Контроль качества сварных швов и соединений

Содержание

Основные этапы контроля качества сварочных работ

Контроль качества сварки необходим для подтверждения пригодности изделия к эксплуатации. Именно эта процедура устанавливает соответствие выполненной работы требованиям заказчика.

Факторы, влияющие на качество сварных швов.

Так как указанный процесс является ответственным моментом, следует подробнее остановиться на особенностях его выполнения.

Выделяют следующие этапы контроля:

  • проверка квалификации сварщика;
  • оценка качества соединяемых деталей;
  • проверка последовательности выполнения технологии сварки;
  • контроль качества швов;
  • механические испытания.

Первый этап подразумевает проверку навыков рабочих. Во время ее проведения каждый сварщик показывает специальный паспорт с допуском к сварке и делает пробное соединение.

Пробные соединения делаются тем же оборудованием и такими же материалами, как и в основной работе. Полученные изделия оцениваются посредством визуального осмотра и подвергаются механическим испытаниям. В случае получения качественной детали, сварщик допускается к работе.

Материалы и детали, с которыми предстоит работать, должны быть сертифицированы и соответствовать требованиям технических условий, ГОСТам и СНиПам.

Дефекты сварных швов.

Во время проверки соблюдения последовательности выполняемых действий контролируют:

  • соответствие сборки соединений;
  • параметры сварки: ток, напряжение;
  • методику выполнения стыков;
  • очистку от шлаков и окалин перед нанесением последующих слоев сварки.

Проверка швов осуществляется либо посредством визуального осмотра, либо с использованием специализированного оборудования.

Виды контроля качества сварных соединений

Часто готовые сварные соединения имеют трещины и другие дефекты, не всегда находящиеся на поверхности шва. Для обнаружения дефектов применяются два метода контроля качества швов — разрушающие и неразрушающие.

Разрушающие методы применяются для определения физических свойств сварного соединения. В основном он применяется при оценке квалификации сварщиков. Иногда они находят применение и на производстве, когда из партии готовых изделий одно или несколько разрушаются, и по результатам их проверки делается заключение обо всей партии.

Неразрушающие методы используются для проверки качества швов без их разрушения. С их помощью можно узнать местоположение дефекта, его размер, характер. Этот способ удобнее всего применять, когда сваркой изготавливают ответственные изделия. Группа неразрушающих методов контроля качества включает в себя:

  • визуальный метод;
  • магнитнопорошковый метод;
  • капиллярный метод;
  • акустический метод;
  • метод ионизированного излучения;
  • вихретоковый метод;
  • контроль герметичности.

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.

Способы проверки

Контроль сварных швов на герметичность проводится такими способами:

  • керосином;
  • аммиаком;
  • пневматическим;
  • гидравлическим;
  • вакуумом.

Керосином

Метод используется для проверки плотности сварных швов сосудов и резервуаров из металла до 10 мм толщиной, не работающих под давлением.

В основе проверки керосином лежит явление капиллярности. Суть способа состоит в способности керосина подниматься по сквозным порам и трещинам. Испытание керосином позволяет выявить дефекты, имеющие размер от 0.1 мм.

Технология заключается в обмазывании шва с одной стороны раствором мела или каолина в воде. После высыхания мелового состава шов с обратной стороны смачивается несколько раз керосином. Если имеются трещины, поры, несплошности, через них просачивается керосин и проявляется пятнами на меловой покраске.

Время испытания керосином:

  • при температуре выше 0 °С – от 4 часов, ответственных изделий – 12 часов;
  • при отрицательной температуре – от 8 часов, для серьезных объектов – 24 часа.

Аммиаком

Метод основан на свойстве индикаторов определенного вида (раствор азотно-кислой ртути или фенолфталеина) изменять окраску в результате воздействия сжиженного аммиака. Применяется для испытания замкнутых сварных сосудов на плотность.

Методика процесса состоит в оклеивании сварного шва снаружи полосками бумаги, пропитанными 5% раствором азотно-кислого серебра. В контрольный сосуд нагнетается сжатый воздух с содержанием 1% аммиака. Пары аммиака проходят сквозь неплотности шва, реагируют с азотно-кислой ртутью, вызывая окрашивание бумаги в серебристо-черный цвет напротив расположения дефекта. Если в качестве индикатора используется раствор фенолфталеина, окраска бумаги будет ярко-красной.

