Справочник сварщика: Пособие для сварщиков, мастеров, технологов, конструкторов

Раздел ГРНТИ: Сварка
Сапиро Л.С.
Донецк, 1978 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Справочник сварщика: Пособие для сварщиков, мастеров, технологов, конструкторов

Глава VIII. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ШВОВ
 
Для обеспечения условий получения качественных сварных швов необходимо вести контроль за соблюдени­ем технологических процессов до начала сварки, в про­цессе сварки, а также контроль качества шва и сварного соединения после сварки.
До начала сварки следует проверить: документацию (сертификаты) на основной металл и сварочные материа­лы (электроды, проволоку, флюсы и т. д.); состояние ме­таллов — наличие ржавчины, окалины и различных де­фектов металла, а также состояние сварочных материа­лов — влажность, загрязненность и пр.; качество подго­товки и сборки металлов, прежде всего величину зазоров между свариваемыми элементами, правильность раздел­ки кромки— углы скоса и притупления; исправность ап­паратуры; правильность выбранной технологии на об­разце.
В процессе сварки контролируют правильность веде­ния процесса: постоянство режимов, стабильность горе­ния дуги, отсутствие видимых дефектов (трещин, пор, подрезов и т. д.), получение сварного шва заданной гео­метрии.
При сварке ответственных изделий правильность вы­бора металлов, материалов, режимов и техники сварки проверяют по контрольным образцам, которые свари­вают одновременно с изделиями. Часто (исключая свар­ку кольцевых швов) контрольные пластины представ­ляют собой продолжение сварного соединения изделия. На контрольных образцах проверяют механические свой­ства сварного соединения и наплавленного металла, мак­ро- и микроструктуру (металлографические исследова­ния), наличие скрытых трещин и микротрещин, газовых пор, шлаковых включений, а также непровар, коррозион­ную стойкость металла шва и зон термического влияния согласно ГОСТам и техническим условиям.
Методы контроля качества швов сварных соединений устанавливает ГОСТ 3242—69. Стандарт предусматри­вает выявление наружных дефектов, внутренних и сквозных.
Для выявления наружных дефектов применяют: внеш­ний осмотр и измерения; контроль красками и люмино­форами; магнитно-порошковый метод.
Внутренние дефекты выявляют, применяя техноло­гические пробы, металлографический метод, контроль просвечиванием проникающими излучениями (радиогра­фический метод), метод ультразвуковой дефектоскопии, магнитно-порошковый, магнитно-индукционный и маг­нитно-графический методы, контроль вскрытием.
Сквозные дефекты обнаруживают с помощью таких способов: смачивание керосином; обдув сжатым возду­хом; контроль воздушным давлением; контроль аммиа­ком; контроль гидравлическим давлением; контроль на­ливом воды; контроль поливом водой; метод испытания течеискателями.
 
1. контроль внешним осмотром и измерениями
Внешний осмотр сварных швов применяется во всех случаях, независимо от других методов контроля, после тщательной очистки сварного соединения от шлака, брызг и других загрязнений. При осмотре выявляют: не­провар, наплывы, прожоги, незаваренные кратеры, под­резы, трещины в сварных швах и в зоне термического влияния, пористость, смещение свариваемых элементов, правильность формы, размеров и расположения сварных швов, их соответствие чертежам, ГОСТам, нормалям, техническим условиям на изготовление сварного из­делия.
Осмотр производят без применения лупы или с по­мощью лупы с увеличением до 10 раз. Границы трещин выявляют после шлифовки дефектного участка наждач­ной бумагой и травления.
 
2. контроль красками и люминофорами
ГОСТ 3242—69 предусматривает выявление краска­ми   и   люминофорами   дефектов,   имеющих   размеры
0,002—0,500 мм при сварке сталей аустенитного класса, нержавеющих, титана и его сплавов.
В 1973 г. введен ГОСТ 18442—73 «Неразрушающий контроль. Капиллярные методы» для выявления неви­димых или слабо видимых глазом дефектов, выходящих на поверхность материалов и изделий любой формы. По способу выявления и регистрации дефектов аппаратуру подразделяют на люминесцентную, цветную и комбини­рованную (люминесцентно-цветную и т. д.).
Название «Капиллярные методы» связано со способ­ностью некоторых жидкостей (светящихся или окрашен­ных) проникать в мельчайшие щели или отверстия (капилляры).
 
Люминесцентный метод контроля основан на способности ультрафиолетовых лучей вызывать свече­ние некоторых веществ (люминофоров), применяется для обнаружения мелких поверхностных дефектов (трещин, расслоений и т. д.) в ответственных деталях. Для кон­троля этим методом металл следует очистить от загряз­нений и затем нанести на проверяемую поверхность жид­кий раствор вещества — люминофора. Это может быть дефектоль, раствор которого в бензине при освещении ультрафиолетовыми лучами светится желто-зеленым светом. В поверхностные трещины за счет капиллярного давления проникает раствор вещества люминофора. Пос­ле небольшой выдержки (10—15 мин) контролируемую деталь промывают, просушивают и в затемненном поме­щении облучают ультрафиолетовыми лучами. По свечению раствора на поверхности детали можно судить о на­личии и расположении дефектов.
 
