HomeПолезные документыПособие сварщикаМетоды контроля качества сварных швов.


Методы контроля качества сварных швов.

Рейтинг пользователей: / 31
ХудшийЛучший 
0

Методы контроля качества сварных швов

Внешний осмотр (ГОСТ 3242-79).

Служит для определения наружных дефектов в сварных швах. Производится невооруженным глазом или с помощью лупы 10-кратного увеличения. Перед осмотром сварной шов н прилегающую к нему поверхность металла шириной 20 + 20 мм очищают от шлака, брызг и загрязнений, стыки паропроводов из аустенитных сталей проходят механическую и химическую обработку. Размеры сварного шва и дефектных участков определяют измерительным инструментом и специальными шаблонами. Границы трещин выявляют путем засверливания, подрубки металла зубилом, шлифовки дефектного участка и последующего травления. При нагреве металла до вишнево-красного цвета трещины обнаруживаются в виде темных зигзагообразных лниний. В случаях, когда необходима термическая обработка сварных стыков, внешний осмотр и измерения следует производить до и после термообработки.


 

Просвечивание сварных соединений (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 7512-75 и ГОСТ 23055-78).

Основано на способности рентгеновских или гамма-лучей; проникать через толщу металла, действуя на чувствительную фотопленку, фотобумагу, или селеновую пластину, приложенную к шву с обратной стороны. В местах, где имеются поры, шлаковые включения или непровар, на пленке (пластине) образуются более темные пятна. Рентгенопросвечнваиием выявляют дефекты в металле толщиной до 60 мм размером 0,5-3% толщины металла, гамма-просвечнваиием - в металле толщиной до 100 мм размером 2-5%. Просвечивание не позволяет выявлять трещины, если оин расположены под углом не более 5° к направлению центрального луча, а также непровары в виде слипания свариваемых металлов без газовой или шлаковой прослойки. При обнаружении в шве недопустимых дефектов просвечивают удвоенное количество швов (стыков). Если вновь обнаруживают дефекты, то просвечивают все швы, заваренные данным сварщиком. Выявленные дефекты удаляют, швы переваривают и вновь просвечивают. При оценке качества швов рекомендуется иметь эталонные снимки для толщин 8-12, 14-20, 30-50 н 60-100 мм с характерными дефектами. Альбомы эталонных снимков утверждаются инспекцией Госгортех- надзора и администрацией и являются неотъемлемой частью технических условий на приемку изделий.


 

Магнитографический контроль (ГОСТ 3242-79).

Основан на обнаружении полей рассеивания, образующихся в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий. Поля рассеивания фиксируются на эластичной магнитной ленте, плотно прижатой к поверхности шва. Запись производят на дефектоскопе или считывают. Выявляют поверхностные и подповерхностные макротрещины, непровары, поры и шлаковые включения глубиной 2-7% на металле толщиной 4-12 мм. Менее четко обнаруживаются поры округлой формы, широкие непровары (2,5-3 мм), поперечные трещины, направление которых совпадает с направлением магнитного потока. В ряде случаев результаты магнитного контроля проверяют просвечиванием. Производительность метода 5-6 м/мии.


 

Ультразвуковой метод (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 22368-77).

Основан на различном отражении направленного пучка высокочастотных звуковых колебаний (0,8-2,5 Мгц) от металла (сварного шел) и имеющихся в нем дефектов в виде несплошностей. Применяют для контроля сварных швов сталей и цветных металлов. Для получения ультразвуковых волн используют пьезоэлектрические пластинки из кварца или титаната бария, которые вставляют в держатели-щупы. Отраженные колебания улавливают искателем, преобразуют в электрические импульсы, подают на усилитель и воспроизводят индикатором. Для обеспечения акустического контакта поверхность изделия в месте контроля обильно покрывают маслом (автол марок 6, 8, 18; компрессорное масло и т. д.). Предельная чувствительность при толщине металла до 10 мм 0,2-2,5 мм2, свыше 10 до 50 мм 2-7 мм2, свыше 50 до 150 мм 3,5-15 мм2.


