискателями.

Для обнаружения скрытых внутренних дефектов применяют следующие методы неразрушающего контроля:

• Магнитные методы контроля основаны на обнаружении полей магнитного рассеяния,  образующихся в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий.
• Радиационные методы контроля являются надежным и широко распространенными методами контроля, основанными на способности рентгеновского и гамма-излучения проникать через металл. Выявление дефектов при радиационных методах основано на разном поглощении рентгеновского или гамма-излучения участками металла с дефектами и без них.
• Ультразвуковой метод основан на способности ультразвуковых волн проникать в металл на большую глубину и отражаться от находящихся в нем дефектных участков.

Виды контроля сварных швов и соединений

Содержание

Для того чтобы сварное соединение соответствовало заданным требованиям по качеству, необходимо контролировать его, начиная с контроля подготовки шва, продолжая контролировать во время сварки и заканчивая проверкой уже готового сварного соединения. Исходя из этого, различают следующие виды контроля сварки: предварительный, текущий и окончательный.

Виды контроля сварных соединений

Предварительный контроль

Предварительный контроль включает в себя проверку качества свариваемого металла и материалов для сварки. Кроме этого, контролируют подготовку сварных кромок и сборку свариваемых деталей, исправность оснастки для сварки, сварочного оборудования и приборов. Кроме этого, необходимо провести испытания стали на свариваемость, которые включают в себя механические испытания, металлографический анализ и испытания на вероятность образования холодных трещин и горячих трещин при сварке.

Текущий контроль сварки

Текущий контроль ведут непосредственно во время сварочных работ. При этом проверяют соблюдение технологии сварки (соблюдение режимов сварки, качество зачистки промежуточных сварных швов, заварку сварочных кратеров, выполнение предварительного и сопутствующего подогрева, при необходимости и другие моменты).

Окончательный контроль сварки

При окончательном контроле проверяют уже готовые сварные соединения. Готовое сварное изделие должно полностью удовлетворять требованиям, предъявляемым к нему.

Суммарная трудоёмкость всех контрольных операций может достигать до 30% от общей трудоёмкости изготовления сварной металлоконструкции. Объём контроля зависит от того, насколько высоки требования, предъявляемые к металлоконструкции, от сложности технологии сварки и от квалификации контролирующего персонала.

Какими методами контролируют сварные соединения?

Контроль сварных соединений производится с помощью следующих методов контроля: внешним осмотром, металлографическим анализом, химическим анализом, с помощью механических испытаний, просвечиванием рентгеновскими, или гамма-лучами, ультразвуковую дефектоскопию, магнитную дефектоскопию. Для достоверного контроля, сварное соединение необходимо очистить от шлака, окалины и сварочных брызг.

По своей сути, способы контроля сварки можно разделить на две группы: методы разрушающего контроля и методы неразрушающего контроля сварных соединений. О каждой из этих групп будет сказано чуть ниже по тексту.

Методы разрушающего контроля сварных соединений

Методы разрушающего контроля сварки – это различные испытания сварных образцов, позволяющие определить параметры сварного шва и зоны термического влияния. К таким методам относятся механические и металлографические испытания, а также химический анализ. Чаще всего такие испытания выполняют на контрольных образцах и реже – на самом изделии. Контрольные образцы должны из того же материала, что и само изделие, и свариваются они по той же технологии.

Металлографические исследования сварных соединений

Металлографический анализ заключается в засверливании и протравливании поверхности металла 10%-ным водным раствором хлорида меди и аммония. При этом засверленная поверхность должна проходить и через металл сварного шва, и через основной металл. Время протравливания составляет 2-3мин. По окончании протравливания остатки хлорида меди смывают водой.

После этого протравленную поверхность осматривают невооружённым взглядом (макроструктурное исследование), или, используя оптические приборы (макроструктурное исследование). При осмотре определяют качество провара и наличие внутренних сварных дефектов. При сварке ответственных металлоконструкций, металлографические исследования проводятся в расширенном объёме. Для их проведения применяются специальные микро- и макрошлифы, изготовленные из сваренных вместе контрольных пластин, или пластин, вырезанных непосредственно из сварного соединения.

Макроструктурное металлографическое исследование проводят невооружённым глазом, или с помощью лупы или увеличительного стекла. При таком методе контроля можно определить характер расположение видимых сварных дефектов.

При микроструктурном анализе исследуют структуру сварного шва и переходной зоны с помощью оптических приборов, дающих увеличение в 50-2000раз. Микроструктурное исследование позволяет определить наличие шлаковых включений в металле шва, обнаружить прожоги и несплавления, увидеть мельчайшие трещины и поры в металле и оценить величину зёрен металла.

Химический анализ сварного соединения

При проведении химического анализа устанавливают химический состав сварного шва, основного металла и электродов и определяют их соответствие установленным стандартам на изготовление сварного изделия. Химический анализ должен проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 122-75, в котором оговорены методы отбора проб для химического и спектрального анализа.

Механические испытания сварного соединения

Для проведения механических испытаний чаще всего изготавливают специальные контрольные образцы из того же металла по той же технологии, что и сварное соединение. В некоторых случаях проводят испытания на образцах, вырезанных из сварного соединения.

При проведении механических испытаний определяют таких механические свойства соединения, как предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твёрдость и максимальный угол загиба и пластичность металла. Форма и размеры образцов, взятых для испытаний, должны соответствовать ГОСТ 6996. Согласно этому стандарту, испытывают металл сварного шва, зону термического влияния и основной металл.

Методы неразрушающего контроля сварных соединений

К методам неразрушающего контроля сварки относят способы, позволяющие проверить качество металла шва и переходной зоны без их разрушения. К этим методам относятся внешний осмотр сварного соединения, а также исследования при помощи электромагнитных, акустических воздействий и при помощи различных веществ, проникающих в сварной металл.

С помощью подобных методов можно определить наличие различных дефектов в сварном соединении, их характер, величину и расположение. Эти возможности и определили общее название этих методов – дефектоскопия. О том, какие бывают виды дефектоскопии, и о неразрушающем контроле сварки подробно рассказано на странице: «Неразрушающий контроль сварных соединений, методы контроля».

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

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

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

Методы проверки

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

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

Основными способами неразрушающего контроля качества сварки являются:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Внешний осмотр

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

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

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

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

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

Капиллярный метод

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

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

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

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

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

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

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

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

Проверка сварных соединений на проницаемость

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

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

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

Пневматический способ

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

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

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

Гидравлический способ

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

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

Магнитная дефектоскопия

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

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

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

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

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

Ультразвуковая дефектоскопия

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

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

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

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

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

Радиационный метод

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

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

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

Оформление документации

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

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

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

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

Контроль сварных швов условно можно разделить на 2 этапа – до проведения сварочных работ (предупреждающий образование дефектов) и в процессе эксплуатации металлоконструкций (выявляющий уже имеющиеся дефекты).

Попробуем рассмотреть более детально каждый из этих этапов.

Контроль, предупреждающий образование дефектов сварки.

В нем учитываются и контролируются следующие параметры:

Подготовка сварки, контролируются:

• Состояние и свойства рабочей поверхности
• Сварочное оборудование и расходные материалы (электроды, флюсы, присадки и пр.)
• Квалификация специалистов
• Качество и свойства свариваемых и сварочных материалов
• Порядок наложения швов и дальнейшая зачистка швов

Все сварочные работы регламентируются НД. Сборку под сварку и разделку швов осуществляют по стандартам и техническим условиям.

После проведения всех работ и начала использования металлоконструкций появляется необходимость в выявлении дефектов, возникающих в процессе эксплуатации.

И тут мы переходим к тому, каким образом стоит контролировать и выявлять имеющиеся дефекты.

Способы контроля качества сварных швов и соединений

Самый простой, наименее затратный, но при этом позволяющий обнаружить только самые значительные дефекты способ – внешний. Внешний контроль швов включает в себя не только визуальный осмотр, но также обмер сварных швов, замеры кромок и прочие процедуры.

Внешний осмотр и обмеры швов – наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Всякий контроль сварных соединений начинается с внешнего осмотра, с помощью которого можно выявить не только наружные дефекты, но и некоторые внутренние. Например, разная высота и ширина шва и неравномерность складок свидетельствуют о частых обрывах дуги, следствием которых являются непровары.

Перед осмотром швы тщательного очищаются от шлака, окалины и брызг металла. Более тщательная очистка в виде обработки шва (промывкой спиртом и травлением 10%-ным раствором азотной кислоты) придает шву матовую поверхность, на которой легче заметить мелкие трещины и поры.

Обмеры швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое – увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения готового шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом – измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры швов контролируют обычно измерительными инструментами или специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более достоверными способами.

После проведения визуального контроля швы могут контролироваться металлографическими исследованиями, химическим анализом, механическими испытаниями, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука.

Металлографические исследования (разрушающий контроль)

Заключаются в следующем: высверливается отверстие, проходящее через шов и основной металл. Поверхность отверстия протравливают 10%-ным водным раствором двойной соли хлорной меди и аммония в течение 1-3 мин. Осадок меди удаляют водой. Протравленную поверхность осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы. При этом выявляют качество провара и наличие внутренних дефектов. Для ответственных сварных конструкций производят более полные металлографические исследования макро – и микрошлифов из специально сваренных контрольных пластин или из пластин, вырезанных из сварных соединений.

Химическим анализом определяют состав основного и наплавленного металлов и электродов, а также их соответствие установленным техническим условиям на изготовление сварного изделия. Методы отбора проб для химического и спектрального анализов описаны в ГОСТ 7122—81.

Механические испытания проводят либо на специально сваренных контрольных образцах, либо на образцах, вырезанных из сварного соединения. С их помощью определяют предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость и угол загиба.

После того как визуальный осмотр завершен, следует его просвечивание. Эта процедура требует использования рентгена или гамма-лучей.
При проверке рентгеном аппарат устанавливают с внутренней стороны металлоконструкции. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью подобного метода происходит выявление трещин в металлоконструкции, непроваров, шлаковых включений и других деформаций, незаметных при внешнем осмотре.

Рентгенографическим способом можно контролировать металлические соединения толщиной не более 6 см.

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений

Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняются до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным ходам – сквозным порам и трещинам. В процессе испытания сварные швы покрываются водным раствором мела с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов. После высушивания окрашенной поверхности с обратной стороны шов обильно смачивают керосином. Неплотности швов выявляют по наличию на меловом покрытии следов проникшего керосина. Появление отдельных пятен указывает на поры и свищи, полос – сквозных трещин и непроваров в шве. Благодаря высокой проникающей способности керосина обнаруживаются дефекты с поперечным размером 0,1 мм и менее.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (раствор фенолфталеина, азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве контролирующего реагента применяется газ аммиак. При испытании на одну сторону шва укладывают бумажную ленту, смоченную 5%-ным раствором индикатора, а с другой стороны шов обрабатывают смесью аммиака с воздухом. Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает индикатор в местах залегания дефектов.

Контроль воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также резервуары, цистерны и т.п. Это испытание проводят с целью проверки общей герметичности сварного изделия. Малогабаритные изделия полностью погружают в ванну с водой, после чего в него подают сжатый воздух под давлением, на 10 – 20% превышающим рабочее. Крупногабаритные конструкции после подачи внутреннего давления по сварным швам покрывают пенным индикатором (обычно раствор мыла). О наличии неплотностей в швах судят по появлению пузырьков воздуха. При испытании сжатым воздухом (газами) следует соблюдать правила безопасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо- и газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Швы с наружной поверхности тщательно просушивают обдувом воздухом. Затем изделие заполняют водой под избыточным давлением, в 1,5 – 2 раза превышающим рабочее, и выдерживают в течение заданного времени. Дефектные места определяют по проявлению течи, капель или увлажнению поверхности швов.

Магнитографический способ проверки качества необходим, чтобы обнаружить поле рассеивания, образующееся там, где есть дефекты. Способ заключается в намагничивании поверхности детали, после чего область полей появляется сверху магнитной ленты, которую прижимают на поверхность швов. Весь процесс проверки металлоконструкции фиксируется с помощью дефектоскопа, а после информация считывается и, таким образом, устанавливается, есть ли на швах дефекты. Подобный метод позволяет выявлять наличие трещин, пор, непроваров, шлаковых включений и других дефектов, возникающих в процессе сварки. Также с помощью магнитографического метода можно определить наличие на поверхности швов поперечных трещин, широких непроваров или округлых пор, однако с поиском дефектов подобного рода данный метод справляется несколько хуже. Использовать его можно только для металлических заготовок, толщина которых не превышает 1.2 см. Ультразвуковой способ проверки качества часто используется для оценки на соответствие ГОСТ стали и изделий из цветного металла.

