Способы контроля качества сварочных швов

Классификация основных методов неразрушающего контроля

Важно понимать, что не существует универсального способа выявлять и фиксировать дефекты сварных соединений. Промышленность предлагает комбинированные варианты контроля, использующие последние технологические разработки приборостроения и IT. Все нюансы в одной статье рассмотреть невозможно. Поэтому затронем только самые распространенные.

Главный первичный способ неразрушающего контроля. Выполняется внешним осмотром с проведением измерений. В работе используются обычные измерительные приборы: рулетка, штангенциркуль, шаблон. Малозатратный вариант. Выявляют наружные дефекты:

• наличие шлака;
• брызги металла;
• ржавые и загрязненные участки;
• сквозные прожоги;
• подрезы;
• остатки флюса и др.

К этому разделу также относится визуально-оптический метод. Для проведения исследований используют увеличительные стекла или микроскопы. Это помогает обнаружить и отметить участки сварки с поверхностными дефектами.

УЗД (УЗК) – это совокупность эхо-акустических методов неразрушающего контроля сварных соединений из любых материалов с помощью ультразвука. При использовании этого способа применяют УЗ преобразователь с дефектоскопом. Этими приборами определяют дефекты сварных швов. Они фиксируют разницу длины волн отраженного сигнала или импульса от разнородных по плотности составов или пустот.

Ультразвуковая дефектоскопия не уступает возможностям рентгеновской диагностики, проводимой гамма-излучением, но при этом проще в работе, не наносит вред окружающим зону контроля людям. Это сочетание вывело УЗД в лидеры методов проверок.

СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

3.1. Средствами контроля являются дефектоскопические материалы, контрольные образцы, аппаратура для проведения отдельных этапов капиллярного контроля.

3.2. Дефектоскопические материалы выбирают в соответствии с требованиями, предъявляемыми к объекту контроля, в зависимости от его состояния, требуемой чувствительности и условий контроля.

Набор дефектоскопических материалов для проведения капиллярного контроля состоит из индикаторного пенетранта (И), очистителя объекта контроля от пенетранта (М) и проявителя пенетранта (П). Совместимость материалов в наборах обязательна.

Дефектоскопические наборы для капиллярной дефектоскопии могут изготавливаться в двух вариантах:

— для нанесения на поверхность контролируемого объекта с помощью кисти, валика или краскораспылителя;

— в баллончиках аэрозольного исполнения.

Рекомендуемые дефектоскопические наборы приведены в табл.3.1, их состав и способ приготовления изложены в приложении 4.

Таблица 3.1.

Наборы дефектоскопических материалов

Примечание: 1. В дефектоскопических материалах и наборах сохранены обозначения разработчиков.

2. Допускается применение других наборов дефектоскопических материалов, отвечающих требованиям п.1.8 и обеспечивающих соответствующий класс чувствительности и прошедших испытания на контрольных образцах.

3. Допускается при контроле люминесцентным методом деталей компрессоров использовать компрессорное масло в качестве пенетранта.

3.3. Проверка качества дефектоскопических материалов заключается в проверке годности рабочих составов и определении их реальной чувствительности.

Для проверки качества дефектоскопических материалов следует применять не менее двух контрольных образцов с имитированными трещинами одинакового характера и близкими по размерам.

Один образец (рабочий) следует применять постоянно, второй образец используется как арбитражный при невыявлении трещин на рабочем образце. Если на арбитражном образце трещины тоже не выявляются, то дефектоскопические материалы признаются негодными. Если на арбитражном образце трещины выявляются, то рабочий образец следует тщательно очистить или заменить.

3.4. Чувствительность контроля (), проводимого соответствующим набором дефектоскопических материалов при использовании контрольного образца по приложению 2 настоящей инструкции (черт.1), подсчитывается по формуле:
где: — длина невыявленной зоны, мм; — длина клина, мм; — толщина щупа, мм (см. табл.2.1.).

3.5. Результаты проверки чувствительности дефектоскопических материалов следует заносить в специальный журнал. На баллончиках и сосудах, в которых находятся дефектоскопические материалы, наклеивается этикетка с пометкой о годности состава и проставляется дата очередной проверки.

3.6. Наборы дефектоскопических материалов следует проверять на чувствительность сразу же после приготовления или получения, в дальнейшем — не реже одного раза в неделю или перед выходом на контроль.

3.7. Приготовление дефектоскопических составов и проверку их чувствительности должны производить специалисты службы (лаборатории, отдела) неразрушающих методов контроля.