Характер и размеры дефекта зависят от скорости появления следов на бумаге, их размеров и формы.

Время проникновения аммиака сквозь неплотности сварного шва составляет от 10 минут до получаса.

Пневматическим способом

Метод предназначен для проверки плотности сварного шва изделий, работающих под давлением. В замкнутый сосуд небольшого размера, герметизированный заглушкой, до давления, на 10-20% превышающее рабочее, нагнетается сжатый воздух. Изделие погружается в воду. Наличие дефектов сварного шва определяется по пузырькам воздуха, выходящим через неплотности.

Крупногабаритные предметы герметизируют, швы промазывают мыльным раствором. В испытуемую конструкцию под давлением, превышающим рабочее на 10-20%, подается газ. Признаком дефекта является появление пузырей на шве, смоченном мыльным раствором.

Проверка крупных сосудов и газопроводов проводится на падение давления. Ввиду большой протяженности швы не обмыливают. Наличие дефектов определяется по падению давления за период 24 часа.

Испытание под давлением не допускает обстукивания сварных швов. Проверка проводится в изолированном помещении. Проведение контроля крупногабаритных изделий требует соблюдения осторожности.

Гидравлическим

Методом проверяется:

  • плотность шва;
  • прочность изделия при наибольшей нагрузке.

В зависимости от типа конструкции существует 3 вида гидравлических испытаний:

  • гидравлического давления (гидравлические системы, трубопроводы);
  • налив воды (цистерны, баки, резервуары);
  • полив струей воды с одной стороны (изделия большой протяженности).

Характеристика:

  1. Способ гидравлического давления. Проверяемый объект герметизируется и заполняется под давлением рабочей жидкостью или водой. Вид жидкости, ее давление и время испытания зависят от назначения контрольного образца. Цифра пробного испытательного давления указывается в проекте. Для трубопроводов составляет 1.25 и более значения рабочего давления. Пробный контроль проводится при температуре воздуха выше нуля. Результат считается удовлетворительным, если на сварном шве отсутствует запотевание и не обнаружена течь, а манометрическое давление не упало.
  2. Контроль наливом. Изделия до заданного уровня заполняется водой. При температуре воздуха выше 0° С, воды – выше 5° С, время выдержки – до 24 часов. Требуется постоянное наблюдение за понижением уровня воды и состоянием сварных швов. Шов, находящийся сверху, при обнаружении дефектов освобождается от воды, дефекты устраняются, вода доливается с целью испытания вновь заваренного участка шва. Операции повторяются до полного устранения всех дефектов.
  3. Полив струей воды. Испытание проводится струей воды из брандспойта с выходным отверстием от 15 мм. Скорость движения струи, направляемой вдоль шва, 1 м/мин. Давление воды в шланге – не менее 1 атм. Расстояние от наконечника брандспойта до поверхности изделия – до 2 м. Поверхность стороны исследуемого образца, обратная от поливаемой водой, должна быть сухой. Ее осмотр выполняется одновременно с поливом. Дефектные места проявляются возникновением течи, появлением капель воды, запотеванием поверхности сварного шва или околошовной зоны.

Визуальный метод

Это наиболее общий вид проверки. Он включает в себя проверку размеров, формы, местоположения шва. С его помощью обнаруживаются такие дефекты, как выходящие на поверхность трещины, неметаллические включения, подрезы, непровары. Этот метод можно применять только после полного удаления шлака с поверхности шва.

Для проверки формы шва применяются шаблоны. У качественного сварного шва усиление должно совпасть с определенным шаблоном.

Читайте также:  Как склеить линолеум холодной сваркой

Также для проверки применяются увеличительные стекла, миниатюрные телекамеры, нутромеры и линейки.

Каждый сварной шов должен быть проверен сварщиком. Хороший сварщик сразу обнаружит внешние дефекты и впоследствии устранит их.

Методы неразрушающего контроля

На данный момент различают следующие неразрушающие методы:

  • внешний осмотр;
  • радиационный метод;
  • магнитное исследование;
  • ультразвуковой метод;
  • капиллярный метод;
  • контроль проницаемости.

