4.4. Дефекты сварных швов и методы их обнаружения и контроля

Сварным швам присуши типовые металлургические дефекты: раковины, газовые поры, шлаковые включения и др., а также дефекты неправильной технологии сварки и термообработки: непровар, изменение размеров зерен, горячие и холодные трещины, ликвации.

Требования к сварке и последующей термической обработке разнообразны, зависят от свойств свариваемых материалов, назна­чения, конструкции и условий эксплуатации объектов и регламенти­руются стандартами, правилами устройства и эксплуатации изделий,» техническими условиями на изготовление, производственными! инструкциями и технологической документацией.

Контроль сварных швов производят:

• в процессе изготовления изделия,

• при приемно-сдаточных испытаниях,

• при эксплуатации изделия в соответствии с Правилами эксплуатации.

Последовательность и объем контроля должен соответствовать требованиям нормативной документации (НД) на изделие. Результаты контроля фиксируются в паспорте изделия и в эксплуатационной документации.

Контроль проводят неразрушающими или разрушающими методами. Основными видами неразрушающего контроля сварных соединений являются:

• визуальный и измерительный, • радиографический,

• ультразвуковой (УЗД),

• радиоскопический (допускается по инструкции, согласованной с Госгортехнадзором России),

• стиюскопирование,

• измерение твердости,

• гидравлические (или пневматические) испытания.

Кроме этого могут применяться другие методы (акустическая эмиссия, магнмтография, цветная дефектоскопия и др.) в соответствии с НД на изделие.

Целью визуального контроля является выявление трещин всех видов и направлений, свищей и пористости наружной поверхности шва, подрезов, наплывов, прижогов, незапланированных кратеров, смещения и совместного увода кромок свариваемых элементов, не прямолинейности соединяемых элементов, несоответствия формы и размеров швов требованиям технической документации.

УЗД и радиографический контроль проводят с целью выявления внутренних дефектов. Метод контроля выбирают из условия более точного и полного выявления недопустимых дефектов с учетом физических свойств металла и конструкции изделия. Согласно ГОСТ 14782-76 УЗД сварных соединений проводят, как правило, эхо-методом. Так как в стыковых швах дефекты чаще всего ориентированы параллельно поверхностям свариваемых кромок, то прозвучивание осуществляют поперечно продольным сканировани­ем. Идентификацию выявленных дефектов производят в соответствии с ГОСТ 14782-76. Согласно последнему дефекты сварных соединений подразделяют на пять классов.

Цветной и магнитопорошковый дефектоскопии подвергают сварные швы, не доступные для контроля радиографическим или ультразвуковым методам, а также сварные швы сталей склонных к образованию трещин при сварке, определяемые согласно РД26-11-01. Магнитопорошковая и цветная дефектоскопия сварных соединений и объемы контроля сосудов и аппаратов проводятся в соответствии с ГОСТ 26-01-84, ОСТ 26-5.

Контроль стилоскопиронанием проводят с целью подтвер­ждения соответствия марки металла деталей и сварного шва: требованиям НД. При стилоскопировании руководствуются Инструкцией по стилоскопированию основных и сварочных материалов. Дефектные сварные швы, выявленные при контроле, должны быть удалены, швы вновь сварены и подвергнуты стилоскопированию.

Правила отбора для определения химического состава сварных швов и наплавленных металлов установлены ГОСТ 7122-81. Эти правила включают в себя выбор места взятия пробы, зачистку, способ вырезания из шва, способ подготовки поверхности к проведению анализа. Определение механических свойств материала сварного соединения производят путем вырезания его из контролируемой конструкции или от специально сваренных для проведения испытаний контрольных образцов. ГОСТ 6996-91 устанавливает методы отбора образцов, условия проведения испытаний и оценку их результатов при следующих видах испытаний:

• испытании металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое (кратковременное)! растяжение;

• испытании металла различных участков сварного соединения! и наплавленного металла на ударный изгиб (на надрезанных образцах);

• испытании металла различных участков сварного соединения на стойкость против механического старения;

• измерении твердости различных участков сварного соединения и наплавленного металла;

• испытании сварного соединения на статическое растяжение;

• испытании сварного соединения на статический изгиб;

• испытании сварного соединения на ударный разрыв.

Сварные соединения подвергают испытаниям на сопротив­ляемость образованию холодных и горячих трещин металла швов и зоны сплавления сварных соединений при всех способах сварки плавлением и имитации сварочного термического цикла. Сущность методов состоит в высокотемпературной деформации металла в процессе сварки до образования трещин под действием внешних сил, создаваемых испытательной машиной (машинные методы), под действием внутренних сил от усадки шва и формоизменения свариваемых элементов (технологические методы). Форму образцов и схему деформирования выбирают в зависимости от толщины основного металла, способа сварки, объекта испытания и ориентации трещин, которые необходимо воспроизвести при испытании.

