Для чего? Контроль качества сварных швов проводится с целью выявления возможных дефектов в деталях и изделиях после завершения сварки. В некоторых случаях без оценки не будет и вовсе принята работа сварщика.
Как? Самый просто способ – визуальный осмотр. Для ответственных деталей массового производства применяются сложные наукоемкие методы контроля с помощью ультразвука, рентгена, аммиака. Также используются разрушающие способы проверки.
Из этого материала вы узнаете:
Общие сведения о контроле качества сварных швов
Контроль качества сварных швов выполняется квалифицированными сотрудниками, прошедшими необходимую профессиональную подготовку и аттестацию. В крупных строительных, промышленных организациях создаются специальные подразделения, основанной задачей которых является проверка прочности и надежности сварных соединений. Для контроля применяется два метода – разрушающий и неразрушающий.
В большинстве случаев используются методы неразрушающего контроля качества сварных швов.
Разрушающие методы проверки приемлемы в следующих случаях:
- Для контроля пробных изделий.
- При массовом производстве – для проведения контрольных испытаний с целью проверки качества изделия.
Оборудование для контроля качества сварных швов подвергается периодическим испытаниям, в ходе которых проверяется точность измерений, погрешность. Использование таких приборов требует специальных навыков.
Неразрушающие методы контроля качества сварных швов
Визуальный осмотр
Наиболее простым способом является визуальный контроль качества сварных швов. При этом не прикладывают механических усилий, чтобы разрушить изделие, однако метод позволяет заметить лишь явные дефекты, которые указывают на производственный брак. Для такой проверки применяется лупа, штангенциркуль, шаблоны. До начала осмотра поверхность детали необходимо очистить от шлака и загрязнений. Для этого изделие обрабатывают азотной кислотой, а затем спиртом.
Читайте также: «Сварка в нижнем положении: особенности и рекомендации»
О наличии брака свидетельствуют следующие дефекты, обнаруженные при контроле качества сварных швов:
- несплошное соединение, наличие зазоров;
- пустоты;
- неоднородная структура металла в зоне кристаллизации;
- свищи;
- наплывы металла, поры;
- непроваренные участки (так называемые непровары);
- трещины;
- сколы материала;
- неравномерные складки и сечение.
Любой из этих признаков указывает на то, что деталь имеет брак. Недостатком визуального метода является субъективность оценки – точность зависит от квалификации и опыта рабочего. В зависимости от характера обнаруженные дефекты либо устраняются, либо изделие подвергается более точным инструментальным методам контроля.
Капиллярный контроль
Этот метод основан на способности жидкости проникать в любые мелкие полости. Для проверки используются специальные составы – пенетранты. Они изготавливаются на основе воды и керосина, отличаются минимальным поверхностным натяжением, что позволяет им проникать даже в мельчайшие зазоры. Также в состав добавляется краситель, который проявляет полости, неразличимые невооруженным взглядом.
Капиллярный способ контроля качества сварных швов подходит для проверки изделий из любых металлов. Если соединение сильно окрашивается, то оно выполнено плохо. Чем меньше окраска, тем качественнее шов.
Различают следующие типы капиллярного метода.
- основной;
- комбинированный.
Основной метод предполагает использование проникающих составов с яркой окраской. Комбинированный способ, наряду с капиллярным контролем, включает в себя и иные методы проверки, например магнитный, индукционный и т. д.
И основной, и комбинированный методы имеют собственные нюансы. При основном капиллярном методе могут использоваться вещества с разной проникающей способностью, также могут различаться способы измерения результатов испытаний.
Читайте также: «Импульсная сварка: принцип работы, подготовка, настройка»
Достоинствами капиллярного метода контроля является универсальность – с его помощью можно тестировать состояние всех металлов и швов, изготовленных любом способом. Кроме того, издержки на приобретение пенетрантов минимальны, а специальное сложное оборудование не требуется.
Данный способ позволяет обнаруживать дефекты разных видов – непровары, прожоги, поры, трещины и др., а также их точную локализацию.
В зависимости от используемых пенетрантов выделяют несколько видов основного капиллярного контроля:
- с использованием специальных растворов;
- с использованием фильтрующих суспензий.
В зависимости от метода измерения результатов проверки различают следующие виды контроля качества сварных швов:
- люминесцентно-хроматический;
- люминесцентный;
- ахроматический;
- хроматический.
Магнитный контроль
Данный метод подходит для контроля качества изделий из ферромагнитных сплавов, но не подходит для меди, латуни, алюминия, хрома, никеля, цинка. В основе этой методики лежит способность металла намагничиваться под воздействием магнитного поля. Проверка проводится с использованием дефектоскопов.
В начале проверки соединение покрывается ферромагнитным составом, а затем соответствующий участок подвергается воздействию электромагнитных волн. В результате такого воздействия порошок начинает скапливаться на бракованном участке шва.
Эта технология хороша тем, что дает возможность увидеть даже самые мелкие дефекты, невидимые глазу. Недостатком же, как было указано, является ограниченность номенклатуры металлов, которые могут быть протестированы подобным образом.
Ультразвуковой контроль
Ультразвуковой контроль качества сварных швов дает возможность проверить состояние металлоконструкций. Тестирование выполняется при помощи специального ультразвукового датчика, который прикладывается к поверхности соединения. Ультразвуковые волны проникают сквозь металл, а затем отражаются от задней стенки изделия. Возвращающийся сигнал улавливается датчиком.
Читайте также: «Сварка вертикальных швов: как правильно выполнять»
Если в шве имеются неровности, поры, трещины, то отражение волны от соответствующих участков изменяется, что также фиксируется сенсором. Недостатки разного характера и размера проявляются по-своему.
