Авг 05, 2021
Для оценки качества сварных соединений применяют контрольное сварное соединение. Контрольным считается сварное соединение, идентичное контролируемым производственным сварным соединениям (тех же марок стали соединяемых элементов, толщины и диаметра, типа и конструкции соединения, формы разделки кромок). При контроле однотипных соединений толщина и диаметр контрольного сварного соединения должны соответствовать одному из типоразмеров сварных соединений. Технологический процесс выполнения контрольного сварного соединения должен соответствовать технологическому процессу‚ применяемому при изготовлении контролируемой арматуры или при соединении ее с трубопроводом (тот же способ сварки, положение, сварочные материалы, режимы, с тем же подогревом и термообработкой и т.п.). Выполняться они должны в тот же период времени, что и контролируемые ими производственные сварные соединения, тем же сварщиком, на том же оборудовании и по той же технологии.
Контрольные сварные соединения выполняют на специальных припусках или на приварных контрольных пластинах совместно со сваркой основного изделия либо отдельно от изделия, если совместное их изготовление невыполнимо. Качество сварного шва оценивается по результатам наиболее ответственной из предъявляемых контрольной пробой соединений. При обнаружении неисправимых дефектов все производственные сварные соединения должны быть проверены в полном объеме тем же методом дефектоскопии, которым выявлены дефекты, за исключением случаев, когда производственные сварные соединения подвергаются 100 %-ному контролю.
Все сварные соединения должны иметь клеймение или иное условное обозначение.
Внешнему осмотру и измерению размеров шва подлежат основной метал и все швы по всей длине. При проверке выявляются поверхностные дефекты и отклонения от заданных размеров. Осмотр и измерение сварных соединений должны проводиться с обеих сторон шва, если они доступны для контроля. В целях обеспечения качественного контроля поверхность сварного шва, а также прилегающие к нему участки основного металла шириной не менее 20 мм перед осмотром должны быть освобождены от шлака, брызг расплавленного металла и других загрязнений и зачищены.
При осмотре и измерениях используется универсальный и специальный измерительный инструмент. Швы на трубопроводах I и II категории осматривают с помощью лупы с девятикратным увеличением, на трубопроводах III и IV категорий — без нее. Выявляются внешние дефекты шва: трещины, прожоги, свищи, наплывы, незаваренные кратеры, непровары и т.п. Измеряют ширину, высоту выпуклости и катет сварочного шва и сравнивают их с требуемыми по техническим условиям, чертежам и т. д.
Рентгено- или гамма-дефектоскопия являются наиболее надежным методом контроля. При этом методе с помощью рентгеновской установки или источника гамма-излучения просвечиваются стенки детали. Рентгеновская дефектоскопия может осуществляться двумя способами: диаскопическим при помощи флюоресцирующего экрана и фотографическим путем фиксации дефектов на высокочувствительной пленке.
Рентгеновское излучение создают специальными рентгеновскими трубками или стационарной рентгеновской установкой. Толщина просвечиваемого металла в зависимости от применяемой установки может достигать 200 мм. Рентгеновская дефектоскопия применяется главным образом в лабораториях, где легче создать условия, безопасные для работы обслуживающего персонала.
Гамма-дефектоскопия может быть использована для контроля металла толщиной до 300 мм. С одной стороны помещают источник излучения (обычно кобальт-60), с другой - сверхчувствительную пленку, которая засвечивается гамма-излучением, прошедшим через металл. На пленках газовые раковины в отливках выглядят в виде затемнений из-за меньшей толщины слоя металла с четким очертанием контура, усадочные раковины - со слабо выраженным очертанием трещины выглядят как интенсивные темные ломаные линии и т.д. Просвечиванием проникающим излучением может быть выявлена ликвация металла.
Ценным свойством гамма-дефектоскопии является возможность обнаружения дефектов в сварных швах и выявления их характера: непровар, трещина, газовая или шлаковая раковина.
Сварные соединения контролируются в соответствии с ГОСТ 7512 и другими нормативными документами. обязательному просвечиванию подлежат все сварные соединения из сталей различных классов. Должны также быть просвечены все места пересечений и сопряжений сварных соединений вне зависимости от их категории. Проведение ультразвуковой дефектоскопии не исключает необходимости просвечивания проникающими излучениями, при этом просвечивание участков, подлежащих этому виду контроля, не засчитывается в регламентированные объемы контроля. Объем просвечивания устанавливается Правилами Госгортехнадзора и может быть уменьшен по согласованию с соответствующими организациями.
Если просвечивание шва проникающими излучениями или ультра- звуком, предусмотренными техническими условиями, невозможно, внешний осмотр и измерения сварного соединения производятся послойно в процессе выполнения технологического процесса сварки.
Результаты осмотра и измерений регистрируются в специальном журнале.
Чувствительность рентгено- и гамма-дефектоскопии зависит от плотности и толщины просвечиваемого металла, местоположения и формы дефекта в детали и других факторов. Чувствительность рентгенографирования значительно выше гаммаграфирования, причем разница наиболее сильно проявляется при малых толщинах металла.
Контрольные сварные соединения проверяют всеми методами неразрушающей дефектоскопии, предусмотренными для соответствующих сварных производственных соединений. Как минимум должны быть выполнены внешний осмотр, просвечивание и ультразвуковая дефектоскопия. Контроль осуществляется по всей длине шва в полном объеме.
Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений основана на способности упругих колебаний отражаться от границы двух сред с различными физическими свойствами и выполняется в соответствии с ГОСТ 14782 и другими нормативными материалами. С помощью ультра- звуковой дефектоскопии выявляются внутренние дефекты сварного соединения: трещины, непровары, шлаковые включения, несплавление наплавленного слоя с основным металлом и т. п.
Объем ультразвуковой дефектоскопии устанавливается Правилами Госгортехнадзора и может быть уменьшен по согласованию с проектной организацией, материаловедческой организацией, с местными органами Госгортехнадзора в случае серийного изготовления предприятием однотипных изделий при неизменном технологическом процессе, специализации сварщиков на отдельных видах работ и высоком качестве сварных соединений, подтвержденном результатами контроля за период не менее одного года. При ультразвуковой дефектоскопии о наличии дефектов судят по расположению, затуханию или скорости импульсных сигналов.
Для выполнения ультразвуковой дефектоскопии контактным методом швы должны быть обработаны механическим способом с шероховатостью поверхности не выше Rz = 10 мкм. Для контроля могут быть использованы переносные дефектоскопы. Наибольшее распространение получили импульсные дефектоскопы, позволяющие обнаружить и определить координаты дефектов, являющихся нарушением сплошности, трещин, раковин, расслоении, зон рыхлости на глубине от 1 до 250 мм. Ультразвуковой дефектоскопией весьма успешно контролируют, например, концы патрубков литой арматуры.
Основными показателями эксплуатационных качеств дефектоскопа являются: чувствительность, т.е. минимальная площадь отражателя, расположенного на заданном расстоянии от точки ввода ультразвуковых колебаний и четко регистрируемого прибором; дальность действия, т.е. максимальное расстояние, на котором может быть четко обнаружен донный эхо-сигнал; разрешающая способность, т.е. минимальное расстояние между двумя дефектами или расстояние между дефектом и донной гранью изделия, при котором эхо-сигналы от них могут быть отмечены индикатором раздельно; размер "мертвой зоны”, т.е. минимальная глубина залегания дефекта, при которой он может быть отмечен индикатором; точность определения координат обнаруживаемого дефекта.
Перед проведением ультразвуковой дефектоскопии должны быть подготовлены основные данные о контролируемом объекте и предъявляемые требования, затем разработана основная методика контроля и выбраны параметры дефектоскопа. Настройка проводится по образцам, имеющим искусственные дефекты. Качество контролируемого материала оценивается в результате анализа осциллограмм.
Магнитная дефектоскопия используется для контроля деталей и заготовок из ферромагнитных материалов (перлитных сталей, чугуна). При этом выявляются поверхностные и подповерхностные пороки, которые не могут быть обнаружены внешним осмотром. Существуют индукционный метод магнитной дефектоскопии и метод магнитных порошков или магнитно-порошковая дефектоскопия.
Индукционный метод предназначен для выявления подповерхностных и открытых, выходящих на поверхность, пороков. Он заключается в намагничивании контролируемой детали электрическим током, после чего наблюдают за изменением электродвижущей силы в различных точках с помощью катушки искателя и контрольных приборов (гальванометров‚ сигнальных ламп).
Магнитно-порошковая дефектоскопия основана на обследовании магнитного сопротивления шва. При наличии дефектов искажается форма магнитного поля, создаваемая мелким порошком окиси железа (Fe2O4 или Fe2O3, частично восстановленные при температуре 800 °С). На деталь накладывают сверхчувствительную фотобумагу, на которую насыпают ровный тонкий слой порошка и помещают в поле сильного соленоида постоянного тока, порошок опрыскивают быстросохнущим прозрачным лаком (цапонлак и др), затем бумагу освещают ярким светом и проявляют. В результате на бумаге создается картина магнитного поля, по которой определяют наличие или отсутствие дефектов.
Люминесцентная дефектоскопия используется для выявления поверхностных
дефектов деталей из сталей перлитного и аустенитного классов. Принцип основан на способности люминесцентных растворов, обладающих высокой смачиваемостью, проникать в капиллярные трещины, рыхлости и другие дефекты. При освещении ультрафиолетовым светом люминесцентный состав, проникший в трещины, начинает светиться, обнаруживая форму и характер дефекта.
дефектов деталей из сталей перлитного и аустенитного классов. Принцип основан на способности люминесцентных растворов, обладающих высокой смачиваемостью, проникать в капиллярные трещины, рыхлости и другие дефекты. При освещении ультрафиолетовым светом люминесцентный состав, проникший в трещины, начинает светиться, обнаруживая форму и характер дефекта.
Цветная дефектоскопия отличается от люминесцентной только тем, что вместо люминесцентного состава используют растворы, окрашенные красителем в яркий цвет (красный). Например, в качестве краски используют краску судан, а в качестве адсорбирующего состава — белила.
Люминесцентная и цветная дефектоскопия относятся к вспомогательным средствам контроля и используются в основном для сталей склонных в трещинообразованию. Проверяют 10 % длины шва каждого типа с обязательной проверкой начального и конечного участков шва. Если обнаружены трещины, контролируется весь шов.
Поверхностные дефекты могут быть обнаружены также визуально. Поверхности сварного шва в местах выявления дефектов зачищают шлифовальным кругом и полируют до зеркального блеска, смачивают керосином и выдерживают в течение часа, а затем обрабатывают песком. Через полчаса после обработки поверхность осматривают, дефекты выявляют по керосиновым пятнам. Часто дефекты удается обнаружить на полированной поверхности без дополнительной обработки, в некоторых случаях применяют травление полированной поверхности.