Разрушающие методы контроля сварных соединений: механические и металлографические исследования

Содержание

Методы контроля

Разрушающие исследования включают методы испытания сварных образцов:

  • механические;
  • металлографические;
  • коррозионные.

Механические испытания

Контроль предназначен для определения механических свойств материалов. Цель – проверка соответствия механических качеств конструкции запросам технических условий или проекта. Для проведения эксперимента из изделия вырезают контрольный образец или вместе с основной конструкцией сваривают контрольную пластину.

Механические испытания сварных соединений, согласно ГОСТ 6996-66, включают проверку:

  • на растяжение;
  • ударный изгиб.

Контроль также предусматривает определение твердости металла различных участков сварного шва и исследование соединения на стойкость против механического старения.

По характеру приложения нагрузки механические испытания разделяют на виды:

  • статические – для них характерна малая скорость деформации контрольного образца в результате воздействия статической нагрузки (растяжение, сжатие);
  • динамические – проверка воздействия на испытуемый предмет нагрузки, изменяемой с большой скоростью (ударный изгиб);
  • на усталость – выявление способности металла сопротивляться воздействию много раз повторяющихся переменных нагрузок, изменяющихся по направлению, времени и величине (изгиб, растяжение, кручение).

Статическое растяжение

Испытание проводится способом растяжения (разрыва) образцов и заключается в определении следующих механических свойств исследуемого материала:

  • пределов пропорциональности, текучести и упругости;
  • предела прочности (временного сопротивления);
  • истинного сопротивления разрыву;
  • относительных удлинения и сужения после разрыва.

Работа выполняется на специальных машинах, оборудованных приборами автоматической записи диаграммы растяжения. Проверяют образцы прямоугольного или круглого сечения (диаметр 3-10 мм).

Ударный изгиб

Для проведения испытаний применяют прямоугольные или квадратные образцы с односторонним надрезом. Надрез в зависимости от назначения контрольного эксперимента может располагаться:

  • на линии сплавления;
  • в зоне термического влияния;
  • на оси сварного шва.

Цель испытания – определение ударной вязкости исследуемого металла при заданной температуре в зоне соединения.

Ударная вязкость надрезанного образца определяется отношением работы, затраченной на излом контрольного элемента (в Дж), к площади его поперечного сечения в зоне надреза до проведения испытания (в м2 ).

После проведения испытания выполняется исследование структуры излома. Цель – определение наличия дефектов сварного шва и степени кристалличности на изломе.

Металлографические исследования

Цель – определение структуры материала сварного соединения. Исследованием устанавливают:

  • правильность выбора всех факторов, влияющих на качество сварного шва;
  • дефекты шва и причины их возникновения.

Металлографический анализ включает макроструктурное и микроструктурное исследования материала сварного шва.

Макроструктурный метод

Служит для предварительной оценки качества сварного соединения. Макроструктуру шва на поверхности образца (шлифе и изломе сварного шва) можно наблюдать визуально или при двадцатикратном увеличении. Вырезанные темплеты для шлифов шлифуют и травят реактивами, подбираемыми в зависимости от типа металла и цели исследования.

Исследованием выявляют:

  • строение, размеры и форму шва;
  • наличие дефектов (трещины, непровары, газовые поры, шлаковые включения, усадочные рыхлости).

Макроструктуру материала также изучают по излому, внешний вид которого говорит о характере разрушения металла. Излом крупнозернистый с характерным блеском указывает на хрупкость металла. Серый волокнистый излом, имеющий матовую поверхность, свидетельствует о хорошей пластичности материала.

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.

Разрушающие методы контроля. Общая характеристика, виды

К разрушающим методам контроля относятся: 1) механические испытания образцов, предназначенные для оценки прочностных свойств материалов; 2) гидроиспытания отдельных труб или участков трубопровода, предназначенные для оценки прочностных свойств трубопровода и его герметичность. Разрушающие методы контроля применяются во время приемосдаточных операций и расследования аварий.