Внешний осмотр

Любой контроль качества сварных соединений начинается с простого внешнего осмотра. Этого бывает достаточно, чтобы определить как наружные, так и внутренние пробелы, плюс отсутствует необходимость использовать оборудование неразрушающего контроля. Например, разная высота шва может свидетельствовать о непроварах в различных участках. Перед осмотром швы отчищаются от технологичных загрязнений, а именно – шлака, окалин и брызг металла.

Визуальный осмотр сварного шва

Чтобы мелкие недочеты стали виднее, проводится обработка поверхности спиртовым раствором, а затем 10%-ным раствором азотной кислоты. После данной процедуры поверхность приобретет матовость и покажет поры и трещины.

Главное, не забыть очистить кислоту спиртом после дефектовки шва.

Осмотр – это основной способ выявить геометрические отклонения, такие как – поры, трещины, наплывы, подрезы. Более качественно провести данный пункт испытания можно с помощью дополнительных приборов.

Для этого лучше всего использовать лупу, а также более качественное освещение, желательно с мобильным источником света. Увеличительное стекло позволит обнаружить скрытые для глаза трещины и поры, а также проследить их путь. Для контроля ширины валиков, можно использовать измерительные приборы, вроде линейки или штангенциркуля.

Инструменты для визуально-измерительного контроля

Радиационная дефектоскопия

Радиографический метод контроля сварных соединений существует в двух вариациях:

  • рентгеновское излучение;
  • гамма-излучение.

Простейший из представленных способ выявить погрешности сварного шва – просветить изделие рентгеновскими лучами. Они обладают свойством проникать сквозь металлические предметы, действуя при этом на фотопленку. Таким образом, полученный снимок – прямая карта большей части дефектов. С помощью проникающих лучей выявляют – шлаковые включения, газовые поры, смещения кромок, прожоги и другие пробелы.

Включения шлака на рентгеновском снимке

Перед началом работ, исследуемый участок и близ лежащая плоскость должны быть должным образом очищены. Для этого снимают шлак, брызги, окалины и другие изъяны. Также перед просвечиванием в обязательном порядке проводится осмотр и при выявлении некачественных участки должны устранятся.

Начинать просвечивание при наличии внешних дефектов – запрещено, так как процедура предназначена для диагностики и выявления скрытых дефектов.

При обнаружении погрешностей, решение о допуске или переделке конкретной детали лежит на нормативной документации. Именно установленные правила и инструкции позволяют определить вхождение погрешностей в установленные для данного изделия нормы.

Для проведения процедуры рентгеновскую трубку располагают так, чтобы пучок попадал на шов под прямым углом. На другой стороне изделия расположена кассета с рентгеновской пленкой. Так как существующие дефекты меньше влияют на проницаемость рентгеновских лучей, то они будут видны как более темные участки на пленке. Рентгенографическое испытание длится в зависимости от – качества пленки, толщины и фокуса. После пленка проявляется и можно увидеть результат сваривания.

При радиографическом контроле не выявляют:

  • любые несплошности и включения с размером в направлении просвечивания менее удвоенной чувствительности контроля;
  • непровары и трещины, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания;
  • любые несплошности и включения, если их изображения на снимках совпадают с изображениями посторонних деталей, острых углов или резких перепадов трещин просвечиваемого металла.

Гамма – излучение по принципу работы практически не отличается от рентгеновского. Это радиоактивные лучи, способные проникать сквозь металл и реагирующие на его неравномерность. В такой способ инспектирую от 10 до 25% всех швов, если конструкция – ответственная, то все швы.
В качестве источника излучения используют различные химические элементы, подходящие под определенные металлы:

  • Кобальт – 60 (сталь, чугун, медь, бронза и латунь толщиной до 25 см), благодаря жесткому проникновению элемент подходит для большинства сталей и больших толщин;
  • Цезий – 137 (сталь до 10 см);
  • Иридий-192 (сталь до 5 см, алюминий до10 см);
  • Тулий-170 (сталь и алюминий до 20 см).

Со снижением проникаемости снижается вид сплавов и их толщина, но при этом среднее качество изображения остается и позволяет определить основные дефекты.

