Теперь вы будете знать все о контроле качества сварных соединений

Если Вам необходимо разобраться с контролем сварочных соединений или вы хотите узнать виды контроля и когда они применяются, то все это вы найдёте в нашей статье.

ВИК – визуально-измерительный контроль

Сварка и контроль неразрывно связаны друг с другом. После завершения сварочных работ любое соединение нужно подвергать контроль независимо от того забор это на даче или магистральный газопровод.

Вик относится к оптическому виду контроля и включает в себя как правило 2 этапа. Первый этап – визуальный контроль, на нём выявляются поверхностные дефекты. На 2 этапе – он называется измерительный, дефекты измеряют и делают заключение о годности соединения.

Визуальный контроль выполняется с помощью оптических приборов таких как: зеркало, лупа, микроскоп и т. д. или без таковых, простым осмотром.

На измерительном этапе применяются такие инструменты как: линейка, универсальные шаблоны сварщика (УШС2, УСШ3 и т. д.), штангенциркуль и прочие.

ВИК это первичный контроль его проводят до выполнения других видов неразрушающего контроля, так как этот способ очень просто. На нём выявляются поверхностные дефекты, при наличии которых нет никакого смысла проводить другие методы контроля.

С помощью визуально измерительного контроля проводит входной контроль материалов и деталей. Его проводят после выполнения сварочных и сборочных работ.

С его помощью можно проконтролировать качество материалов и деталей, которые какое-то время уже находились в работе и нужно оценить их состояние, а также контроль качества сварных соединений металлоконструкций, газопроводов, оборудования, работающего под давлением и т. д.

Как уже говорилось с помощью ВИКа выявляются поверхностные (наружные) дефекты. К ним относятся:

1. Трещины различного происхождения (поверхностный, кратерные, горячие и холодные).
2. Подрезы сварного шва.
3. Нарушение геометрии шва (отклонение по высоте, ширине, смещение с оси стыка (криволинейность), переломы и т.д.).
4. Прожоги и свищи (сквозные и не сквозные отверстия).
5. Включение шлака (зашлаковка шва).
6. Непровары (дефект в виде не сплавление основного металла с присадочным) и несплавления кромок.
7. Поры (выходящие на поверхность изделия)
8. Поверхностные дефекты, которые не связанные со сваркой (забоины, дефекты поверхности покрытий: покрасочных, гальванических и т.д.)

Из перечисленного перечня дефектов видно, что визуально измерительный контроль имеет очень широкую сферу применения.

Если говори о контроле сварных соединений методом ВИК, то первичный контроль проводят сам сварщик, после выполнения и зачистки шва. Если соединение является ответственным, то контроль будет производиться как сварщиком, так и мастером (бригадиром) и дефектоскопистом.

ПВК – капиллярный способ

Этот вид используется, когда необходимо проверить качества сварных швов на наличие дефектов который не видны из-за их малых размеров. Контроль проникающими веществами выполняется с использованием специальных проникающих составов—пенетрантов. Эти вещества имеет высокую текучесть и заполняют мелкие дефекты позволяя их выявить.

Этим способом проверяют сварные швы, ответственные изделия после изготовления (к примеру – коллектор острого пара) при входном контроле, а также проверяю действующее оборудование в процессе эксплуатации.

Процесс достаточно простой потому часто применяется в отличие от аналогичного ему магнитного контроля. Рассмотрим сам процесс контроля.

Первоначально поверхность, которую необходимо проверить зачищают до металлического блеска кордщеткой или наждачной бумагой чтобы поверхность не имела большую шероховатость (не выше Ra 3,2).

Далее можно обработать поверхность очистителем, который идёт в комплекте с пенетрантами. Комплект пенетрантов состоит из трёх баллончиков похожих на баллончики с краской. Один из них очиститель, второй сам пенетрант, а третий проявитель.

После нанесения очистителя его убирают ветошью и на сухую поверхность наносят пенетрант. После этого выдерживают время необходимое для проникания пенетранта. Время может отличаться в зависимости от температуры и производителя, но в среднем это 10— 15 минут.

После чего пенетрант смываются с поверхности. На данном этапе не нужно слишком усердно тереть поверхность чтобы не смыть пенетрант из полости дефектов.

Теперь поверхности необходимо протереть ветошью, делать это необходимо деликатно всё потому же чтобы мне удалить пенетрант с дефектов.