3.8. Для проведения капиллярного контроля используются капиллярные дефектоскопы и оптические приборы, увеличивающие видимость индикаторного следа. Исполнение капиллярных дефектоскопов, технические требования и требования безопасности при работе с ними — по ГОСТ 23349-78.

3.9. Выявление индикаторного следа обеспечивается при определенных уровнях освещенности. Необходимая освещенность в зависимости от класса чувствительности приведена в табл.3.2.

Таблица 3.2.

Внешний осмотр

Любой контроль качества сварных соединений начинается с простого внешнего осмотра. Этого бывает достаточно, чтобы определить как наружные, так и внутренние пробелы, плюс отсутствует необходимость использовать оборудование неразрушающего контроля. Например, разная высота шва может свидетельствовать о непроварах в различных участках. Перед осмотром швы отчищаются от технологичных загрязнений, а именно – шлака, окалин и брызг металла.

Визуальный осмотр сварного шва

Чтобы мелкие недочеты стали виднее, проводится обработка поверхности спиртовым раствором, а затем 10%-ным раствором азотной кислоты. После данной процедуры поверхность приобретет матовость и покажет поры и трещины.

Главное, не забыть очистить кислоту спиртом после дефектовки шва.

Осмотр – это основной способ выявить геометрические отклонения, такие как – поры, трещины, наплывы, подрезы. Более качественно провести данный пункт испытания можно с помощью дополнительных приборов.

Для этого лучше всего использовать лупу, а также более качественное освещение, желательно с мобильным источником света. Увеличительное стекло позволит обнаружить скрытые для глаза трещины и поры, а также проследить их путь. Для контроля ширины валиков, можно использовать измерительные приборы, вроде линейки или штангенциркуля.

Инструменты для визуально-измерительного контроля

Капиллярный

Относится к методам неразрушающего контроля и основан на капиллярном проникновении индикаторной жидкости в капилляры поверхностного слоя материала контрольного объекта с целью ее выявления.

Цель:

• обнаружение поверхностных и сквозных дефектов;
• определение протяженности трещин, расположения дефектов, ориентации по поверхности образца.

Капиллярный способ позволяет контролировать изделия любой формы и размера из металлов и их сплавов, пластмасс, керамики, стекла. Различают:

• основные способы контроля, основанные на использовании капиллярных явлений;
• комбинированные, включающие сочетание нескольких методов неразрушающего контроля, различных по их физической сущности, один из которых – капиллярный.

Используемое оборудование:

• дефектоскоп капиллярный;
• прибор контроля;
• вспомогательные средства;
• дефектоскопический ультрафиолетовый облучатель;
• дефектоскопические материалы.

Перед проведением исследования проводится предварительная очистка поверхностей и полостей контрольного образца.

Классификация дефектов сварных соединений

Брак, возникающий при сварке металлов, подробно описан в ГОСТ Р ИСО 6520-1-2021. Этим документом основывается общепринятая в России маркировка обозначения дефектов и даны официальные варианты перевода терминов на английский язык. Согласно данному ГОСТу составляются отчёты с общепринятыми наименованиями, которыми пользуются отечественные дефектоскописты, инженеры и сварщики. Дефекты сгруппированы по объединяющим параметрам, распределены по 6-ти группам:

1. Трещины и микротрещины. На сварных швах встречаются:
   1. 1.1. продольные,
   2. 1.2. поперечные,
   3. 1.3. радиальные,
   4. 1.4. кратерные,
   5. 1.5. разветвленные,
   6. 1.6. разрозненные трещины.
2. Полости, поры, усадки. Определены различия внутренних, внешних и сквозных пористостей сваренного металла. Обозначены признаки свищей и раковин различного происхождения, возникающих при работе.
3. Твердые включения. Разделяются на:
   1. 3.1. шлаковые,
   2. 3.2. флюсовые,
   3. 3.3. оксидные,
   4. 3.4. инородные металлические вкрапления и скопления;
   5. 3.5. отдельно учитываются оксидные плёнки в металле шва, актуальные для алюминиевых сплавов.
4. Несплавления и непровары.
5. Отклонение формы и размера. Обширный раздел, который описывает подрезы, проплавы. Включает классификацию протеков, прожогов, смещений.
6. Прочие дефекты сварных соединений.