Цветной метод имеет сходство с люминесцент­ным, но более прост, не требует облучения проверяемой детали в темном помещении. Контролируемая поверх­ность обезжиривается авиационным бензином, смазы­вается или окунается в специальный (например, керосино-скипидарный) раствор, в который входит темно-крас­ный анилиновый краситель. Время пропитки составляет 15—20 мин. После пропитки поверхность тщательно про­тирают и промывают 5%-ным раствором кальцинирован­ной соды. Затем с помощью пульверизатора или кистью на поверхность наносят тонкий слой суспензии магнезии в воде или других суспензий, создающих светлый фон и обладающих способностью адсорбировать проникший в трещины и поры окрашенный раствор.
Дефекты проявляются в виде рисок или красных пя­тен (если применен темно-красный краситель). Время проявления дефекта — 30 мин.
 
3. магнитные методы контроля
Магнитные методы контроля основаны на свойстве магнитных силовых линий изменять свое направление в местах дефектов металла. Используя принцип магнитно­го рассеяния над дефектом металла при намагничивании, можно с достаточной точностью выявить наличие де­фектных мест и на поверхности, и внутри металла (ГОСТ 21104—75 и ГОСТ 21105—75).
Магнитные методы контроля применяются для выяв­ления дефектов в сварных швах, выполненных из ферро­магнитных материалов (углеродистые, низколегирован­ные и легированные стали).
Существуют три магнитных метода контроля метал­ла: магнитно-порошковый, магнитно-индукционный и магнитно-графический.
Μагнитно-порошковыйметод согласно ГОСТ 3242—69 применим только на стыковых сварных соединениях. Размер выявляемого дефекта — не менее 0,10 мм. Метод заключается в том, что на поверхность контролируемого металла равномерным слоем наносят порошок (сухой метод) или эмульсию (мокрый метод), намагничивают металл и визуально фиксируют наличие дефектов. Порошок или эмульсия, попадая в магнитный поток рассеяния, вызванного дефектом, принимают фор­му дефекта.
В качестве магнитного порошка при сухом методе применяют измельченную железную окалину или закись-окись железа. Намагничивать металл можно с помощью» (Лектромагнита, соленоида или пропустив ток через кон­трольный материал (через сварное соединение). При на­пел» пни магнитного поля контролируемый металл слегка постукивают молотком, чтобы облегчить подвижность порошка, сдувают слабой воздушной струей, а по остав­шемуся порошку определяют наличие и расположение де­фектов. После контроля металл размагничивают. Дефек­ты фиксируются на глубину до 25 мм.
При мокром методе вместо порошка применяют маг­нитную суспензию, состоящую из жидкости (керосин, трансформаторное масло) и магнитного порошка. Дефек­ты обнаруживаются в местах магнитного рассеяния по скоплению порошка.
 
Магнитно-индукционный метод отли­чается тем, что магнитное рассеяние фиксируется с по­мощью индукционной катушки. Для контроля сварных соединений применяют магнитные дефектоскопы. В про­мышленности зарекомендовали себя индукционные де­фектоскопы, позволяющие определять дефекты сварных, швов в стыковых соединениях толщиной 6—25 мм.
 
Магнитно-графический метод основан на фиксации потока рассеяния на магнитной ленте, кото­рая плотно прижимается к поверхности шва. Отклонение силовых линий магнитного поля на ленте воспроизводит­ся на специальном дефектоскопе. Используется при толщине швов 1—16 мм.
 
7. метод ультразвуковой дефектоскопии
Метод ультразвуковой дефектоскопии применяется при толщине металла не менее 6 мм. Он основан на ис­пользовании ультразвуковых волн, которые представ­ляют собой упругие колебания материальной среды с ча­стотой колебания выше 20 кГц (выше, чем та, которую способны воспринимать слуховые органы человека).
В этом методе контроля (ГОСТ 14782—69) исполь­зуется способность ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред, обладающих разными аку­стическими свойствами. Когда при прохождении через сварной шов ультразвуковые волны встречают на своем пути дефекты (трещины, поры, шлаковые включения, рас­слоения и т. д.), они отражаются ог границы раздела ме­талл — дефект и могут быть зафиксированы при помощи специальных ультразвуковых дефектоскопов.
Классификация дефектности стыковых сварных швов по результатам ультразвукового контроля приведена в ГОСТ 22368—77 (введен с 1.01.1978).