 

Вскрытие шва (ГОСТ 3242-79).

Применяют для определения дефектов в сомнительных местах, после проведения контроля другими методами, а также для контроля угловых швов. Вскрытие производят вырубкой, сверлением, термической строжкой, а также вырезкой участка сварного соединения. При засверливании в сварном шве высверливают воронкообразное углубление диаметром на 2-3 мм больше ширины шва. Поверхность воронки шлифуют и протравливают 15%-пым раствором азотной кислоты. При этом отчетливо выделяются границы шва.


 

Контроль плотности методом химических реакций (ГОСТ 3242-79).

На наружный шов металла толщиной до 16 мм наносят 4%-ный раствор фенолфталеина или накладывают марлю, пропитанную 5%-ным раствором азотнокислого серебра. В изделие нагнетают воздух в смеси с аммиаком (его получают из баллона со сжиженным газом). В местах локальных течей фенолфталеин окрашивается в ярко-красный цвет, а азотнокислое серебро - в серебристо-черный. Перед испытанием требуется тщательная очистка шва от загрязнений и шлака.


 

Люминесцентная и цветная дефектоскопия (ГОСТ 3242-79).

В полость дефекта вводят флюоресцирующий раствор или ярко-красную проникающую жидкость, которую затем удаляют с поверхности. Под действием ультрафиолетовых лучей происходит видимое свечение раствора, адсорбированного из полости дефекта. При цветной дефектоскопии дефекты выявляют белой проявляющейся краской (на белом фоне появляется красный рисунок, соответствующий форме дефекта). С помощью этих методов выявляют поверхностные дефекты, главным образом трещины в различных сварных соединениях, в том числе из немагнитных сталей, цветных металлов и сплавов. Для цветной дефектоскопии используют готовые комплекты (ДАК-2Ц).


 

Керосиновая проба (ГОСТ 3242-79).

Служит для определения плотности сварных швов на металле толщиной до 10 мм. Керосиновой пробой обнаруживают дефекты размером 0,1 мм и выше. Доступную для осмотра сторону шва покрывают водной суспензией мела или каолина и подсушивают. Противоположную сторону смачивают 2-3 раза керосином. Проницаемость обнаруживают по жирным желтым пятнам на поверхности, покрытой мелом или каолином. Продолжительность испытания составляет не менее 4 ч при положительной температуре и не менее 8 - при температуре ниже О3 С. Если швы нагреть до 50-60° С, то процесс ускорится до 1,5-2 ч. Его также можно ускорить, добавлял в керосин краску "Судан-Ш" (2,5 г/л) и обдувая швы со стороны керосина сжатым воздухом или создавая вакуум.


 

Гидравлическое испытание (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 3285-77).

Налив воды применяют для испытания на прочность и плотность вертикальных резервуаром, газгольдеров и других сосудов с толщиной стенки не более 10 мм. Воду наливают на полную высоту сосуда и выдерживают не менее 2 ч. Поливу из шланга с брандспойтом (диаметр выходного отверстия 15-30 мм) под давлением не ниже 1 атм (0,1 МПа) подвергают сварные швы открытых сосудов. При испытании с дополнительным гидростатическим давлением последнее создают в наполненном водой и закрытом сосуде с помощью напорной трубки диаметром не менее 30 мм, а также гидравлическим насосом. Величину давления определяют по техническим условиям и правилам Котлонадзора. При проведении испытаний сварные швы обстукивают молотком массой 0,5-1,5 кг. Дефектные места определяют по наличию капель, струек воды и отпотеваний.


 

Пневматическое испытание (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 3285-77).