Ультразвуковой способ заключается в направлении звукового колебаний на поверхность металла и последующего отражения, чтобы выявить возможные дефекты. Для получения ультразвуковой волны используют несколько пьезоэлектрических кварцевых пластин, которые фиксируются в щупе. После колебания ультразвуковой волны, которые отражаются от металла, улавливаются специальным устройством – искателем, который преобразует ультразвуковой луч в заряженный электричеством импульс, переходящий к усилителю, а затем воспроизводящийся с помощью индикатора. Для того чтобы ультразвуковой способ был эффективен, перед тем, как ультразвуковой луч направляют на металл, его поверхность предварительно покрывают автолом или компрессорным маслом.

Химический метод контроля на соответствие ГОСТ заключается в обработке поверхности швов фенолфталеиновым раствором, перед этим поверхность необходимо тщательно зачистить, удалив все шлаки и загрязнения. После нанесения раствора место обработки накрывается тканью, которая пропитывается азотнокислым серебром (раствор 5%). Этот метод позволяет выявить наличие локальных течей: на этих местах серебро приобретет серебристо-черный вид, а фенолфталеин – красный.

Для того чтобы определить, насколько плотность сварного шва соответствует ГОСТ, применяют метод пробы керосином. Благодаря ему можно найти самые маленькие дефекты, размер которых может быть около 0.1 мм. Для выявления дефектов качества швы покрываются каолином или мелом с одной стороны, и смачивается керосином с другой. При наличии проницания в шве, на поверхности каолина или мела появятся жирные пятна желтого цвета. Появляются они не сразу, поэтому проверка на ГОСТ этим методом проводится не менее 4 часов.

Основан на капиллярной активности жидкостей – их способности втягиваться, проникать в мельчайшие каналы (капилляры), имеющиеся на поверхности материалов, в том числе поры и трещины сварных швов. Чем выше смачиваемость жидкости и чем меньше радиус капилляра, тем больше глубина и скорость проникновения жидкости. С помощью капиллярного контроля можно контролировать материалы любого вида и формы – ферромагнитные и неферромагнитные, цветные и черные металлы и их сплавы, керамику, пластмассы, стекло. В основном, капиллярный метод применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов с открытой полостью. Однако с помощью некоторых материалов (керосина, например) можно с успехом обнаруживать и сквозные дефекты.

Неразрушающие методы контроля сварных соединений

Наши услуги ИНФОРМАЦИЯ: МЫ БЫЛИ ВЫБРАНЫ АДМИНИСТРАЦИЕЙ НИЖНЕУДИНСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ ПОСЛЕ ЗАТОПЛЕНИЯ В ИРКУТСКОЙ ОБЛАСТИ НАС ВЫБИРАЮТ АРБИТРАЖНЫЕ СУДЫ СМОТРЕТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЧЕМУ СУДЫ ОТКЛОНЯЮТ ЗАКЛЮЧЕНИЯ Читать статью! ВЫПОЛНЕННЫЕ РАБОТЫ  02.08.2019 г. — Проведена экспертиза магазина после затопления. 02.08.2019 г. — Проведена экспертиза кухонного гарнитура. 01.08.2019 г. — Проведена экспертиза фундамента дома на ул.Покровской. 31.07.2019 г. — Проведена экспертиза подпорной стенки на пр. Космонавтов. 30.07.2019 г. — Проведена экспертиза качества окон. 30.07.2019 г. — Проведена экспертиза перекрытия здания в п. Есинка. 28.07.2019 г. — Проведена экспертиза качества выполненных ремонтных работ в квартире на ул. Парковой. 27.07.2019 г. — Проведена экспертиза качества выполненных работ на ул. Лунная. 25.07.2019 г. — Проведена экспертиза сварных швов металлической конструкции в с. Битягово. 24.07.2019 г. — Проведена экспертиза прочности бетона. СМОТРЕТЬ ЕЩЁ ******* МЫ РАБОТАЕМ БЕЗ ВЫХОДНЫХ с 8-00 до 22-00 Ждем Ваших звонков не только в будние дни, а также в субботу и в воскресенье. Наши эксперты выезжают на экспертизу и обследование ежедневно и без выходных. ******* СТРОИТЕЛЬНЫЙ АДВОКАТ Бесплатная консультация нашего строительного юриста. Анализ перспектив Вашего спора в суде или в досудебном порядке. Юридические услуги оказывают юристы в области строительного права. ******* ДОСТАВКА курьером строительного заключения, актов приемки-сдачи, счетов-фактур. ******* ОСТОРОЖНО! В последнее время появилось большое количество мошенников и непрофессионалов. Читать Проверка экспертной организации. ******* ПЛАНЫ МНСЭ В 2018 году планируем открытие новых офисов МНСЭ в следующих городах: Севастополь Минск Астана Киев ******* ДОСТИЖЕНИЯ МНСЭ ЗА 2017 г.: 698 проведенных строительных экспертиз; 267 проведенных обследований; 32 проведенных энергоаудита; 103 разработанных проектов. ******* МНСЭ — участник и докладчик 2-го Всероссийского Симпозиума «Актуальные проблемы судебной экспертизы и контрольных процедур в строительстве», который прошел 16 апреля 2015 г. в Центральном Доме Архитектора в Москве. ******* ПЛАГИАТ Увидели у конкурентов похожий на наш сайт по структуре или по содержанию. Проверьте в интернете, кто является первоисточником. Ответ, который Вы получите — МЫ. ЧЛЕНСТВО В СРО: СРО ИЗЫСКАНИЯ: СРО-И-036-18122012. СРО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ: СРО-172-2018-Э-139. на обследование строительных конструкций зданий и сооружений, проектирование, геодезические, геологические, гидрометеорологические, экологические, геотехнические, обследование состояния грунтов основания зданий и сооружений, на энергетическое обследование № 172-2018-Э-139. НАШИ КЛИЕНТЫ: Арбитражный суд г. Москвы Арбитражный суд МО Арбитражный суд Санкт-Петербурга и Ленинградской области ОАО «Мосметрострой» ОАО «Одинцовский лакокрасочный завод» ГУ РАН «Московский дом-пансионат» ОАО «Балтинвестбанк» ЗАО «Останкинский завод бараночных изделий» ОАО «ЭХО» ЗАО «КСПЗ» ОАО «Пятовское карьероуправление» ОАО «Фабрика-химчистка № 21» ЗАО «ЦТК» ЗАО «НТ СМУ-333» ЗАО «КАСКАД-МЕБЕЛЬ» ООО СМУ Варшавское» ЗАО «Строймеханика» УК «Регионгазфинанс» ОАО «Московский станкостроительный завод имени Серго Орджоникидзе» ЗАО «БРПИ» ОАО «Стройтрансгаз» ЗАО ЦНТУ «Механика» ОАО «Ростелеком» ОАО «Икшинское опытно-производственное предприятие»

Существует несколько видов неразрушающих методов контроля сварных соединений. Их применяют в зависимости от целей исследования и значимости сварного соединения. Внешний осмотр не требует материальных затрат, поэтому самый доступный и распространенный метод. Его применяют обязательно в начале исследования сварных соединений вне зависимости от использования в дальнейшем других методов. Он позволяет выявить все виды наружных дефектов: непровары, наплывы, подрезы и другие дефекты. Внешний осмотр подразумевает также и обмер сварных соединений и швов, замер подготовленных коромок. Сварные соединения измеряют стандартными мерительными шаблонами. Для определения непроницаемости емкостей и сосудов, работающих под давлением, используют гидравлические и пневматические испытания. Сосуд заполняют водой, после этого осматривают. Влажные швы будут свидетельствовать о плохой герметичности. Громоздкие изделия испытывают поливом под давлением. Гидравлическое испытание проводят также с повышенным давлением. Герметичность проверяют по наличию влаги на швах и величине снижения давления. Эти испытания возможны только при положительной температуре. В тех случаях, когда гидравлическое испытание невозможно, проводят пневматические испытания. Сосуд заполняют сжатым воздухом, швы смачивают мыльным раствором или погружают изделие в воду. Если пузырей нет — сосуд герметичен. Есть вариант проверки сосуда гелием, который отличается исключительной проницаемостью. Внутри сосуда создают вакуум, а снаружи обдувают смесью воздуха с гелием. Герметичность швов проверяют также керосином. Он имеет высокую проникающую способность, поэтому, если швы неплотные, обратная сторона темнеет или появляются пятна. Существует также и химический метод, основанный на использовании взаимодействия аммиака с контрольным веществом.      Магнитный контроль. Дефекты швов обнаруживают при рассеивании магнитного поля. На поверхность намагниченного соединения наносят железные опилки, окалину и т.п., которые реагируют на магнитное поле. В местах дефектов образуются скопления порошка. Этот метод отличает дешевизна, простота и надежность, поэтому его часто используют в условиях строительных площадок.      Радиационный контроль дает возможность обнаружить дефекты шва, не видимые при наружном осмотре. Сварной шов просвечивают рентгеновским или гамма-излучением, проникающим через металл. Рентгеновский метод требует громоздкой аппаратуры, поэтому чаще используется гамма-метод контроля сварных соединений. Однако у радиографического контроля есть недостатки: просвечивание не позволяет выявить трещины, которые находятся не по направлению основного луча. Кроме радиационных методов контроля используют рентгеноскопию, когда сигнал о дефектах появляется на экране прибора. Этот метод более производителен и точностью практически не уступает радиационным методам. Ультразвуковой метод, относящийся к акустическим, позволяет обнаружить дефекты с малым раскрытием: трещины, газовые поры и шлаковые включения, даже те, которые не удается определить радиационной дефектоскопией. Ультразвуковой метод контроля сварных соединений имеет ряд преимуществ: большую проникающую способность, высокую производительность и чувствительность прибора. Однако бывает сложно определить вид дефекта. Поэтому ультразвуковой метод контроля иногда применяют в комплексе с радиационным.   Вместе с этой страничкой посетители нашего сайта просматривают:

Какие методы контроля сварных швов существуют и как их используют?

Каждый сварщик знает, что сварные конструкции имеют эксплуатационные свойства, которые определяются качеством сварных швов.

Для получения надежной и прочной конструкции необходимо сделать качественный шов.

Недостаточное качество выполнения сварного шва вызывает быстрое разрушение сварных швов, а при недостаточной плотности будет нарушена их герметичность. Процесс разрушения ускоряется при использовании конструкции в условиях высокого уровня давления.

Цель проведения контроля сварного шва

Перед отправкой сварного готового изделия на последующую проверку обязательно контролируют уровень качества его сварных швов, а это помогает выявлять не только наружные недостатки, но и скрытые, с целью их устранения. Применяется сварная конструкция только после тщательного контроля.

После сварки необходимо тщательно осмотреть шов на наличие трещин и непроваров.

На первом этапе изделие подвергают внешнему осмотру и выявляют различные недостатки сварных швов, включая наличие трещин и непроваров. Обнаружение данных дефектов доступно и при невооруженном взгляде, а остальные типы недостатков определяются за счет применения специального оборудования.

Различают контроль сварных швов, который относят к разрушающим типам и неразрушающим. К последним видам относится не только один способ внешнего осмотра, но и следующие виды контроля швов:

1. Капиллярный.
2. Ультразвуковой.
3. Радиационный.
4. Магнитный.
5. На проницаемость.

Применение неразрушающих способов контроля не связано с изменением внешнего вида самого изделия. Разрушающие методы применяют, когда проверяют выпуск сварных деталей в достаточном количестве с использованием постоянного типа сварки и одинаковых условий.

Вернуться к оглавлению

Проверка и испытания сварных швов: методы контроля

Факторы, влияющие на качество сварных швов.

Сварные швы можно контролировать различными способами, для чего предусмотрена их классификация, которая включает следующие методы, используемые при проведении контроля:

1. Химические.
2. Механические.
3. Физические.
4. Внешний осмотр.

Если подробно рассматривать каждый из них, то одним из распространенных и доступных является внешний осмотр, который не связан с какими-либо материальными затратами. Применение любых сварных соединений подвергается данному методу контроля независимо от процесса проведения дальнейших операций, сопровождаемых другими способами контроля швов.

Проводить внешний осмотр можно с выявлением практически всех типов дефектов сварных швов. Данный метод контроля связан с выявлением непроваров, подрезов, наплывов либо других дефектов, которые являются доступными для обозрения. Для осуществления внешнего осмотра можно применять лупу, которая увеличивает в 10 раз.

В условиях внешнего осмотра наблюдение может быть не только визуальным, но и связанным с обмером сварного шва, проведением замеров кромок, которые заранее подготовлены. Процесс массового выпуска сварных изделий связан с использованием специальных шаблонов, которые позволяют максимально точно делать замеры каждого параметра сварного шва.

Вернуться к оглавлению

Физические методы контроля

Вернуться к оглавлению

Применение магнитного метода сварочных швов

Схема магнитного метода контроля качества сварного шва.