Портативный рентгеновский аппарат МАРТ-250

В отличие от рентгеновского, гамма-лучи имеют ряд преимуществ:

  • изотопы сохраняют работоспособность долгое время;
  • более легкое оборудование;
  • возможность дефектовки сложных узлов;
  • повышенная проницаемость лучей;

Важно! Оба вида излучения чрезвычайно опасны для человека. Именно поэтому допуск к работам может быть только у специально обученных сотрудников, одетых в полный комплект защитной экипировки. Защищенным должно быть и место базирования и работы проникающего оборудования, для этих целей используют свинцовые пластины, экраны и другие средства.

Магнитная дефектоскопия

Такой контроль сварных соединений основывается на свойстве магнитных силовых линий реагировать на изменения в толще металла. Фиксируя подобные отклонения специальными приборами можно с высокой точностью найти погрешности в толще и на верхней части сплавов.

На данный момент существуют три вариации метода:

  • магнитно-порошковый;
  • магнитно-индукционный;
  • магнитно-графический.


Порошковый состоит в том, что на поверхность, заходя за стык шва, наносят сухой порошок или эмульсию, затем намагничивают сплав и определяют неточности. Если берется «сухой метод», то в качестве порошка выступает железная окалина или окислы. Намагничивают изделие электромагнитом, соленоидом или подавая ток на изделие. После, слегка постукивая молотком,  дают порошку
возможность занять свое положение. Излишки снимаются струей воздуха и затем фиксируются изъяны. Последний шаг – размагничивание.

В мокром методе магнитный порошок смешивают с керосином или специальным маслом. Полученная суспензия наносится на шов, а ее подвижность, рассеивания или скопления порошка – прямые идентификаторы погрешностей.

Магнитный дефектоскоп

При индукционном методе все данные фиксируются индукционной катушкой. Специальные приборы – дефектоскопы, фиксируют магнитное рассеивание у металлов толщиной до 25 мм.

Графический заключается в фиксации магнитных потоков на специальной ленте. Она крепится вдоль шва, а затем отклонения определяются на экране электронно-лучевой трубки.

Магнитные методы подходят исключительно для ферромагнитных сплавов, другие металлы таким образом исследовать не получится.

Ультразвуковой метод контроля

Наравне с предыдущим способом, ультразвуковая дефектоскопия дает возможность зафиксировать отклонения, образующиеся при отражении волн от границ сред с различными свойствами.

Ультразвуковой источник посылает сигнал, который при достижении конца сплава отражается. Если на своем пути сигнал встречает дефект, то это отражается на волне, что в свою очередь фиксируется прибором. Различные дефекты имеют свои собственные отражения, поэтому определить природу изъяна достаточно просто.

Ультразвуковой дефектоскоп

Из описанных уже методов, данный считают наиболее удобным для использования. Это обусловлено возможностью определить изъян как на поверхности, так и в глубине металла. Также, метод не имеет таких строгих ограничений, как магнитный. Есть ряд металлов с крупным зерном, например чугун,  которые не поддаются ультразвуковому исследованию, но для всех других сплавов можно без труда вести контроль качества сварочных работ.

Есть еще один недостаток – сложность расшифровки полученных данных. Увы, дефектоскопы дают пользователю очень специфические данные, которые следует расшифровать. Без предварительной подготовки сделать это практически невозможно, поэтому для работ нужен обученный специалист.

Капиллярная дефектоскопия

Данный способ основан на свойствах жидкостей с малым поверхностным натяжением. Такие жидкости не сбиваются в крупные капли в одном месте и стремятся стечь, но в то же время способны заполнить мельчайшие канавки и отверстия. Подобным образом определяются поверхностные дефекты и в редких случаях сквозные каналы.

Капиллярная дефектоскопия

На шов наносится специальный раствор, который мгновенно заполняет все канавки, поры и другие мелкие дефекты. Затем осматривая шов можно обнаружить крупные изъяны. Для большего удобства жидкости подкрашивают красителем, добавляют люминесцентные и другие окрашивающие добавки.

Контроль качества сварки на проницаемость

Метод является логическим продолжением капиллярного. Основная идея в том, что используя жидкости со свойствами глубокого проникновения,  можно определить сквозные канавы шва.