Контроль гамма-излучением

Контроль гамма-лучами, также как и контроль рентгеном, основан на способности
гамма-лучей по-разному проходить сквозь металл, неметаллические включения и
пустоту в металле.

Схем гамма-контроля следующая: из ампулы, содержащей радиоактивные изотопы,
направляется поток гамма-лучей на контролируемое соединение. С обратной стороны
соединения находится кассета с фотоплёнкой или фотобумагой, на которой отображается
полная картина прохождения лучей через металл.

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

У радиационной дефектоскопии есть преимущества, по сравнению с рентгеновским
просвечиванием. Например, гамма-лучи обладают большей проникающей способностью,
что позволяет их использовать при контроле больших толщин металла, толщиной
более 300мм.

Кроме того, контроль гамма-излучением экономически более выгоден,
т.к. имеет меньшую себестоимость. Но, у него также есть и свои недостатки. Например,
радиация представляет большую опасность для здоровья человека. Более подробно
о этом методе контроля сварки рассказано на странице: «Радиографический
метод контроля сварных соединений Ч.2 Радиационный контроль гамма-излучением».

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.

Магнитная дефектоскопия сварных соединений

Суть метода магнитной дефектоскопии состоит в возбуждении неоднородного магнитного
поля, проходящего через сварное соединение с образованием рассеянных магнитных
потоков на участках, содержащих сварные дефекты.

Существует несколько методов магнитного контроля: магнитопорошковая дефектоскопия,
магнитографический контроль и индукционный контроль. Магнитопорошковая дефектоскопия
— самый простой из них, но и достоверность контроля у этого метода ниже, чем
у других.

При магнитопорошковой дефектоскопии проверяемое соединение намагничивается,
на его поверхность наносится магнитный порошок (железная окалина или мелкие
железные опилки) или суспензия и через соединение пропускают магнитное поле.
Магнитный порошок или суспензия, под действием магнитного поля, распределиться
равномерно. Но в местах расположения дефектов будут наблюдаться скопления магнитного
порошка (суспензии).

При магнитографическом контроле магнитное поле, пропускаемое через сварное
соединение, записывают на магнитную плёнку. Для этого магнитную плёнку накладывают
на соединение, во время прохождения по нему магнитного поля. Далее, с помощью
магнитографических дефектоскопов с плёнки считываю записанную информацию, и
преобразуют её в звук, или в изображение на мониторе дефектоскопа. Кроме этих
методов, существует индукционный метод магнитной дефектоскопии.

Более подробную информацию об этих методах контроля можно узнать на странице:
«Магнитные
методы контроля сварных швов. Магнитная дефектоскопия сварки».

Методы проверки

Контроль качества сварочных работ, выполняемых на производстве, может быть разрушающим и неразрушающим. Первые методы используются выборочно. Проверяется одно или несколько изделий из большой партии, или часть металлоизделия в строительной конструкции.

Оно проверяется по различным параметрам определенным протоколом испытаний. Но главным образом используют специальные приборы или материалы позволяющие проверить качество сварных соединений без разрушения конструкции.

Основными способами неразрушающего контроля качества сварки являются:

• визуальный;
• капиллярный;
• проверка на проницаемость;
• радиационный;
• магнитный;
• ультразвуковой.

Имеются и другие способы и виды контроля качества сварки, но в силу своей специфики они не получили распространения.

Проверка состояния сварных швов не является одноразовым актом, это результирующий этап, который показывает, как работает система контроля качества на предприятии.

Для минимизации дефектов сварочных соединений проводят операционный контроль работ. Регулярно проводится аттестация, на которой комиссия сначала дает разрешение на сварку контрольного соединения. При прохождении сварщиками этого испытания проверяются теоретические знания.

Перед началом работ проверяется квалификация сварщика, у него должно быть удостоверение на право сваривания определенных марок стали и наряд-допуск.

Инженер по сварке и контролер из службы техконтроля проверяют качество сборки, состояние кромок, работоспособность сварочного аппарата, контролирует температуру прогрева, если это предусмотрено нормативно-технической документацией.

Контроль качества сварочных материалов осуществляется с момента поступления их на предприятие и до использования на сварочном посту. Проверку электродов проводят на каждом этапе хранения и использования, при необходимости их прокаливают.

При непосредственном проведении работ проверяют, какой режим сварки используется, дуговая сварка, аргонодуговая или иной вид сварки. Проверяют порядок наложения швов, размеры слоев и всего соединения.

Если предусмотрены специальные требования в проектно-технической документации, то и их реализацию. По завершении сваривания проверяет наличие клейма сварщика.

