Контроль качества сварных соединений: основные методы и их характеристика

Основные этапы контроля качества сварочных работ

Контроль качества сварки необходим для подтверждения пригодности изделия к эксплуатации. Именно эта процедура устанавливает соответствие выполненной работы требованиям заказчика.

Так как указанный процесс является ответственным моментом, следует подробнее остановиться на особенностях его выполнения.

Выделяют следующие этапы контроля:

• проверка квалификации сварщика;
• оценка качества соединяемых деталей;
• проверка последовательности выполнения технологии сварки;
• контроль качества швов;
• механические испытания.

Первый этап подразумевает проверку навыков рабочих. Во время ее проведения каждый сварщик показывает специальный паспорт с допуском к сварке и делает пробное соединение.

Пробные соединения делаются тем же оборудованием и такими же материалами, как и в основной работе. Полученные изделия оцениваются посредством визуального осмотра и подвергаются механическим испытаниям. В случае получения качественной детали, сварщик допускается к работе.

Материалы и детали, с которыми предстоит работать, должны быть сертифицированы и соответствовать требованиям технических условий, ГОСТам и СНиПам.

Во время проверки соблюдения последовательности выполняемых действий контролируют:

• соответствие сборки соединений;
• параметры сварки: ток, напряжение;
• методику выполнения стыков;
• очистку от шлаков и окалин перед нанесением последующих слоев сварки.

Проверка швов осуществляется либо посредством визуального осмотра, либо с использованием специализированного оборудования.

3. Основные положения организации сварочных работ

1.3.1. При разработке проекта производства работ (ППР) по монтажу металлоконструкций зданий должны быть учтены и отражены условия сборки конструкций под сварку, сварка и контроль сварных соединений.

В ППР должна быть заложена наиболее прогрессивная технология сборочно-сварочных работ с оптимальным уровнем механизации.

1.3.2. При организации и выполнении работ по сборке, сварке и контролю качества сварных соединений должны быть созданы все условия для соблюдения правил техники безопасности и пожарной безопасности в соответствии с требованиями следующих нормативных документов:

СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве;

ГОСТ 12.3.003. Система стандартов безопасности труда. Работы электросварочные. Требования безопасности;

«Правил устройства электроустановок»;

https://www.youtube.com/watch?v=7mXdbEoPx3o

«Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей»;

«Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей»;

«Санитарных правил при проведении рентгеновской дефектоскопии», № 2191-80;

«Санитарных правил при радиоизотопной дефектоскопии», № 1171-74;

«Санитарных правил по сварке, наплавке и резке металлов», № 1009-73;

«Правил пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах народного хозяйства»;

«Правил пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ. ППБ 05- 86».

1.3.3. Организация, выполняющая сборочно-сварочные работы, должна обеспечить надлежащее качество сварных соединений за счет:

применения исправного оборудования;

использования сварочных материалов надлежащего качества, прошедших соответствующий контроль;

выполнения технологических требований по сборке и сварке изделий, регламентированных ПТД;

выполнения операционного контроля процессов сборки и сварки;

своевременного выполнения контроля качества готовых сварных соединений.

1.3.4. Применение основных материалов (листов, профильного проката) и сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки и флюсов), отличающихся от указанных в производственно-технологической документации (ПТД), может быть допущено по совместному техническому решению организации-разработчика ПТД, отраслевой специализированной организации и организации — производителя работ.

1.3.5. Порядок сборки и укрупнения монтажных блоков и последовательность работ должны обеспечивать возможность применения наиболее прогрессивных методов сварки.

Для обеспечения надлежащего качества сварных соединений и повышения производительности труда при выполнении работ по сборке, сварке и контролю качества сварных соединений следует руководствоваться положениями, изложенными в настоящем разделе.

1.3.6. Способ сварки металлоконструкций на разных этапах их укрупнения и монтажа должен быть определен проектом производства работ (ППР).