Обнаружение дефектов в процессе осуществления магнитного контроля основано на такой способности магнитного поля, как его рассеивание. С этой целью необходимо подключение электромагнитного сердечника с последующим помещением его в соленоид. Намагниченное соединение должно иметь поверхность, предварительно покрытую железными опилками, окалиной и др. Должны быть использованы такие элементы, которые реагируют на появление магнитных полей.

Если сварной шов имеет дефекты, то происходит образование скоплений порошка, который при взаимодействии с магнитным полем начинает перемещаться с образованием магнитного направленного спектра. Для более легкого перемещения порошка под влиянием магнитных полей сварные изделия простукивают, что придает наибольшую подвижность мелким крупинкам и зернам.

Фиксацию магнитного поля рассеивания осуществляют с использованием специального прибора, то есть магнитографического дефектоскопа. Определить качество соединения можно с помощью метода сравнения с эталоном. Данный метод является простым и надежным, а также дешевым. Магнитный метод контроля сварочных швов незаменим в процессе прокладки трубопроводов, которые играют ответственную роль. Его часто используют во время строительства.

Вернуться к оглавлению

Радиационный способ контроля и ультразвуковой метод

Схема радиографического контроля: 1—источник излучения; 2—прямой пучок; 3—сварной шов; 4—кассета с детектором и экранами; 5—эпюра интенсивности излучения.

Радиационный способ контроля связан с определением недочетов в любой полости сварных швов, которые являются невидимыми. Просвечивают швы с применением рентгеновских лучей или с помощью гамма-излучения, которое способно проникать через металлическую структуру изделия.

Излучение создается за счет специальных источников, рентгеновской либо гамма-установки. Шов и источник излучения должны находиться друг перед другом. Расположение рентгеновской пленки связано с ее установкой в специальную кассету, которая является светонепроницаемой. При облучении пленки рентгеновским излучением, проходящим через структуру металла, остаются пятна, которые являются более темными. Это связано с наименьшим поглощением лучей дефектными местами.

Использование метода рентгеновского излучения является безопасным для здоровья человека, но источник излучения, то есть рентгеновский аппарат, является слишком громоздким. Используют его исключительно в условиях стационара. Интенсивность работы источника гамма-излучения бывает значительной, что позволяет контролировать сварные швы, которым свойственна наибольшая толщина. Портативная аппаратура и доступность дешевого метода делает данный тип контроля наиболее распространенным в строительстве.

Гамма-излучение более опасно, чем рентгеновское, что обусловлено прохождением специального обучения. Применение радиографического метода контроля имеет недостаток, связанный с отсутствием возможности выявлять наличие трещин, которые располагаются не в соответствии с направлением потока лучей.

Схема ультразвукового контроля сварных швов.

Использование ультразвукового метода связано с применением акустического способа контроля. Это позволяет выявлять различные недочеты, то есть газовые поры и трещины, включая такие дефекты, ради определения которых не применяется способ радиационной дефектоскопии.

Ультразвуковым методом проводят испытания, связанные с отражением звуковой волны от границы разделения сред. Использование пьезоэлектрического способа при создании звуковой волны получило широкое распространение в качестве способа контроля сварного шва. В основе данного метода лежит принцип создания механического колебания в результате наложения переменного электрического поля.

Вернуться к оглавлению

Проверка при разрушающем контроле

Вернуться к оглавлению

Условия проведения механического способа контроля

Схема дефектов сварных швов.

Механическое разрушение изделий в процессе испытаний металлографическим методом необходимо для выявления характеристик сварных швов.

Объектом проводимых испытаний являются образцы со сварными швами, которые вырезают из сварных швов специально сваренных контрольных образцов соединений. Они представляют собой пробы, выполненные на основе соответствующих требований к технологическому уровню сварки изделий в специальных условиях. Требуется взять образцы, имеющие соответствующую форму и определенный размер.

Основная цель проведения контрольных проверок – это анализ и оценка:

• прочности сварного шва;
• качественного состояния металла;
• верного выбора технологии;
• квалификационного уровня рабочего-сварщика.

Сопоставить характеристики сварных швов можно со свойствами металла. При неудовлетворительных результатах соответствие итогов для заданного уровня не отмечается. Проведение механического испытания осуществляется на основе ГОСТа 6996-66, где указаны соответствующие виды проведения контрольных испытаний сварных металлических швов на:

Параметры для контроля качества сварного шва.

1. Различных отдельных участках и в целом.
2. Предмет статического растяжения и изгиба.
3. Характер ударного изгиба.
4. Уровень стойкости в условиях старения.
5. Результат измерения характеристик твердости.

Проведение контрольных испытаний для выявления статистического растяжения связано с определением уровня прочности сварного шва. Определение статистического изгиба предполагает изучение свойств пластичности сварного шва. Испытания, связанные с обнаружением дефектов, проводятся до начала образования первых недочетов в области растянутой зоны с учетом угла изгиба.

Испытания на выявление статистического изгиба производят с использованием технологических образцов, взятых из узлов, имеющих поперечный или продольный шов. При проведении контроля на предмет ударного изгиба и разрыва определяется ударная вязкость сварного шва. По его выявленной твердости исследуется каждое из структурных изменений металла, значения степени его подкалки после сварочных работ и при последующем охлаждении.

Вернуться к оглавлению

Применение макро- и микроструктурных методов контроля

Схема микроструктуры сварного шва.

Исследование металлов, которое проводят на основе макро- и микроструктурного метода, включает не только процесс выявления присутствия дефектов определенного характера, но и определение качества сварного соединения.

Макроструктурный метод предполагает изучение макрошлифов, присутствующих в металле изломов, которые определяются с использованием лупы либо визуальным осмотром. Проведение макроисследований определяет характер каждого дефекта, его расположение, если они являются видимыми в различных зонах сварных швов.

Микроструктурный анализ связан с анализом структуры металлов. В процессе исследования возможно визуальное увеличение в 50-2000 раз, если используется оптический микроскоп. Проведение микроисследования связано с определением количества металла, обнаружением его пережогов, наличия оксидов в его структуре, засоренности сварных швов, наличия неметаллических включений. Это дает возможность изучать зерна металла, определяя их размер, исследовать изменения в составе металла. Возможно обнаружение микроскопических пор, трещин, иных дефектов, которые заполняют сварные швы.

Использование соответствующей методики, позволяющей изготавливать шлифы при металлографических исследованиях, связано с подготовкой образцов для контроля путем их вырезки из основного изделия. Проведение металлографического анализа связано с дополнительным использованием химических методов.

Металлографические исследования сварного шва.

Проведение испытаний позволяет получить соответствующие характеристики сварных швов, которые учитывают соответствующие условия применения сварных металлических конструкций. Процесс контроля связан с выявлением коррозионной стойкости изделий, функционирующих в агрессивных средах.

Все соответствующие методы контроля применяются в процессе разрушения конструкций. Протекание этих испытаний основано на способности конструкции к выдерживанию заданной расчетной нагрузки и определении разрушающих нагрузок, имеющих определенный запас прочности.

Проводя испытания разрушаемых конструкций, следят за состоянием схемы разрушения, которая должна быть сопоставлена с условиями работы конструкции. Количество изделий, подвергаемое испытаниям, должно соответствовать установленным техническим условиям, что определяется существующей организацией производственного процесса.

Вернуться к оглавлению

Метод неразрушающего контроля сварных швов

Контроль, являющийся неразрушающими, связан не только с проведением внешнего осмотра, включая исследование непроницаемости швов. Он позволяет обнаружить дефекты на поверхности, которые могут быть внутренними и скрытыми.

Обмер, связанный с проведением внешнего осмотра сварного шва, можно считать распространенным по причине его простоты. Приемка любых сварных готовых узлов осуществляется после проведения первых операций по контролю.

Контроль непроницаемости сварного шва предполагает соответствие стандартам изделий в плане герметичности, то есть непроницаемости, с учетом используемых газов и жидкостей.

Схема контроля герметичности с помощью вакуумной камеры.

Контроль изделий и узлов производится, когда они уже являются полностью готовыми.

Если внешний осмотр показал наличие каких-либо дефектов, то их требуется устранить перед началом осуществления испытаний. Контроль герметичности сварных швов осуществляется с использованием таких методов, как:

1. Капиллярный (керосин).
2. Химический (аммиак).
3. Пузырьковый (гидравлическое или воздушное давление).
4. Вакуумирование.

Остановимся подробнее на данных способах контроля.

Вернуться к оглавлению

Капиллярное исследование

Применение капиллярного метода основано на определенном свойстве жидкостей, связанном с возможностью проникновения через капилляры, представляющие собой микроскопические трещины, в структуру металлов. Капиллярный метод связан с активностью жидкости в капиллярах. Жидкость способна втягиваться, проникая в капилляры. Применение определенных из них (керосина) позволяет обнаружить наличие сквозных дефектов сварных швов.

Таблица для капиллярного контроля сварных швов.

Использование капиллярного контроля связано с осуществлением проверки любых сварных изделий без учета их форм, размеров и материалов, из которого они сделаны. Данный метод является более подходящим при обнаружении различных недостатков на поверхности швов. Недостатки являются невидимыми, поэтому их нельзя обнаружить простым невооруженным глазом, а также с лупой.

Испытать сварные швы на плотность на основе капиллярного способа позволяют специальные вещества, которые носят название пенетранты. Проникая в структуру исследуемых материалов с дефектами на поверхности сварного соединения, они окрашивают их в яркий цвет, позволяющий быстрее увидеть трещину.

При высоком уровне смачиваемости жидкости и наименьшем радиусе капилляра происходит увеличение глубины и скорости проникновения жидкости. В результате применения капиллярного метода можно обнаружить не только невидимые или слабовидимые дефекты с открытой полостью. Вместе с тем данный способ позволяет выявлять и сквозные виды дефектов, если в процессе их обнаружения использовать керосин.

Вернуться к оглавлению

Химический контроль и его применение

Для контроля качества сварных швов химическим методом используют раствор мела в воде.

Для покрытия сварных швов используется раствор мела в воде, которым обрабатывается доступная сторона шва, что позволяет провести тщательный осмотр и выявить все дефекты. После высушивания окрашенной поверхности шов следует обильно смочить керосином. Если швы неплотные, то это выявляется при наличии покрытия мелом и следов керосина на нем.

Контроль за счет аммиака проводится при наличии индикаторов, способных менять свою окраску при наличии щелочной среды, оказывающей воздействие на него. Реагентом в данном процессе выступает газ аммиак, который используют для контроля.

Проводя испытания, с одной стороны шва укладывают ленту из бумаги, которая смочена в 5%-тном растворе специального индикатора. На противоположной стороне шва проводится обработка соединения за счет смеси газообразного аммиака и воздуха. При проникновении аммиака через неплотные сварные швы происходит его окрашивание в местах наличия дефектов.

Вернуться к оглавлению

Методы контроля гидравлического и воздушного давления

Контроль воздушным давлением проводится при проверке на основе анализа герметичности сварных швов. Для этого их погружают полностью в ванну, наполненную водой. Далее в нее осуществляется подача сжатого воздуха с учетом уровня давления, которое превышает рабочее на 10-20%.

Если конструкции являются крупногабаритными, то их покрывают пенными индикаторами после того, как осуществлена подача внутреннего давления по сварному шву. В качестве пенного индикатора может выступать мыльный раствор. Если в сварных швах есть различные неплотности, то начинают появляться пузырьки воздуха. Испытание за счет сжатого воздуха либо газа должно сопровождаться соблюдением правил требуемой безопасности.

Прочность и плотность изделий проверяют путем контроля при наличии гидравлического давления. Предварительно швы полностью герметизируют с использованием водонепроницаемых заглушек. Просушку воздушных швов осуществляют за счет воздушного обдува. После этого следует заполнить изделие в условиях избыточного давления водой, что в 1,5-2 раза превышает уровень рабочего давления. Далее следует выдержать требуемый период. Там, где проявляется течь, можно обнаружить дефекты.

Вакуумный контроль связан с проведением испытания сварного шва, который не поддается испытанию с использованием керосина, воды или воздуха. В процессе проведения испытаний шов регистрируется на предмет проникновения воздуха через недочеты сварного шва. Регистрацию производят на одном и том же участке шва с одной и той же стороны изделия, где создается вакуум.

Разрушающие методы контроля сварных соединений

Разрушающие методы контроля сварных соединений

Категория:

Сварка металлов

Разрушающие методы контроля сварных соединений

К способам контроля сварных соединений с их разрушением относятся: – механические испытания; металлографические исследования; – специальные испытания с целью получения характеристик сварных соединений.

Эти испытания проводят на сварных образцах, вырезаемых из самого изделия или из специально сваренных контрольных соединений, выполненных в соответствии с требованиями и технологией на сварку изделия в условиях, соответствующих сварке. Целью этих испытаний являются:

оценка прочности и надежности сварных соединений и конструкций;

оценка качества основного и сварочного материалов; оценка правильности выбранной технологии; оценка квалификации сварщиков.

Свойства сварного соединения сопоставляют со свойствами основного металла. Результаты считаются неудовлетворительными, если они не соответствуют заданному регламентированному уровню.