Особенности выбора метода неразрушающего контроля

Выбор оптимального метода неразрушающего контроля зависит от следующих факторов:

1. От физических свойств контролируемого металла2. От толщины сварного соединения3. От типа сварного соединения и его толщины4. От состояния поверхности соединения5. От особенностей изготовления сварной конструкции6. От технико-экономических показателей метода контроля и других факторов.

Характерной особенностью большинства методов неразрушающего контроля является,
то, что выявление дефектов происходит лишь косвенным путём, в результате анализа
определённых физических свойств сварного соединения, которые не влияют на работоспособность
изделия.

Например, при радиационной дефектоскопии дефекты типа «нарушения сплошности»
определяют по интенсивности ионизирующего излучения, проходящего через шов.
Результаты подобных методов контроля зачастую сложно расшифровать, поэтому в
их проведении должен быть задействован квалифицированный персонал.

Поскольку среди существующих методов контроля нет универсального, который гарантировал
бы выявление всех дефектов, то важно, в первую очередь, обнаружить недопустимые
дефекты. У каждого из методов есть свои преимущества и недостатки. В большинстве
случаев используют несколько методов.

Преимущества обращения в компанию «микро»

1. Профессионализм специалистов. Все работы по контролю сварных соединений проводятся исключительно опытными мастерами. Наши профессионалы обладают всеми необходимыми навыками и знаниями. Они способны провести экспертизу любой сложности в кратчайшие сроки. При оценке сварных швов специалисты не допускают ошибок.
2. Оптимальная стоимость услуг. При проведении контроля мы придерживаемся лояльной ценовой политики. За исследование любых сварных швов вы не будете переплачивать.
3. Использование современных методик и специального оборудования. Мы располагаем ультразвуковыми приборами и необходимым инструментом. Это позволяет повысить точность получаемых результатов.
4. Наличие всех необходимых сертификатов и лицензий на проведение экспертизы сварных соединений.
5. Индивидуальный подход к клиенту. Специалисты решают все задачи в кратчайшие сроки, учитывают все ваши пожелания. Благодаря этому вы остаетесь довольны результатом проведенных исследований.
6. Выдача полноценного заключения. После завершения экспертизы вы получите документ, в котором будут отражены все особенности проведенного исследования и его подробные результаты. Это позволит вам принять верное решение о выполнении дальнейших работ по устранению дефектов сварных швов.
7. Оперативность проведения любых экспертиз. Даже при применении нескольких методик оценки мы справляемся с поставленными задачами в кратчайшие сроки.
8. Консультативная поддержка. Наши специалисты всегда готовы ответить на любые ваши вопросы. Они расскажут об особенностях исследований, порядке их проведения и озвучат точную стоимость работ.

Обращайтесь!

Заказать услугу вы можете прямо сейчас. Достаточно просто созвониться со специалистами «МИКРО». Они ответят на все вопросы и помогут оформить заявку на проведение необходимой экспертизы.

Преимущества узд

Подбирая для испытаний наиболее точный, действенный, целесообразный метод, стоит обратить внимание на ультразвуковую диагностику. Точность результатов, получаемых при УЗД, более высока, чем при проведении исследований другими методами, такими как: радио-, гамма, рентгенодефектоскопия.

В 1930 году ультразвуковая дефектоскопия сварных швов была проведена впервые. До сегодня для этого метода характерна повсеместная популярность. Он позволяет обнаруживать наименьшие дефекты сварочных соединений. Благодаря этому удается своевременно провести реставрационные, ремонтные работы, замену деталей конструкций, сохранить их прочность, безопасность, пригодность к эксплуатации на максимально долгий срок.

Выгоды, получаемые при ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений:

• При правильном соблюдении технологии, безопасна для человека.
• Точное, быстрое, нетрудоемкое исследование.
• Не требует большого расхода денежных средств.
• Нет необходимости испытывать образцы в лабораториях. Исследования проводятся в полевых условиях непосредственно на объекте.
• Для проведения испытаний не нужно приостанавливать нормальную работу объекта.
• Не предусматривает нанесение какого-либо вреда исследуемому объекту.

Радиационная дефектоскопия

Радиографический метод контроля сварных соединений существует в двух вариациях:

• рентгеновское излучение;
• гамма-излучение.