Для металлов:

метод испытания на ползучесть; методы испытания на усталость; метод определения ударной вязкости при нормальной температуре; метод определения ударной вязкости при пониженных температурах; метод определения ударной вязкости при повышенных температурах; методы испытаний. Измерение твердости алмазной пирамидой (по Викерсу); методы испытаний. Измерение твердости по Бринеллю; методы испытаний. Измерение твердости по Роквеллу; метод испытания на микротвердость вдавливанием алмазной пирамиды; методы технологических испытаний на изгиб; методы испытания на растяжение; методы испытания на растяжение при повышенных температурах; методы испытания на растяжение при пониженных температурах; метод испытания на растяжение тонких листов и лент; метод испытания на длительную прочность; метод испытания на кручение; метод испытания на осадку; метод испытания на расплющивание; метод испытания листов и лент на вытяжку сферической лунки; метод испытания листа и ленты на перегиб; метод испытания на двойной кровельный замок.

Для проволоки: метод испытания на навивание; метод испытания на перегиб; методы испытания на растяжение; метод испытания на скручивание.

— сталь прокатная. Методы отбора проб (заготовок) для механических и технологических испытаний;

— сталь аустенитная. Методы определения содержании альфа-фазы;

— сталь. Метод испытания на механическое старение по ударной вязкости; сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя;

— сталь арматурная. Методы испытания на растяжение.

Способы контроля качества сварочных швов

Какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений

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.

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.

Читайте также:  Технология сварки нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа

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.

Методы разрушающего контроля сварных соединений. Механические и металлографические исследования

Разрушающие методы контроля сварных соединений

Разрушающий контроль – исследование качества сварного соединения по воздействию на материал, при котором происходит разрушение контрольного образца. Испытания чаще всего проводят на образцах-свидетелях, сваренных из того же материала, как у изделия, и по такой же технологии.

Результатом проведения разрушающего контроля является получение числовых данных, характеризующих прочность и надежность сварного соединения. Разрушающий контроль регламентируется государственными нормативами и подразделяется на виды контроля.

Методы контроля

Разрушающие исследования включают методы испытания сварных образцов:

  • механические;
  • металлографические;
  • коррозионные.

Механические испытания

Контроль предназначен для определения механических свойств материалов. Цель – проверка соответствия механических качеств конструкции запросам технических условий или проекта. Для проведения эксперимента из изделия вырезают контрольный образец или вместе с основной конструкцией сваривают контрольную пластину.

Механические испытания сварных соединений, согласно ГОСТ 6996-66, включают проверку:

  • на растяжение;
  • ударный изгиб.

Контроль также предусматривает определение твердости металла различных участков сварного шва и исследование соединения на стойкость против механического старения.

По характеру приложения нагрузки механические испытания разделяют на виды:

  • статические – для них характерна малая скорость деформации контрольного образца в результате воздействия статической нагрузки (растяжение, сжатие);
  • динамические – проверка воздействия на испытуемый предмет нагрузки, изменяемой с большой скоростью (ударный изгиб);
  • на усталость – выявление способности металла сопротивляться воздействию много раз повторяющихся переменных нагрузок, изменяющихся по направлению, времени и величине (изгиб, растяжение, кручение).

Статическое растяжение

Испытание проводится способом растяжения (разрыва) образцов и заключается в определении следующих механических свойств исследуемого материала:

  • пределов пропорциональности, текучести и упругости;
  • предела прочности (временного сопротивления);
  • истинного сопротивления разрыву;
  • относительных удлинения и сужения после разрыва.

Работа выполняется на специальных машинах, оборудованных приборами автоматической записи диаграммы растяжения. Проверяют образцы прямоугольного или круглого сечения (диаметр 3-10 мм).

Ударный изгиб

Для проведения испытаний применяют прямоугольные или квадратные образцы с односторонним надрезом. Надрез в зависимости от назначения контрольного эксперимента может располагаться:

  • на линии сплавления;
  • в зоне термического влияния;
  • на оси сварного шва.

Цель испытания – определение ударной вязкости исследуемого металла при заданной температуре в зоне соединения.

Ударная вязкость надрезанного образца определяется отношением работы, затраченной на излом контрольного элемента (в Дж), к площади его поперечного сечения в зоне надреза до проведения испытания (в м2 ).

После проведения испытания выполняется исследование структуры излома. Цель – определение наличия дефектов сварного шва и степени кристалличности на изломе.

Металлографические исследования

Цель – определение структуры материала сварного соединения. Исследованием устанавливают:

  • правильность выбора всех факторов, влияющих на качество сварного шва;
  • дефекты шва и причины их возникновения.