Метод основан на создании с одной стороны шва избыточного давления воздуха и промазывании другой стороны мыльной пеной, образующей пузыри под действием проникающего через неплотности сжатого воздуха. При создании в сосудах избыточного давления воздуха утечку определяют также по понижению давления на манометре. Небольшие сосуды под давлением опускают в воду и следят за появлением пузырьков выходящего воздуха. Обдувают швы сжатым воздухом под давлением 4-5 атм (0,4-0,5 МПа) при расстоянии между наконечником шланга н швом не более 50 мм. Мыльный раствор: 100 г хозяйственного мыла на 1 л воды (зимой до 60% воды заменяют спиртом или применяют незамерзающие жидкости).


 

Вакуум-метод (ГОСТ 3242-79, ГОСТ 3285-77).

Сущность метода заключается в создании вакуума и регистрации проникновения воздуха через дефекты на одной, доступной для испытания стороне шва. Применяют для испытания на плотность днищ вертикальных резервуаров и других конструкций. Выявляют сквозные неплотности размером 0,1 мм и более металла толщиной до 16 мм. В качестве пенного индикатора используют мыльный раствор (250 г хозяйственного мыла на 10 л воды), а в зимнее время -водный раствор хлористой соли (кальция или натрия) с концентрированным раствором экстракта лакричного корня (1 кг экстракта на 0,5 л воды).
Для создания вакуума используют плоские, кольцевые и сегментные камеры. Величина вакуума 500-600 мм вод. ст. (5000-6000 Па). Длительность испытания 20 с.


 

Технологическая проба (ГОСТ 3242-79).

Служит для определения сплавления металла, характера излома соединений (по шву или по основному металлу), наличия непровара и других внутренних дефектов на образцах. Место разрушения осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы 10-кратного увеличения. Применяют при аттестации сварщиков, испытании сварочных материалов и выбранной технологии.


 

Определение склонности швов к межкристаллитной коррозии (ГОСТ 6032-75).

Служит для проверки склонности соединений, изготовленных из легированных ферритных, аустенитно-мартенситных, аустенитно-ферритных и аустенитных сталей (например, сталей типа 18-8), к межкристаллитиой коррозии в зависимости от свойств применяемой стали и условий работы сосуда. Образцы, изготовленные из сварного соединения, в течение определенного времени находятся под воздействием специального раствора, после чего их промывают, просушивают и загибают под углом 90°. Наличие трещин указывает па то, что образец испытаний не выдержал.


 

Металлографическое исследование (ГОСТ 3242-79).

Макроструктуру контролируют для установления глубины проплавления металла, ширины зоны термического влияния, наличия внутренних дефектов путем осмотра поверхности образца, вырезанного поперек сварного шва с помощью режущего или абразивного инструмента (огневая резка должна быть на расстоянии, при котором в исследуемом сечении не происходит структурных изменений). Контролируемую поверхность шлифуют и подвергают травлению специальными реактивами до четкого выявления структуры. Микроисследованием устанавливают точность соблюдения предписанной технологии сварки и термической обработки. Шлифы - темплеты перед испытанием полируют и протравливают 4%-ным раствором азотной кислоты в этиловом спирте.


 

Механические испытания (ГОСТ 6996-66*).

Данное испытание позволяет определить прочность и пластичность сварных соединений. Образцы сваривают в тех же условиях, что и изделие, или вырезают из него. Испытания на разрыв и загиб (сплющивание для труб диаметром до 100 мм) являются обязательными, на ударную вязкость - только для назначенных изделий. Испытания проводят при проверке квалификации сварщиков, а также для определения пригодности сварочных материалов и выбранной технологии сварки.


 

Испытание на твердость (ГОСТ 22761-77).