Далее тонким слоем наносится проявитель на уже сухую поверхность. Проявитель наносят тонким слоем с расстояния 200—300 мм (дистанция для баллончика). После следует сушка, которая по времени занимает от 10 до 20 минут.

Сушка проходит за счёт естественного испарения жидкости проявителя. Если необходимо ускорить процесс что можно использовать струю тёплого воздуха (подогреть с помощью монтажного фена).

После высыхания поверхность осматривают, на поверхности не должно быть красных пятен, которые обязательно появятся если в изделиях есть дефекты.

После завершения контроля проводят очистку изделие от проявителя, протирая поверхность сухой ветошью.

ПВТ – контроль герметичности

В тех случаях, когда стоит задача проверки сварных швов на герметичность используется такой вид контроля как ПВТ. В него входят много различных методик в рамках статьи рассмотрим только основные наиболее распространенные из них.

Основными способами ПВТ являются:

1. Манометрический – измеряется падение давления с течением времени.
2. Газоаналитический – Измерение производится по количеству присутствующего фреона в воздушной среде в зоне контроля.
3. Химические – с применением аммиака или аммония.
4. Акустические .
5. Капиллярные – процесс контроля производится по наличию в зоне контроля проникающих веществ.
6. Наливом воды под давлением.
7. Наливом без напора.
8. Пузырьковый метод (пневматический и пневмогидравлический), а также с применением вакуум-камер.

Подробнее остановимся именно на капиллярном и пузырьковом процессе так как они является наиболее распространёнными и применимыми в полевых условиях. Ими контролируется сквозные дефекты как открытых, так и закрытых конструкций (при сварке резервуаров, трубопроводов и многих других изделий).

Капиллярный метод включает в себя такие способы как:

• люминесцентно- цветной;
• люминесцентный;
• люминесцентно-гидравлический;
• смачивание поверхности керосином (керосино-меловая проба)

Первые 2 метода применяются в тех случаях, когда проверяемые конструкции работают с такой средой как газ. Люминесцентно-гидравлический и керосино-меловая проба используется, когда конструкция будет работать с жидкостями. Исходя из названия методов можно понять для проведения контроля в первых 2 методах используются люминесцентные вещества, обладающие высокой проникающей способностью, наличие следов которых рассматривают под ультрафиолетовым светом с обратной стороны проверяемой конструкции.

Гидравлический способ

Гидравлические методы контроля сварных швов как уже говорилось ранее включает себя проверку наливом воды под напором и без него, поливом струей воды также под напором и без.

Для применения гидравлических способов в тех случаях, когда конструкции имеют большие размеры должна быть обеспечена их жёсткость. В тех случаях, когда контроль проводится за счёт поливании струёй, чувствительность контроля увеличивается при использовании люминесцентных индикаторов.

Полезная статья – Tig сварка что это

Пневматический контроль

Контроль качества пневматическими методами сварных соединений (пузырьковый метод) осуществляется за счёт наполнения воздухом замкнутой конструкции (резервуара, ёмкости и т.д.) до испытательного давления (1,1-1,5 от рабочего давления). С контролируемой стороны наносится пенообразующий состав. после чего поверхность осматривается наличие надувающихся пузырьков. Этот метод используется также на станциях СТО для поиска прокола шины.

Также существует метод обдува струей сжатого воздуха, при котором контролируется крупногабаритные конструкции.

Испытание керосином

При использовании такого метода контроля качества выполненных сварочных работ как смачивание керосином, можно быстро и безошибочно выявить места течи.

Процесс выполняется следующим образом:

1. Перед выполнением необходимо произвести зачистку поверхностей с обеих сторон. при зачистке необходимо удалить отслаивающуюся ржавчину, а также различные загрязнения.
2. Одну сторону предварительно обрабатывают водно-меловой эмульсией и дают ей высохнуть.
3. Другую сторону контролируемой поверхности обрабатывают керосином.
4. Выдерживают время как правило от 1 до 3 часа.
5. Осматривают меловую поверхность, на ней не должно быть пятен от керосина.

Проверка гелиевым течеискателем

Проверка масс-спектрометрическим или гелиевым течеискателем достаточно сложный и дорогостоящий метод, который применяется при контроле качества сварных соединений ответственных конструкций.