Металлографический анализ включает макроструктурное и микроструктурное исследования материала сварного шва.

Макроструктурный метод

Служит для предварительной оценки качества сварного соединения. Макроструктуру шва на поверхности образца (шлифе и изломе сварного шва) можно наблюдать визуально или при двадцатикратном увеличении. Вырезанные темплеты для шлифов шлифуют и травят реактивами, подбираемыми в зависимости от типа металла и цели исследования.

Исследованием выявляют:

  • строение, размеры и форму шва;
  • наличие дефектов (трещины, непровары, газовые поры, шлаковые включения, усадочные рыхлости).

Макроструктуру материала также изучают по излому, внешний вид которого говорит о характере разрушения металла. Излом крупнозернистый с характерным блеском указывает на хрупкость металла. Серый волокнистый излом, имеющий матовую поверхность, свидетельствует о хорошей пластичности материала.

Микроструктурный метод

Предполагает исследование микроструктуры металла – строения металла, видимого под микроскопом. Анализ проводят на шлифах с отполированной и отшлифованной до блеска поверхностью, протравленной специальными растворами.

Исследование проводится с применением оптического микроскопа при увеличениях от 50 до 2000 раз. Микроструктурным методом устанавливаются:

  • качество обработки шлифа;
  • наличие газовых пор и окисных пленок;
  • наличие микротрещин;
  • степень загрязнения металла сварного шва неметаллическими включениями.

Неметаллические включения могут быть разной формы и проявляются на белом фоне шлифа темными пятнами. Микротрещины выглядят тонкими извилистыми кривыми. Газовые поры – черными пятнами.

Какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений – Справочник металлиста

Какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений

Основная задача любой системы контроля – выявление дефектов и определение пределов прочности и надежности. Дефекты могут возникнуть в результате ошибки при конструировании, производстве или эксплуатации: дефекты литья, усталостное разрушение, атмосферная коррозия, изнашивание сопряженных деталей, дефекты при нанесении покрытий, дефекты неразъемных соединений металла и так далее.

В каждом конкретном случае применяются специальные методики, позволяющие определить степень влияния дефекта на качество изделия: насколько уменьшится надежность, рабочие характеристики, как изменятся сроки и условия эксплуатации, или дефект является критичным и предмет не может быть допущен к использованию. Различают две основные группы испытаний: разрушающего и неразрушающего контроля.

Методы разрушающего контроля

Разрушающий контроль служит для количественного определения максимальной нагрузки на предмет, после которой наступает разрушение. Испытания могут носить разный характер: статические нагрузки позволяют точно измерить силу воздействия на образец и подробно описать процесс деформации.

Динамические испытания служат для определения вязкости или хрупкости материала: это разного рода удары, при которых возникают инерционные силы в  частях образца и испытательной машины. Испытания на усталость – это многократные нагрузки небольшой силы, вплоть до разрушения.

Испытания на твердость служат для измерения силы, с которой более твердое тело (например, алмазный наконечник ударника) внедряется в поверхность образца. Испытания на изнашивание и истирание позволяют определить изменения свойств поверхности материала при длительном воздействии трения.

Комплексные испытания позволяют описывать основные конструкционные и технологические свойства материала, регламентировать максимально допустимые нагрузки для изделия.

Для определения характеристик механической прочности используют разрывные машины. Например, WEB 600, производства TIME Group Inc.: она способна развивать усилие 600 кН.

Машины для технологических испытаний, такие как ИА 5073-100, ИХ 5133, ИХ 5092 отечественного производства, поставляемые компанией ООО «Северо-Западные Технологии», служат для испытаний на скручивание проволоки, выдавливание листового металла, перегибов проволоки и так далее.

Есть несколько методов определения твердости металла: по Виккерсу, когда в поверхность вдавливается четырехгранная алмазная пирамидка под действием нагрузки в 5, 10, 20, 30, 50 и 100 кгс.

Затем отпечаток измеряют по диагоналям квадрата, и по таблице определяют число твердости. Машины для определения твердости  – твердомеры.

Например ИТ 5010 – машина для определения твердости по Виккерсу.

При исследовании твердости по методу Роквелла, образец плавно нагружают до 98 Н (10 кгс). Затем дается дополнительная нагрузка до максимального значения 490 Н (50 кгс) – 1373 Н (140 кгс).