При выборе способа сварки следует иметь в виду:

целесообразность применения механизированных способов сварки должна подтверждаться технико-экономическим расчетом;

автоматическую сварку под флюсом следует применять при укрупнительной сборке конструкций для швов значительной протяженности;

механизированная (полуавтоматическая) сварка самозащитной порошковой проволокой может быть применена при укрупнении и монтаже металлоконструкций для сварки швов в нижнем, наклонном и вертикальном положениях;

механизированную (полуавтоматическую) сварку в углекислом газе (проволокой сплошного сечения) следует использовать для укрупнительной и монтажной сварки металлоконструкций в любом положении шва при условии защиты места сварки от ветра.

В случаях, где не может быть использована автоматическая и механизированная сварка, должна применяться ручная дуговая сварка.

1.3.7. Численность инженерно-технических работников по сварке и наладчиков оборудования для механизированной сварки на строительно-монтажной площадке зависит от объема сварочных работ и числа работающих сварщиков. Она устанавливается в соответствии с положением о службе сварки строительно-монтажной организации.

1.3.8. Снабжение укрупнительной площадки и территории монтируемого или реконструируемого здания электропитанием для целей сварки следует выполнять с помощью разводок электросварочного тока на все участки укрупнительной площадки и монтируемого здания.

1.3.9. Сечение провода для присоединения источника питания для сварки к сети следует подбирать по данным табл. 1.1.

При ручной дуговой сварке электрододержатель соединяют со сварочной цепью гибким медным проводом с резиновой изоляцией марок ПРД, ПРИ, КОГ 1, КОГ 2, сечение которого необходимо выбирать в зависимости от сварочного тока: при токе до 100 А — не менее 16 мм2, при 250 А — 25 мм2, при 300 А — 50 мм2. Длина гибкого провода должна быть не менее 5 м.

Таблица 1.1

Сечение провода для подсоединения к сети источников сварочного тока

* Сечение алюминиевого провода должно быть в 1,5 раза больше.

1.3.10. При большом объеме сборочно-сварочных работ снабжение сборочных площадок и сооружаемого здания кислородом и горючим газом для резки следует осуществлять централизованным путем с помощью разводок от центра питания к постам резки. Целесообразность применения централизованной системы питания должна подтверждаться расчетом.

Разводку кислорода и горючего газа по зданию крупного промышленного объекта следует предусматривать в проекте как постоянную систему газоснабжения, остающуюся после окончания строительства для выполнения ремонтных работ в процессе эксплуатации объекта.

Централизованная разводка газа по стройплощадке выполняется как временное газоснабжение в соответствии с ППР.

1.3.11. В зависимости от местных условий в качестве горючего газа для резки используется ацетилен, пропан-бутан или природный горючий газ. Ацетилен для резки применяется лишь при значительной удаленности строительства от нефтеперегонных заводов и трубопроводов природного газа, когда технически невозможно или экономически нецелесообразно использовать пропан-бутан или природный газ.

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1.1. Настоящий руководящий документ (РД) предназначен для персонала, осуществляющего производство сборочных и сварочных работ при укрупнении и монтаже металлоконструкций зданий промышленных объектов.

Выполнение требований настоящего РД по организации и технологии сборки и сварки металлоконструкций обеспечивает получение сварных соединений, удовлетворяющих установленным нормативами показателям качества, с минимальными затратами труда. РД является руководящим документом при разработке проектов производства работ и другой технологической документации.

1.1.2. РД распространяется на ручную дуговую сварку штучными электродами, механизированную (полуавтоматическую) сварку самозащитной порошковой проволокой и в углекислом газе, автоматическую и механизированную сварку под флюсом в условиях строительно-монтажной площадки.

1.1.3. Настоящий РД определяет технологию сборочно-сварочных работ при укрупнении и монтаже металлоконструкций, изготовленных из углеродистых и низколегированных сталей по ГОСТ 27772:

фасонный прокат (уголки, двутавры, швеллеры) — из стали С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375;

листовой, универсальный прокат и гнутые профили — из стали С235, С245, С255, С275, С285, С345, С345К, С375, С390, С390К, С440.

Обозначение сталей по ГОСТ 27772 (по пределу текучести) и соответствующие им марки сталей по другим действующим стандартам приведены в приложении 1.