Основными испытаниями являются механические испытания по ГОСТ 6996—66, который предусматривает следующие виды испытаний сварных соединений и металла шва:

испытание сварного соединения в целом и металла различных участков сварного соединения (наплавленного металла, зоны термического влияния, основного металла) на статическое (кратковременное) растяжение, статический изгиб, ударный изгиб (на надрезанных образцах), на стойкость против механического старения;

измерение твердости металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла.

Контрольные образцы для механических испытаний выполняют определенных размеров (рис. 1).

Испытаниями на статическое растяжение определяют прочность сварных соединений. Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом. Испытаниями на ударный изгиб, а также ударный разрыв, определяют ударную вязкость сварного соединения.

По Результатам определения твердости судят о структурных изменениях И степени подкалки металла при охлаждении после сварки.

Металлографические исследования сварных соединений. Основной задачей металлографического анализа является установление структуры металла и качества сварного соединения, выявление наличия и характера дефектов. Металлографические исследования включают в себя макро- и микроструктурный методы исследования металлов.

Рис. 1. Образцы для определения механических свойств: а, б — на растяжение наплавленного металла (а) и сварного соединения (б), в — на изгиб, г — на ударную вязкость

При макроструктурном методе изучают макрошлифы и изломы металла невооруженным глазом или лупой (увеличение до 20 раз). Макроисследование позволяет определить характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений.

При микроструктурном анализе (микроанализ) исследуется структура металла при увеличении в 50—2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, засоренность металла неметаллическими включениями (оксидами, сульфидами), величину зерен металла, изменение состава металла при сварке, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры.

Методика изготовления шлифов для металлографических исследований заключается в вырезке образцов из сварных соединений, шлифовке, полировке и травлении поверхности металла специальными травителями.

Металлографическое исследование сварных соединений дополняется измерением твердости и при необходимости химическим анализом.

Специальные испытания проводят с целью получения характеристик сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации сварной конструкции: – определение коррозионной стойкости для конструкций, работающих в коррозионных средах; – усталостной прочности при циклических нагрузках; ползучести при эксплуатации в условиях воздействия повышенных температур и др.

Реклама:

Читать далее:

Техника безопасности при сварке

Статьи по теме:

Физические испытания сварных швов: разрушающие и неразрушающие

Описанные ниже испытания были разработаны для проверки навыков сварщика, а также качества металла шва и прочности сварного соединения для каждого типа металла, используемого в боеприпасах.

Многие тесты обнаруживают дефекты, невидимые невооруженным глазом.

Разрушающие испытания

Некоторые из этих испытаний, такие как испытания на растяжение и изгиб, являются разрушающими, поскольку образцы для испытаний нагружаются до тех пор, пока они не выйдут из строя, чтобы можно было получить желаемую информацию.

Разрушающие испытания делятся на две категории:

• Заводские испытания
• Лабораторные испытания (коррозионные, химические, микроскопические, макроскопические / увеличительное стекло)

Неразрушающий контроль (NDT)

Другие методы испытаний, такие как рентгеновские и гидростатические испытания, не являются разрушающими (неразрушающий контроль).

Этот тип контроля также называется неразрушающим контролем или неразрушающим контролем и NDI или неразрушающим контролем.

Целью этих методов является проверка сварных швов без повреждения.

Подход к физическому испытанию каждого сварного шва описан ниже.

Разрушающее испытание физических сварных швов

Тест кислотным травлением

Этот тип или физическое испытание сварного шва используется для определения прочности сварного шва. Кислота воздействует на края трещин в основном металле или металле сварного шва или реагирует с ними и обнаруживает дефекты сварного шва, если таковые имеются. Он также подчеркивает границу между основным металлом и металлом шва и, таким образом, показывает размер сварного шва, который в противном случае может быть нечетким.Этот тест обычно выполняется на поперечном сечении стыка.

Растворы соляной кислоты, азотной кислоты, персульфата аммония или йода и йодида калия обычно используются для травления углеродистых и низколегированных сталей.

Управляемый тест на изгиб

Качество металла сварного шва на лицевой стороне и в основании сварного соединения, а также степень проплавления и проплавления с основным металлом определяют с помощью испытаний на управляемый изгиб. Это также показывает эффективность сварного шва.

Этот тип физических испытаний сварных швов проводится на зажимном приспособлении (рис. 13-1). Эти образцы для испытаний изготовлены из сварных пластин, толщина которых должна быть в пределах возможностей приспособления для гибки. Образец для испытаний помещают поперек опор штампа, который является нижней частью зажимного приспособления. Плунжер, управляемый сверху гидравлическим домкратом или другими устройствами, заставляет образец вдавливаться в матрицу и обеспечивать ее форму.

Чтобы выполнить требования этого испытания, образцы должны изгибаться на 180 градусов и, чтобы их считали пригодными, не было трещин размером более 1/8 дюйма.(3,2 мм) в любом направлении должны появиться на поверхности. Испытания на изгиб торца выполняются в зажимном приспособлении с лицевой стороной сварного шва в растянутом состоянии (т. Е. На внешней стороне изгиба) (A — рис. 13-2). Испытания на изгиб корня шва проводят, когда корень сварного шва находится в растяжении (т. Е. За пределами изгиба) (B — рис. 13-2). Образцы для испытаний на управляемый изгиб также показаны на рисунке 13-3.

Приспособление для испытаний на управляемый изгиб (Рисунок 13-1)

Примечания:

• T = Толщина испытательной пластины
• Закаленные валки При желании можно использовать на плечах
• Особые размеры для пластины 3/7
• Все размеры указаны в дюймах

Образцы для испытаний на управляемый изгиб (Рисунок 13-2) Образцы для испытаний на управляемый изгиб и предел прочности при растяжении (Рисунок 13-3)

Испытания на свободный изгиб

Подход к испытаниям физических сварных швов со свободным изгибом был разработан для измерения пластичности наплавленного металла сварного шва.Образец для физических испытаний сварного шва вырезается из сварной пластины с расположением сварного шва, как показано в A, рис. 13-4.

Каждый угол образца по длине должен быть скруглен по радиусу, не превышающему одной десятой толщины образца. Следы инструментов, если таковые имеются, должны быть вдоль образца. Две линии разметки наносятся на лицевую поверхность на расстоянии 1,6 мм от края сварного шва. Расстояние между этими линиями измеряется в дюймах и записывается как начальное расстояние X (B, рисунок 13-4).Затем концы испытуемого образца сгибают под углом примерно 30 градусов, причем эти изгибы составляют примерно одну треть длины от каждого конца. Таким образом, сварной шов располагается по центру, чтобы гарантировать, что весь изгиб происходит в сварном шве.

Изогнутый образец затем помещают в машину, способную оказывать большое сжимающее усилие (C, рис. 13-4), и изгибают до тех пор, пока на лицевой стороне корпуса не появится трещина более 1/16 дюйма (1,6 мм) в любом размере. сварной шов. Если трещины не появляются, изгибание продолжается до тех пор, пока образцы не будут на 1/4 дюйма.(6,4 мм) толщиной или меньше могут быть испытаны в тисках. Более тяжелую пластину обычно испытывают на прессе или гибочном станке.

Независимо от того, используются ли при испытании на свободный изгиб тиски или устройство сжатия другого типа, рекомендуется обработать верхнюю и нижнюю контактные пластины оборудования для гибки так, чтобы поверхности были параллельны концам образца (E, рисунок 13- 4). Это предотвратит выскальзывание и выскальзывание образца из испытательной машины при его изгибе.

Испытание сварного металла на свободный изгиб (Рисунок 13-4)

После изгиба образца до точки, где испытательный изгиб завершен, расстояние между разметанными линиями на образце снова измеряется и записывается как расстояние Y.Чтобы найти процент удлинения, вычтите начальное значение из конечного расстояния, разделите на начальное расстояние и умножьте на 100 (рисунок 13-4). Обычные требования для прохождения этого испытания заключаются в том, чтобы минимальное удлинение составляло 15 процентов и чтобы на поверхности сварного шва не было трещин более 1/16 дюйма (1,6 мм) в любом размере.

Испытание на свободный изгиб в значительной степени заменяется испытанием на управляемый изгиб, при наличии необходимого испытательного оборудования.

Испытание на обратный изгиб

Испытание на обратный изгиб — это тип физического испытания сварного шва, который используется для определения качества металла шва и степени проплавления корня Y сварного стыкового соединения.Используемые образцы аналогичны образцам, необходимым для испытания на свободный изгиб, за исключением того, что они изгибаются корнем сварного шва со стороны растяжения или снаружи. Испытываемые образцы должны изгибаться на 90 градусов без разрушения. Этот тест в значительной степени заменяется тестом на управляемый изгиб.

Тест на разрыв ников

Испытание на разрыв с зазубринами было разработано, чтобы определить, есть ли в металле сварного шва стыкового стыка какие-либо внутренние дефекты, такие как включения шлака, газовые карманы, плохое плавление и / или окисленный или обгоревший металл.Образец получают из сварного стыкового соединения механической обработкой или резкой с помощью кислородно-ацетиленовой горелки. Каждый край сварного шва в месте соединения прорезан пропилом по центру (рис. 13-5). Подготовленную таким образом деталь соединяют перемычкой между двумя стальными блоками (рис. 13-5) и заклеивают тяжелым молотком до тех пор, пока участок сварного шва между пазами не сломается.

Раскрытый таким образом металл должен быть полностью расплавленным и без шлаковых включений. Размер любого газового кармана не должен превышать 1/16 дюйма.(1,6 мм) по большему размеру, а количество газовых карманов или пор на квадратный дюйм (64,5 кв. Мм) не должно превышать 6.

Испытание на разрыв на разрыв (Рисунок 13-5)

Другой метод испытания на разрыв используется для определения прочности угловых швов. Это испытание на разрыв углового шва. К вершине V-образного образца прикладывают усилие с помощью пресса, испытательной машины или ударов молотка до разрыва углового сварного шва. Затем поверхности трещины будут проверены на прочность.

Испытание на прочность при растяжении

Испытание сварного шва на растяжение, выполняемое в мастерской, представляет собой тип устройства для физического испытания сварного шва

Этот тип физического испытания сварного шва используется для измерения прочности сварного соединения. Часть a для размещения сварной пластины находится посередине между губками испытательной машины (рис. 1306). Ширина и толщина испытательного образца измеряется перед испытанием, площадь в квадратных дюймах рассчитывается путем умножения этих значений перед испытанием, а площадь в квадратных дюймах рассчитывается путем умножения этих двух цифр (см. Формулу на рис. 13-6).

Образец для испытания на растяжение физического сварного шва затем устанавливается в машину, которая оказывает на деталь достаточное усилие, чтобы сломать образец. Испытательная обработка может быть стационарной или переносной. Машина переносного типа, работающая по гидравлическому принципу и способная вытягивать и изгибать образцы для испытаний, показана на рис. 13-7.

По мере того, как образец испытывается на этой машине, на датчике регистрируется нагрузка в фунтах. В стационарных вариантах прилагаемая нагрузка может регистрироваться на балансировочной балке.В любом случае регистрируется нагрузка в момент разрушения. Образцы для испытаний, сломанные при испытании на разрыв, показаны на рисунке 13-3.

Образец для испытаний на растяжение и метод испытаний (рис. 13-6) Переносная машина для испытания на растяжение и изгиб (рис. 13-7)

Прочность на растяжение, которая определяется как напряжение в фунтах на квадратный дюйм, рассчитывается путем деления разрывной нагрузки на образец по первоначальной площади поперечного сечения образца. Обычные требования к пределу прочности сварных швов на растяжение заключаются в том, что образец должен тянуть не менее 90% прочности на разрыв основного металла.

Прочность на сдвиг поперечных и продольных угловых швов определяют по растягивающему напряжению на испытательных образцах. Ширина образца измеряется в дюймах. Образец разрывается под действием растягивающей нагрузки, и определяется максимальная нагрузка в фунтах. Прочность сварного шва на сдвиг в фунтах на линейный дюйм определяется делением максимальной нагрузки на длину разорванного углового шва. Прочность на сдвиг в фунтах на квадратный дюйм получается делением прочности на сдвиг в фунтах на линейный дюйм на средний размер горловины сварного шва в дюймах.Образцы для испытаний делают шире, чем требуется, и обрабатывают до нужного размера.

Неразрушающий контроль

Гидростатические испытания

Это неразрушающий тип физических испытаний сварных швов, используемый для проверки качества сварных швов на закрытых контейнерах, таких как сосуды высокого давления и резервуары. Испытание обычно состоит из наполнения сосуда водой и приложения давления, превышающего рабочее давление сосуда. Иногда большие резервуары заполняются водой, которая не находится под давлением, чтобы обнаружить возможные утечки через дефектные сварные швы.Другой метод — это испытание маслом, а затем отпаривание сосуда. Видно обратное просачивание масла из-за гильзы.