Металлографическому исследованию подвергают стыковые свари, соединения, определяющие прочность сосудов:

• работающих под давлением более 5 МПа (50 кгс/см³) и* температуре выше 450°С, или температуре ниже минус 40°С,

• изготовленных из легированных сталей, склонных к подкалу при сварке (12ХМ, 15X5 М и др.), из сталей аустенитного класса ферритной фазы (06ХН28МДТ, 08Х17Н16МЗТ и др.) и ■ двухслойных сталей. Металлографические макро- микроисследования проводят в соответствии с РД 24.200.04. "Испытание сварного соединения на стойкость против межкристаллитной коррозии проводится для изделий изготовленных из сталей аустенитного, ферритного, аустенитного ферритного классов и двухслойной стали с коррозионным слоем указанных сталей. Необходимость испытании на стойкость против межкристаллитной коррозии сварных соединений указывается в проекте или другой НД.

Перечень, порядок, объем и специальные виды испытан сварных соединений определяют Правила устройства эксплуатации конкретных изделий и другая НД.

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ПО СВАРНЫМ СОЕДИНЕНИЯМ

ГОСТ 2601-92. Сварка металлов. Термины и определения основ»' понятий.

ГОСТ 3242-79. Соединения сварные. Методы контроля качества.

ГОСТ 6996-91. Сварные соединения. Методы определения механичен свойств.

ГОСТ 7122-81. Швы сварные и металл наплавленный. Методы отбора п; для определения химического состава.

ГОСТ 7512-88. Контроль неразрушающий. Соединения сварш Радиографический метод.

ГОСТ 8713-90. Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные конструктивные элементы и размеры.

ГОСТ 5264-89. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

ГОСТ 11534-91. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острым тупыми углами. Основные типы, конструктивные элемент размеры.

ГОСТ 11969-93. Сварка плавлением. Основные положения и обозначение

ГОСТ 14771-89. Дуговая сварка в защитном газе. Соединении свари. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Швы сварные.

Электрошлаковая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Сварка дуговая. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Соединения сварные из двухслойной коррозионностойкие стали. Основные типы, конструктивные элементы и размеры

Сварка металлов. Классификация.

Конструкции сварные. Метод оценки хладостойкости пс реакции на ожог сварной дугой.

Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

Свариваемость сталей. Метод оценки влияния варки плавлением на основной металл.

Контроль неразрушающий. Швы сварных соединена трубопроводов. Магнитографический метод.

Сварка металлов плавлением. Статистическая оценка качества по результатам неразрушающего контроля.

Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Электрорадиографический метод. Общие требования.

Сварные швы из стали. Эталонные образцы для калибров оборудования ультразвукового контроля.

Эталонный образец № 2 для ультразвукового контроля сварных швов.

Швы сварных соединений сосудов и аппаратов, работающий под давлением. Радиографический метод контроля.

Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические требования.

Швы сварных соединений сосудов и аппаратов, работающий под давлением. Методы ультразвукового контроля.

Швы стыковых и угловых сварных соединений сосудов аппаратов, работающих под давлением. Выбор методов неразрушающего контроля.

Контроль неразрушающий. Сварные соединения.

ОСТ26-1-87. Швы сварных соединений из титана и титановых сплавов.

Типы и конструктивные элементы. - М.: НИИХИММАШ.

ОСТ 26-3-87. Сварка в химическом машиностроении. - М.: НИИХИММАШ.

ОСТ 26-2044-83. Швы стыковых и угловых сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением'. Методика ультразвукового контроля. - М.: НИИХИММАШ.

ОСТ 26-2079-80. Швы сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих поддавлением. Выбор методов неразрушающего контроля. -Волгоград: ВНИИПТхимнефтеаппаратуры.

ОСТ 26-01-84-78. Швы стальных соединений с чльных сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика магнитопорошкового метода контроля. - Иркутс:;: НИИхиммаш.

ОСТ 26-01-163-84. Сосуды многослойные рулонированные стальные высокого давления. Методика ультразвукового контроля сварных соединений.

Сварка плавлением сталей. Сварные соединения. Типы, конструктивные элементы и размеры.

Швы сварных соединений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Рентгенотелевизионный метод контроля. -Волгоград: ВНИИПТхимнефтеаппаратуры.

ОСТ 26-11-14-88. Сосуды и аппараты, работающие под давлением. Газовые и жидкостные методы контроля герметичности. - Волгоград: ВНИИПТхимнсфтеаппаратуры.

Рентгенография сварных соединений.

Контроль неразрушающий. Цветной метод контроля сварных соединений наплавленного и основного металла.

Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудо­вания и трубопроводов атомныхэнергетических установок.

Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварка и наплавка. Основные положения.

Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок. Сварные соединения и наплавки. Правила контроля.

ПиНАЭГ-7-015-89. Унифицированные методики контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудо­вания и трубопроводов АЭУ. Магнитопорошковый контроль.

ПиНАЭГ-7-016-89. Унифицированные методики контроля основных материалов, сварных соединений и наплавки оборудования и трубопро­водов АЭУ.

ПиНАЭГ-7-017-89. Унифицированная методика контроля основных материалов, сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов АЭУ. Радиографический контроль.

ПиНАЭГ-7-019-89. Унифицированная методика контроля основных материалов сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов АЭУ. Контроль герметичности. Газовые и жидкостные методы.

ПиНАЭГ-10-021-90. Правила устройства и эксплуатации локализующих систем безопасности атомных станций.

ПиНАЭГ-10-31-92. Основные положения по сварке локализующих систем безопасности атомных станций.

ПиНАЭГ-10-32-92. Правила контроля сварных соединений элементов локализующих систем безопасности атомных станций.

РД 24.200.04-90. Швы сварных соединений. Металлографический метод контроля основного металла и сварных соединений нефтехимической аппаратуры.

РД 24.201.07-90. Швы сварных соединений сосудов и аппаратов из алюминия и его сплавов. Методика ультразвукового контроля.

РДИ 26-01-06-81. Контроль неразрушающий. Швы сварных соединенй сосудов и аппаратов, заготовки деталей сепараторов с титана и его сплавов. Методика контроля ультразвуковые эхо-методом. - Северодонецк:: НИИхиммаш.

РДИ 26-01-128-80. Инструкция по ультразвуковому контролю стыковых сварных соединений химической аппаратуры из сталей аустенитного и аустенитно-ферритного классов с толщиной стенки от 8 д 30 мм. - М.: НИИХИММАШ.

РД 26-11-01-85. Инструкция по контролю сварных соединений, недоступны для проведения радиографического и ультразвукового контроля. - М.: НИИХИММАШ.

РД 26-11-8-86. Соединения сварные. Механические испытания.

РД 34.17.302-97. Котлы паровые и водогрейные. Трубопроводы пара и горяча воды, сосуды. Сварные соединения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения. (ОП 501 Щ 97). - М.: НПП "Норма", 1997.

РД 2730.940.102-92. Котлы паровые и водогрейные, трубопроводы пара и горяча воды. Сварные соединения. Общие требования.

РД2730.940.103-92.Котлы паровые и водогрейные, трубопроводы пара и горяча воды. Сварные соединения. Контроль качества.

РД 304-10-003-90. Инструкция по контролю сварных соединений изделий криогенного машиностроения, недоступных для проведения радиологическим и ультразвуковым контролем. - АО Криогенмаш.

РД 50-694-90. Методические указания. Надежность в техник? Вероятностный метод расчета на усталость сварных соединений.

Радиографический контроль сварных соединений сосудов, работающих под давлением (18-06-ИК77). - Волгоград: ВНИКТИнефтехим оборудования.

Инструкция по ультразвуковому контролю сварных соединений техноло­гического оборудования (РДИ 38.18.016-94). - Волгоград: ВНИКТИнефтехимоборудования.

Контроль качества сварных соединений визуально-оптическим методом. Технологическая инструкция. - Волгоград: ВНИИПТхим-нефтеаппаратуры, 1990.

Инструкция по ультразвуковому контролю сварных соединений техноло­гического оборудования (РДИ 38.18.002-83). - Волгоград: ВНИКТИнефтехимоборудования, 1984.

Инструкция по проведению магнитопорошкового контроля качества оборудова­ния и сварных соединений (18-04-ИК-76). - Волгоград: ВНИКТИнефтехимоборудования, 1976.

Основные положения по ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений котлоагрегатов и трубопроводов тепловых электростанций (ОП 501 ЦЦ75). - М.: ЦНИИТМАШ.

Методика ультразвукового контроля сварных соединений трубопроводов КС с применением дефектоскопа USK-7D и толщиномера DME-DL. - РАО "ГАЗПРОМ", ИТЦ "Оргтехдиагностика", 1997. Согл. ГГТН 17.09.97.

Инструкция, по ультразвуковому методу контроля сварных стыковых соединений трубопроводов из полиэтилена. - М.: АО НИИХИММАШ, фирма "ПЕРГАМ". Согл. с ГГТН Россия 03.12.97.

Методические указания ЦНИИТМАШа по ультразвуковому контролю сварных соединений: ИЦУ-3-84. Методика контроля головными УЗ волнами.

ТИ-108.2728.253.03.00063. УЗД головными волнами сварных соединений трубопроводов ГЦК Ду-850 ВВЭР-1000.

ТИ-108.2728.03.253.00064. УЗД головными волнами сварных соединений трубопроводов КМПЦДу-800.

'МЦУ-7-90. Методические указания по УЗД шпилек головными волнами.

МЦУ-4-93. Методика УЗД сварных соединений трубопроводов Ду-100 и

Ду-200 с трубопроводом ГЦК Ду-500 ВЭР-440.

МЦУ-5-28-93. Методика УЗК стыковых сварных соединений трубопровода ГЦК Ду-500.

МЦУ-2-95. Методика УЗК аустенитных сварных соединений битуматора; РБ-800.

МЦУ-7-96. Методика УЗК аустенитных сварных соединений

трубопроводов 0 325x15 АЭС с РБМК-1000.