Сложность ультразвукового контроля качества сварных швов металлоконструкций заключается в том, что для его использования неодолимо привлекать специально обученного сотрудника. Без особых навыков расшифровка сигнала прибора вряд ли будет возможна, максимум, что удастся понять, – это то, что деталь имеет брак, но будет крайне сложно определить, каков характер дефекта.
Стандарты ультразвукового контроля качества сварных швов определены в ГОСТ 23829. При точном соблюдении требований можно выявить даже микроскопические дефекты.
Радиационный метод
Измерительный контроль качества сварных швов также может выполняться при помощи радиационных устройств и методов. Соответствующий метод использует способность альфа- и гамма-лучей проникать сквозь любые материалы. Они позволяют обнаружить брак внутри шва. Таковыми могут быть непровары, поры, трещины, наличие примесей и т. д.
По существу, радиационный контроль качества сварных швов и соединений очень похож на обычное рентгенологическое обследование в больнице. Однако сотрудник, проводящий такую проверку, должен пройти инструктаж по технике безопасности и обучение по использованию прибора. Длительное нахождение в зоне проведения контроля может оказать негативное влияние на здоровье человека.
При проведении контроля сквозь металл проходят рентгеновские лучи. При наличии пустот, примесей в соединении волны меняют угол падения. С обратной стороны шва находится специальная пленка, на которой фиксируется траектория лучей, прошедших через сварной шов.
При использовании гамма-лучей полученный снимок называется гаммаграммой, а в случае применения рентгеновских волн – рентгенограммой. Сам метод исследования называют гаммаграфическим. Он обеспечивает высочайшую точность результатов, позволяя увидеть не только наличие дефектов, но и его точные размерные и пространственные характеристики.
Разрушающие методы контроля качества сварных швов
Разрушающий способ используют для образцов-свидетелей, моделей, иногда и для самих деталей. Такой процесс контроля качества сварных швов позволяет получить сведения о прочности и структуре соединения.
Контроль выполняется в ходе механических испытаний, металлографических проверок. Обычно эти методы применяются для отработки технологии производства изделий из металлов, при выполнении контроля качества партии товара.
Читайте также: «Как выполнить точечную сварку своими руками»
В ходе механических исследований на соединение оказывается разнонаправленное статическое воздействие – на растяжение, на изгиб. Проверяется твердость детали, также выполняются динамические тесты, которые позволяют измерить остаточную усталость металла.
В ходе металлографической проверки выполняется поиск дефектов, проверяется структура соединения.
Макроструктурное исследование шва дает возможность выявить наличие повреждений соединения и их локализацию, чаще всего – изломов и микрошлифов. Тестирование выполняется с использованием увеличительного стекла.
При микроструктурном исследовании используются травящие составы, которые наносятся на отдельные участки, и полированные шлифы. После этого зона контроля увеличивается под микроскопом в 50-2000 раз.
Микроструктурное исследование позволяет получить в мельчайших подробностях сведения об имеющихся дефектах шва. Можно видеть наличие и размер зерен, окислы на поверхности, пережоги, присутствие оксидов и сульфидов в соединении и многое другое.
Химическое исследование позволяет определить состав использованного при сварке электрода, основного металла, соответствие шва технологическим нормативам выполнения работ.
В ряде случаев для проведения специальных исследований необходимы лабораторные условия. Так, могут тестироваться отдельные эксплуатационные характеристики – ползучесть металла при нагреве, его устойчивость к воздействию коррозии и др.
Часто задаваемые вопросы о контроле качества сварных швов
Как выполняется проверка состояния сварного соединения аммиаком?
Такой метод проверки использует свойство ряда индикаторов менять цвет под действием щелочи. Аммиак в газообразном состоянии выполняет роль контролирующего реагента. В ходе контроля сварное изделие кладут на лист бумаги, пропитанный 5 % раствором индикатора. На противоположную сторону соединения наносится смесь аммиака с воздухом. Проходя через дефекты в шве, аммиак оставляет следы на листе с индикатором в соответствующих участках.
Как проверить качество сварки при помощи воздушного давления?
Тестирование с применением сжатого газа позволяет определить герметичность сварных трубопроводных конструкций. Если изделие имеет небольшие габариты, то его помещают в емкость с жидкостью. Если сделать это невозможно, то используют пенные растворы, чаще всего мыльные.
Читайте также: «Ацетиленовая сварка: оборудование, технология»
После покрытия шва пенным составом внутрь детали подается давление, которое превышает рабочее на 10-20 %. Если в шве имеются дефекты, то газ пройдет через них и выйдет наружу, вызывая образование пузырьков. Если никаких пузырьков снаружи не появляется, то соединение сварено надежно. При выполнении работ со сжатым газом необходимо строго выполнять предписания техники безопасности, прежде всего, это касается ограничения максимально допустимого давления.
Как проверяется качество сварного соединения посредством гидравлического давления?
Этот способ используется для тестирования конструкций, рабочий режим которых предполагает воздействие высокого давления жидкости – в котлах, паропроводах, водопроводах и т. п. Сначала конструкция наглухо задраивается заглушками. Соединение снаружи полностью высушивается. Далее в систему подается вода под давлением, превышающим рабочие значения в 1,5-2 раза. Если сварка выполнена качественно, то снаружи не должна появляться влага, тем более не допускаются никакие течи. В противном случае сварка выполнена с браком.
Мы рассказали об основных методах контроля качества сварных швов, используемых в строительстве и промышленности. Необходимость в них есть не всегда. Однако, когда речь идет об ответственных соединениях, от качества выполнения которых зависит не только работоспособность оборудования, но и безопасность людей, контроль должен выполняться в обязательном порядке, и он не может ограничиваться исключительно визуальной проверкой.
