Свищ дефект сварного шва — Сварка, пайка, металлообработка

Основные способы выявления

Чтобы выявить наличие дефекта сварки, применяются следующие виды обследования:

• осмотр соединения;
• цветная дефектоскопия;
• исследование сварного шва ультразвуком;
• магнитный способ;
• радиационное обследование.

Основные виды дефектов

Зачастую в нашей работе или в беседе с представителем заказчика мы сталкиваемся с такой проблемой, как элементарное техническое непонимание терминов, связанных с неразрушающим контролем.  Это вызвано   тем, что во многих компаниях и на предприятиях  переговорами и заключениями договоров с подрядчиками , в нашем случае с лабораторией неразрушающего контроля, занимаются люди далекие от этой сферы деятельности: снабженцы, сметчики, коммерсанты и др.

Ниже размещенная статья, как раз и призвана устранить пробелы в знаниях основных дефектов,  которые выявляются при проведении неразрушающего контроля, и причин их возникновения.  Так же нижеизложенная информация поможет при выборе метода контроля.

Непровар — несплавление в сварном соединении или наплавленной детали между основным металлом и металлом шва (наплавленным металлом) или между отдельными валиками

Основные причины возникновения непроваров — это неправильная подготовка разделки шва (скос кромок, притупление), отсутствие необходимого зазора при сборке, недостаточная сила сварочного тока, превышение скорости сварки.

Выявляется непровар как с помощью ультразвукового, так  и с помощью радиографического контроля. В случае доступа к корню шва визуально-измерительным методом контроля.  Ограничение для ультразвука при выявление непроваров является только малая толщина свариваемых изделий.

В случае с рентгеном такого ограничения нет.

Подрез — острое углубление на границе поверхности сварного шва с основным металлом или на границе поверхностей двух соседних валиков

Образуются при неправильной скорости сварки, при неточном ведении электрода по разделке и неправильной длине дуги.

Брызги металла — дефект в виде затвердевших капель металла на поверхности сваренных или наплавленных деталей. образуются при большом сварочном токе и неправильном выборе длины сварочной дуги

Прожоги, подрезы, наплывы, усадочные раковины и брызги металла выявляются с помощью визуального и измерительного контроля.

Надеюсь, что данная информация поможет вам  заполнить пробелы в знаниях или ознакомиться  с типичными дефектами и методами их выявления. Или поможет найти понимание с дефектоскопистами.

Виды дефектов сварных швов

Все допуски по размерам шва регламентированы требованиями ГОСТа для каждого из видов сварки. Любые отклонения показаний от утвержденных нормативов принято считать дефектами. Они могут быть последствием ошибок в процессе как подготовки, так и выполнения сварочных работ.

Большинство изъянов сварочного соединения отрицательно сказываются на его прочностных характеристиках. Все дефекты делятся на три группы:

• наружные. Основными показателями являются неправильная форма стыка, трещины, наплывы, кратеры, подрезы шва, прожоги и прочие визуальные признаки, которые можно обнаружить на поверхности. Они видны при тщательном визуальном осмотре и только некоторые можно заметить с первого взгляда;

  

• внутренние. Дефекты представляют собой неполное или неравномерное сплавление металлов, трещины или пористость в структуре, наличие посторонних включений – шлак, оксид, неметаллические примеси; другие, находящиеся внутри шва, изъяны;
• сквозные. Трещины, подрезы, прожоги и прочие повреждения, которые носят сквозной характер и видные с обеих сторон.

Любые дефекты являются основанием для выбраковки работы и должны быть устранены. Это правило особенно актуально для металлоконструкций несущего плана – каркасов, рам, обрешеток и т.п. Они должны быть сварены безупречно, чтобы выдерживать предполагаемые нагрузки. В противном случае конструкции могут служить источником опасности для окружающих.

Внутренний сварочный брак — свищ, непровар шва, поры

Дефекты сварочного соединения внутреннего расположения — это свищи, непровары и поры. Для их выявления может быть недостаточно внешних признаков. Особенно опасно при изготовлении нагруженных конструкций перерождения пор в свищи. Этот вид брака может сочетаться с непроваром, когда специалист имеет дело с деталями большого сечения или отклонением электрода от оси шва. Непровар обычно дает эффект значительного снижения прочности.