РД действует совместно со следующими нормативно-техническими документами (НТД):

СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции;

СНиП II-23-81*. Нормы проектирования. Стальные конструкции. М., 1991.

1.1.4. В руководящем документе приведены основные положения по организации сварочных работ на строительных площадках, указания о выборе сварочных материалов и оборудования; требования, предъявляемые к сборке и сварке элементов конструкций, режимы сварки, порядок контроля и нормы оценки качества сварных соединений.

Кроме того, в настоящем РД даны рекомендации по технологии сварки отдельных типовых, наиболее часто встречающихся узлов стальных конструкций.

2. Требования к квалификации сварщиков, контролеров и ИТР

1.2.1. Сварка металлоконструкций зданий промышленных объектов должна проводиться сварщиками, имеющими удостоверения на право производства соответствующих сварочных работ, выданные им согласно требованиям «Правил аттестации сварщиков», утвержденных Госгортехнадзором России.

К сварке конструкций из сталей с пределом текучести 390 МПа (40 кгс/мм2) и более допускаются сварщики, имеющие удостоверение на право работ по сварке этих сталей.

К механизированным способам сварки допускаются сварщики-операторы, прошедшие специальный курс теоретической и практической подготовки и сдавшие испытания на право производства этих работ.

Сварщики всех специальностей и квалификаций должны сдать испытания на 2-ю квалификационную группу по электробезопасности. Кроме того, все сварщики должны сдать испытания по противопожарным мероприятиям и технике безопасности.

1.2.2. Сварщик, впервые приступающий к сварке в данной организации, должен перед допуском к работе независимо от наличия у него удостоверения на право производства соответствующих работ сварить пробные (допускные) образцы. Сварка пробных образцов должна проводиться в условиях, тождественных с теми, в которых будет выполняться сварка конструкций.

Конструкция и число пробных образцов устанавливаются руководителем сварочных работ в зависимости от типов производственных соединений и квалификации сварщика.

Качество пробных сварных соединений определяется путем визуального контроля на предмет определения сплошности и формирования шва, а при необходимости (по усмотрению руководителя сварочных работ) — с помощью неразрушающих физических методов контроля.

Качество пробных сварных соединений необходимо оценивать по нормам, предусмотренным для таких же производственных соединений. Пробные соединения должны быть идентичными или однотипными по отношению к тем производственным соединениям, которые будет сваривать проверяемый сварщик. Характеристика однотипных сварных соединений дана в «Правилах аттестации сварщиков».

1.2.3. Сварщики допускаются к тем видам работ, которые указаны в удостоверении. В удостоверении должны быть перечислены марки сталей или группы марок сталей в соответствии с «Правилами аттестации сварщиков», к сварке которых допускается сварщик.

1.2.4. Для сварки при температуре ниже минус 30 °С сварщик должен предварительно сварить пробные стыковые образцы при температуре не выше указанной. При удовлетворительных результатах механических испытаний пробных образцов сварщик может быть допущен к сварке при температуре на 10 °С ниже температуры сварки пробных образцов.

1.2.5. Руководство сварочными работами должно осуществлять лицо, имеющее документ о специальном образовании или подготовке в области сварки.

К руководству работами по сварке, контролю сварных соединений и операционному контролю допускаются ИТР, изучившие настоящий РД, соответствующие СНиП, рабочие чертежи изделий, производственно-технологическую документацию (ПТД) по сварке и методические инструкции по контролю.

1.2.6.

К выполнению работ по контролю качества сварных соединений допускаются контролеры, прошедшие специальную программу теоретического и практического обучения и получившие удостоверение на право выполнения работ по дефектоскопии сварных соединений соответствующим видом (способом) контроля.

1.2.7. Подготовку контролеров должны осуществлять специальные учебные заведения или подразделения профессиональной подготовки (учебные комбинаты, центры, курсы и т.п.) предприятий, выполняющие работы по контролю качества сварки и имеющие лицензию на право проведения таких работ.

Подготовка контролеров должна быть специализирована по методам контроля (ультразвуковая дифектоскопия, радиографирование и др.), а при необходимости — по типам сварных соединений, что должно быть указано в их удостоверениях.