После его достижения на шкале индикатора прибора отображается количество единиц твердости образца. Один из распространенных твердомеров по Роквеллу – ТР 5006 М.

Среди машин, предназначенных для испытания на усталость можно назвать МУИ-6000 (поставщик – «Северо-Западные Технологии»).   

Методы неразрушающего контроля

Если методы разрушающего контроля применяются только к контрольным образцам, для выяснения общих механических свойств, то неразрушающий контроль служит для массового контроля качества продукции. Работа приборов неразрушающего контроля основывается на принципах изменения свойств предмета при наличии дефектов.

Читайте также:  Сварка продольных швов труб высокочастотной сваркой

Это ультразвуковая дефектоскопия и толщинометрия , радиография , магнитопорошковый и капиллярный контроль, вихретоковый контроль, оптико-визуальный контроль и другие. Например, оборудование ультразвуковой дефектоскопии измеряет разницу в прохождении ультразвука, в зависимости от толщины и плотности металла.

Толщиномеры 26МG, 26MG-XT, 26XTDL, 36DLPLUS, производства компании Panametrics служат для определения остаточной толщины стенок труб, котлов и других конструкций,   подверженных износу.

36 DL PLUS – современный цифровой эхо-импульсный переносной контактный толщиномер, который позволяет измерять толщину даже тех объектов, к которым можно подойти только с одной стороны.

Применяется в энергетике и машиностроении для измерения толщины стенок трубопроводов, сосудов давления, котлов и других объектов.

Один из распространенных методов неразрушающего контроля – вихретоковый. Он основан на измерении возмущений вихревых токов при наведении электрического тока на образец. Даже малейшая трещина или каверна в металле, точечная коррозия или истончение сразу фиксируется в изменении вихревых токов.

Современные вихретоковые дефектоскопы служат для контроля посадочных полок дисков колес, ряда крепежных деталей авиационных конструкций, детектирования трещин вблизи крепежных отверстий, а также для отображения С-скана крепежных отверстий, контроля многослойной коррозии в автомобильной, авиационной и аэрокосмической отраслях.

Среди оборудования вихретокового контроля можно назвать приборы компании Zetec, которые позволяют выполнять широкий спектр обследований различных конструкций самолетов, узлов двигателей и колес. Например, MIZ®-21SR – многорежимный вихретоковый дефектоскоп и бонд-тестер.

Это легкий портативный прибор, использующий два метода вихретоковой дефектоскопии для обнаружения непроклея, расслоения и аномалий плотности. Кроме того, MIZ®-21SR  имеет функции измерения проводимости и толщины покрытий. Вся информация отображается на дисплее с высоким разрешением и четкостью изображения.   

Рентгеновский контроль

Этот метод обыкновенно используется для дефектоскопии крупных сварных металлических конструкций, подверженных коррозионному воздействию атмосферы: трубопроводов, опор и несущих и любых других металлических конструкций. Рентгеновские аппараты могут быть стационарные (кабельного и моноблочного типа), переносные или монтироваться на кроулеры.

Кроулер – самоходный, дистанционно управляемый робот, несущий автономный рентгеновский комплекс. Он предназначен для контроля качества сварных соединений трубопроводов. Такой аппарат по команде извне перемещается в трубопроводе, останавливается и снимает рентгенограмму. Экспонирующее устройство кроулера работает полностью независимо.

Одни рентгеновские аппараты требуют экспонирования и проявки специальной пленки, другие отражают информацию сразу в цифровом виде.

Среди аппаратуры рентгеновского контроля нужно назвать продукцию ЗАО «Синтез НДТ», входящую в группу предприятий «ЮНИТЕСТ». Стационарные аппараты серии «Витязь» изготовлены моноблоком, со стеклянной рентгеновской трубкой. Их стоимость относительно невысока.

Серия «Бастион» – аппараты кабельного типа, в них  используется металлокерамическая трубка, что обеспечивает надежность и длительный срок службы, но они более дороги. Как правило, стационарные аппараты используются для контроля материалов или готовой продукции, они отличаются от переносных высокой стабильностью параметров тока, напряжения и минимумом пульсаций.

