Контроль качества сварных соединений: сварных швов, соединений трубопроводов и металлоконструкций

Завершающий этап сварочных работ – проверка структуры шва. Для контроля качества сварных соединений деталей, металлоконструкций разработаны различные

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.

Методы контроля качества сварных швов

На практике применяются разные средства технического контроля, которые отличаются нюансами в работе; обладают разными достоинствами и недостатками. Тем не менее, весь их функционал ориентирован на то, чтобы определить прочность и долговечность сварочного шва. Качество соединения двух металлических заготовок можно предсказать. Ведь в большей части оно зависит от мастерства исполнителя и качества используемых расходников. Обладая этими данными, несложно предусмотреть итог контроля. Однако, лучше выполнить несложные процедуры контроля, чтобы объективно убедиться в надежности соединения.

kontrol-7.jpg

Самым распространенным способом определения качества сварного шва остается визуальный. Наряду с ним используются магнитный, капиллярный и радиационный виды контроля. Конечно, существуют и другие варианты, но перечисленный выше являются максимально простыми и наиболее часто востребованными. Желательно практиковать пооперационный контроль качества. Сначала сварочный шов осматривается, после этого выполняется капиллярное исследование образца и т.д.

Читайте также: Дефекты и способы испытания сварных швов

Что такое контроль качества сварных соединений

Контроль подразделяется на первичный и на окончательный. При первичном происходит профилактика возникновения дефектов. Контроль качества сварных соединений заключается в проверке электродов, флюсов, соблюдении технологического процесса и режимов работы. Окончательный контроль осуществляется уже на самих швах.

Визуальный осмотр

Как проверить сварной шов

Почти все характеристики сварного шва могут быть оценены во время проверки сварки – некоторые относятся к размеру сварного шва, а другие – к наличию неоднородностей в сварном шве.

Размер сварного шва может быть чрезвычайно важным, поскольку он часто напрямую связан с прочностью и эксплуатационными качествами сварного шва.

Например, сварные швы меньшего размера могут не выдерживать нагрузки, прикладываемые во время эксплуатации.

В зависимости от их размера или местоположения неоднородности сварного шва (дефекты внутри или рядом со сварным швом) могут влиять в худшую сторону на качества сварного шва его запланированных рабочих характеристик.

 Разрывы сварного шва часто называют дефектами сварки, и они могут иногда вызывать преждевременное разрушение сварного шва из-за снижения прочности или дополнительных концентраций напряжений внутри сварного компонента.

Проверка сварного шва проводится по нескольким причинам, наиболее распространенной из которых является определение того, соответствует ли качество сварного шва его предполагаемому применению. Чтобы оценить качество сварного шва, вы должны сначала иметь критерии, с которыми вы можете сравнить характеристики сварного шва.

ГОСТы, стандарты, разработанные специально для различных применений сварочного производства, используются во время проверок сварки, чтобы определить приемлемые уровни разрывов шва.

Важно выбрать стандарт и способ сварки, который предназначен для использования в вашей отрасли или области применения.

Критерии приемлемости качества проверки сварного шва могут быть получены из нескольких источников. Чертеж или чертеж сварочного производства, обычно предоставляют размеры и другую информацию о размерах, такую ​​как длина и местоположение сварных швов. Эти требования к размерам, как правило, устанавливаются посредством проектных расчетов. Также они могут быть взяты из проверенных конструкций, которые, как известно, соответствуют эксплуатационным требованиям к сварному соединению.

Внешний осмотр

Любая проверка качества сварных швов начинается с визуального контроля. Осматривают все 100% сварных соединений. Сначала проверяют геометрию и форму шва.

Визуальный контроль помогает выявить, наряду с наружными, часть внутренних изъянов. Так, переменные по габаритам валики швов и неравномерные складки говорят о непроварах, возникающих из-за частых обрывов электрической дуги.

Перед началом работ со сварных соединений удаляют шлак, окалины прочие загрязнения. Чтобы лучше можно было разглядеть дефекты, швы обрабатывают азотной кислотой (10%). Это придает матовость шву, что облегчает поиск изъянов.

После обработки кислотой необходимо провести тщательную протирку спиртом, чтобы предупредить ее вредное влияние на сплав.

Для повышения качества проверки можно использовать фонарь и оптическую лупу. Для контроля геометрических размеров применяют штангенциркуль и шаблоны.

Капиллярный метод

Данный способ контроля использует свойство жидкости затягиваться в очень мелкие капилляры. Быстрота и степень проникновения внутрь материала связана с его смачиваемостью и диаметром капилляров. Больше смачивается сплав и тоньше капилляры – глубже проникает жидкость.

Капиллярный способ контроля качества шва позволяет иметь дело не только с любыми металлами, но и с керамикой, пластмассой, стеклом. Главное его применение связано с проявлением внешних изъянов, которые невозможно или трудно определить невооруженным глазом. Иногда, используя, к примеру, керосин, можно обнаружить сквозные дефекты.

Способ очень простой, работает со времен возникновения потребности проверки сварочных швов. Для него даже разработан специальный ГОСТ 18442-80.

В капиллярном методе контроля качества сварки используют пенетранты – вещества, имеющие малое поверхностное натяжение и сильный цветовой контраст.

Проникая в дефектные зоны, и подсвечивая их, пенетранты визуализируют изъяны сварки. Их делают на основе воды, керосина, масла для трансформаторов и прочих жидкостей.

Наиболее чувствительные пенетранты могут проявить дефекты диаметром от 0,1 микрона. Капиллярный метод контроля качества сварки эффективен для дефектов до 0,5 мм шириной. При больших диаметрах пор или трещин он не работает.

Способ с применением пенетрантов заключается в очистке поверхности, нанесении контрольной жидкости и проявлении изъянов. Очень эффективен способ контроля сварных соединений с помощью керосина.

Несмотря на разнообразные приборы контроля качества сварки, проверку этим способом используют до сих пор. С одной стороны наносят раствор мела, дают время для сушки, затем с другой стороны шов смазывается керосином. Бракованные места проявляются через несколько часов в виде темных пятен.

Роль инженера инспектора по сварке.

Проверка сварочных работ требует широкого спектра знаний со стороны инженеров, включая понимание сварочных чертежей, символов и процедур; конструкция сварного соединения; код и стандартные требования; и методы проверки и тестирования.

По этой причине многие сварочные нормы и стандарты требуют, чтобы инженер по сварке был официально аттестован. Существует несколько учебных курсов по проверке сварочных работ и сертификационных программ.

Контроль качества сварных швов

Сварные швы могут стать самым ненадежным местом всей металлоконструкции, если они выполнены с нарушением технических условий и правил, поэтому важно производить полноценную оценку, начиная от визуального осмотра и заканчивая самыми современными физическими и химическими способами. Выбранный метод проверки зависит еще и от конкретной конструкции, где есть сварные швы, а также от функций, которые она будет выполнять.

Соединений металлоконструкций

Различные металлоконструкции после сварки также нуждаются в проверке качества, поскольку сварные швы влияют на надежность и общий срок службы таких конструкций. К основным методам проверки и контроля качества сварных соединений металлоконструкций относят:

  • визуально измерительный;
  • ультразвуковой;
  • капиллярный;
  • оценка проницаемости;
  • радиационный контроль.

На проницаемость швы можно проверять с использованием керосина, вакуум-аппаратом, а также гелиевым или галлоидными течеискателями.

Оценка с помощью специальных жидкостей.

Соединений трубопроводов

Любые сварные швы трубопроводов не должны иметь: трещин, кратеров, прожогов.

Важно! Недопустимы любые ошибки некачественной сварки.

Среди основных методов контроля при проверке трубопроводов используют:

  1. Магнитографический контроль, который позволяет обнаружить поля рассеяния. Отражается на радиограмме в виде графиков. Позволяет выявить непровары, цепочки шлака, микротрещины.
  2. Рентгеновское излучение.
  3. Проверка проницаемости с использованием гидравлики, пневматики, а также пузырькового метода.

Для пневматических испытаний в трубопровод запускают в больших количествах воду или газ, а на поверхность наносят пенообразующий состав, который при проникновении жидкости или газа будет пузыриться, что укажет на наличие недостатка.

Магнитная дефектоскопия

Явление электромагнетизма используется в магнитных дефектоскопах. Каждый металл имеет свою степень магнитной проницаемости. При прохождении через неоднородные материалы магнитное поле искажается, что говорит о присутствии инородных элементов внутри структуры.

Это используется в приборе для контроля качества сварки. Он вырабатывает магнитное поле, которое проникает в исследуемый металл. Неоднородности фиксируются магнитопорошковым или магнитографическим способом.

В первом случае на сварной шов наносят ферромагнитный порошок. Там где происходит скопление порошка вероятнее всего непровар, нет сплошного соединения. Порошок может быть сухим или влажным, с примесью масла или керосина.

Во втором случае на шов накладывают ферромагнитную ленту. Затем ее пропускают через прибор, где анализируют все аномалии, зафиксированные на ленте, и определяют дефекты сварки.

Магнитный способ контроля качества имеет ограничения, связанные с самим принципом действия прибора. Он может проверять качество сварных соединений только ферромагнетиков, к которым некоторые стали и цветные металлы не относятся. Соответственно, такой способ контроля имеет ограниченное применение.

Капиллярная методика

Это способ базируется на определенных свойствах жидкостей, которые имеют низкие значения поверхностного натяжения. Эти жидкости не собираются в отдельные капли, а постоянно находятся в текучем состоянии, заполняя собой отверстия и маленькие канавки. Так можно определить поверхностные изъяны.

При этом на сварочное соединение наносится особый состав, мгновенно заполняющий дефекты. После этого шов подвергается тщательному осмотру. Для удобства при работе в жидкости добавляют краситель.

Ультразвуковая дефектоскопия

Для контроля качества сварки применяют ультразвук. Принцип действия аппарата основан на отражении ультразвуковых волн от границы соединения двух сред с различными акустическими свойствами.

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.

Радиационный метод

Для контроля качества сварки используют радиационные методы и устройства. По сути это тот же рентгеновский аппарат, используемый в больницах, или прибор с источником гамма-излучения, приспособленный для облучения сварных соединений.

Он основан на способности этих лучей, проникать через любые материалы. Интенсивность проникновения зависит от вида исследуемых веществ. Благодаря этому на фотопленке, стоящей за исследуемым изделием, остается изображение, характеризующее состояние данного материала.

Все дефекты сварки в виде неоднородностей выявляются на пленке. Метод контроля очень точный, но дорогой и вредный для людей, требует подготовительных работ по установке защитных экранов и проведения организационных мероприятий.

Разрушающий контроль

Все виды контроля сварных швов делятся на неразрушающие и разрушающие. Перед началом исследований необходимо определиться, какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений, и допустимо ли это в конкретном случае.

К разрушающим методам контроля сварных соединений относятся:

  • механические испытания;
  • химические;
  • физические;
  • металлографические.

Разрушающий контроль сварных соединений целесообразно проводить на контрольных образцах в качестве предварительной оценки состояния сварного соединения.

Металлографические исследования заключаются в засверливании поверхности и протравливании ее раствором, содержащим аммоний и хлорид меди. Просверливание производят сквозь сварной шов. Затем углубляются в основной металл. Потом место проверки осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы.

При химическом анализе устанавливают соответствие состава металла и сварного шва на нем нормативным требованиям. В ГОСТ 122-75 указаны методы для отбора проб. Для механических исследований специально изготавливают образцы или вырезают их из сварного соединения, и проводят на них испытания.

Оформление документации

Для проведения сварки предусматривается специальный журнал. Он является первичным документом, оформляющийся по требованиям СНиП. Проектная организация составляет перечень узлов в металлоконструкции, которые необходимо сдать заказчику с оформлением сварочных документов.

Помимо журнала, сварочные работы сопровождает схема стыков, прилагаются сертификаты на расходные материалы (электроды, флюс или присадочную проволоку) и акты по контролю качества снаружи изделия.

Если проводились ультразвуковые или иные специфические исследования, то результаты и заключения по ним также прилагаются.

Все это позволяет говорить о качестве сварке и надежности конструкции. Только после сдачи в полном объеме сварочной документации производятся дальнейшие процедуры по принятию металлоконструкций объекта.

Особые требования

К конструкциям, где при дальнейшей эксплуатации надежность сварного соединения имеет большое значение, предъявляются повышенные требования. В частности объем контроля сварных соединений трубопроводов является повышенным по сравнению с менее ответственными конструкциями.
Значение также имеет правильное оформление документации по контролю качества сварки.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...
Лазерные станки