Каждый контролер может быть допущен только к тем методам контроля, которые указаны в его удостоверении. Контролер, имевший перерыв в работе (по данному виду контроля) свыше 6 месяцев, должен вновь сдать экзамены в полном объеме.

Виды контроля

Качество сварных соединений должно соответствовать последующим условиям использования изделий. В связи с этим существуют различные требования к проводимым работам.

В любом случае обязательными к проверке являются такие показатели, как:

• внешний вид швов;
• плотность соединения;
• физико-химические свойства швов.

Также существуют две разновидности проверки: предварительная и окончательная. В первом случае осуществляется предварительный контроль подготовки к работе. Проверяются используемые материалы, оборудование, оснастка, и, естественно, готовность сварщика.

Во время самой работы следят за соблюдением технологии сварки, правильным выбором параметров и режимов для аппаратов, порядком наложения кромок изделий и их обработкой.

Окончательный вид контроля проводится после завершения сварки. Он включает в себя внешний осмотр для обнаружения наружного брака. Данную процедуру выполняет соответствующий специалист с использованием увеличительного стекла.

Технолог осматривает изделие на наличие непроваров, наплывов, трещин. Также он проверяет правильность расположения деталей. Необходимо удостовериться, что во время сварки не произошло смещение элементов относительно друг друга.

Если проверяются емкости, трубы и другие изделия, работающие под воздействием высоких давлений, проводятся испытания на проницаемость. Метод проверки швов выбирается исходя из источника давления.

Если емкость предполагается использовать для воды, тогда ее полностью или частично заполняют жидкостью. В таком состоянии она находится на протяжении от двух часов до суток. Соединение считается качественным, если за это время оно осталось сухим с наружной стороны.

При проверке труб, данные изделия заполняются водой под высоким давлением, значение которого выше рабочего в два раза. Затем напор уменьшают до стандартного значения и трубу простукивают молотком.

Наличие влажных участков свидетельствует о присутствии дефектов. Их отмечают мелом и после слива жидкости выполняют повторную сварку.

Для проверки устойчивости к воздействию давлений со стороны газа, емкость или труба заполняются воздухом в соответствии с ТУ изделия. После этого стыки смазывают мыльным раствором. Если они некачественные, тогда будут появляться мыльные пузыри.

После выполнения всех проверок их результаты вносятся в журнал осмотра.

Визуальный осмотр

Любой контроль качества начинается с визуального осмотра изделия. Это позволяет обнаружить не только внешние дефекты, но и внутренние.

Частый обрыв дуги можно выявить по разной высоте и ширине катета. Поэтому необходимо осуществлять также и предварительный осмотр материалов, правильность подключения аппарата и готовность рабочего.

Перед проверкой соединения очищаются от таких продуктов сварки, как окалины, шлаки, металлические брызги. Для лучшего выявления мелких трещин стык можно обработать раствором азотной кислоты. Это сделает поверхность шва матовой и более удобной для визуального осмотра.

Данный метод контроля, в первую очередь, позволяет обнаружить именно внешние дефекты, поры, трещины, непровары, наплывы.

Для большей эффективности применяют увеличительное стекло. В данном случае лупа оказывается просто незаменимой. Многие дефекты, незаметные для невооруженного глаза, легко выявляются с ее помощью. К ним могут относиться тонкие трещины, малозаметные подрезы, пережоги металла и др.

Гост iso 17635-2021 неразрушающий контроль сварных соединений. общие правила для металлических материалов от 05 февраля 2021 —

Инструменты для контроля

Чемодан контролера состоит из большого количества разнообразных инструментов контроля качества.

Все инструменты могут иметь разное предназначение: одни используются в цехах при нормальной температуре, а другие призваны для работы в полевых условиях, когда контролю может препятствовать плохая погода, например. Самый главный инструмент для контроля — лупа.

Используются разные типы луп (телескопические, обзорные и прочие). С помощью лупы можно произвести первичный визуальный контроль. Также можно использовать микроскоп.

