Виды контроля сварных соединений

Для получения сварного соединения хорошего качества необходимо осуществлять контроль, начиная с проверки качества подготовки шва и кончая проверкой полученного сварного соединения. Качество основного металла, электродной проволоки, присадочного металла, флюса и других ма­териалов проверяют по сертификатам и заводским документам. Маркиров­ка и качество должны соответствовать установленным техническим условиям и технологическому процессу сварки. Сборку под сварку и разделку шва проверяют по стандартам и техниче­ским условиям.

Сварное соединение проверяется внешним осмотром, металлографичес­кими исследованиями, химическим анализом, механическими испытания­ми, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука. Пред­варительно сварное соединение очи­щают от шлака, окалины и металли­ческих брызг.

Внешним осмотром выявляют на­ружные дефекты шва. Осмотр произ­водят невооруженным глазом или с по­мощью лупы с десятикратным увели­чением. Размеры сварных швов про­веряют шаблонами и мерительным инструментом.

Металлографические исследования заключаются в следующем: сверлят 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 предусмотрены ГОСТ 7122—81.

Механические испытания проводят либо специально сваренных контроль­ных образцов, либо образцов, выре­занных из сварного соединения. Опре­деляют предел прочности на растяже­ние, ударную вязкость, твердость и угол загиба.

Рентгенодефектоскопия основана на различном поглощении рентгенов­ских лучей различными веществами. Этим методом обнаруживают поры, микротрещины, непровары, неметал­лические включения. Рентгеновские лучи направляют на сварной шов, а с обратной стороны, прикладывают фотопленку. Дефектные места пропус­кают лучи с меньшим поглощением, чем сплошной металл. После проявле­ния на пленке хорошо видны очер­тания дефектов шва.

Схема просвечивания рентгеновскими лучами

Рис. 1

Рентгеновские лучи—коротковол­новое электромагнитное излучение— получают в рентгеновских трубках бомбардировкой быстрыми электрона­ми положительного электрода. К рентгеновской трубке подводится ток высокого постоянного напряжения (104—106 эВ). Следует иметь в виду, что рентгеновские лучи вредны для человеческого организма, поэтому рент­геновская трубка изолируется защит­ным свинцовым кожухом, в кото­ром имеется узкая щель для выхо­да лучей, направляемых на контро­лируемое изделие. Для контроля в монтажных условиях очень удобны малогабаритные отечественные рент­геновские аппараты РУП-120-5-1, ИРА-1Д, ИРА-2Д, РИНА-ЗД и др. Толщина металла, которая может кон­тролироваться этими аппаратами — 25… 100 мм. Схема просвечивания рентгеновскими лучами показана на рис. 1: 1—рентгеновская трубка, 2—контролируемый шов, 3—кассета с фотопленкой.

Гамма-дефектоскопия также осно­вана на различном поглощении ве­ществами гамма-лучей. Как и при рентгенодефектоскопии, получают те­невой снимок сварного шва. Гамма-лучи получаются при ядерном распаде естественных и искусственных радио­активных веществ (радия, мезатория, кобальта, цезия, иридия и др.). Наи­большее распространение как более дешевые получили радиоактивные изотопы кобальта 60Со, цезия 137Cs и иридия 192 Ir. Гамма-лучи обла­дают большой проникающей способ­ностью и позволяют контролировать металл толщиной до 350 мм.

Схема просвечивания сварочного шва гамма-лучами

Рис.2

Гамма-лучи также вредны для человека, поэтому ампула с радиоактивным веществом помещается в переносной свинцовый контейнер или в стацио­нарный аппарат с дистанционным управлением. Контейнер устанавли­вают против контролируемого участка, а с обратной стороны сварного шва помещают кассету с пленкой. Затем с помощью дистанционного управления выдвигают ампулу из аппарата или открывают щель в контейнере для вы­хода гамма-лучей. На рис. 2 пока­зана схема просвечивания сварного шва: 1—контейнер, 2—ампула, 3— контролируемый шов, 4—кассета с пленкой;

Схема устройства ампулы с радиоактивным веществом

Рис. 3

на рис. 3—схема устрой­ства ампулы с радиоактивным вещест­вом: 1-радиоактивное вещество, 2—стеклянная ампула, 3—вата, 4—ла­тунная или алюминиевая оболочка, 5—крышка, 6—свинцовый футляр. Для гамма-просвечивания применяют аппараты ГУП-Ir-5-2, ГУПCs-2-l и др.

Магнитные методы контроля осно­ваны на исследовании магнитный полей рассеяния на намагниченном кон­тролируемом изделии. Применяется несколько методов магнитного конт­роля сварного шва: магнитно-порошковый, магнитографический, индук­ционный и др.

Метод порошковой дефектоскопий является наиболее простым, но и менее четким. После намагничивания изде­лия сварной шов опыливают магнит­ным порошком (изготовляют из желез­ной окалины) или покрывают суспен­зией (смесь магнитного порошка с керосином, маслом или другими ве­ществами). В зоне дефекта порошок распределяется неравномерно—скап­ливается у краев пор, трещин; по этим скоплениям определяют расположение дефектов в сварном шве. Для боль­шей наглядности магнитный порошок или суспензию окрашивают в яркие цвета.

Магнитографический контроль сварных швов широко применяется при контро­ле сварных швов магистральных тру­бопроводов. На сварной шов трубы накладывают ферромагнитную плен­ку, а затем намагничивают шов со­леноидом или дисковым магнитом. В зависимости от вида и величины дефектов шва в соответствующих мес­тах пленки будет та или иная сте­пень намагниченности. Магнитные сигналы преобразуют в звуковые с помощью магнитофона или наблюда­ют на экране осциллографа. Аппараты для магнитографического контроля с осциллографом позволяют проверять сварные швы со скоростью 0,5…1 м/мин. Кроме высокой производите­льности они отличаются большой точностью (не уступающей рентгено- и гамма-дефектоскопии), простотой контроля, дешевизной применяемых материалов, возможностью проверки швов в различных пространственных положениях и безопасностью работы.