Испытание на магнитные частицы

Это метод физических испытаний или контроля сварных швов, используемый для сварных швов и деталей из магнитных легированных сталей. Он применим только к ферромагнитным материалам, у которых наплавленный сварной шов также является ферромагнитным. В проверяемом изделии создается сильное магнитное поле с помощью электрического тока большой силы тока.

Поле утечки будет создано любым разрывом, который перехватывает это поле в детали.Местные полюса создаются полем утечки. Эти полюса притягивают и удерживают магнитные частицы, помещенные для этой цели на поверхность. Рисунок частиц, нанесенный на поверхность, указывает на наличие неоднородности или дефекта на поверхности детали или вблизи нее.

Рентгеновское исследование

Это радиографический метод физического испытания сварного шва, используемый для выявления наличия и характера внутренних дефектов в сварном шве, таких как трещины, шлак, раковины и зоны, в которых отсутствует надлежащее сплавление.На практике рентгеновская трубка размещается с одной стороны сварной пластины, а рентгеновская пленка со специальной чувствительной эмульсией — с другой стороны. При проявлении дефекты металла проявляются в виде темных пятен и полос, которые может интерпретировать оператор, имеющий опыт работы с этим методом контроля.

Пористость и дефектное проникновение в корень, обнаруженное при рентгеновском обследовании, показаны на рис. 13-8.

Внутренние дефекты сварных швов, обнаруженные при рентгеновском контроле (рис. 13-8)

Инструкции по обращению с рентгеновским аппаратом, чтобы не навредить обслуживающему персоналу, можно найти в: Американском стандартном кодексе промышленного использования рентгеновских лучей

Гамма-тест

Это испытание представляет собой радиографический метод физического испытания и контроля сварных швов, аналогичный рентгеновскому методу, описанному в параграфе о испытании кислотным травлением, за исключением того, что гамма-лучи исходят из капсулы с сульфатом радия вместо рентгеновской трубки.

Из-за коротких длин волн гамма-излучения возможно проникновение в участки значительной толщины, но время, необходимое для экспонирования металла любой толщины, намного больше, чем время, необходимое для рентгеновского излучения, из-за более медленной скорости, с которой гамма-излучение лучи производятся.

Рентгеновский контроль используется для большинства радиографических обследований, но гамма-оборудование имеет то преимущество, что оно чрезвычайно портативно.

Флуоресцентный пенетрантный тест (тест с красителем)

Типы испытаний на проникновение красителя в сварные швы

Флуоресцентный проникающий контроль — это метод неразрушающего физического контроля сварных швов, с помощью которого в твердых материалах могут быть обнаружены трещины, поры, утечки и другие неоднородности.Это особенно полезно для обнаружения поверхностных дефектов в немагнитных материалах, таких как сварные швы из алюминия, магния и аустенитной стали, а также для обнаружения утечек во всех типах сварных швов. В этом методе используется смываемый водой материал с высокой флуоресценцией, обладающий исключительной проникающей способностью.

Этот материал наносится на чистую сухую поверхность металла, подлежащего проверке, с помощью кисти, распыления или погружения. Излишки материала удаляются ополаскиванием, протиранием чистой тканью, смоченной водой, или пескоструйной обработкой.Затем наносится проявитель влажного или сухого типа. Неровности на поверхностях, которые были должным образом очищены, обработаны пенетрантом, промыты и обработаны проявителем, демонстрируют яркие флуоресцентные индикаторы в черном свете.

Преимущества этого метода физических испытаний сварных швов:

• Товары для черных и цветных металлов
• Низкая стоимость
• Простота нанесения и интерпретации
• Минимальная подготовка

Недостатки:

• Может пропустить проблемы под поверхностью
• Не работает с пористыми материалами

Типы красителей:

• Тип A: Флуоресцентный, излучающий видимый свет при просмотре в черном свете
• Тип B: Яркий краситель, который можно исследовать при обычном освещении.Прост в использовании и удобен для тестирования в полевых условиях.

Испытания на твердость

Твердость может быть определена как способность вещества противостоять вдавливанию при локализованном смещении. Проще говоря, устойчивость к вдавливанию, износу и истиранию. Обычно применяемое испытание на твердость является неразрушающим испытанием, используемым в основном в лаборатории, а не в полевых условиях. Испытания на твердость используются как средство контроля свойств материалов, используемых для конкретных целей, после того, как желаемая твердость была установлена ​​для конкретного применения.

Испытание на твердость используется для определения твердости металла шва. Путем тщательного тестирования сварного соединения можно изолировать твердые участки и определить степень влияния тепла сварки на свойства основного металла.

Оборудование для испытаний на твердость

Тест файла:

Самый простой метод определения сравнительной твердости — это напильник. Это выполняется путем пропуска напильника вручную над испытуемой деталью. Можно получить информацию о том, тверже или мягче исследуемый металл, чем напильник или другие материалы, подвергшиеся такой же обработке.

Машины для определения твердости:

Есть несколько типов машин для определения твердости. Каждая из них уникальна тем, что ее функциональный дизайн лучше всего подходит для конкретной области или области применения, для которой предназначена машина. Однако на одном металле можно использовать более одного типа станков, и полученные значения твердости могут быть удовлетворительно коррелированы. В лабораторных испытаниях твердости металлов чаще всего используются два типа машин: твердомер по Бринеллю и твердомер по Роквеллу.

• Измеритель твердости по Бринеллю При испытаниях по Бринеллю образец устанавливают на опоре станка и прикладывают нагрузку в 6620 фунтов (3003 кг) к шарику из закаленной стали, который находится в контакте с поверхностью исследуемого образца. проверено. Стальной шарик имеет диаметр 0,4 дюйма (10,2 мм). Нагрузке дают оставаться в течение 1/2 минуты, а затем снимают, и измеряют глубину углубления, сделанного шариком на образце. Следует отметить, что для облегчения определения твердости по Бринеллю диаметр фактически измеряется депрессия, а не глубина.Таблицы значений твердости по Бринеллю были подготовлены для различных диаметров оттиска. Эти диаграммы обычно используются для определения чисел Бринелля. Результирующее число твердости по Бринеллю получается по следующей формуле:
  
  HB = число твердости по Бринеллю
  D = диаметр шарика (мм),
  d = диаметр полученного, восстановленного круглого отпечатка ( мм)
  P = приложенная нагрузка (кг)
• Твердомер по Роквеллу Принцип действия тестера Роквелла по существу такой же, как и у тестера Бринелля.Он отличается от тестера Бринелля тем, что меньшая нагрузка оказывается на меньший алмаз в форме шара или конуса. Глубина вмятины измеряется и указывается на циферблате, прикрепленном к машине. Твердость выражается произвольными цифрами, называемыми «числами Роквелла». Они имеют префикс в виде буквенного обозначения, такого как «B» или «C», чтобы указать размер используемого мяча, приложенную нагрузку и шкалу, используемую в испытании.

Другие тесты — это алмазная пирамида Виккерса и склероскоп.

Измеритель твердости по Виккерсу

Magnaflux Test

Это быстрый неразрушающий метод физических испытаний сварных швов для обнаружения дефектов на поверхности стали и ее магнитных сплавов или вблизи них путем правильного намагничивания и применения ферромагнитных частиц.

Основные принципы

Для всех практических целей контроль магнитофлюксом можно сравнить с использованием увеличительного стекла в качестве физического метода испытания сварных швов. Однако вместо стекла используются магнитное поле и ферромагнитные порошки.Метод контроля магнитных частиц основан на двух принципах: во-первых, магнитное поле создается в куске металла, когда электрический ток проходит через него или вокруг него; во-вторых, эти мельчайшие полюса устанавливаются на поверхности металла везде, где это магнитное поле нарушается или искажается.

Когда ферромагнитные частицы приближаются к намагниченной детали, они сильно притягиваются этими полюсами и крепче удерживаются на них, чем на остальной поверхности детали, тем самым образуя видимую индикацию.

Вихретоковый (электромагнитный контроль)

Испытание магнитными частицами в основном для дефектов поверхности и черных металлов.

Вихретоковый (электромагнитный) контроль — это метод неразрушающего контроля, основанный на том принципе, что электрический ток протекает в любом проводнике, подверженном изменяющемуся магнитному полю. Он используется для проверки сварных швов магнитных и немагнитных материалов и особенно полезен при испытании стержней, угловых соединений, сварных труб и трубок. Частота может варьироваться от 50 Гц до 1 МГц, в зависимости от типа и толщины материала текущих методов.Первый относится к испытаниям, в которых магнитная проницаемость материала является фактором, влияющим на результаты испытаний, а второй — к испытаниям, в которых учитывается электрическая проводимость.

Неразрушающий физический контроль сварных швов методами вихревых токов включает индукцию электрических токов (вихревые токи или токи Фуко) в испытательном образце и измерение изменений этих токов, вызванных неоднородностями или другими физическими различиями в испытательном образце. Такие испытания можно использовать не только для обнаружения несплошностей, но и для измерения отклонений в размерах образца и удельном сопротивлении.Поскольку удельное сопротивление зависит от таких свойств, как химический состав (чистота и легирование), ориентация кристаллов, термическая обработка и твердость, эти свойства также можно определить косвенно. Электромагнитные методы подразделяются на магнитоиндуктивные и вихретоковые. Первый относится к испытаниям, в которых магнитная проницаемость материала является фактором, влияющим на результаты испытаний, а второй — к испытаниям, в которых учитывается электрическая проводимость.

Один из методов создания вихревых токов в образце для испытаний состоит в том, чтобы сделать образец сердечником индукционной катушки переменного тока.Есть два способа измерения изменений величины и распределения этих токов. Первый предназначен для измерения резистивной составляющей импеданса возбуждающей катушки (или вторичной испытательной катушки), а второй — для измерения индуктивной составляющей импеданса возбуждающей (или вторичной) катушки. Электронное оборудование было разработано для измерения либо резистивных, либо индуктивных компонентов импеданса по отдельности или обоих одновременно.

Вихревые токи индуцируются в проводящем испытательном образце за счет переменной электромагнитной индукции или действия трансформатора.Вихревые токи имеют электрическую природу и обладают всеми свойствами, связанными с электрическими токами. При генерировании вихревых токов испытуемый образец, который должен быть проводником, помещается в поле катушки, по которой проходит переменный ток. Катушка может охватывать деталь, возможно, в форме зонда, или, в случае трубчатой ​​формы, может быть намотана, чтобы поместиться внутри трубы или трубы. Вихревой ток в металлическом образце также создает собственное магнитное поле, которое противодействует исходному магнитному полю. Импеданс возбуждающей катушки или второй катушки, соединенной с первой, в непосредственной близости от образца, зависит от наличия наведенных вихревых токов.Эта вторая катушка часто используется для удобства и называется считывающей или считывающей катушкой. Путь вихревого тока искажается наличием неоднородности. Трещина и отводит, и накапливает вихревые токи. Таким образом, кажущийся импеданс катушки изменяется из-за наличия дефекта. Это изменение можно измерить и использовать для определения дефектов или различий в физической, химической и металлургической структуре. Подповерхностные неоднородности также могут быть обнаружены, но ток спадает с глубиной.

Испытание на акустическую эмиссию

Один из акустических методов — удар по сваренному объекту и определение качества шва по тону.

Акустико-эмиссионный контроль (AET) Методы физических испытаний сварных швов в настоящее время считаются дополнительными к другим методам неразрушающего контроля. Однако они применялись во время контрольных испытаний, периодических проверок, обслуживания и изготовления.

Испытание на акустическую эмиссию заключается в обнаружении акустических сигналов, возникающих в результате пластической деформации или образования трещин во время нагружения.Эти сигналы присутствуют в широком частотном спектре вместе с окружающим шумом от многих других источников. Преобразователи, стратегически размещенные на конструкции, активируются поступающими сигналами. При использовании подходящих методов фильтрации внешний шум в составном сигнале заметно снижается. Любой источник значимых сигналов строится триангуляцией на основе времен прихода этих сигналов на различные преобразователи.

Тестирование феррита

Влияние содержания феррита

Полностью аустенитные наплавленные швы из нержавеющей стали имеют тенденцию к образованию небольших трещин даже в условиях минимального ограничения.Эти небольшие трещины имеют тенденцию располагаться поперек линии плавления в сварных проходах и основном металле, который повторно нагревали до температуры, близкой к температуре плавления материала, при последующих проходах сварки. Трещины явно являются вредными дефектами и недопустимы. С другой стороны, влияние трещин на характеристики сварки менее очевидно, поскольку эти микротрещины быстро размываются очень прочной аустенитной матрицей. Наплавки с трещинами на сварных швах удовлетворительно работают в очень тяжелых условиях.Однако склонность к образованию трещин обычно идет рука об руку со склонностью к более крупным трещинам, поэтому часто желательно избегать чувствительных к трещинам металлов сварных швов.

