Виды контроля технического процесса сварки

Качество сварных соединений обеспечивается постоянным контролем всего технологического процесса изготовления сварной конструкции.

Виды контроля следующие:

а) предварительный;

б) текущий;

в) окончательный.

В процессе проведения предварительного контроля выясняют соответствие требований, которые предъявляются в технической документации на производимую сварную конструкцию, с данными сертификатов на поставляемые на данное предприятие оборудование и материалы для выполнения сварки.

Затем производится внешний осмотр и проверка вначале отдельных элементов конструкции, а затем сборку этих элементов для получения посредством сварки требуемой конструкции.

Особое внимание при ручной дуговой сварке уделяется осмотру и проведению подготовки электродов, предназначенных для сварки данной конструкции.

При изготовлении ответственных конструкций производится сварка контрольных образцов (проверка на свариваемость). Из полученных образцов вырезаются специальные образцы по ГОСТ 6996-66: три образца для испытания на растяжение (тип 2) и три образца для испытания на ударный изгиб (тип 6).

Вырезка образцов производится механическим способом по схемам, определяемым указанным ГОСТ.

По результатам испытаний оценивают как качество заготовок и материалов для сварки, так и квалификацию сварщиков, допущенных к выполнению данных сварочных работ.

За предварительным контролем производят текущий контроль выполнения технологического процесса сварки данной конструкции. Данный вид контроля включает соблюдение при выполнении сварки заданного режима, а также нормальное функционирование сварочной аппаратуры на протяжении всего периода выполнения сварочных работ. После выполнения согласно технологическому режиму сварки производится осмотр и контроль геометрических размеров сварных швов. Обнаруживаемые дефекты устраняются непосредственно в процессе выполнения сварочных работ.

Готовые сварные изделия подвергаются окончательному виду контроля, называемому на предприятиях – приемочный контроль готовых изделий.

Окончательный вид контроля состоит из двух стадий:

а) первая стадия предусматривает выявление дефектов путем внешнего осмотра и обмера полученных швов для выявления соответствия заданным размерам согласно технической документации;

б) вторая стадия включает в зависимости от назначения изделия проведение различных испытаний для выявления внутренних дефектов сварных швов.

В процессе внешнего осмотра выявляют визуально поверхностные трещины, наплывы и поры с помощью лупы пятикратного увеличения. Осмотр производят по всей протяженности швов после тщательного удаления шлака, брызг расплавленного металла и других возможных загрязнений.

В качестве последующих методов контроля неразрушающего характера применяют проверку на герметичность, а также методы для выявления вида и местоположения дефекта:

а) для поверхностных или выходящих на поверхность сварного шва дефектов – магнитный и люминесцентный;

б) для внутренних дефектов металла сварного шва – ультразвуковой, радиационный и магнитный.

Проверку на плотность проводят для емкостей, сосудов и трубопроводов, работающих при избыточных давлениях или наливом различных жидкостей.

Проверка на герметичность производится гидравлическим и пневматическим способами. При гидравлическом способе, если аппарат работает при избыточном давлении, наполняют его водой, а затем насосом создают давление превышающее рабочее в 1,5-2 раза. При таком давлении в аппарате выдержка длится 5-10 минут. В процессе испытаний производится осмотр снаружи сварных швов для обнаружения течи, капель и отпотеваний.

При пневматических испытаниях в аппарат нагнетается воздух под давлением, причем избыточное давление составляет 0,01-0,02 МПа по сравнению с атмосферным. Сварные швы при больших габаритных размерах аппаратов покрывают мыльным раствором. В случае испытания аппаратов небольших габаритных размеров, последние погружают в емкость с водой. Неплотности сварных швов обнаруживают по появлению мыльных пузырей или пузырьков воздуха в воде.

Для испытаний на герметичность некоторых аппаратов применяют течеискатели с применением контрольного газа гелия. В ходе таких испытаний внутри аппарата создаются вакуум, а затем снаружи обдувают все выполненные сварные швы смесью воздуха и гелия. При наличии неплотностей в швах проникающий в аппарат гелий фиксируется специальной аппаратурой.

Простым и достаточно надежным способом является керасино-меловая проба. Сварные швы при этом способе окрашиваются раствором мела. Изнутри аппарата эта же поверхность покрывается керосином. Благодаря высокой проникающей способности керосина возможно обнаружение неплотностей порядка 0,1 мм и менее посредством образования желтого цвета пятна на меловом фоне поверхности аппарата.

Магнитный метод контроля основан на магнитном рассеивание, вызываемом дефектными местами корпусов деталей или аппаратов. При использовании данного метода изделие намагничивают, а затем на сварные швы наносят стальной порошок или используют масляную порошковую суспензию. По скоплению в отдельных местах стальных частиц судят о наличии дефектов в металле сварного шва, причем предельная глубина обнаружения дефектов составляет до 15-20 мм.

Люминесцентный метод контроля качества сварного соединения заключается в способности ряда веществ при комнатной температуре светится при воздействии на них лучевой и электрической энергии. Такие вещества, как известно, принято называть люминофорами, а явление свечение при определенной предварительной активации – люминесценцией.

