Лекция 15. Контроль сварных соединений (продолжение) наплавочные работы
15.1. Визуальный контроль
Визуальный контроль сварных швов проводят по всей их протяженности с двух сторон невооруженным глазом или с применением лупы 4–7 кратного увеличения. Перед контролем сварной шой и прилегающие к нему поверхности основного металла должны быть очищены от шлака, брызг и других загрязнений. Измерительный контроль проводят не менее, чем в трех местах, расположенных равномерно по длине сварного шва. Для этой цели используют шаблоны и измерительные инструменты.
15.2. Физические методы контроля
Физические методы контроля выполняют после удовлетворительных результатов визуального и измерительного контроля. Они проводятся для выявления в сварных соединениях скрытых внутренних дефектов. Метод контроля зависит от типа производства, технических требований к изделию, возможности производства. Многие из методов – аналогичны тем, которые применяют для контроля качества литых заготовок. Основные физические методы контроля сварных соединений:
ультразвуковой контроль;
рентгенодефектоскопия;
магнитные методы;
люминисцентный метод;
испытания на герметичность.
15.2.1. Ультразвуковой контроль
Ультрозвуковой контроль (рис. 15.1.) основан на способности ультразвуковых колебаний проникать в толщину металла и отражаться от неметаллических включений, пор и других дефектов. Частота колебаний ультразвуковой волны –0,5–10 МГц. Для возбуждения ультразвуковой волны используют пьезоэлемент из кварца, титаната бария и др., который размещают в специальном преобразователе – датчике. При прохождении волны через границу раздела двух сред (дефекта) волна отражается и луч попадает в приемник и усилитель, откуда попадает на экран дефектоскопа. Возможен контроль деталей толщиной до 300 мм. Недостатки способа: трудность определения харктера дефекта; невозможность контроля заготовок толщной менее 10 мм; низкая производительность; необходимость в высокой квалификации оператора.
15.2.2. Рентгеноскопический контроль
Этот способ контроля (рис. 15.2. б) основан на различном поглощении рентгеновских лучей различными веществами. Лучи напрвляют на сварной шов, а с обратной стороны подкладывают фотопленку. Дефектные места пропускают лучи с меньшим поглощением, чем сплошной металл. После проявления на фотопленке хорошо видны очертания дефектов шва в виде темных пятен и линий. Более плотные, чем металл, включения, например вольфрам, имеют на снимке светлый цвет.
Определяемые дефекты: поры, трещины, непровары, шлаковые включения. Рентгеноскопический контроль применяют для просвечивания ответственных крупногабаритных изделий толщиной более 20 мм, трубопроводов и резервуаров. Главные недостатки способа – высокая стоимость и опасность для персонала.
15.2.3. Магнитные методы контроля
Магнитные методы контроля основаны на исследовании магнитных полей рассеяния на намагниченном контролируемом изделии.Имеется несколько методов магнитного контроля сварных швов: магнитно-порошковый, магнитнографический, индукционный и др.
Магнитно-порошковый контроль состоит в том, что после намагничивания изделия сварной шов посыпают магнитным порошком (из железной окалины) или покрывают суспензией (смесь магнитного порошка с керосином, маслом). В зоне дефекта порошок распределяется неравномерно: скапливается по краям трещин, пор, включений. Это и указывает на налчие и месторасположение дефекта. Однако вид дефекта определить затруднительно.
Магнитографический контроль состоит в том, что на сварной шов накладывают ферромагнитную пленку, а затем шов намагничивают соленоидом или магнитом. В зависимости от вида и величины дефекта в соответствующих местах пленки будет разная степень намагничивания. Магнитные сигналы преобразуют в звуковые или наблюдают на экране осциллографа. Аппараты отличаются большой точностью, простотой, невысокой стоимостью используемых материалов, возможностью контроля в любых протранственных положениях, безопасностью персонала.
15.2.4.Люминисцентный метод контроля
Основан на использовании свойств некоторых жидкостей хорошо смачивать поверхности металла и проникать в трещины, поры, и другие дефекты сварного шва. А при добавлении в них флюоресцирующих веществ – светиться в ультрафиолетовых лучах. Состав жидкости: керосин – 50%, бензин –25%, трансформаторное масло –25%, флюоресцирующее вещество – до 0,03% сверх 100% (состоит из концентрата углеводородов). На контролируемую поверхность наносят слой жидкости (поверхность очищена от шлака, брызг, масел) и выдерживают в течение 10–15 мин. Затем изделия промывают и просушивают, после чего на его поверхность наносят тонкий слой талька. Оставшаяся в местах дефектов жидкость пропитывает порошок. Через 30–50 мин сухой порошок сдувают и контролируемую поверхность освещают ультрофиолетовыми лучами от ртутно-кварцевых ламп. В местах дефектов возникает яркое желто-зеленое свечение.
Недостатки способа – высокая трудоемкость и длительность процесса контроля, возможность выявления только поверхностных дефектов.
15.2.5. Испытания на герметичность
Основные способы испытания на герметичность: испытания керосином, пневматические, вакуум-аппаратом, гидравлические.
Испытания керосином проводят на изделиях толщиной до 10 мм. С одной стороны изделие обильно смачивают керосином, а с другой стороны сварные швы покрывают водным меловым раствором. При наличии даже мельчайших пор, трещин или непроваров керосин просачивается и на окрашенных мелом поверхностях появляются керосиновые пятна.
Пневматические испытания проводят нагнетанием в испытываемый резервуар сжатого воздуха до рабочего давления, а швы покрывают мыльной эмульсией. При наличии дефектов появляются мыльные пузыри. Вариант способа – погружение испытуемого сосуда в ванну с водой. В этом случае дефекты определяются по пузырькам воздуха.
Вакуумным аппаратом контолируют сварные швы, имеющие односторонний доступ, когда невозможно использовать предыдущие способы. Контролируемый сварной шов смачивают мыльным раствором и затем на него устанавливают вакуумный аппарат с резиновым уплотнением. При откачивании воздуха и образовании вакуума в камере аппарата в местах дефектов появляются мыльные пузыри.
Гидравлические испытания проводят с целью испытания сварных швов не только на герметичность, но и на прочность. Этим испытаниям подвергают сосуды или изделия, работающие под давлением. Перед испытанием все отверстия изделия закрывают заглушками, а изделие заполняют водой. Давление воды внутри изделия создают с помощью гидравлического пресса. Оно обычно в 1,5 раза выше рабочего давления. Время выдержки под давлением оговаривается техническими условиями. Затем давление снижают до рабочего и проверяют наличие дефектов по пропуску воды в швах.