Для этого берут простой керосин, наносят на одну сторону шва, а на другой фиксируют мокрые пятна, сигнализирующие о сквозных каналах. Из недостатков стоит отметить необходимость тщательно очистки поверхности и соблюдение точности на всех этапах для исключения случайного загрязнения противоположной стороны сварного шва.

Особые требования

К конструкциям, где при дальнейшей эксплуатации надежность сварного соединения имеет большое значение, предъявляются повышенные требования. В частности объем контроля сварных соединений трубопроводов является повышенным по сравнению с менее ответственными конструкциями.
Значение также имеет правильное оформление документации по контролю качества сварки.

Читайте также:  Прямая и обратная полярность при сварке инвертором

Преимущества и недостатки

Достоинства:

  • низкая трудоемкость исследований, контролирует соединения один человек в течение нескольких минут;
  • безопасность проведения контроля, только радиационная диагностика предполагает влияние вредных факторов;
  • разнообразие контролирующих приборов, для основных методов дефектоскопии выпускают мобильные дефектоскопы;
  • разнообразие контролируемых объектов: проверяют плоские, объемные детали, трубы;
  • контроль швов, произведенных любым видом сварочного аппарата.

Недостатки:

  • у каждого из методов существуют определенные ограничения по применению, ввиду выявляемых изъянов;
  • необходимость использования специальных реагентов, расходных материалов;
  • приходится специально подготавливать исследуемые поверхности;
  • контролируемые фрагменты после диагностики необходимо дополнительно обрабатывать антикоррозионными средствами, при снятии окалины, оксидной пленки защитные свойства металла ухудшаются.

Существующие методы контроля

На практике существуют два способа проведения проверки качества для сварных соединений:

  • разрушающий метод контроля,
  • неразрушающий метод контроля.

К разрушающим методикам проверки качества можно отнести:

  • все механические испытания готовых образцов;
  • различные химические и физические исследования;
  • металлографическое обследование;
  • мероприятия по контролю исходного материала.

Неразрушающий контроль сварных соединений включает:

  • квалификационную проверку производственного персонала;
  • проверку сварочного оборудования и режима сварки;
  • визуальный осмотр внешнего вида сварного шва;
  • различные методики проведения непосредственного выявления дефектов.

К неразрушающим методикам выявления дефектов относятся:

  • метод тепловой томографии;
  • капиллярный метод контроля;
  • методом истечения или испытания избыточным давлением;
  • акустический или ультразвуковой метод контроля;
  • электромагнитная дефектоскопия;
  • различные радиографические методы;
  • рентгенографический метод.

При этом, вне зависимости от конечного способа контроля качества полученного соединения сварного шва, проверка обязательно должна включать и учитывать всю совокупность подготовительных, технологических и организационных мероприятий, начиная от качества подготовки поверхности заготовки, вида используемого оборудования и материалов, а также квалификации сварщика, заканчивая непосредственной технологией выполнения сварочных работ.

Магнитнопорошковый метод

Магнитнопорошковый метод очень эффективен для обнаружения поверхностных или расположенных близко к поверхности пор и трещин. Он применяется только на материалах, способных намагничиваться. Перед проверкой требуется тщательно очистить поверхность. Используется жидкий аналог магнитного порошка или флюоресцентный магнитный порошок.

Металл подвергается воздействию сильного магнитного поля. На краях трещин и раковин поле концентрируется, что вызывает притягивание порошка. После прекращения действия магнитного поля вокруг каждой трещины или раковины наблюдается концентрация порошка. При применении флюоресцентного порошка для обнаружения концентраций место проверки следует осветить ультрафиолетовым светом.

Так как направление трещин неизвестно, проводят два тестирования. Первый раз линии магнитного поля направляются по возможности перпендикулярно шву, второй раз параллельно.

После обнаружения трещины вскрываются для исправления.

Разрушающий контроль

Все виды контроля сварных швов делятся на неразрушающие и разрушающие. Перед началом исследований необходимо определиться, какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений, и допустимо ли это в конкретном случае.

К разрушающим методам контроля сварных соединений относятся:

  • механические испытания;
  • химические;
  • физические;
  • металлографические.

Разрушающий контроль сварных соединений целесообразно проводить на контрольных образцах в качестве предварительной оценки состояния сварного соединения.