Если в качестве предварительного облучения используется световое ультрафиолетовое излучение, то метод носит название флюоресценции и он, кстати, и находит применение для контроля качества поверхности сварных швов. Сущность данного метода состоит в следующем.

При соответствующих габаритах сварной конструкции или детали, не препятствующих погружению в емкость с раствором люминофора, поверхностный контроль осуществляют путем обработки таких деталей после окунания и сушки ультрафиолетовым облучением. Внедрившись в дефектные места люминофор, после облучения, начинает светиться, выявляя тем самым поверхностные пороки сварного шва.

В случае, когда габариты не позволяют производить выше описанную операцию, производят протирку раствором швов, затем сушку, облучение и поверхностный контроль по свечению внедрившегося в него люминофора.

Ультразвуковой метод контроля (рисунок 15.3) основан на свойстве колебаний ультразвукового диапазона отражаться от границы двух сред. Используя этот метод, – разработан он и внедрен в нашей стране, – можно быстро обнаруживать внутренние дефекты в металле сварного шва, производить контроль достаточно больших толщин при малых сравнительно материальных затратах.

1 – пьезоэлектрический щуп; 2 – генератор ультразвуковых колебаний;

3 – усилитель; 4 – экран дефектоскопа; 5 - дефект

Рис. 15.3 - Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой сигнал от генератора ультразвуковых колебаний 2 с помощью пьезометрического щупа 1 под углом посылается в металл сварного шва. Сигнал, отразившись от дефекта в металле 5 принимается пьезометрическим щупом 1, усиливается посредством усилителя 3 и в виде соответствующего пика определенной высоты фиксируются на экране осцилогрофа. Широкое распространение получили ультразвуковые дефектоскопы ДУК-66ПМ, УД-10УА, УД-52ЭМ и др. и портативного типа "Радиус-1", масса 3,5 кг.

Данный метод позволяет фиксировать внутренние дефекты в металле сварного шва порядка 1-2 % от толщины детали с определением места положения дефекта. Промышленные дефектоскопы ультразвукового типа позволяют производить контроль сварных швов до 300 мм по толщине.

Для достижения необходимого акустического контакта пьезометрического щупа с поверхностью контролируемой детали, предварительно последняя смазывается минеральным маслом, глицерином, в крайнем случае, водой.

Радиационные методы контроля сварных швов основаны на способности излучения проникать через металлы и при этом различно поглощаться (ослабляясь) металлом и дефектами, если они присутствуют в структуре металла.

В качестве радиационных методов контроля используют рентгеновское излучение и просвечивание гамма-лучами.

1 – рентгеновская трубка; 2 – рентгеновское излучение; 3 – сварной шов;

4 – кассета; 5 – фотопленка

Рисунок 15.4 - Рентгеновское просвечивание сварного шва

Сварные изделия просвечиваются с помощью специальных рентгеновских установок. Методика просвечивания принципиально следующая. С одной стороны сварочного шва 3 (рисунок 15.4) устанавливают рентгеновскую трубку 1. С противоположной стороны шва помещают кассету 5 с пленкой 4. При включении установки рентгеновские лучи, проходя через металл сварного шва, воздействуют на пленку. При наличии дефектов в металле шва поглощение будет намного меньше в местах их расположения. По этой причине на пленке будут появляться места интенсивных темных пятен. Вид и глубина залегания дефектов определяют путем сравнения со специальными эталонными пленками.

Рентгеновское просвечивание позволяет обнаруживать в стальных сварных конструкциях толщиной 5-200 мм, алюминия до 260 мм, меди до 35 мм, причем чувствительность метода позволяет производить фиксацию объектов, составляющих по габаритам 1-3 % от толщины исследуемого металла.

Рисунок 15.5 - Контроль шва гамма-излучением

В промышленности находят применение рентгеновские установки РУП-120-5- передвижного типа и РУП-400-5- стационарного базирования.

Условное обозначение расшифровывается таким образом: РУП-400-5- рентгеновская установка просвечивания с напряжением на трубке 400 кВ и максимальным анодным током 5 А.

Импульсные рентгеновские аппараты ИРА-3 и др. применяют для контроля сварных швов при монтаже технологического оборудования и металлоконструкций.

В процессе просвечивания гамма лучами используют радиоактивные изотопы кобальт-60, цезий-137, тулий-170, иридий-192 и др. Ампулу с таким изотопом помещают в свинцовый контейнер, обеспечивая тем самым защиту от радиоактивного облучения обслуживающего персонала.

Гамма-излучение позволяет производить контроль сварных соединений толщиной до 350 мм.

При подготовке к гамма-просвечиванию производят подбор источника излучения в зависимости от габаритов и назначения изделия. Затем в зависимости от толщины контролируемого материала и источника излучения производят по соответствующим номограммам подбор пленки и определение времени экспозиции в процессе просвечивания. После выполнения операции просвечивания пленку обрабатывают, а затем приступают к анализу результатов контроля просвечивания сварных швов путем расшифровки полученных снимков.

Для гамма-просвечивания используют универсальные шланговые дефектоскопы типа "Гаммарид-11" и "Гаммарид-25". Применяют данные дефектоскопы при монтаже технологического оборудования, а также при контроле емкостного оборудования в процессе его эксплуатации.

Дата добавления: 2015-09-04