Процесс контроля представляет из себя следующую последовательность:

• Сварочный шов или места контроля зачищаются от грязи и ржавчины;
• с одной из сторон контролируемой конструкции подаётся гелий (в редких случаях инертный газ аргон) который в свою очередь проникает через сварочные дефекты в виде течи;
• изделие может не обдуваться газом, а заполняться им полностью, если оно герметично(в зависимости от этого будут применяться различные схемы подключение).

Вакуумный метод

Самый часто используемый на практике метод контроля является – вакуумный (с использованием вакуумных камер-рамок). Это достаточно дешевый и быстрый способ проверки качество сварного шва.

Алгоритм его выполнение, следующий:

1. очистка и обезжиривание контролируемой поверхности (очистка не менее чем на 150–200 мм от сварного шва в обе стороны).
2. Нанесение мыльной эмульсии (пенящегося состава) на контролируемую поверхность.
3. Установка вакуумной камеры на сварной шов.
4. Откачка воздуха и создания вакуума в камере.
5. Осмотр сварного шва через прозрачный экран камеры на наличие надувающихся пузырьков, которые будут свидетельствовать о дефекте.
6. Фиксация дефектов, снятие вакуумной камеры и удаление остатков эмульсии.

Это может быть Вам полезно – Как заварить чугун

МК – магнитный контроль

Магнитный контроль используется для проверки качества сварных швов, а также оборудования, находящегося в эксплуатации для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов, который невидимый или плохо видимы.

Магнитный контроль подразделяется на такие методы как:

1. Метод эффекта Холла.
2. Магнитопорошковый метод.
3. Магнитоферрозондовый метод.
4. Метод, основанный на магнитной памяти металла.

Все методы магнитного контроля основаны на рассеивании магнитного поля дефектами. Когда намагничивают объект контроля, то по нему протекает магнитный поток. Если на пути магнитного потока встречается дефект (несплошность) возникает(ют) поле рассеивания.
По форме которых можно определить глубину нахождение дефекта, его размеры и форму.

Магнитный контроль имеет ряд преимуществ таких как:

• Простота выполнения;
• высокая чувствительность к обнаружению дефектов;
• способ высокопроизводителен;
• низкая цена;
• результаты контроля визуально видны;
• возможность применения на изделия с различной конфигурацией;
• возможна автоматизация процесса контроля.

Недостатки МК:

• возможность работает только с ферромагнитными материалами;
• высокая трудоёмкость в процессе выполнения контроля.

Магнитопорошковый

Магнитнопорошковый метод является наиболее распространённым методом магнитного контроля. Для фиксации дефектов в процессе проверки сварочных швов используется ферромагнитный порошок, магнитная суспензия или магнитогуммированная паста.

Порошки, применяемые для данного метода, могут быть люминесцентные, цветные, чёрные.

Перед проведением контроля поверхность необходимо зачистить, удалив ржавчину, следы краски, окалину и т.д.

После очистки выполняется этап намагничивании изделия и нанесение на него эмульсии или магнитного порошка.

Намагничивание может быть выполнено 2 способами:

1. Приложенного поля
2. Остаточной намагниченности

При контроле в случае использования 1 способа, нанесение эмульсии (порошка) происходит в момент намагничивание.

В случае же применение способа с остаточным намагничиванием, намагничивание объекта контроля производится изначально. Контроль производится после отключение намагничивающего поля.

При намагничивании используются такие виды тока как:

• постоянный;
• переменный одно и трёхфазный;
• импульсный

Магнитографический

Магниты графический метод применяется чаще всего для контроля качество сварных соединений на трубопроводах. Суть метода заключается в том, что с помощью специального дефектоскопа происходит намагничивание сварного шва с одновременной записью магнитного поля на специальная ленту.

Феррозондовый метод

Данный способ не часто применяется на практике.

Проверка сварных соединений проводится посредством перемещения по поверхности, которую предварительно подготовили и намагнитили, специального преобразователя. На экране дефектоскопа в процессе контроля отображаются сигналы от дефектов, которые сравнивают с эталонными значениями, настраиваемыми на образцах. Полученные данные анализируются и делается заключение о качестве.

Данный метод включает в себя следующие этапы:

1. подготовительный (очистка и подготовка поверхности).
2. проведение намагничивание контролируемого изделия.
3. сканирование и анализ сигналов.
4. размагничивания

Полезная статья – А вы знате для чего нужен Poxipol клей ? Если нет переходите по ссылке на нашу статью.

