Контроль сварных швов: разбираемся в методах оценки

Контроль сварных швов является необходимой операцией в производственно-монтажном цикле, от которой зависит надежность деталей или конструкций. Именно на этой стадии выявляются дефекты, которые получают свою оценку и могут быть исправлены или признаны незначительными.

В зависимости от условий сварки и видов объекта применяются различные методики контроля. В нашей статье мы расскажем о том, какими методами оценивается качество сварных швов, как проходит проверка и поговорим об оформлении необходимых документов.

Основные этапы контроля сварных швов

По завершении сварки металлических конструкций следует обязательный контроль качества сварных швов. Такую операцию необходимо выполнять для гарантии качественного и надежного соединения деталей и, соответственно, работоспособности всей конструкции. Процедура предназначена для выявления дефектов, которые могут негативно повлиять на эксплуатационные и прочностные характеристики всего изделия.

Своевременные методы выявления дефектов швов, полученных в результате сварочных работ, направлены на повышение безопасности всей конструкции, что в свою очередь позволяет избежать аварийных ситуаций при ее дальнейшей эксплуатации.

На больших промышленных предприятиях операция по контролю сварочных швов выполняется отдельным специалистом-контролером. Но на средних и мелких производствах такую единицу в штате довольно часто не предусматривают, поэтому проверку соединений вынужден проводить сварщик самостоятельно.

Для такого контроля необходимо выполнить следующие действия:

• Сделать предварительную проверку, включающую в себя определение соответствия требуемому качеству поверхностей металла, газовых смесей, присадочной проволоки, флюсов и электродов. После этого перед проведением сварочных работ следует проконтролировать качество сборки, подготовить рабочее место и убедиться в исправности сварочного аппарата.
• Проверить правильность выбора режима аппаратуры с соблюдением технологичности процесса сварки сборочных единиц.
• Провести контроль качества выполненных сварных швов. Такую технологическую операцию проводят по окончанию процесса сваривания, способы ее проведения будут рассмотрены ниже.
• Осуществить визуальный осмотр сварных швов на предмет наличия видимых дефектов.

При проведении контроля качества сварных швов необходимо руководствоваться ГОСТом и соответствующими техническими нормативными документами, в которых подробно указываются все виды допустимых погрешностей.

 

После измерений необходимо составить протокол испытаний и акт, в которых должны быть отражены все полученные результаты.

Довольно часто возникают дефекты скрытого характера, по этой причине только визуального осмотра сварного соединения будет недостаточно. Кроме данной методики, для контроля качества сварного шва применяют еще и другие способы, с подробным описанием которых вы ознакомитесь ниже по тексту.

Разрушающие методы контроля сварных швов

Разрушающий контроль сварных швов выполняют на образцах-свидетелях, моделях и в редких случаях на самих деталях. Методика основана на получении информации, посредством которой определяют качество, надежность и прочность соединения конструкции.

Такую проверку можно выполнить при помощи механических испытаний, металлографических исследований, химического анализа и специальных испытаний. Чаще всего такие способы контроля необходимы при разработках технологий производства металлических конструкций или при проведении выборочного контроля готовой продукции.

При механических испытаниях предусматриваются приложение нагрузок статического характера на различные участки сварного соединения методами растяжения, изгиба, определения твердости и проведение динамических испытаний на усталостную прочность и ударный изгиб.

При использовании метода металлографических исследований определяются наличие дефектов и металлическая структура сварного шва.

Макроструктурный анализ позволяет определить расположение и характер всех видимых дефектов любого участка соединения – металлических изломов и макрошлифов. При таком исследовании используется метод визуального контроля сварных швов с применением лупы.

При микроструктурном анализе выявляется структура металла на травленных реактивами участках и полированных шлифах при увеличении их изображения от 50 до 2 000 раз.

Такой метод исследования позволяет обнаружить любые микроскопические трещины, размер зерна, присутствие окислов на гранях зерен, пережоги металла, оксидные и сульфидные включения и другие изъяны сварочных соединений.

При помощи метода химического анализа определяется состав электродов, наплавленного и основного металла и их соответствие техническим условиям на сварное соединение.

Для получения некоторых технических характеристик сварных соединений необходимо провести специальные испытания, при которых учитывается ряд эксплуатационных условий (коэффициент ползучести металла при воздействии высокой температуры, коррозионная стойкость и др.).

Неразрушающие методы контроля сварных швов

Измерительный и визуальный контроль сварных швов

При проведении измерительного и визуального контроля нет необходимости в использовании специального оборудования. Эксперт может провести такую процедуру с помощью простых измерительных средств (люксметра, лупы, угольника, линейки, щупа, шаблонов, штангенциркуля и рулетки).