Присутствие небольшой доли фазы магнитного дельта-феррита в аустенитном (немагнитном) наплавленном шве влияет на предотвращение как растрескивания по средней линии, так и растрескивания. Количество дельта-феррита в сваренном материале в значительной степени контролируется балансом в составе металла сварного шва между элементами, способствующими ферриту (наиболее распространены хром, кремний, молибден и колумбий), и элементами, способствующими аустениту (никель, марганец, углерод и азот являются наиболее распространенными).Однако избыток дельта-феррита может отрицательно сказаться на свойствах металла сварного шва. Чем больше количество дельта-феррита, тем ниже пластичность и вязкость металла шва. Дельта-феррит также предпочтительно разрушается в некоторых агрессивных средах, таких как мочевина. При длительном воздействии температур в диапазоне от 482 до 927 ° C (от 900 до 1700 ° F) феррит имеет тенденцию частично превращаться в хрупкое интерметаллическое соединение, которое сильно охрупняет сварной шов.

Переносные ферритовые индикаторы предназначены для использования на объектах.Содержание феррита в наплавленном шве может быть указано в процентах феррита и может быть заключено в скобки между двумя значениями. Это обеспечивает достаточный контроль в большинстве приложений, где указано минимальное содержание феррита или диапазон ферритов.

Радиографический и ультразвуковой контроль сварных швов

Радиографический и ультразвуковой контроль сварных швов — два наиболее распространенных метода неразрушающего контроля (NDT), используемых для обнаружения неоднородностей во внутренней структуре сварных швов. Очевидным преимуществом обоих этих методов тестирования является их способность помочь установить внутреннюю целостность сварного шва без разрушения сварного компонента.Кратко рассмотрим эти два метода неразрушающего контроля (NDT). Мы рассмотрим, как они используются и какие типы нарушений сплошности при сварке можно ожидать от них. Мы рассмотрим их преимущества перед другими методами контроля и их ограничения.

Радиографический контроль (RT) — Этот метод контроля сварных швов использует рентгеновское излучение, производимое рентгеновской трубкой, или гамма-излучение, производимое радиоактивным изотопом. Основной принцип радиографического контроля сварных швов такой же, как и для медицинской радиографии.Проникающее излучение проходит через твердый объект, в данном случае сварной шов, а не часть человеческого тела, на фотопленку, в результате чего на пленку наносится изображение внутренней структуры объекта. Количество энергии, поглощаемой объектом, зависит от его толщины и плотности. Энергия, не поглощенная объектом, приведет к обнажению рентгеновской пленки. Когда пленка проявится, эти области будут темными. Области пленки, подвергшиеся воздействию меньшего количества энергии, остаются более светлыми.Поэтому области объекта, толщина которых была изменена из-за неоднородностей, таких как пористость или трещины, будут отображаться на пленке в виде темных контуров. Включения низкой плотности, такие как шлак, будут отображаться как темные области на пленке, а включения высокой плотности, такие как вольфрам, появятся как светлые области. Все неоднородности обнаруживаются путем просмотра формы и изменения плотности обработанной пленки.

Радиографический контроль может обеспечить постоянную запись качества сварки, которую относительно легко интерпретировать обученным персоналом.Этот метод тестирования обычно подходит для доступа к обеим сторонам сварного соединения (за исключением методов изображения сигнала двойной стенки, используемых на некоторых трубопроводах). Хотя это медленный и дорогостоящий метод неразрушающего контроля, это положительный метод обнаружения пористости, включений, трещин и пустот внутри сварных швов. Очень важно, чтобы квалифицированный персонал выполнял рентгенографическую интерпретацию, поскольку ложная интерпретация рентгенограмм может быть дорогостоящей и серьезно повлиять на производительность.При проведении рентгенографических исследований существуют очевидные соображения безопасности. Рентгеновское и гамма-излучение невидимо невооруженным глазом и может иметь серьезные последствия для здоровья и безопасности. Только должным образом обученный и квалифицированный персонал должен практиковать этот тип тестирования.

Ультразвуковое испытание (UT) — Этот метод испытания использует механические колебания, подобные звуковым волнам, но более высокой частоты. Луч ультразвуковой энергии направляется на объект, подлежащий испытанию.Этот луч проходит через объект с незначительными потерями, за исключением случаев, когда он перехватывается и отражается от неоднородности. Используется метод отражения ультразвукового контактного импульса. В этой системе используется преобразователь, который преобразует электрическую энергию в механическую. Преобразователь возбуждается высокочастотным напряжением, которое заставляет кристалл механически вибрировать. Кристаллический зонд становится источником ультразвуковой механической вибрации. Эти колебания передаются на образец через связующую жидкость, обычно масляную пленку, называемую связующим веществом.Когда импульс ультразвуковых волн попадает в неоднородность испытательного образца, он отражается обратно в исходную точку. Таким образом энергия возвращается к преобразователю. Преобразователь теперь служит приемником отраженной энергии. Исходный сигнал или основной удар, отраженные эхо-сигналы от неоднородностей и эхо-сигнал от задней поверхности испытательного образца — все это отображается в виде кривой на экране электронно-лучевого осциллографа. Обнаружение, локализация и оценка несплошностей становятся возможными, потому что скорость звука через данный материал почти постоянна, что делает возможным измерение расстояния, а относительная амплитуда отраженного импульса более или менее пропорциональна размеру отражателя.

Одной из наиболее полезных характеристик ультразвукового контроля является его способность определять точное положение несплошности в сварном шве. Этот метод тестирования требует высокого уровня подготовки и компетентности оператора и зависит от создания и применения подходящих процедур тестирования. Этот метод тестирования может использоваться для черных и цветных металлов, часто подходит для тестирования более толстых участков, доступных только с одной стороны, и часто может обнаруживать более тонкие линии или более простые дефекты, которые не так легко обнаружить с помощью радиографического тестирования.

Неразрушающий контроль сварных швов — надежность Accendo

Неразрушающий контроль сварных швов. Сварочные процессы и методы могут привести к загрязнению сварного шва и появлению металлургических дефектов. Если требуется, чтобы сварной шов выдерживал тяжелые условия нагрузки и напряжения, важно обеспечить его качество, соответствующее минимальным стандартам. Сварные швы можно проверять разрушающими и неразрушающими методами. Большая часть продукции проверяется неразрушающими методами. Наиболее распространенными неразрушающими методами проверки сварных швов являются визуальный контроль, проницаемость жидкости, магнитные частицы, вихретоковый, ультразвуковой, акустико-эмиссионный и радиографический.Ключевые слова: неразрушающий контроль, контроль качества, несоответствие, проверка, процедура сварки.

При сварке металла лужа расплава остывает и затвердевает. Во время охлаждения качество сварного шва может быть снижено из-за включений, таких как шлак, из-за человеческой ошибки из-за усталости, из-за неправильной настройки и техники, из-за ошибки оборудования из-за поломок, из-за воздействия окружающей среды, такого как низкая температура и влажность, а также из-за металлургических явлений от несовместимые металлы или высокие скорости охлаждения. Поскольку сварка сильно зависит от факторов, контролируемых людьми, возможно, необходимо доказать, что качество работы соответствует выполняемой работе.

Во всех описанных ниже методах неразрушающего контроля достоверность соответствия полностью зависит от способностей инспектора. Качественный результат возможен только у обученных, компетентных и опытных людей. Не используйте неквалифицированных людей для выполнения каких-либо тестов, о которых вы собираетесь прочитать.

Визуальный осмотр

В этом методе используется квалифицированный и обученный наблюдатель, наблюдающий за сваркой во время работы сварщика. Наблюдатель наблюдает за сварочной ванной и остывающим металлом. Обычно они ищут включения, подрезы (высота сварного шва ниже высоты основного металла), глубину проплавления и надежность соединения с основным металлом.

При обнаружении несоответствующего дефекта место маркируется. По окончании сварки дефект стачивается и шов доводится до требуемого качества.

Контроль проникновения жидкости или красителя

Как следует из названия, краситель используется для обнаружения дефектов сварных швов. Этот метод позволяет обнаружить только поверхностные трещины и неровности поверхности. Поверхность шва тщательно очищается от окалины и брызг (но не дробеструйной очисткой, так как дефекты закроются). Моющее средство используется для удаления грязи, травильная паста используется для удаления краски или жира, а обезжириватель или растворитель применяется для удаления масла.Допускается только чистая металлическая поверхность.

Система обычно поставляется в двух баллончиках с распылителем: один — пенетрант, а другой — проявитель. Пенетрант распыляется по сварному шву, и капиллярное действие втягивает его в любые мелкие поверхностные трещины. Пенетрант с поверхности стирается, а пенетрант в трещинах остается влажным. Через короткое время проявитель распыляется на сварной шов. Проявитель вытягивает пенетрантный краситель из трещин и меняет цвет. Он ведет себя как промокательная бумага и усиливает трещину.

Контроль магнитных частиц

В этом методе используются изменения магнитного поля для обнаружения поверхностных и подповерхностных неоднородностей. Когда магнитное поле прерывается дефектом, поле вокруг дефекта искажается. Порошковые магнитные опилки, помещенные в поле, могут показать это искажение. Этот метод применим только для ферромагнитных металлов (магнитов на основе железа).

При использовании для испытания сварных швов магнитное поле создается либо путем размещения металлических стержней с каждой стороны сварного шва и подачи слабого электрического тока через металл, либо путем помещения металлической детали в магнитное поле.Магнитные поля индуцируются в детали внешним магнитным полем.

После установления магнитного поля на деталь помещается несколько порошкообразных цветных металлических частиц. Рисунок, созданный порошком в магнитном поле, проверяется на предмет искажений поля. Частицы могут использоваться влажными (в суспензии керосина) или сухими в зависимости от расположения деталей и цели исследования.

Вихретоковый контроль

Принцип действия заключается в обнаружении изменения протекания электрического тока в катушке с электропроводом.Переменный электрический ток, протекающий через катушку, создает колеблющееся магнитное поле вокруг катушки. Если магнитное поле приблизить к проводящему металлу, в металле возникают вихревые электрические токи. Вихревые токи, в свою очередь, создают магнитное поле, противоположное первичному полю катушки.

Любые колебания вторичного магнитного поля из-за искажений также изменяют силу первичного поля, что, в свою очередь, изменяет электрический ток, протекающий через первичную катушку.Обнаружено изменение тока первичной обмотки. Величина изменения тока представляет собой эффект неоднородности, вызывающий искажение во вторичном поле.

Этот метод используется для обнаружения дефектов сварных швов в глубине металла. Возможна глубина до 25 мм в зависимости от испытываемого металла и скорости изменения переменного тока (его частоты).

Это предпочтительный подход для испытания стальных полов и стен резервуаров. Сканирующий сканер рассылается по поверхности, и изменения вихревых токов отображаются на экране мониторинга.При обнаружении признаков нарушения целостности место помечается, а затем проводится более тщательное местное обследование с помощью другого оборудования неразрушающего контроля для количественной оценки дефекта.

Ультразвуковой контроль

Высокочастотные звуковые волны направляются в металл с помощью излучающего зонда. Если волны сталкиваются с неоднородностью, они отражаются от нее и возвращаются к зонду, где их обнаруживают. Размер и расположение неоднородности отображаются на экране мониторинга.

Метод не может быть использован для поверхностных и приповерхностных разломов.Мертвая зона возникает сразу под точкой контакта зонда. Чтобы обеспечить надлежащее акустическое соединение между зондом и металлической поверхностью, между ними используется жидкий связующий агент, например смазка. Испытательная поверхность должна быть достаточно гладкой, чтобы связующий агент мог поддерживать контакт между зондом и металлом. Если сварной шов слишком высокий, требуется другой метод, использующий отраженный звук для проверки неоднородностей.

Размер обнаруживаемых дефектов зависит от длины волны звука.Как правило, дефект должен составлять половину длины волны, чтобы его можно было обнаружить. Разные металлы имеют разные длины волн для одной и той же звуковой частоты. В стали на частоте 2 МГц обнаруживаются дефекты размером 1,5 мм.

Мониторинг акустической эмиссии

Акустическая эмиссия — это волны напряжения, возникающие в результате резкого движения напряженных материалов. Когда материал находится под нагрузкой, он очень немного деформируется. Внутренние движения, вызванные деформацией, создают звуки, которые проходят через структуру.Эти звуки можно обнаружить и определить источник движения. Как только источник найден, используются другие методы неразрушающего контроля для количественной оценки движения и наличия разрывов.

Этот метод часто используется на существующих крупных конструкциях, таких как резервуары и сосуды под давлением, поскольку он быстрый и недорогой. Фиксированные датчики расположены на конструкции и обычно размещаются на расстоянии от 1 до 6 метров друг от друга. Конструкция «нагружается» возрастающим, ступенчатым образом, а акустическая эмиссия регистрируется на мониторе.Нагрузка варьируется или поддерживается постоянной в течение определенного периода времени, и изменения в акустической эмиссии показывают, продолжает ли конструкция внутреннее движение.