Простейший из представленных способ выявить погрешности сварного шва – просветить изделие рентгеновскими лучами. Они обладают свойством проникать сквозь металлические предметы, действуя при этом на фотопленку. Таким образом, полученный снимок – прямая карта большей части дефектов. С помощью проникающих лучей выявляют – шлаковые включения, газовые поры, смещения кромок, прожоги и другие пробелы.

Включения шлака на рентгеновском снимке

Перед началом работ, исследуемый участок и близ лежащая плоскость должны быть должным образом очищены. Для этого снимают шлак, брызги, окалины и другие изъяны. Также перед просвечиванием в обязательном порядке проводится осмотр и при выявлении некачественных участки должны устранятся.

Начинать просвечивание при наличии внешних дефектов – запрещено, так как процедура предназначена для диагностики и выявления скрытых дефектов.

При обнаружении погрешностей, решение о допуске или переделке конкретной детали лежит на нормативной документации. Именно установленные правила и инструкции позволяют определить вхождение погрешностей в установленные для данного изделия нормы.

Для проведения процедуры рентгеновскую трубку располагают так, чтобы пучок попадал на шов под прямым углом. На другой стороне изделия расположена кассета с рентгеновской пленкой. Так как существующие дефекты меньше влияют на проницаемость рентгеновских лучей, то они будут видны как более темные участки на пленке.

При радиографическом контроле не выявляют:

• любые несплошности и включения с размером в направлении просвечивания менее удвоенной чувствительности контроля;
• непровары и трещины, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания;
• любые несплошности и включения, если их изображения на снимках совпадают с изображениями посторонних деталей, острых углов или резких перепадов трещин просвечиваемого металла.

Гамма – излучение по принципу работы практически не отличается от рентгеновского. Это радиоактивные лучи, способные проникать сквозь металл и реагирующие на его неравномерность. В такой способ инспектирую от 10 до 25% всех швов, если конструкция – ответственная, то все швы. В качестве источника излучения используют различные химические элементы, подходящие под определенные металлы:

• Кобальт – 60 (сталь, чугун, медь, бронза и латунь толщиной до 25 см), благодаря жесткому проникновению элемент подходит для большинства сталей и больших толщин;
• Цезий – 137 (сталь до 10 см);
• Иридий-192 (сталь до 5 см, алюминий до10 см);
• Тулий-170 (сталь и алюминий до 20 см).

Со снижением проникаемости снижается вид сплавов и их толщина, но при этом среднее качество изображения остается и позволяет определить основные дефекты.

Портативный рентгеновский аппарат МАРТ-250

В отличие от рентгеновского, гамма-лучи имеют ряд преимуществ:

• изотопы сохраняют работоспособность долгое время;
• более легкое оборудование;
• возможность дефектовки сложных узлов;
• повышенная проницаемость лучей;

Важно! Оба вида излучения чрезвычайно опасны для человека. Именно поэтому допуск к работам может быть только у специально обученных сотрудников, одетых в полный комплект защитной экипировки. Защищенным должно быть и место базирования и работы проникающего оборудования, для этих целей используют свинцовые пластины, экраны и другие средства.

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов

Метод ультразвуковой дефектоскопии основан на свойстве ультразвуковых волн,
проходить сквозь большую толщину металла, и отражаться от скоплений шлака, неметаллических
включений и других дефектов сварного шва.

Ультразвуковые дефектоскопы работают по следующему принципу: пластинку из кварца
или сегнетовой соли подвергают воздействию электрического поля высокой частоты.
Под воздействием поля пластинка излучает ультразвуковые волны, которые направляются
на сварное соединение.

На границе между однородным металлом и дефектом происходит отражение ультразвуковых
колебаний, и отражённая волна воспринимается второй пластинкой. Под воздействием
отражённой волны на этой пластинке образуется переменная разность потенциалов,
величина которой зависит от интенсивности отражённой волны.

Далее электрические колебания, исходящие от пластинки, усиливаются и передаются
в осциллограф. На экране осциллографа происходит одновременно изображение импульсов
волны, направляемой на сварной шов, и волны, отражённой от дефекта в сварном
шве. По расположению этих импульсов определяют расположение и характер сварного
дефекта.

Ультразвуковой метод дефектоскопии позволяет выявить все известные дефекты
сварных соединений. Более подробно о данном методе неразрушающего контроля рассказывается
в статье: «Ультразвуковой
контроль сварных швов. Ультразвуковая дефектоскопия».

Ультразвуковой контроль сварных швов: виды, специфика проведение, оценка в москве и мо