Вогнутость корня шва — углубление на поверхности сварного соединения с односторонним швом в месте расположения его корня (оценивается по максимальной глубине расположения поверхности корня шва от уровня расположения поверхностей сваренных деталей). образуется вогнутость корня шва при высокой скорости сварки, неправильной подготовке шва при сборке под сварку, при перегреве первого слоя, а также в местах прихваток

Выявляются выпуклости и вогнутости корня шва радиографическим и ультразвуковым контролем, а в случае доступа к корню шва визуальным и измерительным.

Выпуклость корня шва — часть одностороннего сварного шва со стороны его корня, выступающая над уровнем расположения поверхностей сваренных деталей (оценивается по максимальной высоте расположения поверхности корня шва над указанным уровнем)

Причиной возникновения выпуклости в корне шва могут послужить большой зазор между кромками при сборке под сварку, неправильная подготовка кромок, высокая сила тока, неправильная скорость сварки, длинная сварочная дуга.

Гост 30242-97 дефекты соединений при сварке металлов плавлением. классификация, обозначение и определения от 02 марта 2001 —

Дефекты сварных швов: виды, причины возникновения, как устранить

Все виды дефектов сварных швов регламентированы ГОСТ 30242-97. В этом же документе описаны их характеристики, причины возникновения и классификация. Возникает дефект сварки из-за нарушений нормативов сборки и сваривания деталей. Любое отклонение от нормы является дефектом.

• 1 Виды дефектов
• 2 Основные способы выявления
• 3 Способы устранения

Классификация дефектов сварных соединений

Далеко не в каждом случае получается добиться идеального качества сварного соединения. При желании можно найти отклонения от установленных требований. Полностью классификация сварных соединений изложена в пунктах ГОСТа 30242-97. Документ содержит информацию обо всех возможных изъянах. Из них можно выделить часть, которые чаще других встречаются при контрольном осмотре соединительных стыков.

Кратеры

Небольшие углубления в сварном валике образуются в результате разрыва сварочной дуги. Изъяны приводят к уменьшению поперечного сечения стыка, что снижает степень его прочности. вторичная опасность кратера заключается в том, что его дно может иметь дополнительные рыхлые включения, приводящие к появлению трещин.

Методы выявления дефектов

Для выявления дефектов сварного шва применяются разные методы:

• замеры стыков и визуальный осмотр;
• проверка соединений на герметичность;
• поиск дефекта с использованием специальных приборов;
• лабораторные испытания образцов на прочность.

Визуальное определение качества сварного шва выполняется только после тщательной очистки его поверхности от шлака, устранения разных загрязнений и застывших брызг металла. Проверяются размеры, форма, наличие дефектов – прожогов, свищей, трещин, кратеров и прочих изъянов.

Благодаря испытаниям на герметичность удается определить наличие или отсутствие дефектов трубопроводов – пор, трещин, непроваров. На герметичность конструкции проверяются такими способами:

• обдувание воздухом;
• наполнение водой под давлением;
• обработка керосином.

При обнаружении дефекта требуется дополнительная обработка с целью его устранения.

Методы контроля сварных соединений

Само собой разумеется, что любые дефекты сварного соединения увеличивают риск разрушения конструкции. Чтобы такую вероятность свести к минимуму, следует внимательно проверять качество сварных соединений. Весь процесс выполняется поэтапно:

Применяемые сегодня методы контроля делятся на две группы – неразрушающие и разрушающие. Для выявления дефектов готовых конструкций применяются, как правило, неразрушающие методы контроля:

• визуальный осмотр;
• проверка ультразвуком (дефектоскопия);
• контроль при помощи магнитного поля;
• дефектоскопия цветная;
• дефектоскопия радиационная;
• дефектоскопия капиллярная;
• контроль на проницаемость;
• другие методы.

Разрушающий контроль используется в отношении отобранных для этого образцов. Он позволяет установить параметры прочности сварного шва и зоны термического влияния. В контроле задействованы химические, механические и металлографические методы проверки.

Наплыв — дефект в виде металла, натекшего в процессе сварки (наплавки) на поверхность сваренных (наплавленных) деталей или ранее выполненных валиков и несплавившегося с ним.

Образуется при излишне большом сварочном токе, при неправильном расположении  электрода и длинной дуге.

Наплывы

Избыточный расплав натекает на поверхность заготовки, остывает и образует ложный валик. Это наплыв, не имеющий прочного сплавления с рабочей поверхностью. Чаще всего дефект образуется при горизонтальной сварке стыковых или угловых швов. Причиной их образования является недостаточный прогрев основного металла, из-за избытка присадочного материала или окалин на кромках стыкуемых поверхностей.

