Изучаем методы контроля сварных швов

Произведение сварочных работ и создание конструкций с использованием метода сварки ведется в соответствии со строительными нормами и техническими условиями. Современные способы позволяют произвести полный контроль сварки и выявить соответствие, например, швов газопровода, всем требованиям. Различные сварные изделия в зависимости от их последующей эксплуатации подвергаются различным способам проверки. Рассмотрим их подробнее.

Необходимость контроля качества сварных швов

Контроль качества сварных швов – необходимая мере, позволяющая быть уверенным в качестве всей конструкции, полученной при помощи сварки. Дефекты сварных швов прямым образом отражаются на функциональности и прочности конструкций. В случае систем, которые работают под давлением, некачественный сварной шов может стать причиной нарушения герметичности.

Поиск недоработок в сварочных швах невозможно в полной мере осуществить лишь при визуальном осмотре. Таким образом, становятся доступными только довольно крупные недоработки (трещины, непроваренные места, поры и т. д.). Большинство из них скрывается в металле и обнаруживается при помощи специализированного оборудования.

Оборудованиен для ультразвукового контроля сварных швов

Есть множество способов контроля качества сварных швов и сварочных соединений, которые разделяются на:

  • Разрушающие способы;
  • Неразрушающий контроль.

Первый в силу своих особенностей, отраженных в названии, применяется крайне редко. После его применения эксплуатация изделий невозможно и он применяется при отработке сварных швов и позволяет в полной мере оценить их.

К неразрушающим способам относятся следующие методы:

  • Визуальный контроль сварных соединений;
  • Цветная проверка;
  • радиационная дефектоскопия;
  • проверка ультразвуком;
  • контроль при помощи магнитов;
  • проверка на герметичность и проницаемость;
  • иные методы.

Рассмотрим представленные методы более подробно.

Визуальный осмотр

Степень качества сварных соединений просто проверить методом визуального осмотра, который осуществляется в лаборатории с использованием увеличительных приборов и реактивов. Есть несколько вариантов этого контроля:

  • Внешний осмотр и уточнение размера шва. При помощи лупы в 20 крат становятся заметными малые трещины. При подозрении в шве трещины исследуемое место зачищается напильником или наждачкой. После промывки спиртовым раствором участок протравливается 10% азотной кислотой, в результате чего появляется матовая поверхность. После завершения визуального осмотра кислота удаляется, проконтролированная поверхность обрабатывается наждачной бумагой.
  • Визуальный осмотр при помощи увеличительных приборов помогает выявить ряд нарушений: трещины, поры, непроваренные места, попадание в сварной шов включений шлака, места несплавлений.
  • Использование микроскопа с 100-1000-кратным увеличением позволяет оценить микроструктуру шва. Предварительно поверхность шлифуется и обрабатывается азотной кислотой 2-4%. Такой способ исследования позволяет распознать места перегревов, пережогов, микротрещины, изменение металла при сварочном процессе.

Проверка красками

Так называемая цветная проверка сварных швов относится к типу капиллярных способов, которые не разрушают структуру металла. Название этого варианта связано со свойствами окрашенных и светящихся жидкостей окрашивать малейшие отверстия, куда им удается проникнуть.

Данный способ подразделяют на несколько подтипов:

  • Цветная дефектоскопия;
  • Люминесцентная;
  • Комбинированная.

Цветная проверка подразумевает несколько этапов подготовки и проведения контрольных тестов:

  • Металл очищается от загрязнений;
  • На исследуемую поверхность наносится некоторое количество окрашенной жидкости и оставляется на 10-15 мин;
  • Далее деталь промывается и изучаются все поверхности, которые окрасились. Метод позволяет выявить мелкие трещины и поры в металле.

Люминесцентный способ подразумевает подобный порядок действий, за исключением того, что здесь используются специальные вещества люминофоры, которые при воздействии ультрафиолетовых лучей имеют свойство светиться.

Радиационная проверка швов

Суть данного способа основывается на способности рентген- и гамма-излучений проникать сквозь металл и оставлять на пленке изображение исследуемого элемента. На фотопленке будут видны все дефекты сварного шва: расслоения, поры, трещины. Это связано с тем, что места расслоения металла будут накапливать меньшее количество излучения, что на пленке отразится как темные пятна.

Данный контроль, в отличие от многих других видов контроля сварных швов, позволяет оценить качество шва в очень толстых деталях, исследование которых недоступно иными методами контроля качества сварных соединений.

При довольно высоком уровне достоверности данного исследовательского метода он применяется в современном сварочном процессе нечасто. Причины этого кроются в достаточно высокой стоимости приборов, для проведения радиационных исследований, и достаточно опасного для человека уровня излучения, которое сопровождает данный метод.

Хотя в последнее время появилось значительное количество портативных аппаратов для радиационного контроля качества сварных швов. Они не рассчитаны на исследование толстых металлических элементов, но нашли свое применение в современной строительной сфере.