В задачу специалиста, производящего сварное соединение, входит исключение следующих дефектов:

• геометрические отклонения профиля шва;
• неравномерность сечения;
• непроваренные участки;
• сколы;
• свищи;
• поры;
• пустоты;
• трещины;
• неоднородность структуры шва;
• нарушение сплошности.

Наличие скрытых дефектов порой можно определить по характерным внешним признакам. Обнаруженные участки с дефектами необходимо измерить с целью проверки соответствия их размеров допускаемым нормативным отклонениям. Кроме того, следует замерить ширину и высоту валика сварного шва.

Читайте также: «Контактная сварка»

Визуальный осмотр не может гарантированно дать полную объективную информацию. Точность полученных результатов в большей степени зависит от квалификации и зоркости специалиста, проводящего такую экспертизу, от его знаний и опыта.

Некоторые участки можно более тщательно рассмотреть при помощи лупы. В случаях, когда требуется подсветка локальной зоны, специалисты пользуются компактными фонариками.

Обнаруженные участки с дефектами помечают с целью их последующей доработки. При сомнительных результатах контроля дефектов сварных швов проводят дополнительную проверку при помощи других способов проверки качества.

Капиллярный метод контроля сварных швов

В основе такого метода используется свойство некоторых жидкостей проникать через мельчайшие микротрещины и поры металлической структуры, которые не видны невооруженному глазу. В качестве расходных материалов при этом используются мел и краска.

Для повышения визуализации эти вещества наносят на поверхность. Приготовленная жидкость обогащается дополнительными компонентами, окрашивающими состав.

Для проведения капиллярного метода контроля сварных швов изготавливают особые вещества, называемые пенетрантами, обладающими люминесцентными свойствами. Такой состав при попадании на него светового потока способен в разы увеличивать яркость отраженного света.

Метод подходит для контроля качества сварочных соединений любых видов металла, результаты чего можно оценить по характеру рисунка после нанесения пенетранта. Чем хуже выполнена сварка, тем насыщеннее окрашена металлическая поверхность.

Свойство большого коэффициента линейной усадки при остывании позволяет проверять таким методом материалы, обладающие повышенной чувствительностью к температурным перепадам.

Контроль сварных швов на герметичность

Методика обычно используется для проверки сосудов, эксплуатируемых под большим давлением, трубопроводов или гидросистем. Такая технология имеет несколько названий:

• течеискание;
• пневмоиспытание;
• пузырьковый метод;
• гидроиспытание и др.

Метод бывает как пневматическим, так и гидравлическим – это зависит от применяемой при проверке среды. Но в обоих случаях используется один принцип, используемый при проведении капиллярного способа контроля.

Отличается только тем, что при такой методике контроль сварных швов производится при помощи подачи жидкостной или газовой смеси под давлением.

Читайте также: «Сварка угольным электродом»

Пневматический способ подразумевает нагнетание в проверяемую область воздуха или сжатого газа. При этом поверхность шва с целью образования пленки смазывается мыльным раствором, который состоит из мыла и воды в соотношении 1 к 4. При наличии несплошностей над поверхностью шва надуваются пузыри.

Пневматический метод контроля сварных швов можно подразделить на несколько разновидностей:

• Вакуумный – при нанесении мыльного раствора с обратной стороны сварочного соединения создается разрежение. Таким способом определяются сквозные дефекты.
• Погружной – весь сваренный участок погружается в наполненную мыльным раствором емкость. Все имеющиеся дефекты можно увидеть по выделяющимся воздушным пузырькам.

При необходимости проведения операции контроля качества сварного шва на морозе вместо воды в растворе используют спирт, обладающий незамерзающими свойствами. Газовой средой в данном случае может быть аммиак.

Перед проведением испытаний участок необходимо обернуть бумагой. Наличие дефектов покажут проступившие пятна красного цвета.

Суть гидравлического метода контроля сварных швов и соединений заключается в свойстве жидких сред при определенных условиях создавать давление. Сваренные элементы погружаются на некоторое время в воду или масло. При наличии внутренних пустот жидкость постепенно проникает через поры внутрь вещества.

Через определенное время деталь нужно извлечь из раствора и обстучать молотком – по наличию выделений определяются пустоты внутреннего характера. При диагностике трубопроводов или емкостей применяется заполнение коммуникационных конструкций жидкостью под давлением.

Методика является простой, но довольно эффективной. При обнаружении дефектные участки следует переварить, после чего повторно продиагностировать.

Метод контроля сварных швов с помощью магнитной дефектоскопии

В основе принципа используется свойство металлов намагничиваться под влиянием магнитных полей. Методика неприменима для латунных, медных, цинковых и других немагнитных сплавов.

Ниже изложены некоторые технические особенности проведения метода магнитно-дефектоскопического анализа качества:

• с помощью специального прибора на сварной шов направляется постоянный магнитный поток;
• это приводит к формированию силовых электромагнитных линий, которые заставляют мельчайшие частицы металла двигаться и занимать определенное положение;
• после этого на поверхность сварного соединения наносят измельченный металлический порошок;
• при качественно выполненном шве рисунок имеет однородную структуру; искажение полученного изображения сигнализирует о наличии шлаковых включений и трещин.