Металлографические исследования заключаются в засверливании поверхности и протравливании ее раствором, содержащим аммоний и хлорид меди. Просверливание производят сквозь сварной шов. Затем углубляются в основной металл. Потом место проверки осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы.

При химическом анализе устанавливают соответствие состава металла и сварного шва на нем нормативным требованиям. В ГОСТ 122-75 указаны методы для отбора проб. Для механических исследований специально изготавливают образцы или вырезают их из сварного соединения, и проводят на них испытания.

Радиационный (Радиографический) контроль сварных соединений

Радиографический, или как его еще называют – радиационный метод, основывается на свойствах гамма-излучения. Принцип данного метода такой же, как и принцип медицинского рентгена. Проверяемая поверхность подвергается воздействию гамма лучей, которые проходят сквозь металл. Если имеют место пустоты, неоднородности или другие дефекты, они отражаются на пленке. Этот метод считается одним из наиболее эффективных. Он позволяет выявить даже небольшой, скрытый для глаза дефект и составить максимально точную картину качества сварного соединения.

Радиографический метод используется не достаточно широко, так как имеет существенные недостатки. Для его проведения необходимо сложное, дорогостоящее оборудование. Сканирование должен проводить специально обученный специалист, при этом предъявляются высокие требования к соблюдению техники безопасности. С оборудованием нельзя работать длительное время, так как рентгеновское излучение негативно воздействует на организм человека.

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.

Принцип дефектоскопии

Диагностика сварных соединений включает разные методы исследований, основанных на физических свойствах металлов, структурных превращениях на границе фазового перехода. На исследуемые участки воздействуют радиоволнами, ультразвуком, магнитным электростатическим полем, красителями. Разнородные структуры по-разному воспринимают воздействие. Принципы выявления дефектов подбирают под металл. К примеру, немагнитящиеся легированные стали, цветные металлы нельзя проверить в магнитном поле. Эхолокация неэффективна для крупнозернистых структур.

Дефектоскопией сварных соединений называют комплекс методов контроля качества визуально или с использованием специальной аппаратуры для выявления дефекта. Принцип дефектоскопов, методика диагностики утверждаются стандартами. По результатам дефектоскопии определяется прочность (эксплуатационная надежность) сварных швов после завершения работы.

Важно!

Каждый сварщик несет ответственность за соблюдение технологии.

Капиллярный

Относится к методам неразрушающего контроля и основан на капиллярном проникновении индикаторной жидкости в капилляры поверхностного слоя материала контрольного объекта с целью ее выявления.

Цель:

  • обнаружение поверхностных и сквозных дефектов;
  • определение протяженности трещин, расположения дефектов, ориентации по поверхности образца.

Капиллярный способ позволяет контролировать изделия любой формы и размера из металлов и их сплавов, пластмасс, керамики, стекла. Различают:

  • основные способы контроля, основанные на использовании капиллярных явлений;
  • комбинированные, включающие сочетание нескольких методов неразрушающего контроля, различных по их физической сущности, один из которых – капиллярный.

Используемое оборудование:

  • дефектоскоп капиллярный;
  • прибор контроля;
  • вспомогательные средства;
  • дефектоскопический ультрафиолетовый облучатель;
  • дефектоскопические материалы.

Перед проведением исследования проводится предварительная очистка поверхностей и полостей контрольного образца.

Проверка швов на герметичность

Метод применяется для сварных изделий, предназначенных для хранения и транспортировки жидкостей и газов. Способы проверки:

  • аммиаком;
  • керосином;
  • пневматические и гидравлические испытания;
  • вакуумирование.

Суть испытания аммиаком основана на изменении окраски индикаторов (некоторых химических соединений) в результате воздействия сжиженного аммиака. При наличии в швах трещин и пор лента индикатора окрасится в серебристо-черный цвет.

Явление капиллярности (поднятие жидкости при определенных условиях по капиллярным трубкам) лежит в основе испытания керосином. Под капиллярными трубками в сварных швах подразумеваются поры и трещины. Наличие дефектов определяется по желтым пятнам, проявляющимся на меловом или каолиновом покрытии сварного шва.

Пневматические испытания

Этим способом проверяются трубопроводы и емкости, работающие под давлением.

