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 8 или 10 – кратного увеличения. При этом обнаруживают наружные дефекты: ослабление или 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 непроницаемость (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:

е – ширина шва; q – выпуклость (вогнутость); S – толщина металла; k – катет

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 приготавливают из расчета 350…450 г молотого просеянного мела или каолина на 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:

1 – баллон с газом; 2 – редуктор; в – контролируемое изделие

Рис. 2.6. Внутренние дефекты сварного шва:

а – поры; б – непровар; в – 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 проводится в специальном помещении со свинцовой защитой обслуживающего персонала. Рентгеновские лучи являются электромагнитными колебаниями с длиной волны 2х10^-8…6х10^-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 для установки снимков.

В заключении, составляемом по каждому снимку, указываются обнаруженные дефекты с помощью условных обозначений:

1. Первая буква – вид дефекта: П – поры; Ш – шлаковые включения; Н – непровар; В – вольфрамовые включения; Т_П – поперечные трещины; Т_ПР – продольные трещины.

2. Вторая буква – характер дефекта: А – отдельный дефект; Б – цепочка дефектов; В – скопление дефектов.

3. Первая цифра – диаметр (для П, Ш, В) или длина (для Н, Т_П, Т_ПР), мм.

4. Вторая цифра – количество штук (для А) или протяженность от первого до последнего дефекта (для Б, В), мм.

Например: ПА – І, О – 13 – тринадцать отдельных пор диметром 1,0 мм; ШБ -2-25 - цепочка шлаковых включений диаметром 2 мм, длиной 25 мм; ВВ-0,8-10 - скопление вольфрамовых включений диаметром 0,8 мм по длине 10 мм; Т_ПР – 5-2 – две продольные трещины по 5 мм длиной.

ВЫПИСКА

из сертификата

	Марка стали	Химический состав, %
		Углерод С	Кремний Si	Марганец Mn	Хром Cr	Никель Ni	Медь Cu	Ванадий V	Другие элементы
1	ВСт3пс6	0,21	0,14	0,58	-	-	-
2	ВСт3сп5	0,20	0,27	0,61	-	-	-
3	09Г2	0,10	0,21	1,65	0,21	0,25	0,17
4	09Г2Д	0,11	0,30	1,57	0,23	0,26	0,30
5	09Г2С	0,09	0,65	1,43	0,17	0,20	0,19
6	09Г2СД	0,10	0,70	1,52	0,19	0,23	0,30
7	10Г2С1	0,11	1,02	1,38	0,18	0,20	0,21
8	15ГФ	0,11	0,21	0,97	0,20	0,25	0,21	0,10
9	15Г2СФ	0,12	0,55	1,45	0,21	0,24	0,21	0,08
10	16Г2АФ	0,15	0,41	1,37	0,32	0,28	0,25	0,11	Азот N – 0,021
11	10ХСНД	0,10	1,00	0,72	0,75	0,62	0,53
12	15ХСНД	0,15	0,49	0,55	0,72	0,45	0,33
13	10ХНДП	0,10	0,23	0,38	0,62	0,52	0,41		Фосфор Р – 0,081 алюминий Al – 0,11
14	18Г2С	0,09	0,57	1,30	0,15	-	-		Фосфор Р – 0,025 сера S – 0,036
15	35ГС	0,33	0,78	1,13	0,17	-	-		Фосфор Р – 0,039 сера S – 0,045
16	20ХГ2Ц	0,23	0,62	1,67	1,07	-	-		Фосфор Р – 0,040 сера S – 0,042
17	80С	0,77	0,93	0,82	0,20	-	-		Титан Ті – 0,025 фосфор Р – 0,032 сера S – 0,040
18	22Х2Г2Р	0,23	0,62	1,78	1,65	-	-		Титан Ті – 0,060 фосфор Р – 0,037 сера S – 0,035

7