Наружные сварные дефекты и брак шва

Основные виды дефектов сварного соединения (шва) имеют общую особенность происхождения — они связаны с человеческим фактором. Причина их возникновения кроется в нарушении температурного режима, использовании неисправной техники, неправильном обращении с металлом, небрежности при подготовке к сварке. Часто к возникновению дефекта приводит неверный выбор сварочной технологии.

READ  Контактная стыковая сварка

Непровары

Если между швов и основным металлом есть участки, где видно несплавление между ними, то это непровар. То есть, основной металл не прогрелся как следует, чтобы образовать с расплавом единое целое. Такой дефект сильно понижает прочностные характеристики соединения и все конструкции в целом.

Перегрев и пережог металла

Пережог и перегрев возникают в результате подачи большого сварочного тока или при малой скорости сварки. Они приводят к хрупкости металла и снижению его ударной вязкости.

Подрезы

Визуально изъян представляет собой продольное углубление с наружной части шва. Из-за подреза уменьшается сечение шва и образуется внутреннее напряжение соединения. Прочность такого шва вызывает большие сомнения. Основная причина образования дефекта – завышенный показатель сварочного тока. Чаще всего подрезы характерны для горизонтальных швов.

Посторонние включения

Качество шва значительно снижается из-за посторонних включений – шлаковых, флюсовых, оксидных, вольфрамовых и прочих. Основной причиной, которая их вызывает, является неправильно выбранный режим сварки.

Причины возникновения дефектов сварных швов

Любой дефект образуется вследствие определенного фактора. Существуют разные причины образования дефектов сварного шва:

• во время работ применялись некачественные расходные материалы;
• не соблюдалась технология выполнения сварочных работ;
• низкого качества металл, используемый для создания сварной конструкции;
• неисправность оборудования или некачественная его работа;
• неправильно выбранный режим сварки;
• допущены технологические ошибки из-за низкой квалификации специалиста.

Чтобы получить металлоконструкцию высокого качества, требуется строгое соблюдения технологических параметров и норм сваривания, привлекать к работе специалистов с достаточным уровнем квалификации.

Прожог

Проверка сварочных швов должна начинаться с осмотра на наличие прожогов, представляющих собой сквозные отверстия в сварочных отверстиях. Возникают они при подаче тока большой силы при малой скорости сварки или при резком обрыве подачи защитного газа.

Контроль сварочных швов осуществляется несколькими способами в зависимости от того происходит ли процесс разрушения сварного соединения или нет.

Прожог — дефект в виде сквозного отверстия в сварном шве, образовавшегося вследствие вытекания части жидкого металла сварочной ванны в процессе выполнения сварки

Образуется при большом токе и малой скорости сварки, при неправильной сборке изделий под сварку (большой зазор между кромок)

Прожоги

Изъян представляет собой сквозное отверстие, которое образуется из-за вытекания металла из сварочной ванны. Как правило, из обратной стороны образуется наплыв. Провоцирует прожог слишком медленное перемещение электрода по линии стыка, слишком большой ток, недостаточная толщина прокладки или же неплотное ее прилегание, большой зазор между деталями.

Рассмотрим разные ситуации по заварке свища

Пора  на сварном стыке или в целом месте дефектной трубы(воздушный пузырь в стыке в результате нарушения технологии сварки), через которую свищет вода (а может и спирт, хотя со спиртом, наверное, сложнее). 

Вода может быть горячей и под высоким давлением. В зависимости от рисков не получить травму и действуем. Выяснили, что стык не подвергнут старой коррозии (не сгнил) и приступаем к устранению свища. Что можно сделать в таком случае? 

1. Забить в отверстие деревянный клинышек и когда прекратится течь, аккуратно перекрыть электросваркой. 

2. Просверлить отверстие и нарезать в нем резьбу и закрутить винт с подмоткой, а затем перекрыть его электросваркой. 

3. Постараться осторожно зачеканить место течи сварочным зубилом, а затем так же перекрыть электросваркой.

4. Если течь без напора, можно взять простые электроды типа ОК-46 или ОЗС-4,12 и переплавить пору. Существуют и специальные электроды, которые варят в воде и по воде (спец. обмазка, отталкивающая воду). Конечно, сварщик должен ловко владеть РД сваркой.

5. Подобрать и приварить гайку, муфту или штуцер отверстием в центр свища и ввернуть по резьбе с подмоткой болт или вентиль. 

 6. Когда вода все же не дает варить, можно по линии водопровода до свища вварить такой вентиль в удобном месте для отвода поступающей воды.

7. Если вода поступает медленно, порой достаточно разогреть участок трубы газовым резаком и когда вода испариться так же перекрыть свищ. 

8. На всех трубопроводах устанавливается запорная арматура (задвижки, вентили и прочее). Иногда достаточно просто разболтить фланец и направить поток воды в зазор между фланцами. Или снять верхнюю часть арматуры и с помощью шланга отвести скапливающуюся воду в сторону.

9. Существуют современные методы отключения участка трубы для врезки — это создание ледяной пробки с помощью специального оборудования. Только применять такое оборудование в редких аварийных случаях невыгодно из-за его высокой цены. 

Сварочный кратер

Дефект может возникнуть при резком обрыве дуги или прекращении подачи [плазменной струи]. Небольшое углубление в конце шва как правило связано с другим дефектом — внутренним непроваром на локальном участке. При усадке и остывании металла в зоне кратера могут появиться трещины напряжения, что делает шов полностью непригодным.

Сварочный наплыв

Дефект связан с излишне медленной сваркой и недостаточным контролем температуры. При слабом прогреве металла часть расплавленной массы натекает на одну сторону, не создавая с ней достаточно сцепления. Наплыв может быть плохо заметным при осмотре, но в большинстве случаев это место, где не произошло соединения расплавленных масс, несплавление металла. Шов может развалиться при минимальных нагрузках. При выявлении наплыва его удаляют механически, шов переваривают.

Сварочный подрез

Брак появляется при неравномерном прогреве заготовок, когда часть расплавленного металла оттекает на другую сторону. Внешне подрез выглядит как канавка между основным телом детали и сварочным наплывом.

При неравномерной проплавке шва подрез появляется быстро, что приводит к снижению прочности соединения. Металл в зоне подреза имеет измененную пластичность. Устраняют сварочный подрез зачисткой шва и переваркой.

Проблема типична при использовании дуговой и [аргоннодуговой сварки] с недостаточным контролем за напряжением дуги.

READ  Способы пайки золота в домашних условиях

Свищ — дефект в виде воронкообразного или трубчатого углубления в сварном шве

Основными причинами образования пор и свищей являются загрязнения в зоне сварки, повышенная влажность окружающей среды и/или сварочных материалов, высокое содержание углерода в основном металле и/или присадочном материале,  большая скорость сварки и/или быстрое охлаждение шва, нарушение защиты сварочной ванны (сквозняки, неравномерная подача защитного газа и т.д.).

Выявляются поры и свищи с помощью радиографического и ультразвукового контроля. При выявлении пор, радиографический контроль имеет ряд преимуществ  по отношению к ультразвуковому.

Подповехностные поры могут быть выявлены также с помощью магнитного и вихретокового контроля.

Свищи

Изъяны представляют собой поверхностные дефекты в виде полостей. Они снижает прочность стыка и дополнительно опасны тем, что могут провоцировать образование трещин. Свищи характеризуются произвольной формой, могут образовываться как на внешней стороне, так и на внутренней.

Ситуации с трубами большого диаметра

Когда не удается пройти нижнюю часть стыка из-за небольшого потока воды. В таких случаях подойдут следующие методы: 

10. Берем автомобильную камеру(или подходящий резиновый шар) в зависимости от диаметра трубы (в нашей практике был случай с трубой 400 мм и 1500 мм и камера от трактора). Вставляем ей внутрь трубы и накачиваем воздухом. Резиновая камера плотно перекрывает поток воды, и мы успеваем проварить её нижнюю часть. Осталось только спустить воздух и вытащить камеру через арматуру или временную полость вверху (операционный стык)

11. Берем некоторое количество глины и вспоминаем детство! Выкладываем из глины небольшую плотинку и пока вода её не размыла успеваем пройти сваркой низ трубы. От глины при пуске теплосети или водопровода ничего не останется,зато работа сделана качественно, вы в почете и с большим бонусом в кармане бежите голодный домой и рассказываете своей половинке какой Я востребованный специалист!

Удачи и уважения вам в вашей непростой работе!

Сквозной прожог при сварке

Поры и свищи, прошедшие через всю толщину металла относят к сквозным дефектам. Не менее серьезен по последствиям сварочный прожог металла, возникающий при превышении температуры, передержке дуги, неправильной оценке толщины стали. Причиной прожога может быть значительное окисление металла.

Смещение кромок — несовпадение уровней расположения свариваемых (сваренных) деталей в стыковых сварных соединениях. смещение кромок в сварном соединении образуется при неправильной сборке под сварку, а также при недостаточном количестве и качестве прихваток

Выявляются как радиографическим так и ультразвуковым контролем, а в случае доступа к корню шва визуальным и измерительным.

Способы устранения дефектов сварных соединений

Вне зависимости от задействованного оборудования – инвертор, классический аппарат, трансформатор и прочее – образование дефектов не исключено. Принято различать так называемые допустимые и недопустимые дефекты сварки. В зависимости от типа и сложности изъянов определяется пригодность готового изделия к эксплуатации.

Не допущенные к использованию конструкции направляются на доработку. Каким способом будет устраняться дефект, зависит от типа изъяна:

• прожог заваривается после тщательной зачистки сварного соединения;
• подрезу устраняются путем наложения тонкого наплава по всей длине их образования;
• участок с трещиной рассверливается, тело шва вырубается, поверхность зачищается и обезжиривается. После этого углубление заваривается;
• непровары вырезаются и повторно завариваются;
• свищи и кратеры устраняются по одной схеме. Прежде всего все вырезается до основного металла. После этого стык варится по-новому;
• наплывы следует аккуратно срезать, проверив при этом есть ли непровары;
• деформированные участки выравниваются прогревом или же механическим путем;
• любой из дефектов, подразумевающий наличие посторонних включений, устраняется путем вырезания шва (участка) и наложением нового.

В случае, когда в процессе контроля обнаруживаются дефекты технологического характера соединений труб, то исправление выполняется одним из методов:

• механическим путем без сваривания;
• механическим путем в сочетании с завариванием дефектного участка;
• вырезание участка трубопровода, содержащего технологический дефект;
• шов полностью удаляется и стык проваривается по-новому.

Прочность и герметичность сетей газоснабжения восстанавливается дуговой сваркой. Применение газосварочных установок не допускается.

Трещина — дефект в виде разрыва металла сварного соединения или наплавленной детали (изделия)

Основными причинами возникновения трещин при сварке являются сварочные напряжения, резкое охлаждение шва, перегрев шва, высокое содержание углерода и кремния в основном металле, неподходящий и/или влажный присадочный и вспомогательный материал. Трещины в металле шва выявляются ультразвуковым и радиографическим контролем.

Оба метода имеют свои слабые стороны при выявлении трещин.  Так как трещина является самым опасным дефектом,  то предпочтительно применять эти методы совместно.

Радиографический контроль может пропустить трещину в случае ее малого раскрытия и расположения перпендикулярно излучению рентгеновских лучей. Ультразвуковой контроль может не «увидеть» трещину,  если она распространяется параллельно направлению распространения ультразвуковой волны.

Трещины

Данные дефекты сварочных швов являются самыми опасными, так как способны быстро привести к разрушению конструкций. Различают холодные, горячие, наружные и внутренние трещины:

• холодные трещины появляются в момент остывания шва после сварки в результате снижения прочности металла во время сварочного напряжения. Причинами их появлений становятся влажные швы или используемые материалы.
• горячие трещины образуются, когда температура металла достигает 1100–13000С. В этот момент его пластические свойства резко снижаются, и начинается процесс кристаллизации. Если в металле повышенное содержание кремния, фосфора, серы, никеля или водорода, то на границах кристаллических решёток образуются микроскопические разрывы, которые быстро распространяться и вдоль шва, и поперёк него.

Трещины появляются при неправильном закреплении деталей, нарушении технологии процесса сварки, использовании некачественных или неподходящих электродов или быстром охлаждении поверхности.

Трещины после сварки

Различают их по возникновению в зависимости температурных изменения и направления — холодные и горячие, продольные, поперечные и радиальные по направлению. В зависимости от сварочной технологии, трещина может иметь разную глубину. Горячие возникают при нагреве металла до 1100 — 1300 С.

Их появление связано с неравномерным распределением температуры и вызванным им натяжением металла. Холодные появляются при остывании металла примерно при 120 С. Еще одна причина — присутствие посторонних веществ, атомов водорода в исходной стали.

Возможно появление трещин при электрической и [газовой (ацетиленовой) сварке].

Усадочная раковина — дефект в виде полости или впадины, образовавшейся при усадке расплавленного металла при затвердевании

Образуется при резком окончании сварки (обрыве дуги).