Для герметизации малогабаритных сосудов используют заглушки. В сосуд под давлением, на 10-20% превышающим рабочее, подается инертный газ или азот. Сосуд погружается в емкость с водой. Дефектные места обнаруживаются по выходящим пузырькам воздуха.

Крупногабаритные сосуды герметизируют и наполняют газом повышенного давления. На сварные швы наносят мыльный раствор. Появление на поверхности шва пузырьков указывает на наличие дефектов.

Гидравлические исследования

Применяется для проверки на прочность и плотность сварных швов в водопроводах, газопроводах, котлах и сварных изделиях, работающих под давлением.

Читайте также:  Непровар сварного шва, что это такое и как его не допустить

Перед испытанием контрольную емкость герметизируют заглушкой и заполняют с помощью насоса водой под избыточным контрольным давлением, превышающим рабочие цифры в полтора-два раза. В течение периода, заданного техническими условиями, делается выдержка, затем давление снижается до рабочего. Околошовная зона (15-20 мм от шва) простукивается специальным молотком.

Участки с обнаруженной течью помечаются и завариваются после слива воды. Проводится повторный контроль.

Вакуумирование используется при невозможности пневматического или гидравлического контроля. Суть метода – создание вакуума и обнаружение проникания воздуха через дефекты. Для контроля применяется вакуумная камера. Проверяемый участок образца смазывается мыльным раствором. В неплотностях сварного соединения образуются мыльные пузырьки.

Способы проверки сварных швов на герметичность

Перед контролем на непроницаемость сварочный шов должен быть подготовлен. Поверхность очищают от шлака и окалины при необходимости протравливают. Если при осмотре не выявлены крупные дефекты, выбирают приемлемый способ проверки герметичности.

Гидравлическое испытание

В зависимости от назначения и размеров объекта для проверки сварных швов на герметичность выбирают один из 3 вариантов:

  1. Трубопроводы и сосуды, работающие под давлением, герметизируют, через штуцер закачивают воду, создавая давление выше рабочего на 25 — 50%. Испытание проводят в течение 10 — 15 минут при плюсовой температуре. О результате судят по протеканиям, запотеванию, величине падения давления.
  2. Резервуары и цистерны для хранения жидкостей на сутки заполняют водой с температурой не меньше 5⁰ Степень герметичности определяют по понижению уровня. После устранения дефектов проверку повторяют.
  3. У объектов большой протяженности стыки на герметичность проверяют струей воды, направляемой по швам под давлением от 1 атм. Брандспойт держат на расстоянии не больше 2 метров от поверхности. Дефекты проявляются с обратной стороны в виде протечек, водяных капелек, запотевания швов.

Пневматическое испытание

Небольшие, герметично закрытые емкости, заполняют сжатым воздухом под давлением на 10 — 20% больше рабочего. После погружения в воду места неплотностей выявляют по пузырькам. У объектов большого размера сварные швы обмазывают мыльным раствором. После подачи внутрь сжатого воздуха дефекты обнаруживают по вздувшимся пузырям. При проверке на герметичность сварных швов газопроводов и резервуаров большой емкости, у которых много соединений, мыльную пену не наносят. О степени непроницаемости судят по величине падения давления сжатого воздуха в течение суток.

Проверка керосином

Этим способом выявляют дефекты размером от 0,1 мм в металле толщиной до 16 мм у объектов без давления. Чтобы начать проверять сварочный шов на герметичность, поверхность окрашивают разведенным в воде мелом или каолином. После просушки с обратной стороны 2 — 3 раза наносят керосин. Величину изъянов определяют по размерам жирных пятен желтого цвета, выступивших на окрашенной поверхности. Длительность проведения испытания 12 часов, если температура воздуха плюсовая, ниже 0⁰C ― 26 часов.

Проверка аммиаком

В основу метода заложено свойство химических индикаторов (нитрата ртути или фенолфталеина) изменять цвет при контакте с аммиаком. Метод применяют для проверки непроницаемости сварных швов на замкнутых сосудах.

Перед началом испытания подготавливают бумажные полоски или отрезки медицинского бинта пропитанные 5% раствором нитрата ртути. Их накладывают поверх сварных соединений, сосуд заполняют сжатым воздухом, в который добавлен аммиак до концентрации 1%. При прохождении его паров через изъяны окраска индикатора в этих местах становится серебристо-черной. Когда для пропитки берут фенолфталеин бумага над дефектами меняет цвет на ярко-красный. Вид и величину неплотностей определяют по размеру, форме, скорости проявления окрашенных пятен.