Переносные рентгеновские аппараты серии «РПД», того же производителя, предусматривают и варианты для работы в тяжелых климатических условиях, на  Крайнем севере. В этом случае, блок питания и управления монтируется в металлическом корпусе, категория защиты — IP65.  На кроулеры устанавливаются панорамные рентгеновские трубки серии СХТ.

Они обеспечивают максимально возможную жесткость спектра излучения с высоким КПД, аппараты питаются от аккумуляторной батареи кроулера. Оборудование СХТ  снабжено системой принудительного воздушного охлаждения анодов вентиляторами.

Сегодня не существует одного универсального метода, который позволял бы измерить все свойства металлического изделия разом.

Поэтому методы контроля качества применяются в комплексе: на стадиях разработки и изготовления – разрушающие, в процессе эксплуатации –  различные неразрушающие.

Выбор конкретного способа контроля зависит не только от специфики и назначения металлической конструкции, но и от многочисленных внешних факторов, которые непременно учитываются специалистами.

Неразрушающий контроль

ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов» в зависимости от физических явлений, положенных в основу неразрушающего контроля подразделяет его на виды:

— оптический; — радиационный; — акустический; — магнитный; — вихретоковый; — электрический; — радиоволновой; — тепловой;

— проникающими веществами.

Вид контроля – это условная группировка методов неразрушающего контроля, объединенная общностью физических принципов, на которых они основаны. Методы каждого вида неразрушающего контроля классифицируются по определенным признакам:

— характеру взаимодействия физических полей с объектом; — первичным информативным параметрам;

— способам получения первичной информации.

Методы контроля качества сварных соединений устанавливает ГОСТ 3242-79.

Применение метода или комплекса методов контроля для обнаружения дефектов сварных соединений при контроле конструкций при ее изготовлении, ремонте и реконструкции зависит от требований, предъявляемых к сварным соединениям в технической документации на конструкцию. Технология контроля сварных швов любым методом должна быть установлена в нормативно-технической документации на контроль.

Проверка сварных швов на герметичность

На капиллярно методе испытания сварочного шва не заканчиваются. Важно определить степень герметичности стыка. Метод, который применяется в данных целях, называется по-разному: пузырьковый, гидроиспытание, течеискание и много иных вариаций. Их объединяет общая суть – обнаружение дефектов герметичности.

Герметичность стыка проверяется при помощи газа или жидкости. Суть метода идентична капиллярному. Разница заключается только в том, что кислород, азот или вода подаются под высоким давлением. Субстанции распределяются по пустотам и в случае негерметичности стыка, выходят наружу. Классификация методологий зависит от вида применяемого материала. Он бывает гидравлическим или пневматическим. Последний делится на подвиды: вакуумный или нагнетательный.

Пневматический метод контроля базируется на использовании воздуха или газовоздушной смеси, которые подаются к тестируемой области под давлением. Предварительно место стыка обильно смазывается раствором из воды и мыла. Подвидом пневматического метода является контроль с использованием вакуума. Сварочный шов промазывается мыльным раствором. После этого конструкция или деталь помещается в безвоздушную среду, созданную специальным оборудованием. Если существуют сквозные дефекты, то будут образовываться мыльные пузыри.

Для приготовления мыльного раствора необходимо использовать один кусок мыла на литр воды. В случаях, когда предполагается использовать раствор при отрицательной температуре, необходимо половину воды заменить техническим спиртом. Не лишним будет подключение манометра к емкости, где создается вакуум или нагнетается давление. Изменения в показаниях прибора будут свидетельствовать о наличии дефектов сварочного шва.

Есть очень простой и надежный способ контроля качества шва, который заключается в погружении испытуемой детали в воду. Не требуется ни мыльный раствор, ни герметичные резервуары или нагнетательное оборудование. В случаях, когда присутствуют дефекты, то из детали, погруженной в воду, будут подыматься мелкие пузырьки воздуха. Данный метод называют полевом. Несмотря на свою простоту, он достаточно эффективный.

Еще одна разновидность пневматического контроля основывается на проверке соединений при помощи аммиака. Он подается на соединение вместо воды или газа. Предварительно стыки покрываются бумажной лентой. Аммиак проникает во все доступные полости и, если шов имеет пустоты, то на поверхности бумажной ленты образуются красные пятна.