Проверка при помощи ультразвука

Ультразвуковой контроль сварных швов имеет в своей основе свойство ультразвуковых волн к отражению от границ материалов с различными акустическими свойствами. Ультразвуковой дефектоскоп для проверки сварных швов посылает сквозь металлическую деталь волну ультразвука. Дойдя до нижней кромки металла, волна отражается и возвращается, где фиксируется УЗК (ультразвуковым комплексом). Если в металле есть поры, трещины или иные дефекты, то ультразвуковая волна отразится от их границы и датчик зафиксируется это в показаниях прибора.

При данной процедуре существует собственная классификация отражения дефектов, которая позволяет распознавать виды найденных отклонений.

Этот метод имеет широкое распространение благодаря простоте и удобству его применения.

Минусами является:

  • необходимость привлечения для анализа полученных данных специалиста, который имеет определенный опыт и навыки в расшифровке сигнала;
  • невозможность применения метода ультразвукового исследования при анализе металла с крупными зернами (чугун, некоторые виды стали).

Магнитная диагностика

Дефектоскопия сварных швов при помощи магнитов имеет в своей основе свойство магнитных линий менять направление при существовании на их пути дефектов металла. Поиск дефектов снаружи и внутри металла основан на способе намагничивания металлического элемента и магнитного рассеяния в районе дефекта.

Этот метод подразделяется на несколько подвидов:

  1. Магнитно-порошковый. Поверхность исследуемой детали покрывается ровным слоем порошка или эмульсии, далее металл намагничивается и дефекты анализируются при визуальном осмотре. Использование порошка или эмульсии разделяет данный способ на сухой и мокрый. При первом используется окись железа, окалина железа. При втором – эмульсия, которая состоит из магнитного порошка и жидкости для его растворения (например, керосин). Намагничивание детали производится при помощи электрического магнита или соленоида. Также существует способ намагнитить исследуемую деталь при помощи пропуска через нее тока. После намагничивания порошок имеет свойство скапливаться в местах присутствия дефектов.
  2. Магнитно-индукционный. Для получения магнитного рассеивания используется индукционная катушка. Специальные индукционные приборы, основанные на данном методе, позволяют осуществлять контроль за дефектами сварочного процесса металла с толщиной от 6 до 25 мм.
  3. Магнитно-графический. Поток магнитных частиц фиксируется на специальной магнитной ленте, прикладываемой к шву. Все отклонения передаются на экран лучевой трубки.

Горизонтальный магнитный дефектоскоп UNIMAG 400

Тест на проницаемость

Сварные изделия, которые применяются в гидравлике, пневматических устройствах или представляют емкости, требуют обязательной проверки на проницаемость. Данный способ подразумевает поиск сквозных отверстий, через которые газ или жидкость могут покинуть сосуд.

Рассмотрим различные способы проверки сварочных элементов на герметичность:

  • Пневматический. Швы наружной части детали покрывается пенистым составом на основе мыла (до 100 г на литр воды) и изделие заполняется воздухом или газом с давлением до 150% от рабочего давления элемента. Поиск дефектов ведется по обнаружению появившихся на швах пузырьков. Для большей точности емкость подключается к манометру и давление внутри постоянно контролируется.
    Небольшие сосуды проще проверить при помощи их опущения в емкость с водой. Сквозные дефекты дадут о себе знать выходящими пузырьками воздуха. Такой способ контроля возможен в домашних условиях и позволяет точно определить наличие дефектов.
  • Проверка при помощи аммиака. Швы детали покрываются бумагой или бинтами, которые пропитываются фенолфталеином. Емкость заполняет азотом на 1/100 своего объема. При выходе через возможные отверстия аммиак оставит на бумаге или ткани пятна ярко-красного цвета.
  • Обдув воздухом. Если изделие не может быть накачано воздухом, то его обдувают им. С другой стороны шва также наносится мыльный раствор, который будет пузыриться при наличии сквозных отверстий. Для этого воздух подается под давлением до 2,5 кгс на кв. см и перпендикулярно шву.
  • Гидравлические испытания. При этом методе компонентом для создания давления используется масло или вода. Данными жидкостями внутри емкостей создается давление до 150% от рабочего и в течение 10 минут сосуд обстукивается молотком в районах швов. Если шов имеет отверстие, то оно обязательно даст течь.

Подведем итоги

В промышленности и строительстве контроль стыков металлических элементов, выполненных методов сварки, является обязательной процедурой. Она позволяет оценить пригодность элемента и его соответствие нормам ГОСТа. Каждое изделие перед выпуском к эксплуатации должно проверяться на качество сварочных работ.

Существуют различные методы контроля сварных швов, в том числе такие инновационные, как проверка лазерной сварки скоростной камерой и при специальном освещении. Большинство данных методов базируется на физических или химических свойствах, которыми обладает металл. Эти методы позволяют обнаружить дефекты в сварном шве, которые могут стать причиной разрушения металлических деталей.

Автор: Сергей Одинцов

    Adblock detector