Обязательный набор инструментов может состоять из нескольких позиций. Контролер вправе сам решать, какие инструменты использовать в своей работе, поэтому не существует четкого перечня линеек и луп, которые должен использовать каждый специалист.

Тем не менее, в арсенале контроля можно встретить не только лупы и линейки, но еще и различные угольники, штангенциркули, щупы, толщиномеры, калибровщики, рулетку, разнообразные шаблоны и нутромеры. И это далеко не весь список.

Сейчас в магазинах можно без труда отыскать готовые наборы со всеми необходимыми инструментами.

Тем не менее, ВИК можно осуществить и с помощью минимального количества инструментов, не обязательно иметь целый чемодан. Естественно, в таких случаях неминуем человеческий фактор, поэтому контроль нужно проводить тщательно и неоднократно.

Ведь акт, в котором вы укажете все дефекты, приравнивается к полноценному документу. И если что-то пойдет не так, вашу объективность поставят под сомнение. Кроме того, вы должны указать в акте все инструменты, которые использовали при контроле.

И чем и больше, тем лучше.

Если нужно провести более тщательный контроль (его также называют визуально-оптическим), могут использоваться специальные увеличительные приборы. Так для поиска скрытых от глаз дефектов используют эндоскопы, дефектоскопы и специальные видеокамеры. Также возможен контроль на расстоянии. Для этих целей используют бинокль, телескопическую лупу или зрительную трубу.

Бывают ситуации, когда визуальный осмотр шва просто невозможен или может навредить здоровью контролера. Например, если деталь находится в зоне с повышенным радиационным или температурным фоном.

Также порой деталь находится в таком положении, что у контролера нет возможности качественно оценить сварное соединение.

Раньше такие случаи становились настоящей проблемой, но сейчас используются специальные платформы, на борту которых есть дистанционное управление.

Также могут использоваться тепловизоры и даже роботизированная техника.

Применением перечисленных выше приборов позволяет проводит достаточно объективный визуальный контроль сварных соединений вне зависимости от места проведения проверки. Так что рекомендуем изучить, как использовать в своей практике различные приборы. Для этого почитайте ГОСТы или любые другие нормативные документы.

Контроль качества сварных соединений ➤ методы и способы

Магнитная дефектоскопия

Такой контроль сварных соединений основывается на свойстве магнитных силовых линий реагировать на изменения в толще металла. Фиксируя подобные отклонения специальными приборами можно с высокой точностью найти погрешности в толще и на верхней части сплавов.

На данный момент существуют три вариации метода:

• магнитно-порошковый;
• магнитно-индукционный;
• магнитно-графический.

Порошковый состоит в том, что на поверхность, заходя за стык шва, наносят сухой порошок или эмульсию, затем намагничивают сплав и определяют неточности. Если берется «сухой метод», то в качестве порошка выступает железная окалина или окислы. Намагничивают изделие электромагнитом, соленоидом или подавая ток на изделие. После, слегка постукивая молотком,  дают порошку
возможность занять свое положение. Излишки снимаются струей воздуха и затем фиксируются изъяны. Последний шаг – размагничивание.

В мокром методе магнитный порошок смешивают с керосином или специальным маслом. Полученная суспензия наносится на шов, а ее подвижность, рассеивания или скопления порошка – прямые идентификаторы погрешностей.

Магнитный дефектоскоп

При индукционном методе все данные фиксируются индукционной катушкой. Специальные приборы – дефектоскопы, фиксируют магнитное рассеивание у металлов толщиной до 25 мм.

Графический заключается в фиксации магнитных потоков на специальной ленте. Она крепится вдоль шва, а затем отклонения определяются на экране электронно-лучевой трубки.

Магнитные методы подходят исключительно для ферромагнитных сплавов, другие металлы таким образом исследовать не получится.