Метод эффекта Холла

Данный метод чаще всего применяется в тех случаях, когда изделия работают под высокой температурой или в агрессивной среде. Метод Холла обеспечивает бесконтактное измерение магнитного поля. Для применения этого метода не требуется особой подготовки поверхностей и средств контроля.

Контролируемые изделия намагничивается после проводится контроль дефектоскопом с датчиком Холла. Данные, как и в случае с феррозондовым методом сравниваются с эталонными значениями.

Ультразвуковой (УК)

Данный метод широко применяется для контроля качества сварных соединений. Как следует из названия при контроле используется ультразвук—звуковая волна частотой выше 20 кГц (для контроля применяется от 200 кГц до 100 мГц). Ультразвук распространяется по изделию в виде волн, которые имеют физические параметры такие как:

• длину волны;
• период
• частоту.

Существует очень большое количество методов ультразвукового (акустического) контроля.

В рамках статьи подробно останавливаться на каждом не будем, а рассмотрим самый распространенный метод, который применяется на практике при контроле сварных соединений – ЭХО-метод.

Также очень важным параметрам является типы используемый волны.

Волны бывают следующих типов:

1. Поперечные (сдвиговые волны).
2. Продольные (сжимающие волны).
3. Поверхностные (Рэлея).
4. Волны Лэмба.
5. Волны Порхгаммера.

УЗК – контроль

Принцип использование ультразвукового контроля заключается в следующем – с помощью дефектоскопа создаётся ультразвуковые колебания, водимые в изделие. Ультразвук, распространяясь в изделии и доходя до дефекта отражается от него.

Если дефекты отсутствуют, то звуковая волна отражается от донной поверхности. В зависимости от времени возврата и амплитуде сигнала можно определить глубину нахождение дефекта и оценить (сравнить с допустимыми) его размеры.

Предварительно настройку дефектоскопа выполняют по эталонным образцам (так называемым СОПам – стандартным образцам предприятия), на которых искусственно сделан максимально допустимый дефект.

Если в процессе контроля обнаруживается сигнал больший чем тот который был настроен на СОПе, то изделия считают браком.

Для УЗК необходимо следующее оборудование:

1. дефектоскоп
2. Lemo кабель
3. пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП)

ПЭПы различаются по:

• угу ввода – наклонные и прямые;
• по строению (конструкции) – совмещенные и разделено-совмещенные;
• по типу контакта с поверхностью – бесконтактные и контактные.

Наклонные ПЭПы применяют, когда нужно искать дефекты, которые находится не параллельно контролируемой поверхности.

В совмещённых ПЭПах используется один пьезоэлемент которые и генерирует, и принимает сигналы.

Для раздельно-совмещенных используется 2 различных пьезоэлемента, один из которых генерирует сигнал, а другой принимает. В этом случае увеличивается точность контроля.

УЗТ – ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковая толщинометрия используется чтобы определить толщину детали имея доступ с одной стороны. Её часто применяют при оценке остаточного ресурса, когда необходимо замерить толщину стенке и величину износа.

При УЗТ используются раздельно-совмещенный ПЭП Соединяемый лема кабелем со специальным прибором— толщиномером. Для проведения УЗТ необходимо установить скорость распространения звука в измеряемым материале. Настройку производит на образцах с известной толщиной из того же материала, который будет подвергаться контролю.

Сам процесс контроля схож с процессом УЗК только преобразователь данном случае не перемещают, а просто прижимают к поверхности в отдельные точки измерения и вращают на 10-15 градусов.

Полезная статья – Уроки сварки для начинающих

Радиационный контроль

Радиационный контроль (РК) его используют для наиболее ответственных объектов, где к качеству сварки предъявляют высокие требования. Количество стыков (% контроля) который необходимо проконтролировать рентгеном определяется нормативным документам для объекта контроля.

Для технологических трубопроводов, к примеру таким документом является ГОСТ 32569.

Чаще всего для радиационного контроля используется такие методы как:

1. Радиографический
2. Гаммаграфический

При радиографическом методе используются рентген аппарат, который располагается с одной стороны контролируемого объекта, а с другой устанавливается пленка (она же детектор).

При работе аппарат создают излучение (рентгеновское), которое проходит сквозь металл и формирует на пленке изображение. Снимок можно просмотреть только после обработки в химических реагентах и последующей сушки.

Рентгеновские аппараты подразделяются на 2 типа:

1. Импульсные.
2. С постоянным потенциалом.