При гидравлическом методе контроля давление создается при помощи масла или воды. В зависимости от вида металла деталь выдерживается в жидкости от 5 до 15 минут. В это время зона по периметру сварочного шва обстукивается молоточком. Даже при слабых ударах жидкость станет вытекать в случаях, когда шов имеет сквозные дефекты.

Ультразвук

Для контроля над качеством сварного шва используются также уникальные свойства ультразвука. Звуковые волны по-разному отражаются от монолитной и деформированной поверхности. Сколы и трещины имеют свои акустические особенности, которые фиксируются специальной аппаратурой. Проще говоря, на сварочный шов подается ультразвук. Если он сталкивается с пустотой, сколом или иным дефектом, то отображается от металла под другим углом. Более того, разные виды дефектов отражают ультразвук неодинаково, что позволяет диагностировать их.

Благодаря тому, что ультразвуковой метод диагностики является сравнительно недорогим и стабильно эффективным, он используется повсеместно. Распространению способствует и простота использования. К примеру, не нужно учитывать физико-химические особенности металлических сплавов, как в случаях с магнитным или радиационным контролем. Да и приобретение дорогостоящей оснастки тоже не требуется. Недостатком является необходимость наличия специальных знаний и навыков. То есть для контроля привлекается специалист со стороны. Сварщик выполнить процедуру самостоятельно не сможет.

Зачем проводят НК?

В ходе производственно-эксплуатационных процессов техническое состояние любого объекта (здания, оборудования, их отдельные конструкции и элементы) требует регулярной оценки. НК позволяет проводить оценочные мероприятия без приостановки, демонтажа и отбора образцов, которые стоят достаточно дорого.

Читайте также:  Сварка высокоскоростным трением: метод перемешивания, плюсы и минусы, технология

Применение методов НК в обследовании объекта не требует вынужденных простоев и позволяет обнаружить и устранить его усталость и различные дефекты на ранней стадии. Поэтому главные цели проведения НК направлены:

  • На минимизацию аварийных рисков и повышение уровня эксплуатационной безопасности оборудования на опасных производственных объектах (ОПО)
  • На проверку соответствия контролируемого объекта требованиям действующих нормативов и технической документации
  • На количественно-качественную оценку обнаруженных отклонений и установление уровня их опасности
  • На своевременное выявление различных неисправностей на разных стадиях возведения объектов капстроительства

Проведение неразрушающего контроля при запуске объекта в эксплуатацию почти всегда гарантирует увеличение расходов, обусловленных устранением выявленных дефектов. Но отказ от процедур может обернуться аварией с гораздо большими финансовыми потерями, в разы превышающими затраты на проведение превентивных мероприятий

Сферы применения

Методы неразрушающего контроля применяются сегодня практически в каждой сфере хозяйственной деятельности от автомастерской и судоверфи до атомных реакторов и предприятий, использующих ОПО:

  • Емкости, функционирующие под избыточным давлением
  • Трубопроводы систем газораспределения
  • Оборудование с подъемными устройствами и механизмами
  • Резервуары для хранения нефтепродуктов
  • Буровое оборудование
  • Химически и взрывопожароопасные производства
  • Армокаменные, железобетонные и прочие разновидности строительных конструкций

Разнообразие средств и методов НК используется для:

  • Контроля надежности сварочных швов и герметичности сосудов, функционирующих под высоким давлением
  • Определения качества покрытия лакокрасочными материалами
  • Обнаружения деформаций и отклонений важных узлов и деталей
  • Дефектоскопии оборудования с продолжительным эксплуатационным сроком
  • Проведения исследований и выявления дефектов в различных структурах для дальнейшего совершенствования технологий
  • Постоянный мониторинг и контроль возможного возникновения дефектов и неисправностей на ОПО в целях их своевременного устранения

Применение НК позволяет предприятиям сэкономить на проведении тестирований на разрушение, что благотворно отражается на потребительской цене и качестве готовой продукции

Для каких узлов и деталей чаще всего заказывают НК?

