Контроль сварных соединений

От качества сварного шва напрямую зависит надежность конструкции. В процессе сваривания в месте объединения деталей могут образовываться различные дефекты, которые приводят к ослаблению прочности соединения и последующему разрушению конструкции. Если сварку использовали для изготовления емкости, то при некачественном шве может произойти разгерметизация. Дефекты в сварных швах становятся причиной возникновения аварийных ситуаций.  

Для проверки качества сварного шва выполняют контрольную проверку соединения. После сварки деталей шов проверяют на наличие крупных трещин, подрезов, пор, непроваров и прочих элементов, снижающих прочность. Для более тщательного контроля качества используют специальные инструменты и материалы. Они позволяют обнаружить недостатки шва, расположенные в глубине металла.

Применяют несколько методов контроля, которые отличаются по технологии проведения испытания, необходимому оборудованию, способу обнаружения дефектов. Эти методы делят на две группы: разрушающие и неразрушающие. По ряду причин второй способ контроля является более распространенным.

 

К неразрушающим методам контроля относят:

  1. проверка вихревыми токами и прочие способы.
  2. контроль проницаемости металла;
  3. определение качества шва при помощи капиллярной дефектоскопии;
  4. обнаружение недостатков в металле методом ультразвуковой дефектоскопии;
  5. магнитный контроль качества сварного шва;
  6. поиск дефектов при помощи радиационной дефектоскопии;
  7. осмотр шва без использования дополнительного оборудования;

Внешний осмотр

Самый простой вид осмотра, который выполняют сразу после сварки элементов. Он позволяет обнаружить поверхностные и некоторые внутренние дефекты. Специалист способен точно определить непровары путем осмотра и обнаружения неравномерности складок, свидетельствующих о частом обрыве дуги.

Прежде чем осматривать соединение шов тщательно очищают от шлака и окалины. При необходимости место соединения протирают спиртом и травят 10% раствором азотной кислоты, которая сделает поверхность шва матовой и удобной для обнаружения небольших трещин и пор. После проведения осмотра кислоту обязательно удаляют, чтобы избежать разрушения металла.

Визуальный контроль в основном направлен на выявление поверхностных недостатков, к которым относятся наружные поры, подрезы, наплывы, трещины, непровары. Чтобы точно определить параметры дефекта применяют простые инструменты в виде лупы с 5–10 кратным увеличением, яркого освещения, линейки, шаблонов. Увеличительный прибор помогает в поиске недостатков, которые недоступны для обнаружения простым осмотром. Например, он позволяет увидеть тонкие трещины, незаметные подрезы, прожоги. Лупу также используют для контроля над трещинами в процессе использования изделия с целью своевременного предотвращения увеличения их размеров.

 

Капиллярный контроль сварных соединений

Он основан на том, что жидкостям свойственно проникать в мельчайшие каналы на поверхности материала. Чем выше проникающая способность используемой жидкости, тем глубже и быстрее она заполняет имеющиеся каналы, трещины, поры.

При помощи капиллярного метода ищут недостатки в сварных швах, созданных между различными материалами: черные и цветные металлы, керамика, стекло, пластмасса. Чаще всего капиллярный контроль применяют для обнаружения скрытых недостатков открытых поверхностей. При использовании керосина можно обнаружить поверхностные и сквозные трещины.

 

Контроль с помощью пенетрантов

Для проверки сварных швов используют жидкости, обладающие небольшим значением поверхностного натяжения и повышенной световой, цветовой контрастностью, к которым относят пенетранты. Они быстро проникают в материал, окрашивают дефектные места, позволяя проще их обнаружить.

Производители выпускают пенетранты, обладающие различными свойствами. Есть продукция, созданная на основе воды, керосина, бензола, трансформаторного масла и других органических жидкостей. В состав добавляют люминесцирующие компоненты, которые позволяют увидеть дефекты при облучении поверхности ультрафиолетовыми лучами. Такой способ контроля называют люминесцентной дефектоскопией. В состав цветных пенетрантов входят красители, которые подкрашивают места повреждений, позволяя увидеть недостатки сварного шва при дневном свете. Этот метод контроля называют цветной дефектоскопией.

Пенетранты имеют разную чувствительность, могут храниться в любой емкости, легко наносятся на поверхность любым доступным способом. Обычно продукт выпускают в баллончиках с распылительным клапаном.

 

 

В комплект поставки входит:

  1. пенетрант;
  2. средство для подготовки поверхности и удаления излишков вещества перед проверкой;
  3. проявитель, предназначенный для очистки от жидкости и создания фона, который образует четкий, понятный рисунок.

Баллончики можно перезаряжать при помощи специального оснащения, которое входит в комплект поставки.

Способы проверки сварного шва с использованием пенетрантов отличаются незначительно. Весь процесс поиска дефектов состоит из трех операций. На первом этапе выполняют очистку поверхности, на втором наносят препарат и на третьем выявляют недостатки.

Выполнение проверки качества шва

Поверхность очищают, обезжиривают, сушат. Для чистки не рекомендуется использовать механический способ, который может стать причиной некачественной проверки в результате заполнения повреждений посторонними включениями. После удаления всех загрязнений используют очиститель, входящий в комплект поставки. Если перед проведением проверки поверхность подвергалась травлению, то необходимо нейтрализовать используемый состав 10-15% раствором соды.