Импульсные – более дешёвый, имеют меньший вес и габариты. Как правило применяются для тонких изделий и небольших диаметров труб. Так как излучение у таких аппаратов (интегральная доза) низкая.

Аппараты с постоянным потенциалом более точно настраиваются и чаще всего применяются для толстостенных конструкций. В сравнение с импульсными, такие аппараты тяжелее и габаритнее, а их обслуживание значительно дороже.

Гаммаграфический метод предполагает, что вместо рентгеновского аппарата (генератора излучение) будет использоваться источник гамма-излучения, содержащий радиоактивные элементы такие как: Иридий – 192; Селен – 75; Цезий – 137 и так далее. При использовании данного способа просветить можно изделие с толщиной стенки до 300–400 мм.

Гамма-источники используются только для толщин свыше 50 мм, так как меньшие толщины не создают достаточного сопротивления и снимок получается низкой четкости. Данные аппараты представляют из себя закрытый непроницаемый контейнер, содержащий внутри герметично ампулу с радиоактивным изотопом.

Акустико-эмиссионный

Акустика эмиссионный метод контроля дает прекрасные результаты для обнаружения дефектов на ранних этапах. Данный метод совместно с другими методами неразрушающего контроля дает исчерпывающие данные.

Он основан на регистрации сигналов возникающих при структурных и конструкционных изменениях. Если говорить простыми словами, то данный способ отслеживает какие-либо изменение в структуре за счет закрепленных датчиков на конструкции или оборудования. То есть при возникновении дефектов (коррозии, трещин, расслоений и т.д) датчики фиксируют это и преобразуют в электрический сигнал.

Сигнал обрабатывается посредством многоканальной системы и преобразуется в данные, которые непосредственно обрабатываются и определяют место нахождение дефекта.

Этим способом можно отслеживать изменение состояние в конструкциях и оборудовании, но нельзя точно узнать параметры выявляемого дефекта. Данный способ лучше применять совместно с ультразвуковым или радиографическим методам контроля.

Вихретоковый контроль

Вихретоковый контроль широко используется в авиационной, атомный отрасли, а также при производстве металлопроката, литья и подшипников. Данным методом хорошо выявляются поверхностные и подповерхностные дефекты. С помощью него можно измерить толщину покрытия или отдельных слоев материала. Способ прекрасно механизируется и автоматизируется. Для его выполнения не нужно контактировать с поверхностью и не требуется контактная жидкость в отличие УЗК.

Способ основан на изменении сопротивление и напряжение в катушках (вихретоковых преобразователях).

Разрушающие методы контроля сварных соединений

Разрушающий контроль как уже ясно из названия предполагает, что контролируемые изделие будет разрушаться.

Его проводят на специально сваренных образцах по той же технологии, которая в дальнейшем будет применяться уже на рабочих изделиях.

Перечислим основные наиболее часто применяемые на практике способы разрушающего контроля:

1. Механические испытания сварных соединений.
2. Динамические испытания сварных швов.
3. Измерение твёрдости.
4. Металлография.
5. Стиллоскопирование.
6. Измерение твердости изделия.

С полным списком всех методов испытаний вы сможете ознакомиться, скачав его по ссылке тут.

Механические статические испытания

Данный вид испытаний проводится для сварных соединений ответственных конструкций. Суть его заключается в том, что образец в процессе испытаний либо постепенно нагружается с небольшой нарастанием нагрузки, либо единоразово без увеличения.

К методам относят следующие испытания:

• Сжатие;
• растяжение;
• изгиб;
• скручивание и т.д.

Механические динамические испытания

В отличие от статических, при динамических испытаниях образец нагружается ударно с длительностью воздействия на него не более сотых долей секунды.

К динамическим испытаниям относят:

• Испытание на ударный изгиб при повышенных температурах;
• ударный изгиб при низких температурах;
• ударный изгиб при комнатной температуре;
• испытание на ударную вязкость.

 Измерения твердости

Измерение твёрдости сварных соединений чаще всего проводят по методам: Бринелля,  Роквелла , Шора или Либу.

Наиболее часто используемый на объектах это способ по методу Либу, который основывается на изменении скорости отскакиваемого шарика от поверхности детали при измерении.

Методы Бринелля, Роквелла и Шора определяется твёрдость путём вдавливания в поверхность испытываемого изделия алмазную призму, металлический шарик или стальную иглу с оценкой усилия и глубины вдавливания.

Задавайте свои вопросы в комментариях и мы поможем Вам найти ответы на них.