Исследования востребованы в самых разных отраслях промышленности, включая строительство, которым раньше всех были опробированы и взяты на вооружение щадящие методы контроля. Практика свидетельствует, что исследованиям в рамках НК чаще всего подвергаются:

  • Любые разновидности сварочных швов и соединений
  • Строительные конструкции
  • Объекты капстроительства, их отдельные узлы и компоненты
  • Черные и цветные металлы, а также их сплавы
  • Ферромагнитные металлы и сплавы
  • Трубопроводы
  • Турбины и роторы
  • Корпусное оборудование
  • Листовой прокат
  • Аппараты высокого давления
  • Стенки котлов
  • Днища многомерных судов
  • Детали любых форм и размеров
  • Подъемные механизмы
  • Узлы и агрегаты любых видов транспорта
  • Керамика, изделия из стекла и фарфора
  • Многослойные конструкции, их отдельные элементы и соединения между ними
  • Изделия из стекла, пластмассы и неферромагнитных материалов любых форм и габаритов
  • Паяные, резьбовые и разъемные типы соединений

Применение методов неразрушающего контроля позволяет определить уровень качества, фактическую толщину, плотность и однородность массы, швов или покрытия вышеперечисленных конструкций и изделий в целях устранения выявленных отклонений

Приборы для проведения неразрушающего контроля

Выбор оборудования, применяемого в рамках проведения НК, зависит от поставленных задач, выбранного метода и параметров контролируемого объекта (наличия повреждений, толщины стен или покрытия).

  1. Визуально-измерительный контроль (ВИК) является не только базовым, но и одним из самых недорогих, скоростных и информативных методов НК. Его проведение регламентируется инструкцией РД 03-606-03, предполагающей применение несложных сертифицированных средств измерения:
  • Лупы
  • Эндоскопы
  • Фонарики
  • Щупы
  • Линейки
  • Рулетки
  • Зеркала
  • Термостойкий мел
  • Сварочные шаблоны
  • Фотоаппарат с возможностью микроскопической съемки
  • Ультразвуковой контроль, относящийся к основным видам НК, регламентируется ГОСТом 23829-85, которым предусматривается наличие, предварительно проверенных:
  • Дефектоскопов общего или специального применения
  • Ультразвуковых резонансных и эхо-импульсных измерителей толщины
  • Ультразвуковых твердомеров
  • Пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП)
  • Контактных жидкостей и гелей
  • Радиографический контроль, позволяющий выявить отклонения недоступные для внешнего осмотра, производится посредством:
    • Рентгеновских аппаратов, выбор которых зависит от толщины контролируемого материала или изделия и чувствительности, указанной в ТУ используемого прибора
    • Гамма-дефектоскопов (в труднодоступных местах)
    • Усиливающих экранов
    • Рентгеновской пленки
    • Компьютерной радиографии
  • Капиллярный контроль считается самым сенситивным методом, проведение которого регулирует ГОСТ 18442, подразумевающий применение:
    • Наборов капиллярной дефектоскопии, укомплектованных пенетрантами, проявителями, очистителями
    • Пневмопистолетов для жидкостей
    • Пульверизаторов
    • Источники ультрафиолета
    • Образцы для контроля
  • Магнитный контроль, регламентирующийся отечественными и европейскими стандартами, выполняется с использованием:
    • Оптических устройств
    • Ультрафиолетовых ламп
    • Магнитного порошка или суспензии
    • Магнитогуммированной пасты
  • Контроль герметичности классифицирует ГОСТ 24054-80 в зависимости от агрегатного состояния применяемых веществ:
    • Газовые
    • Жидкостные
  • Тепловой контроль, базирующийся на преобразовании инфракрасного излучения в видимый спектр, проводится с применением:
    • Тепловизора
    • Пирометра
    • Логгеров данных
    • Измерителей плотности температур и тепловых потоков
    • Механических средств (термокарандаши, теплоотводящая паста, высокотемпературная краска)
  • Вихретоковый контроль, регулируется ГОСТ Р ИСО 15549-2009 и предполагает использование оборудования, выбор которого координируется поставленными задачами:
    • Вихретоковые преобразователи и дефектоскопы
    • Структуроскопы
    • Измерители толщины

    Каждый метод и прибор используются НК для выявления мельчайших деформаций и повреждений, а также изъянов различного происхождения, включая коррозию, грибок, растрескивание или расслоение. Чрезвычайная востребованность НМК объясняется достоинствами методов, а также их соответствием современным требованиям промышленной безопасности.

    Что такое неразрушающий контроль сварных соединений трубопровода, и какие методы входят в систему неразрушающего контроля?