Принимая во внимание скорость звука металла, точку излучения можно определить с помощью триангуляции с хорошей точностью. Фоновый шум может повлиять на результаты. Эту проблему можно решить, остановив шум в его источнике, отфильтровав его с помощью электроники в контрольном оборудовании или используя частоту измерения, отличную от частоты шума.

Промышленная радиография

Радиографический контроль основан на поглощении излучения материалами разной плотности. В машиностроении используются рентгеновские лучи или гамма-лучи. Это дорогостоящий процесс, но проникает на большую глубину почти во все материалы.

Источник излучения помещается с одной стороны проверяемого сварного шва, а обнаруживающая «фотографическая» пленка помещается с другой стороны сварного шва. Когда излучение проходит через неоднородности сварного шва, они действуют как понизители плотности, пропуская через них больше излучения.Высокий уровень радиации проявляется на пленке более темным цветом.

Поскольку изображение, созданное на пленке, представляет собой «тень», на него могут влиять такие факторы, как изменение толщины объекта, рассеяние излучения, геометрические факторы, влияющие на излучение, расположение источника, время экспозиции и качество пленки.

Майк Сондалини — Инженер по долговечности оборудования

Ссылки: Получение максимальной отдачи от неразрушающего контроля, д-р Г. Мартин, Аттар, (www.attar.com.au)

---

Мы (Accendo Reliability) опубликовали эту статью с любезного разрешения Feed Forward Publishing, дочерней компании BIN95.com

Интернет: trade-school.education
Эл. Почта: [email protected]

Если вам это показалось интересным, вам может понравиться электронная книга «Введение в массовую обработку материалов».

Испытание сварных швов

Визуальное испытание

Пенетрантное испытание

Ультразвуковое испытание

Импульсное эхо-тестирование

Метод захвата шага

Сквозное пропускание

Метод TOFD

Вихретоковый контроль сварных швов

Радиографический контроль с магнитопорошком

тестирование

Сварные швы являются наиболее распространенным типом неразъемных соединений во всех отраслях промышленности.Существует много типов сварных швов, как с точки зрения методов сварки (ручная электрическая дуга, автоматическая или полуавтоматическая, дуга под флюсом, дуга в защитных газах, электросварка сопротивлением и т. Д.), Так и с точки зрения конфигурации стыка (стык, угловой, тройник, сварные швы внахлест). Однако в большинстве случаев, независимо от метода сварки, сварные соединения подлежат проверке качества по окончании сварки. Дефектоскопия направлена ​​на выявление различных дефектов, которые приводят к снижению прочности сварного шва или плохой герметичности. Своевременное обнаружение таких дефектов существенно влияет на определение срока службы всей сварной конструкции.Качество сварки особенно важно для сосудов и систем высокого давления, а также для несущих конструкций.

Неразрушающий контроль (NDT) — основной метод контроля сварных соединений, поскольку он позволяет сохранить целостность и рабочие характеристики испытываемого изделия. Для этого было создано множество методов неразрушающего контроля и разнообразное оборудование для испытаний сварных швов. При выборе любой из методик или выборе конкретного инструмента необходимо учитывать множество факторов, таких как материал свариваемых деталей, конфигурация сварного шва, состояние поверхности, требования к качеству, доступ, тип и расположение потенциального дефекта ( прерывность), производительности и стоимости тестирования.Поэтому не существует единой универсальной техники неразрушающего контроля, поэтому качество, надежность и долговечность готового изделия во многом будут зависеть от выбора наиболее подходящего варианта.

Визуальный контроль

Этот метод сочетает в себе визуальный осмотр и измерение геометрических параметров сварных швов для проверки их соответствия требуемым значениям. Перед испытанием сварные швы следует очистить от окалины, шлака и брызг металла.После этого поверхность следует обработать спиртом, либо протравить 10% -ным раствором азотной кислоты. В качестве инструмента для этого типа испытаний обычно используются лупа с увеличением 5 или 10, а также осветительные и измерительные приборы (линейка, штангенциркуль, шаблоны) для проверки размеров сварных швов и дефектов. Несмотря на кажущуюся простоту, этот тип тестирования очень эффективен и превосходит другие методы. Если дефекты обнаружены уже на этом этапе, сварной шов считается бракованным, и дальнейшие испытания не проводят.Очевидным недостатком этого метода является невозможность обнаружения большинства скрытых дефектов и субъективность методов оценки, что требует от инспектора неразрушающего контроля большого опыта. Поэтому, даже если визуальный контроль не выявил каких-либо дефектов, следует использовать оборудование для контроля сварных швов для дальнейшего осмотра, поскольку скрытые дефекты могут незаметно разрушить соединение и привести к очень опасной ситуации.

Испытание на проницаемость

Этот метод основан на способности жидкости проникать и заполнять мельчайшие капиллярные каналы, которые в основном образованы дефектами сварного шва.К таким дефектам относятся поры и трещины, разрушающие поверхность материала. Скорость и глубина проникновения жидкости зависит от радиуса капилляра и смачиваемости жидкости. Таким образом, пенетрантный метод очень эффективен для обнаружения поверхностных дефектов. Для повышения его эффективности используются так называемые пенетранты, которые могут проникать глубоко в капилляр из-за своего небольшого поверхностного натяжения. Их яркий цвет делает их заметными, что облегчает обнаружение дефекта.Набор для тестирования на пенетрант обычно включает пенетрант; очищающее средство для тщательной очистки поверхности перед тестированием; проявитель для извлечения пенетранта из дефекта и создания индикаторного рисунка на контрастном фоне, с помощью которого можно увидеть размер и форму дефекта.

Этот метод контроля аналогичен визуальному, поскольку предполагает визуальный контроль сварного шва, поэтому имеет те же недостатки. Чтобы убедиться, что скрытые дефекты не были пропущены, настоятельно рекомендуется использовать оборудование для вихретокового или ультразвукового контроля сварных швов после пенетрантного контроля.

Ультразвуковой контроль

UT — один из наиболее распространенных методов, поскольку он обеспечивает точное обнаружение скрытых дефектов, расположенных внутри сварного шва. Метод основан на использовании ультразвуковых волн, которые распространяются через слой металла и отражаются от его границы и границ внутренних несплошностей. На основании разницы во времени между отправленным и отраженным сигналами, а также формы и амплитуды отраженных сигналов можно оценить не только толщину металла, но и дефекты, встречающиеся на пути прохождения звука.Инструмент, который используется для ультразвукового контроля, называется «дефектоскоп». В дефектоскопе используются преобразователи специального назначения (передатчики / приемники ультразвукового сигнала), которые позволяют реализовать методы эхо-импульса, захвата основного тона и сквозной передачи.

OKOndt GROUP ™ производит различное оборудование для ультразвукового контроля сварных швов. Наряду с несколькими портативными дефектоскопами у нас есть специальный продукт для ручного контроля сварных соединений — комплект УСР-01 + Sonocon B.

Метод импульсного эха

При использовании метода импульсного эха преобразователь посылает зондирующий сигнал на тестовый объект и принимает эхо-сигналы, отраженные от дефектов, а также от конструктивных особенностей продукта.По времени прихода сигнала можно определить местоположение дефектов, а по амплитуде сигнала — размер дефектов. Недостатком этого метода является необходимость того, чтобы дефект имел отражающую поверхность, перпендикулярную ультразвуковому лучу, или располагался рядом с поверхностью изделия. Например, метод импульсного эха не позволяет обнаруживать плоские дефекты (трещины и отсутствие плавления), которые не расположены близко к поверхности тестируемого продукта.В случае предполагаемых глубоко укоренившихся дефектов следует использовать соответствующее оборудование для испытаний сварных швов, способное успешно обнаружить эти типы дефектов.

Метод улавливания шага

Метод импульсного эхо не позволяет обнаруживать плоские дефекты (трещины и отсутствие сплавления), которые не расположены близко к поверхности тестируемого продукта. Техника подбора мяча, дуэт и тандем, используются для распознавания вышеупомянутых недостатков. Это достигается с помощью пары преобразователей, установленных таким образом, что сигнал, излучаемый первым преобразователем, возвращается ко второму преобразователю после отражения от плоского дефекта.

Метод сквозной передачи

Однако даже режим захвата шага не гарантирует обнаружение всех разнонаправленных дефектов. Для этого используется метод сквозной передачи, когда преобразователи размещаются по обе стороны от сварного шва, так что сигнал, отраженный от задней поверхности, поступает в приемник. Достаточно крупные дефекты практически любой ориентации, пересекающие ультразвуковой луч, затеняют указанный сигнал, что свидетельствует об их обнаружении.Но, к сожалению, этот тип оборудования для ультразвукового контроля сварных швов не дает точной информации о местоположении (координатах) обнаруженных дефектов. Для получения точных показаний ультразвукового дефектоскопа необходимо произвести предварительную настройку с помощью специализированных эталонных блоков, которые обычно поставляются вместе с прибором. Эталонные блоки различных типов также можно приобрести отдельно, в зависимости от конкретного приложения или конкретной задачи неразрушающего контроля.

Метод TOFD

В последние десятилетия метод ультразвуковой дифракции по времени пролета (TOFD) для исследования сварных швов становится все более распространенным.Метод TOFD основан на взаимодействии ультразвуковых волн с краями несплошностей. Это взаимодействие приводит к генерации дифракционных волн с широким диапазоном углов. Обнаружение дифракционных волн позволяет установить наличие неоднородности. Время передачи сообщаемых сигналов является мерой оценки высоты несплошности, что позволяет измерить размер несплошности, который всегда определяется временем передачи дифракционного сигнала. Амплитуда сигнала не используется для измерения размеров.В этом случае генерируются и применяются как продольные, так и поперечные волны. Основная информационная характеристика — время прихода сигнала. Метод TOFD имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционным ручным ультразвуковым контролем:

• Производительность в несколько раз выше;
• Низкая чувствительность к ориентации дефектов;
• Возможность не оценивать, а измерять реальные размеры плоских дефектов;
• Высокая степень отчётности результатов испытаний.

Для реализации метода TOFD используется специальное оборудование с одной или несколькими парами преобразователей, которые размещаются с обеих сторон сварного шва и перемещаются по нему при контроле. OKOndt GROUP ™ имеет беспроводную систему TOFD-Man — один из уникальных инструментов в обширном ассортименте нашего оборудования для ультразвуковой и вихретоковой сварки.

Контроль вихретоковой сварки

Вихретоковый неразрушающий контроль основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этим полем в контролируемом объекте.Принцип действия извещателей ET основан на вихретоковом методе, заключающемся в искажении вихревых токов в локальной тестовой зоне с последующей регистрацией изменений электромагнитного поля вихревых токов, вызванных дефектом, и электрофизических воздействий. свойства тестового объекта. Этот метод отличается малой глубиной испытания, так как он используется для обнаружения трещин и разрывов в материале на глубине до 2 мм. Конструкция и процедура настройки оборудования для вихретоковой сварки напоминают процедуру проектирования и настройки их ультразвукового аналога, с использованием вихретоковых датчиков и эталонных блоков вихретокового контроля соответственно.Очевидно, что методы ультразвукового и вихретокового контроля дополняют друг друга, обеспечивая стопроцентно надежный контроль сварного шва по всей его глубине и протяженности. OKOndt GROUP ™ производит серию вихретоковых дефектоскопов для неразрушающего контроля сварных швов.

Магнитопорошковый контроль

Магнитопорошковый контроль — метод неразрушающего контроля, основанный на явлении притяжения частиц магнитного порошка потоками магнитного рассеяния, возникающими над дефектами в намагниченных объектах контроля.

Метод магнитных частиц предназначен для обнаружения поверхностных и подповерхностных неоднородностей, таких как волосы, трещины различного происхождения, неплавление сварных соединений, флокен, закаты, разрывы и т. Д. Дефектоскоп с магнитными частицами позволяет контролировать различные формы, сварные швы, внутренние поверхности отверстий путем намагничивания отдельных контролируемых участков или изделия в целом круговым или продольным полем, создаваемым набором намагничивающих устройств, питаемых импульсным или постоянным током, или постоянными магнитами.

Радиографический контроль

Радиография описана здесь только с целью предоставить полное представление о методах неразрушающего контроля, которые используются для контроля сварных швов. Хотя этот метод достаточно строгий, его применение довольно ограничено, поскольку связано с использованием гамма-лучей и рентгеновских лучей с высокой проникающей способностью, что позволяет им проходить сквозь металл, в то время как дефекты фиксируются на пленке. Это увеличивает опасность для здоровья человека.К тому же инструменты этого типа довольно дороги. Итак, это очень специфический метод тестирования, который требует использования соответствующих средств индивидуальной защиты, а также создания лабораторных условий для тестирования.