Пнаэ г-10-032-92 правила контроля сварных соединений элементов локализующих систем безопасности атомных станций

РУКОВОДСТВА ПО БЕЗОПАСНОСТИ

ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ЛОКАЛИЗУЮЩИХ СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ

АТОМНЫХ СТАНЦИЙ

ПНАЭ Г-10-032-92

Москва 2000

Федеральный надзор России по ядерной и радиационной безопасности

(Госатомнадзор России)

РУКОВОДСТВА ПО БЕЗОПАСНОСТИ

ПРАВИЛА КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ЭЛЕМЕНТОВ ЛОКАЛИЗУЮЩИХ СИСТЕМ

БЕЗОПАСНОСТИ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ

ПНАЭ Г-10-032-92

Введены в действие

с 01 января 1994 г.

Москва 2000

Правила контроля сварных соединений элементов локализующих систем безопасности атомных станций. ПНАЭ Г-10-032-92: Нормативный документ. — М.: НТЦ ЯРБ, 2000.

Настоящие правила контроля распространяются на контроль сварных соединений конструкций (элементов) локализующих систем безопасности атомных станций.

Правила контроля устанавливают требования к подготовке производства и технологии сварочных работ, определяют категории сварных соединений, методы и объемы контроля и нормы оценки качества сварных соединений.

Настоящие правила контроля обязательны для всех министерств, ведомств, объединений, организаций и предприятий, осуществляющих проектирование, конструирование, изготовление и монтаж атомных станций.

Исполнители: Демидов Б. Ф., Заборов Н. Б., Клоницкий М. Л., Курносов Н. Д., Мельцов Ю. Ф., Урман Н. С., Фролов Д. Л., Шишканов Н. Н., Якобсон С. С.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

АС                — атомная станция

ЛСБ             — локализующая система безопасности

МКК            — межкристаллитная коррозия

НТД             — нормативно-техническая документация

ОП ЛСБ      — основные положения по сварке элементов       локализующих систем безопасности атомных станций (ПНАЭГ-10-031-92)

ПК                — правила контроля

ПТД              — производственно-технологическая документация

ТУ                 — технические условия

УЗК              — ультразвуковой контроль

Радиационные методы контроля

Контроль качества сварочных стыков с использованием гамма-излучения или рентгена является самым надежным и чувствительным. Подобные методы позволяют обнаружить дефекты, располагающиеся внутри детали на глубине до сотни миллиметров, в зависимости от материала изделия.

Гаммаграфирование – процесс проникновения гамма-излучения в глубину исследуемого материала. В данном случае речь идет о металлах. Интенсивность излучения может меняться в зависимости от наличия дефектов в изделии. На этом и основан принцип работы данного метода.

Достоинствами радиационного контроля являются: высокая чувствительность, возможность определения типа дефекта, его размера и местоположения.

В то же время метод не лишен недостатков, среди которых: высокая стоимость подобных приборов и их большие габариты, а также сложность технологии.

Указанные технологии обычно используются на крупных предприятиях. При изготовлении конструкций, к которым предъявляются чрезвычайно высокие требования, необходим наиболее тщательный контроль.

Использование радиационной технологии позволяет убедиться в том, что соединение является идеальным не только в соответствии с внешними признаками, но и ввиду отсутствия дефектов в толще шва.

Ультразвуковая дефектоскопия

Датчик и излучатель плотно прикладывают к исследуемому материалу, после чего устройством вырабатывается ультразвук. Он проходит через весь металл и отражается от задней стенки, возвращаясь, попадает на приемный сенсор, который в свою очередь преобразует ультразвук в электрические колебания. Прибор представляет полученный сигнал в виде изображения отраженных волн.

Если внутри металла присутствуют какие-нибудь изъяны, датчик зафиксирует искажение отраженной волны. Опытным путем установлено, что различные дефекты сварки по-разному себя проявляют на ультразвуковом дефектоскопе. Это позволило провести их классификацию. При соответствующем обучении специалист может точно определить вид брака в шве.

Способ контроля качества сварных соединений ультразвуком широко распространился благодаря простоте и удобству применения, относительно недорогому оборудованию, безопасности использования по сравнению с радиационным методом.

Минусом способа является трудность расшифровки графического изображения. Контроль качества соединения может сделать только сертифицированный специалист. Его проблематично использовать для контроля крупнозернистых металлов типа чугуна.