    Неразрушающий контроль сварных швов трубопровода подразумевает регулярный мониторинг целостности конструкции. Дефектом считаются трещины, коррозии и другие изъяны сварных соединений, приводящих к снижению эксплуатационных свойств, нарушению герметичности и т. д.

    Разрушающие метод контроля сварных швов:

    Разрушающие метод контроля сварных швов

    Тестирование кислотой сварного шва.

    Этот метод требует удаления небольших образцов из сварного соединения. Эти образцы затем полируют в поперечном сечении и травят, используя кислотную смесь, в зависимости от используемого основного материала. Кислотное травление обеспечивает четкое изображение внутренней структуры сварного шва.

    Проверка вытравленного образца выявляет глубину проникновения. Также мы получаем доказательства (если таковые имеются) об отсутствия полного сваривания, недостаточного проникновения корней, внутренней пористости и растрескивания. Они определяются на линии слияния (которая является переходом между сварным швом и основным материалом).

    Для этого типа контроля необходим денная часть сварного шва, метод травления также успешно применяется в анализе отказов. Такие отказы могут возникнуть из-за проблемы сварки, также этим методом определяется места где появляются трещины.

    Испытание на разрыв углового шва.

    Этот тип испытаний включает в себя разрыв образца сварного шва, сваренного только, с одной стороны. Образец имеет нагрузку, приложенную к его не сваренной стороне. Испытание происходит, обычно в прессе. Нагрузка на элемент увеличивается до тех пор, пока сварной шов не разрушится. Разрушенный образец затем проверяется на предмет наличия и степень разрыва сварочных швов.

    Испытания на разрыв углового сварного шва дают хорошее представление о неоднородностях по всей длине испытуемого сварного шва. Этот тип проверки сварного шва позволяет обнаружить такие элементы, как отсутствие плавления, внутренняя пористость и шлаковые включения в сварной шов.

    Хотя испытание на разрыв углового сварного шва часто используется само по себе, оно также может использоваться в сочетании с испытанием на травление, поскольку эти два метода дополняют друг друга, предоставляя информацию о сходных характеристиках, но с разной степенью детализации.

    Испытание на поперечное натяжение.

    Испытание на поперечное натяжение проверяет конструкционную стойкость, вытягивая образец до разрушения. В испытании определяются характеристики и определяя исследуемой шва.

    Управляемый тест на изгиб.

    Это метод испытаний, который включает изгиб образца до указанного радиуса изгиба. Различные виды испытаний на изгиб используются для оценки пластичности и прочности сварных соединений. Испытания на управляемый изгиб обычно проводятся поперек оси сварного шва.

    Такие испытания проводятся в специальных машинах. Испытания на изгиб поверхности выполняются при растяжении поверхности сварного шва, а испытания на изгиб корня – при растяжении корня сварного шва.

    Образцы для испытания на боковой изгиб обычно вырезают из сварного соединения и сгибают с поперечным сечением сварного шва для теста на растяжение.

    Направленное испытание на изгиб

    Этот метод контроля чаще всего используется в сварочных процедурах и квалификационных испытаниях сварщика. Этот тип испытаний особенно хорош при обнаружении дефектов плавления, которые часто открываются на поверхности 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.

    Источники

    • https://elsvarkin.ru/texnologiya/kontrol/razrushayushhii/
    • https://pressadv.ru/cvetmet/razrushayushchij-kontrol.html
    • https://electrod-svel.ru/tehnika-svarki/kontrol-kachestva-svarnyh-shvov-i-soedineniy.html
    • https://th-metall.ru/prokat/razrushayushchij-kontrol-kachestva.html
    • https://obrmetalla.ru/kakie-metody-vkljuchaet-razrushajushhij-kontrol-svarnyh-soedinenij.html
    • https://smm-star.com/razrushayuschie-metody-kontrolya-svarnyh-soedineniy/
    • https://met-lit.ru/instrument/razrushayushchie-metody-kontrolya.html
    • https://math-nttt.ru/instrument/razrushayushchie-i-nerazrushayushchie-metody-kontrolya-kachestva.html
    • https://pipe-s.ru/razrushayushchiye-metody-kontrolya-truboprovoda/
    • https://nova78.ru/razrushayuschiy-kontrol-svarnyh-shvov/
    • https://osvarka.com/shvy-i-soedineniya/kontrol-svarnykh-soedineniy

    [свернуть]
    Ссылка на основную публикацию