Если соединенные детали имеют минусовую температуру, то перед применением пенетранта рекомендуется шов протереть чистой ветошью, которую необходимо смочить в этиловом спирте. Потом по поверхности распыляют препарат и дают жидкости впитаться в материал в течение 5–20 минут. Далее, удаляют излишки вещества. В зависимости от характеристик пенетранта для очистки поверхности от лишнего продукта используют разные составы. Жидкость, созданную на водной основе, удаляю при помощи ткани без волокон, которую предварительно смачивают вводе. Обычно для очистки поверхности применяют очиститель, входящий в комплект.

На завершающем этапе наносят индикаторную жидкость для того, чтобы удалить пенетрант из полостей дефектов. На поверхности появляется рисунок, характерный расположению всех недостатков сварного шва. Для тщательного изучения дефектов используют лупу.

 

Использование керосина

Контроль качества сварных швов при помощи керосина отличается эффективностью, простотой и низкой стоимостью расходных материалов. Керосин может быстро проникать в маленькие трещины, позволяя находить скрытые дефекты. По эффективности метод контроля с керосином сравнивают с возможностями гидравлических испытаний, которые проводят под давлением рабочей жидкости в 3-4 кгс/мм2. В некоторые пенетранты производители добавляют керосин.

Этапы проверки:

  1. Определение дефектов с другой стороны, которая обработана мелом или каолиновой суспензией.
  2. Смачивание другой стороны шва керосином. Процедуру повторяют два или три раза в течение 15 минут в зависимости от толщины материала. Смачивать можно любым удобным инструментом, например, краскопультом, кистью, ветошью.
  3. Нанесение на одну сторону мела или водной суспензией каолина. Естественная или принудительная сушка поверхности.
  4. Очистка поверхности от шлака, ржавчины и загрязнений с двух сторон сварного шва.

Негерметичность определяют по темным полосам или точкам, которые образовались на контрольной поверхности. Со временем они растекаются в большие темные пятна. Поэтому после смачивания необходимо сразу приступить к наблюдению. Это позволит точнее определить место и форму дефекта. Точки свидетельствуют о свищах и порах, а полоски о наличии сквозных трещин.

При комнатной температуре продолжительность испытаний составляет несколько часов. Керосин может иметь разную вязкость, которая к тому же зависит от температуры жидкости, поэтому скорость проникновения в материал может изменяться.

При помощи керосина чаще всего проверяют швы стыковых, реже нахлесточных соединений. При проверке последних эффективность резко снижается. Чтобы повысить качество определения дефектов, в металле делают отверстие и заполняют его керосином. После проверки жидкость рекомендуется полностью удалить, иначе не избежать коррозии и ослабления соединения. Для удаления керосина шов прогревают горелкой или паяльной лампой.

 

 

Контроль на проницаемость

К изделиям, которые предназначены для эксплуатации в гидравлических, пневматических системах, предъявляют высокие требования герметичности. Продукция, изготовленная при помощи сварки, должна пройти испытания на непроницаемость сварных швов. При этом используют несколько методов проверки качества соединений. Целью процедуры является обнаружение сквозных дефектов, которые могут привести к утечке жидкости, выхода газа и потери давления, попаданию внутрь нежелательных веществ. 

на шов. Если соединение имеет сквозные дефекты, то произойдет утечка газа или жидкости. Существует гидравлический, пневматический, вакуумный и пневмогидравлический контроль. Способы проверки отличаются используемой рабочей средой и методом создания разности давления. Для выполнения испытаний на проницаемость применяют газы и жидкости. При помощи специального оборудования создают давление рабочей среды

 

Пневматический контроль сварных соединений

В изделие закачивают воздух, азот, специальный газ до давления, которое превышает эксплуатационное значение на 100–150% в зависимости от эксплуатационных особенностей продукции. Делают мыльный раствор и покрывают им шов. Если проверку проводят при низкой температуре, то в состав добавляют спирт. Газ, находящийся под давлением, станет выходить через сквозные отверстия, образуя на поверхности шва мыльные пузыри.

Для повышения уровня безопасности и качества контроля следует подключить предохранительное устройство и манометр, который позволит наблюдать за падением давления при наличии недостатков сварного шва. Клапан предохраняет систему от избыточного давления, автоматически снижая его до допустимого параметра. Если испытанию подвергают небольшие изделия, то их помещают в емкость с водой. Появление воздушных пузырьков является свидетельством того, что имеются сквозные дефекты.

 

Проверка аммиаком

В качестве рабочей среды используют смесь аммиака с воздухом, которую закачивают в емкость. Предварительно сварные швы покрывают бумагой или марлей, пропитанной фенолфталеином. Смесь, пройдя через сквозные отверстия, попадает на ленту или бинт и оставляет следы благодаря аммиаку. Преимуществом способа является повышенная достоверность результата.

 

 

У этого способа проверки есть как достоинства, так и недостатки. К преимуществам метода относят простоту применения, возможность использования на поверхностях различных материалов, относительно низкую стоимость, высокую чувствительность и достоверность обнаружения. Недостатками считают необходимость предварительной чистки поверхности, обнаружение только поверхностных дефектов, недоступность проверки после механической обработки шва. Пенетранты могут не выявлять раскрытые дефекты, размером более 0,5 мм из-за особенностей капиллярного явления.