Такой метод контроля качества сварных швов эффективен только для обнаружения микродефектов. Единственным минусом является невозможность идентифицировать проблемные участки с трещинами, направленными параллельно силовым линиям магнитного поля.

Контроль сварных швов и соединений методом ультразвуковой дефектоскопии

Методика исследования при помощи ультразвуковых волн позволяет обнаруживать участки сварного металлического шва с неоднородной структурой.

Наличие пустот заставляет изменять направление проходящих сквозь металл волн, поэтому направленный поток излучения не может дойти до контрольного датчика прибора. По замеру полученного отклонения определяют наличие дефекта и его характер.

Форма искажения ультразвукового потока напрямую связана с характером нарушения качества шва. Чтобы идентифицировать дефект, необходимо сравнить результаты с контрольными эталонами. Методика такого контроля сварных швов является довольно распространенной.

В отличие от магнитной дефектоскопии, этот способ проверки качества применим для нержавеющих и цветных металлов.

Радиационный метод контроля сварных швов

При проведении контроля сварных швов таким способом требуется повышенное соблюдение мер безопасности. В основе метода используется воздействие на сварное соединение рентгеновских лучей с целью получения фотоснимка.

Диагностика выполняется при помощи рентген-аппарата, конструкция которого аналогична устройствам, используемым в медицинских учреждениях.

Существует определенная последовательность применения радиационного метода контроля сварных швов:

• На подготовительном этапе проводится работа по установке и включению контрольного оборудования.
• В момент воздействия излучение, созданное прибором, проходит сквозь металлическую структуру. При столкновении рентгеновских лучей с пустотами происходит изменение их траектории.
• С противоположной стороны шва все полученные результаты фиксируются на специальную пленку.
• Структуру проваренного сварного соединения можно определить по зафиксированной на пленке плотности радиационного излучения.

Такая прогрессивная и инновационная методика не является совершенно безопасной. Для выполнения контроля качества сварных швов необходимо наличие расходных материалов и специальных приборов.

Читайте также: «Организация сварочного производства на предприятии»

Помимо этого, обслуживающий персонал должен пройти специальное обучение для работы с оборудованием. Слишком долгое пребывание работников, выполняющих диагностику, в зоне проведения работ негативно сказывается на здоровье.

Но современными заводами-изготовителями налажен выпуск компьютерных приборов, на мониторы которых выводятся все полученные результаты. Такое устройство в автоматическом режиме выдает расшифрованные данные с полной гарантией точности выполненного контроля качества сварных швов и соединений.

Оформление документации контроля сварных швов

После проведения исследований на основании полученных результатов испытаний составляют акт дефектов сварного соединения, в котором проверяющими фиксируется любой вид дефекта с его кратким описанием.

Помимо этого, все итоги заносят в журнал сварки, который заполняется бригадой на каждом объекте. Первичным документом является спецжурнал, он должен заполняться по каждому узлу конструкции в строгом соответствии со СНиП.

По окончании выполненных работ журнал передается заказчику и подшивается к остальным техническим документам, связанным с объектом.

Кроме спецжурнала, при выполнении сварочных работ требуется оформление схемы стыков с полным отражением технологии. Помимо этого, предоставляются сертификаты на применяемые расходники (присадочную проволоку, флюс или электроды).

Для каждого сварщика акты контроля сварных швов, включающие диагностику качества соединения и внешней стороны изделия, составляются индивидуально. При проведении приборной диагностики результаты и заключения контролеров также необходимо прилагать.

Такая документация необходима в случаях судебных разбирательств, аварии или отчетов. Без предоставления акта испытания сварных соединений работы не будут актироваться и объект не будет введен в эксплуатацию. Причем для ответственных конструкций предъявляются особо жесткие требования.

При обнаружении дефектов, которые возникли даже не по вине сварщика, а по причине приобретения расходных материалов низкого качества, шов должен быть переварен. Окончательно принять объект или деталь можно только после приемки контролером сварных соединений.

Читайте также: «Как выбрать сварочный полуавтомат»

При сдаче в эксплуатацию объектов повышенной опасности, трубопроводов и сосудов, предназначенных для работы с повышенным давлением, узлов грузоподъемных кранов, металлоконструкций и сооружений, рассчитанных на повышенные нагрузки, особенно важно более тщательное проведение контроля качества сварных соединений и швов.

Подводя итог, можно сказать, что дальнейшая безопасность строительных и производственных объектов при эксплуатации напрямую зависит от внимательности и уровня квалификации экспертов, принимающих участие в приемке.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

• цветные металлы;
• чугун;
• нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.