Итак, мы рассмотрели основные методы неразрушающего контроля сварных швов и кратко упомянули соответствующее оборудование для контроля сварных швов. Очевидно, что совместное использование ультразвукового, вихретокового и магнитопорошкового контроля обеспечивает наиболее точные результаты испытаний и безопасные условия испытаний.

(PDF) Методы неразрушающего контроля сварки в реальном времени

В этой работе были рассмотрены три метода неразрушающего контроля и их варианты, которые обеспечивают

результатов в реальном времени во время контроля. В нем представлены принципы и преимущества радиографии в реальном времени, вихретокового контроля

и ультразвукового метода контроля сварных швов. Каждый из этих методов позволяет

обнаруживать несплошности в сварном шве, которые находятся на поверхности и под ней.Рентгенография может обнаружить

внутренних макроскопических дефектов: трещины, пористость, неполное проникновение корня и подрезание. Однако

ограничивается уровнем квалификации оператора, включает в себя радиационную опасность для персонала и не подходит для проверки угловых сварных швов, как правило,

.

Вихретоковые устройства, которые разработаны на основе изменения импеданса, являются очень быстрым методом

и очень чувствительны к небольшим трещинам и другим нарушениям.Результат отображается в реальном времени, но глубина проникновения тока

ограничена, и он может обнаруживать только трещины, которые прерывают поверхностный вихревой поток

.

Ультразвуковой метод может обнаруживать более глубокие дефекты по сравнению с методом вихревых токов благодаря лучшему проникновению волны в материал

. Различные методы, такие как ToFD и сканирование фазовой матрицы

, позволяют осуществлять контроль в реальном времени и используются в различных приложениях, таких как контроль трубопроводов.

Ссылки

[1] Г. Ван и Т. В. Ляо, NDT & E International, vol. 35, № 2, (2002), стр. 519–528.

[2] Д. Ду, Г. Р. Цай, Ю. Тиан, Р. С. Хоу и Л. Ван, в: Роботизированная сварка, интеллект и

Автоматизация, под редакцией Т.-Дж. Тарн, С.-Б. Чен, К. Чжоу, том 362, Автоматическая проверка

дефектов сварных швов с помощью рентгеновских изображений в реальном времени, часть IV, Springer Berlin, Heidelberg (2007).

[3] Ю. Тиан, Д. Ду и Г.Цай, Tsinghua Science and Technology, Vol. 11, No. 6, December 2006,

pp. 720-724.

[4] Информация на http://www.ndt.net

[5] I. Einav, U. Ewert, MF Herelli, DJ Marshall, N. Abd Ibrahim и R. Shipp in:

Non- разрушающие испытания для оценки жизни растений, Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ),

Вена, Австрия (2005).

[6] Р. Дж. Патель, в: Цифровые приложения радиографии, 3-й MENDT — Ближний Восток неразрушающий

Конференция и выставка по испытаниям, Манама, 27-30 ноября (2005).

[7] Информация на http://www.ndt-ed.org

[8] Информация на http://wiki.iploca.com

[9] Информация на http://www.nationalboard.org

[10] A. Zösch и M. Seidel, in: Неразрушающий контроль лазерных сварных швов внахлест с помощью Eddy

Current Technique, Proceedings of 9

th

European Conference on NDT, Berlin, 25-29

сентябрь (2006 г.).

[11] Дж. Хансен, Insight – NonDestructiveTestingandConditionMonitoring, vol.46, нет. 5-8, 2004.

[12] YM Cheong, MS Chaudary, P. Grosser, J. Rodda и AA Khan in: Eddy Current Testing at

Level 2: Manual for the Syllabi, содержащееся в IAEA-TECDOC-628. Ред. 2. Руководство по обучению

методам неразрушающего контроля (МАГАТЭ), Вена (2011).

[13] Информация на http://www.bam.de

[14] Информация на http://www.innospection.com

[15] LH Ichinose, Y. Kohno и T. Kitada, Memoirs of инженерный факультет, т.48, стр.

57-62, (2007).

[16] W. Reimche, R. Duhm, S. Zwoch, M. Bernard и FW Bach, в: Разработка и

Квалификация технологического неразрушающего метода контроля сварных соединений для работы с удаленным полевым вихрем

Текущая техника, Материалы 9-й Европейской конференции по неразрушающему контролю

, Берлин, 25-29 сентября (2006 г.).

Advanced Materials Research Vol. 933 115

Методы контроля | Сварка | Сварочное оборудование

Щелкните изображение, чтобы увеличить

Как известно любому, кто занимается производством и сваркой, контроль процессов и деталей является критически важным компонентом успешного бизнеса.Построить и сварить плохую деталь просто гарантирует выход из строя.

Сегодня ассоциации сварщиков, такие как Канадское бюро сварки, предлагают курсы сертификации, чтобы помочь сварщикам изучить все тонкости надлежащих процессов контроля, но перед тем, как пройти этот курс, вы должны понять некоторые основы контроля сварки.

Ниже приводится руководство, составленное отраслевыми экспертами и отраслевыми онлайн-источниками.

«Проверка сварки часто требует от инспектора сварки самых разных знаний», — отмечает Тони Андерсон из ESAB в онлайн-статье на веб-сайте компании.«Понимание сварочных чертежей, символов сварки, конструкции сварных швов, процедур сварки, нормативных требований и требований стандартов, а также методов контроля и испытаний, и это лишь некоторые из них. По этой причине многие правила и стандарты в области сварки требуют, чтобы инспектор по сварке обладал формальной квалификацией или необходимыми знаниями и опытом для проведения инспекционных услуг ».

Для начала следует признать, что существует множество различных методов контроля сварки. Они включают в себя визуальное, сравнительное, радиографическое и ультразвуковое обнаружение поверхностных трещин (также известное как дефектоскопический контроль красителя и контроль магнитных частиц), использование воды и газа под давлением, а также разрушающие методы.

Самый распространенный метод — и наименее затратный, если все сделано правильно — визуальный. Сварщики ищут трещины, плохое сплавление, перекрытие, оплавленные края и другие несоответствия, которые являются визуальными индикаторами плохого сварного шва.

Другой относительно недорогой метод — это простое сравнение рассматриваемой сварочной инспекции с другими аналогичными сварочными работами. Инспектор по сварке может спросить сварщиков, как они создали конструкцию, чтобы понять, соблюдают ли они надлежащие процедуры сварки, согласно данным ESAB Welding & Cutting.Инспектор также может сравнить сварочную работу с чертежом, предоставленным сварщику.

Радиографические и ультразвуковые методы — два наиболее распространенных метода неразрушающего контроля. Очевидным преимуществом неразрушающего контроля является то, что сварщики могут обнаруживать проблемы со сваркой, не разрушая свариваемую деталь. Согласно заявлению ESAB, радиографический контроль — проникающее излучение проходит через твердый объект на фотопленку — обеспечивает «постоянную запись качества сварного шва, которую относительно легко интерпретировать обученным персоналом.«Это медленный и дорогостоящий метод, но он является хорошим методом для обнаружения пористости, включений, трещин и пустот внутри сварных швов.

Ультразвуковой контроль — механические колебания с помощью луча ультразвуковой энергии направляются в объект — дает сварщикам возможность определить точное положение проблемы в сварном шве. Несмотря на то, что это хороший метод, ЭСАБ советует сварщикам, использующим этот процесс, иметь высокий уровень подготовки и компетентности операторов. Метод подходит для черных и цветных металлов.

Испытание жидким красителем пенетрантом — это распространенный метод неразрушающего обнаружения трещин в сварных швах. Процесс заключается в нанесении проникающей жидкости на поверхность сварного шва, позволяя ей впитаться в течение заданного периода времени, а затем удаляя излишки жидкости, чтобы проверить наличие трещин на поверхности. Обратите внимание, что этот метод полезен только для обнаружения трещин на поверхности; он не обнаружит каких-либо трещин или проблем сварки (пористость или дефекты плавления) в основной части сварного шва.

Для обнаружения более широкого диапазона несоответствий сварного шва лучшим выбором является испытание магнитными частицами.Он может обнаруживать трещины, а также пористость, швы, включения и плохое сплавление. Этот метод работает путем создания магнитного поля в проверяемой детали — магнит притягивает магнитные частицы к своим концам, и магнитные линии проходят между полюсами магнита. Если испытываемая деталь не имеет трещин или других проблем со сваркой, магнитные частицы не будут притягиваться. Этим методом можно тестировать только ферромагнитные материалы.

Методы контроля воды или газа под давлением используются для сварных конструкций, предназначенных для транспортировки жидкости, таких как трубопроводы.В этом методе вода или азот под давлением пропускаются через трубу для обнаружения любых утечек.

Как следует из названия, методы контроля с помощью разрушающей сварки включают в себя физическое разрушение свариваемой детали для ее оценки. Применения включают аттестацию процедуры сварки и аттестационные испытания сварщика, выборочный контроль производственных сварных швов, исследовательский контроль и работы по анализу отказов. По данным ESAB, методы контроля обычно включают разрезание или разрыв сварного компонента для оценки механических и физических характеристик.

Информация основана на онлайн-исследовании по телефону:

Американское общество сварки

Канадское сварочное бюро

ЭСАБ

Welding-advisors.com

Визуальный осмотр сварных швов

Визуальный осмотр сварного шва — важное мероприятие, выполняемое для проверки целостности и прочности сварного соединения. Это экономичный вид деятельности, не требующий дорогостоящего оборудования.Он должен выполняться опытным инспектором. Основные обязанности инспектора по сварке:

• Соответствие нормам
• Контроль качества
• Контроль документации

Требования к визуальному осмотру:

1. Освещенность должна быть не менее 350 люкс ( минимум), но рекомендуется проводить визуальный осмотр при освещенности более 500 люкс.
2. Глаз инспектора должен находиться в радиусе 600 мм от поверхности проверяемого объекта, а угол обзора не должен быть меньше 30 градусов.

(Также прочтите «Диапазон толщины для квалификационных испытаний сварщика»)

Другие вспомогательные средства, которые могут потребоваться при визуальном осмотре:

• Сварочные калибры (рис. 2a и 2b)
• Измерители сварных зазоров
• Измерители линейного перекоса (Hi-Low)
• Увеличительное стекло (от X2 до X5)
• Зеркальный бороскоп или оптоволоконная система обзора (когда доступ ограничен)

Визуальный осмотр можно провести в три этапа;

• Перед сваркой,
• Во время сварки и
• После сварки

Перед сваркой: Инспектор должен быть ознакомлен с применимыми правилами и стандартами / чертежами / процедурами сварки (WPS и PQR).Квалификация сварщика должна проводиться перед производственной сваркой. Инспектор должен подтвердить материал и просмотреть MTC. Сварочные материалы также должны быть проверены перед сваркой. Перед сваркой также необходимо проверить подготовку и соосность стыков. После подтверждения всех параметров (как указано выше) инспектор сварки может разрешить сварщику начать производственную сварку. Если предварительный нагрев применим, то температура предварительного нагрева должна быть подтверждена перед началом сварки.

( Рисунок 3 показывает неправильную поверхность канавки и корневой зазор, инспектор по сварке должен увидеть подготовку канавки и корневой зазор перед сваркой)

Во время сварки: Инспектор должен проверить процесс сварки и параметры сварки в соответствии с в соответствии со спецификацией процедуры сварки (WPS) в любое время во время сварки. Инспектор должен контролировать корневые и корневые проходы, а также температуру между проходами. Сварочные материалы также необходимо проверять во время сварки.

(Также прочтите, Как написать спецификацию процедуры сварки — WPS)

После сварки: После завершения сварки идентификационный номер прошивается рядом с местом соединения. Выполняется полный визуальный осмотр, и любые повреждения поверхности или дефекты должны быть отремонтированы в соответствии с утвержденной процедурой. Следующие дефекты (или неоднородности) могут быть обнаружены при визуальном осмотре:

[Чтобы узнать больше о дефектах сварки, нажмите здесь]

( Рисунок 4: Инспектор по сварке проверяет размер усиления сварного шва с помощью сварочного манометра с мостовым кулачком )

Необходимо провести обследование размеров, чтобы убедиться в размерах детали после сварки.После удовлетворительного завершения сварки составляется соответствующая документация.

Если в WPS указана послесварочная обработка, то операция должна контролироваться и документироваться. При необходимости термообработки после сварки следует учитывать следующие параметры:

1. Обогреваемая зона
2. Скорости нагрева и охлаждения
3. Температура и продолжительность выдержки
4. Распределение температуры

В дополнение к визуальному осмотру доступен ряд других методов неразрушающего контроля (NDT) для проверки качества сварных соединений, среди которых некоторые из наиболее распространенных методов неразрушающего контроля;

1. Радиографическое испытание (RT)
2. Ультразвуковое испытание (UT)
3. Испытание магнитными частицами (MT)
4. Испытание проникающей жидкостью (PT)
5. Электромагнитное испытание (ET)
6. Испытание акустической эмиссии (AET)

Каждый Методы неразрушающего контроля имеют собственное значение и важность.