Его применяют для проверки качества термической обработки сварных соединений толстостенных трубопроводов из углеродистых (С) и хромомарганцовистых (ХГ) сталей, а также трубопроводов из легированных сталей перлитного и мартенситно-ферритного классов (ХМ и ХФ).
Твердость измеряют на двух участках по окружности стыка на трубах с наружным диаметром более 100 мм и на одном участке при наружном диаметре труби до 100 мм. При автоматической сварке и общей термической обработке допускается производить измерение на одном участке независимо от наружного диаметра. Измеряют в пяти точках: по центру шва, на расстоянии 1-2 мм от границы сплавления в сторону основного металла и на расстоянии 10-20 мм от границы сплавления - на основном металле.
Испытанию подвергают 15% общего количества сваренных каждым сварщиком в течение месяца однотипных стыков на сталях групп С и ХГ, но не менее двух, и 100% стыков на сталях групп ХМ и ХФ.
По результатам измерения твердости качество сварки считается неудовлетворительным, если:
снижение твердости наплавленного металла превышает 25 НВ по сравнению с нижним значением твердости основного металла;
твердость наплавленного металла превышает 20 НВ по сравнению с верхним значением твердости основного металла;
разность в твердости основного металла и зоны термического влияния превышает 50 НВ на сталях групп С н ХГ и 75 НВ на сталях групп ХМ и ХФ.
При разности в твердости, превышающей допустимую, стыки повторно термически обрабатывают. При разности в твердости, превышающей допустимую на сталях групп С и ХГ, твердость замеряют на 100% стыков; в случае необходимости производят термическую обработку независимо от толщины стенки. При разности в твердости, превышающей допустимую после повторной термической обработки, делают стилоскопирование наплавленного металла всех однотипных производственных стыков, сваренных данным сварщиком во время последней контрольной проверки. При несоответствии химического состава наплавленного металла заданному стыки бракуют окончательно.
В полевых условиях применяют переносные твердомеры типа ТПП-10, ТПК-1, ТШП-3, ТШП-4 и ТШП-0,75. Для приближенного определения твердости по Бринеллю (НВ) служат приборы с произвольной энергией удара, называемые твердомерами Польди-Хютте.
Динамическое нагружение стального шарового индентора осуществляют посредством удара по бойку (штоку) ручным молотком. При ударе индентор одновременно внедряется в эталон и изделие. Твердость находят путем сравнения отпечатков.


 

Контроль содержания ферритной фазы в швах (ГОСТ 11878-66*).

Наплавленный металл на содержание ферритной фазы контролируют на изделиях из стали группы ХН переносными ферритометрами ФА-1 ФМ-10Н и альфа-фазометрами в объеме 100% на трубах, предназначенных для работы при температуре свыше 350° С и в коррозионных средах (при наличии требования в проекте). Измерения производят не менее чем в пяти точках на каждой из трех равнорасположенных по окружности стыка площадок размером не более 10 X 10 мм. На трубах с наружным диаметром не менее 50 мм замеры проводят на двух диаметрально-противоположных площадках. Шероховатость поверхности, подготовленной под замеры, должна быть не менее Rz =20 по ГОСТ 2789-73 (СТ СЭВ 638-77).
Результаты измерений на содержание ферритной фазы считаются неудовлетворительными, если количество ее превышает 7% в деталях, предназначенных для работы при температуре свыше 350° С; 3%-в трубопроводах из хромони кельмолибденовых сталей, работающих в коррозионной среде, с толщиной стенки трубы до 5 мм и в корне на высоте не менее 5 мм - при большей толщине, а также 5% - на наружной поверхности швов деталей из тех же сталей с толщиной стенки трубы более 5 мм.
Стилоскопирование наплавленного металла. Стилоскопирование, или экспресс - анализ химического состава наплавленного металла, проводят с целью установления соответствия марок использованных сварочных материалов требованиям технических условий и производственных инструкций на сварку. Стилоскопированию на выявление основных легирующих элементов подвергают наплавленный металл шва в случае, рассмотренном выше, и если соответствие использованных сварочных материалов назначенным вызывает сомнение. Для этой цели служат переносные стилоскопы СЛП-2 п СЛП-4, стационарные СЛ-12 "Спектр".
При получении неудовлетворительных результатов выполняют стилоскопирование 100% однотипных стыков, сваренных данным сварщиком. При несоответствии (по результатам стилоскопировання) химического состава наплавленного металла требуемому проводят химический анализ лабораторными методами, результаты которого считаются окончательными.

 

Методы контроля качества сварных швов

 

Ещё по этой теме