В зависимости от толщины металла испытание проводят в течение 10 — 30 минут.

Капиллярный метод

Метод применяется для обнаружения поверхностных трещин. Он основан на применении цветных красок. Способ может применяться не только на металле, но и пластмассах, керамике или стекле. Метод не применяется для обнаружения дефектов, не выходящих на поверхность.

Проверка проводится в следующей последовательности:

  • проверяемая поверхность очищается;
  • поверхность покрывается краской, которая должна проникнуть вовнутрь трещины или раковины;
  • через некоторое время краска удаляется;
  • поверхность покрывается проявляющей краской. Применяется краска, контрастная по цвету первой;
  • через некоторое время, если есть трещины или другие дефекты того же характера, на краске появятся пятна первой краски, которые будут показывать положение дефекта;
  • после проверки краска удаляется.

В качестве проникающей краски может быть использована флюоресцентная краска. Для обнаружения ее проникновения через проявляющую краску применяется ультрафиолетовый свет.

Время выдержки проникающей краски на поверхности может варьироваться от 3 до 60 мин. При комнатной температуре краску рекомендуется держать 3—10 мин. На рис. 1 показана поверхность краски при наличии дефекта сварного шва.

Рис. 1. Поверхность краски при наличии дефекта сварного шва

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.

Гидравлическое испытание сварного шва

Проводится при помощи воды, которая подается под давлением в 1,5-2 раза превышающее рабочее давление сосуда. В течение 10-15 минут проверяется герметичность швов: запотевание, увлажнение и т.д.

Пневматическое испытание шва

Самый экологический способ. Такой дефект как свищ сварного шва может образоваться в процессе эксплуатации, в местах, где происходит критическое напряжение в структуре металла, или же из-за точечной коррозии, а также при некачественном сварном соединении. Проверка пневматикой или вакуумом. На одну сторону шва наносят мыльный раствор, на противоположную крепят камеру вакуумирования. При наличии трещины воздух поступает в камеру, а место течи определяется по пузырькам. К недостаткам можно отнести небольшую производительность и техническую нерентабельность при проверке больших емкостей.

Пневматическое испытание шва

Пневматическое испытание шва

Проверка сварных швов керосином

Как проверить сварной шов на герметичность керосином? Это вещество выбрано не случайно: оно обладает высокой текучестью, больше чем у воды в несколько раз. Кроме того, проверка сварных швов керосином позволяет определить микроскопические трещины и свищи в домашних условиях, без сложных приспособлений. Проводится он следующим образом: на проверяемую поверхность наносят меловую пленку, которая должна послужить индикатором, а на обратную сторону заливают керосин.

Проверка герметичности керосином

Проверка герметичности керосином

Проверка шва аммиаком

Такой тип проверки также основывается на показаниях индикаторов. Проводится он при помощи сжатого воздуха, в который добавлен раствор аммиака. С противоположной стороны накладывается бумага или чисты медицинский бинт. Веществом–индикатором является фенолфталеин, которым пропитывают материал или 5 % нитрат ртути. При соприкосновении аммиака и индикатором происходит реакция, образующая фиолетовый цвет.

Источники

  • https://electrod-svel.ru/tehnika-svarki/kontrol-kachestva-svarnyh-shvov-i-soedineniy.html
  • https://elsvarkin.ru/texnologiya/kontrol/proverka-na-germetichnost/
  • https://osvarka.com/shvy-i-soedineniya/kontrol-svarnykh-soedineniy
  • https://tpspribor.ru/svarka/metody-kontrolya-kachestva-svarnyh-shvov-i-soedineniy.html
  • https://www.ktbbeton.com/activities/tekhnicheskoe_obsledovanie_i_ekspertiza/metody_kontrolya_kachestva_svarochnykh_shvov/
  • https://svaring.com/welding/teorija/kontrol-kachestva-svarki
  • https://svarkaprosto.ru/tehnologii/germetichnost-svarnykh-shvov
  • https://svarkaipayka.ru/tehnologia/drugoe/germetichnost-svarnyih-shvov.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию