2.2.2. Контроль качества сварного соединения

Надежность эксплуатации сварных соединений зависит от их соответствия нормативной документации, которая регламентирует конструктивные размеры и форму готовых сварных швов, прочность, пластичность, коррозийную стойкость и другие свойства сварных соединений.

Сварные соединения, выполненные в производственных условиях, могут иметь отступления от заданных размеров, формы и свойств. В процессе монтажа или эксплуатации эти отступления могут привести к разрушению сварного шва и даже всей конструкции. Каждое такое несоответствие требованиям, установленным нормативной документа­цией, называется "дефектом".

Задача контроля сварки заключается в выявлении дефектов сварных соединений, определении причин их возникновения и разра­ботке мероприятий, направленных на устранение этих причин.

Все встречающиеся типы дефектов сварных соединений можно раз­делить на четыре группы: по расположению, форме, размерам и коли­честву.

По расположению различают дефекты наружные, внутренние и сквозные. По форме - компактные и протяженные, плоские и объем­ные, острые (с надрезом) и округлые (без надреза); по размерам - мелкие, средние и крупные; по количеству - единичные и групповые (цепочки, скопления).

Основные виды контроля следующие:

1. Контроль внешним осмотром и обмером. Внешний осмотр произво­дится визуально при помощи лупы 7 или 10 - кратного увеличения. При этом обнаруживают наружные дефекты: ослабление и смещение шва, подрезы, поверхностные поры и свищи, наплывы, прожоги, выходящие на поверхность трещины и т.д. (рис. 2.3) . Обмер сварного шва с целью определения соответствия его размеров требованиям норматив­ных документов производится с помощью универсального мерительного инструмента (линейка, штангенциркуль и т.д.) или специальными шаблонами и приборами. При этом определяется ширина и выпуклость шва, или катеты и выпуклость (вогнутость) углового шва (рис.2.4), Иногда для обнаружения наружных дефектов используют технические средства (краска "судан", люминесцентный метод и т.д.).

2. Контроль методами течеискания. Известно несколько способов проверки сварных конструкций на герметичность: гидроиспытания, пневмоиспытания, вакуумирование, аммиачная проба, проверка гелием течеискателем и т.д.

Рис. 2.3. Наружные дефекты сварного шва:

А- ослабление; Б - подрез; В - свищ;

Г~ наплыв; Д - трещина; Е - незаваренный кратер

Рис. 2.4. Геометрические размеры швов:

e - ширина шва; q - выпуклость (вогнутость); S - толщина металла; k- катет шва

Рассмотрим два метода:

а) Испытание статическим давлением газов (воздухом, азотом и др.) с обмазкой швов мыльным раствором. После герметизации конт­ролируемой системы (линии трубопровода, сосуда) в ней создают испытательное давление, равное обычно 1,1...1,25 рабочего давле­ния. Выявление течи производят с помощью пенообразующих составов (мыльной водой), которыми покрывают снаружи все швы. В местах, где имеются сквозные дефекты, под действием выходящего воздуха обра­зуются пузырьки, по которым и определяют место нахождения дефекта (рис. 2.5). Пенообразующее вещество наносят на поверхность швов кистью или с помощью пульверизаторов.

б) Испытания керосином. При керосиновом способе сварное соединение простукивают молотком на расстоянии 30...40 мм от шва и тщательно очищают от шлака, масла и других загрязнений. После очистки на поверхность швов наносят тонкий равномерный слой меловой суспензии. Эту операцию лучше выполнять с помощью пульверизатора, так как при использовании кисти суспензия наносится неровно, воз­можны попадания в неплотности воды и мела, что снижает выявление дефектов. Меловую суспензию приготовляют из расчета 350...450 г молотого просеянного мела или каолина 1 л воды (или растворителя, если контроль производится в зимних условиях). После высыхания суспензии противоположную сторону сварного шва многократно (5... 15 раз) и обильно смачивают керосином. В местах течей на меловой суспензии появляются темные пятна. При многократном смачивании шва выявление дефектов происходит в 2-3 раза быстрее, чем при однократном. При этом наблюдение за сварными соединениями нужно вести с момента начала смачивания их керосином. Для лучшей фик­сации мест течей, особенно в жаркую погоду, когда пятна быстро высыхают, рекомендуется в керосин добавлять краску «Судан-Ш» из расчета 2,5…3 г на 1 л, которая окрашивает его в красно-лиловый цвет.

3. Методы обнаружения внутренних дефектов. Для обнаружения внутренних дефектов сварного соединения - пор, трещин, непровара, вольфрамовых и шлаковых включений (рис.2.6) - используются различные виды неразрушающего контроля, основанные на различных физических явлениях, из которых в строительстве наиболее часто применяют: рентгено- и гаммаграфирование, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия. Все эти методы различны по чувствительности к форме, положению в шве и размерам дефектов: по виду документаль­ного подтверждения наличия или отсутствия дефекта, а также по мо­бильности, трудоемкости и стоимости выполнения операций контроля.

Рис. 2.5. Пневмоиспытания сварных соединений емкости:

I-балонн с газом; 2-редуктор; 3-контролируемое изделие

Рис. 2.6. Внутренние дефекты сварного шва:

а - поры; б - непровар; в, г - трещины

Рассмотрим рентгенографический метод контроля сварных соеди­нений. Это наиболее совершенный метод определения качества свар­ных швов без их разрушения, использующий стационарное оборудование.

Наиболее распространенные промышленные рентгеновские установки позволяют контролировать листовую сталь толщиной до 100 мм.

Рентгенографирование производится в специальном помещении со свинцовой защитой обслуживающего персонала. Рентгеновские лучи являются электромагнитными колебаниями с длиной волны 2x10^-8... 6x10^-11 см. При просвечивании пучок рентгеновских лучей из трубки направляется на сварное соединение и, проходя через него, воздейст­вует на фотопленку, размещенную в кассете. Контроль швов основан на способности этих лучей проникать сквозь тела, поглощаясь в раз­личной степени в зависимости от толщины и свойств материала.

1 - рентгеновская трубка;

2 - сварное соединение;

3 - кассета;

4 - фотопленка

Рис. 2.7. Рентгенографический контроль сварных соединений

После проявления негативной пленки на ней видны:

• сварной шов, более светлый чем остальное поле пленки;

• трещины в виде резких, извилистых или зигзагообразных

• темных линий вдоль или поперек шва;

• непровар в виде резких прямых или пунктирных линий вдоль шва;

• поры, в виде округлых или вытянутых темных пятен или точек;

• шлаковые включения, в виде серых пятен неправильной формы;

• вольфрамовые включения в виде белых пятен неправильной формы или точек.

Дешифровка рентгенографических снимков производится на негатоскопе - фонаре с регулировкой силы и площади света и с местом дм я установки снимков.

Испытать керосиновой пробой герметичность представленных образцов сварных соединений и образцов пробы Кировского завода. Сделать эскизы образцов и дать оценку результа­тов испытаний.

Произвести дешифровку пленок рентгенографического контро­ля, выданных преподавателем. Выполнить эскизы рентгенограмм. Резуль­таты дешифровки представить в условных обозначениях.

Контрольные вопросы

1. Чем оценивается качество сварного соединенения?

2. Что составляет две задаче обеспечения качества сварного соединения?

3. Что такое свариваемость?

4. В чем различие физической и технологической свариваемости?

5. От каких факторов зависит свариваемость металлов?

6. Какие показатели определяют свариваемость?

7. Назовите фактор, определяющие высокое качестве сварнoго соединения.

8. Дайте теоретическую оценку свариваемости.

9. В чем заключается экспериментальная оценка свариваемости?

10. Дайте определение дефекта сварного соединения.

11. Как классифицируется дефекты сварных швов?

12. Назовите виды контроля качества сварных соединений.

13. Какие задачи контроля внешним осмотром?

14. Назовите способы контроля сварных соединений на герметичность (плотность).

15. Изложите сущность контроля плотности сварных соединений керосином.

16. Какие методы используются для обнаружения внутренних дефектов?

17. Как выглядят сварной шов, основной металл и дефекты сварного соединения на рентгеновском снимке?

18. Приведите пример распиловки рентгенограммы сварного шва с помощью условных обозначений.

Список рекомендуемой литературы

1. Алексеев Е.К., Мельник В.И. Сварка в промышленном строительстве. – М.: Стройиздат, 1977. – 360 с.

2. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Прочность сварных соединений и деформации конструкций: Учеб. пособие. – М.: Высш.шк., 1982. – 272 с.

3. Сварка и резка в промышленном строительстве: В 2 т. / Б.Д. Малышева. – 3-е изд., перераб и доп. – М.: Стройиздат, 1989. – 590 с.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

КАФЕДРА “МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ”

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по курсу «Сварочные работы в строительстве»

(для студентов всех форм обучения по направлению подготовки «Строительство»)

Составители:

Евгений Иванович ЗАЙЦЕВ

Ярослав Викторович НАЗИМ

Максим Владимирович БУСЬКО

Ответственный за выпуск:

Зайцев Е.И.

11