Индукционный метод контроля ос­нован на рассеянии магнитного потока датчиком дефектоскопа и последующем наведении электродвижущей си­лы в индикаторе. Наведенный индук­ционный ток усиливается и подает­ся на телефон, сигнальную лампу или на магнитоэлектрический прибор. По звуку, отклонению стрелки прибора или зажиганию лампы определяют расположение дефекта. Индукционный контроль производят дефектоскопом МД-138.

Ультразвуковой метод контроля основан на способности ультразвуковых колебаний проникать в толщу металла на значительную глубину и отражаться от неметаллических включений и других дефектных участков шва. Ультразвуковые дефектоскопы работают по следующему принципу. Пластинка из кварца или сегнетовой соли под действием переменного электрического поля высокой частоты дает ультразвуковые колебания, которые с помощью щупа направляются на проверяемое сварное соединение. На границе между однородным металлом и дефектом эти волны частично отражаются и воспринимаются второй пластинкой. Под действием переменного давления ультразвуковой волны на гранях этой пластинки появляется переменная разность потенциалов, зависящая от интенсивности отраженной волны. Электрические колебания от граней пластинки усиливаются и направляются в осциллограф. На экране осциллографа одновременно изображаются импульсы излучаемой и отражаемой волн. По относительному расположению этих импульсов и по интенсивности отраженного импульса можно судить о местонахождении и характере дефекта в сварном шве. В настоящее время выпускают ультразвуковые дефектоскопы, работающие на одной пластинке, которая подает короткими импульсами ультразвуковые волны на контролируемый шов. Отраженные волны воспринимаются этой же пластинкой в промежутки времени между импульсами излучения. При этом получается высокая четкость излучаемых и отраженных ультразвуковых волн. Ультразвуковой метод контроля позволяет обнаружить все основные дефекты сварных швов. Кроме того, ультразвуковые дефектоскопы УЗД-7н имеют приспособления для настройки на заданную толщину шва и для определения глубины расположения обнаруженного дефекта. Недостатками ультразвукового контроля являются трудность определения характера дефекта и проверки швов толщиной менее 10 мм.

Испытание сварных швов емкостей на герметичность проводят различными методами.

Испытание керосином: емкости, работающие без избыточного давления, с внутренней стороны обильно смачивают керосином; сварные швы с внешней стороны покрывают меловым водным раствором. При наличии даже мельчайших пор, трещин или нелотностей керосин просачивается через них и на покрытой мелом поверхности появляются керосиновые пятна.

Испытание сжатым воздухом проводят нагнетанием в испытываемый резервуар сжатого воздуха до давления, указанного в технических условиях на изготовление резервуара. Швы покрывают мыльной эмульсией; при наличии дефектов появляются мыльные пузырьки. Если габариты позволяют погрузить испытываемый резервуар в ванну с водой, тогда дефекты определяют по пузырькам воздуха. Трубопроводы и большие резервуары испытывают сжатым воздухом на величину потери давления за время, установленное техническими условиями.

Вакуум-аппаратом контролируют сварные швы, имеющие односторонний доступ, когда невозможно использовать керосин, воздух или воду. Аппарат состоит из камеры с вакуумметром и насоса. Контролируемый сварной шов покрывают мыльной эмульсией, на нее устанавливают камеру и включают насос, который создает в камере вакуум, в результате камера присасывается к испытуемой поверхности. Для герметичности камера имеет в торце мягкую резиновую прокладку. Если шов имеет дефекты (поры, трещины, неплотности), то появляются мыльные пузырьки, которые наблюдаются через стекло камеры.

Испытание аммиаком проводят нагнетанием в испытываемый резервуар воздуха до рабочего давления или давления, указанного в технических условиях на изготовление изделия. Затем добавляют 1 % аммиака от объема воздуха в резервуаре при нормальном давлении. Контролируемые сварные швы обертывают бумагой, пропитанной 5%-ным водным раствором азотнокислой ртути. При наличии неплотностей (поры, трещины и др.) аммиак проходит через них и, взаимодействуя с азотнокислой ртутью, дает на бумаге черные пятна.

Гидравлическое испытание прово­дят с целью проверки не только плот­ности швов, но и их прочности. Такому испытанию подвергают сварные трубопроводы, сосуды и резервуары для газа или жидкости, работающие под давлением. Для этой цели все отверстия изделия плотно закрывают заглушками и заполняют его водой. С помощью гидравлического пресса создают давление, в 1,5 раза превышающее рабочее давление,и выдерживают в течение времени, указанного в технических условиях на изготовление изделия. Затем снижают давление до рабочего значения и проверяют наличие потения и пропусков воды в швах. При этом изделие обстукивают молотком на расстоянии 20 мм от сварного шва. Вертикальные цилиндрические резервуары обстукивать при испытании водой не разрешается.

Для контроля сварных соединений магистральных трубопроводов используют передвижную лабораторию РМЛ2В, смонтированную на автомашине. Оборудование состоит из рентгеновской установки, позволяющей просвечивать стыки трубопроводов диаметром 720… 1420 мм, гамма-дефектоскопа и установки для магнитографического контроля. За смену лаборатория проверяет гамма- просвечиванием 6 стыков, рентгеновским просвечиванием 12 и магнитографическим контролем 20 стыков. Масса лаборатории — 5 т.

Поделись статьёй с друзьями! Пусть и другие узнают о нас!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *