Контроль качества сварных швов необходим для обеспечения безопасности металлических изделий, имеющих сварные швы. Ведь даже маленькие трещинки, имеющиеся внутри шва, могут привести к утрате изделием своей прочности. С ее помощью определяют наличие шлаковых вложений, пустот, неметаллических веществ внутри шва.

Существует множество способов определения качества сварного шва. Перечислим лишь основные из них: визуальный контроль, магнитографический метод, химический метод, проверка ультразвуком, просвечивание шва, проба керосином, цветная дефектоскопия, выявление склонности шва к коррозии, испытание пневматикой, технологические пробы, вакуумный метод, металлографический метод, проверка на твердость. Из этого списка лишь ультразвуковая диагностика является наиболее надежным способом проверки качества соединений.

Принцип и порядок проведения ультразвукового исследования

Ультразвуковые волны, направленные на изделие, проникают глубоко в металл. Встречая на своем пути различные препятствия в виде пустот, вложений, шлака, неровностей и прочих неоднородностей металла, волны преломляются и отражаются от них.

Оператор, проводящий диагностику, может определить точное расстояние до выявленного дефекта и размеры дефекта.

Ультразвуковой контроль качества сварных швов имеет следующую последовательность.

Пьезоэлектрический щуп преобразует электрические колебания в ультразвуковые волны, направляя их на поверхность изделия. Щуп воспринимает отраженные сигналы и отображает их на мониторе. Таким образом, щуп работает как передатчик и как приемник. Если дефекты в шве отсутствуют, то сигнал отразится от нижней поверхности изделия и возвратится к щупу. Если волна на своем пути встретит дефект, то определенная часть волн отразится от поверхности дефекта раньше. Эта разница будет зафиксирована на мониторе. Так определяют размеры и глубину залегания дефекта.

Методы контроля качества

В промышленности применяют несколько различных способов проведения ультразвукового исследования.

Контроль сварных швов металлоконструкций проводится следующими методами:

• Теневой метод. Используется сравнение амплитуд направленного к изделию и отраженному от его нижней поверхности импульсов.
• Эхо-метод. Учитывается отраженный от дефекта импульс.
• Эхо-зеркальный метод. Показания снимаются с двух приборов, направляющих сигналы под разными углами к поверхности изделия.
• Зеркально-теневой метод. Дефекты определяются с учетом коэффициента затухания отраженного сигнала.
• Дельта-метод. Предметом внимания является ультразвуковая энергия, отраженная от поверхности дефекта.

Приборы для ультразвукового контроля

Все приборы, которыми производится ультразвуковая диагностика, имеют схожий принцип работы. Основной элемент каждого прибора кварцевый пьезодатчик. Он находится в пьезоэлектрическом щупе. Такие приборы называют ультразвуковыми дефектоскопами.

По конструкции дефектоскопы бывают:

В первом случае посыл и прием сигнала осуществляется одним щупом, а во втором случае двумя отдельными щупами.

Контроль швов на непроницаемость применяется в сварных изделиях, предназначенных для хранения жидкостей, газов или работающих в условиях вакуума.

Испытание на плотность производится после предварительного контроля сварных швов наружным осмотром. Эти испытания выполняются с помощью керосина, а также воздуха или воды под давлением.

Способы испытания зависят от назначения конструкции и технических условий на изготовление. Испытания на плотность обычно производятся не менее двух раз: предварительное для выявления пороков и повторное после их исправления.

Для испытания открытых сосудов и различных стационарных резервуаров часто используется керосин. Швы сосудов для лучшего выявления пороков покрываются мелом, разведенным на клее. Швы с обратной стороны обильно смазывают керосином и выдерживают от 10 мин. до 3 час, в зависимости от толщины материала и назначения конструкции. При многократном смазывании керосином время выдержки значительно сокращается. Время испытания указывается в технических условиях. Если в течение установленного времени на поверхности шва, покрытого меловой краской, не появились жирные темные пятна керосина, то данный сварной шов считается выдержавшим испытание.

Рис. 72. Испытание керосином

Испытание сжатым воздухом применяется только для закрытых сосудов. Для испытания в сосуд с предварительно заглушенными отверстиями подается сжатый воздух под давлением 1,0—2,0 атм. Снаружи все швы смачиваются мыльной водой, и сжатый воздух, выходя через неплотности, образует мыльные пузыри, по которым определяют пороки в швах и исправляют их.

Необходимо отметить, что испытание воздухом при неправильной подготовке изделий или подаче воздуха без чувствительного манометра и предохранительного клапана представляет значительную опасность. Крышки и заглушки перед испытанием должны быть надежно закреплены.

Применять сжатый воздух давлением свыше 2 атм не рекомендуется вследствие опасности разрушения конструкций.

При гидравлическом испытании проверяется прочность и плотность различных сосудов, котлов и трубопроводов, работающих под давлением. При этом испытании сосуд с плотно закрытыми отверстиями наполняется водой. Воздух из него выходит через верхнее отверстие, которое после заполнения также заглушается. Затем давление доводится до необходимой величины, и сосуд подвергается тщательному осмотру. Швы, имеющие пороки, дают течь и потение, а слабые места даже разрушаются. После выдержки и осмотра давление в сосуде доводится до рабочего, и металл сосуда на расстоянии 15—20 мм от швов подвергается обстукиванию легкими ударами молотка с круглым бойком для предупреждения образования вмятин. Величина давления при испытании устанавливается соответствующими инструкциями по контролю и правилами освидетельствования. Обычно испытательное давление на 25—100% больше рабочего. Рабочее место, где производится испытание, должно быть оборудовано в соответствии с правилами по технике безопасности.

Источники: steelguide.ru, www.e-ope.ee