Методи за контрол на качеството на заварени съединения
Контролът на качеството на заваряването означава проверка на условията и процедурата за извършване на заваръчни работи, както и определяне на качеството на заварените съединения в съответствие с техническите изисквания.
В заваръчното производство се използват следните видове контрол: входящ (превантивен), текущ (оперативен) и приемане (изходящ) на готовите продукти и възли.
Целта на входящия контрол е да се намали вероятността от дефекти по време на заваряване (контрол на документацията, качеството на суровините и заваръчните материали, квалификацията на заварчиците и др.).
Текущият контрол се извършва в процеса на монтаж и заваряване.
Приемането или контролът на изхода се извършва за идентифициране на външни и вътрешни дефекти при заваряване.
Има разрушителни и неразрушителни методи за контрол на качеството на заварени съединения.
Разрушителни методи за контрол на качеството на заварени съединения
Разрушителните тестове се извършват върху свидетелски проби, модели и по-рядко върху самите продукти, за да се получи информация, която директно характеризира здравината, качеството или надеждността на съединенията. Те включват: механични тестове, металографски изследвания, химически анализи и специални тестове. Тези методи се използват главно при разработването на технологии за производство на метални конструкции или за селективен контрол на готови продукти.
Механичното изпитване включва статично изпитване на различни участъци от завареното съединение за опън, огъване, твърдост и динамично изпитване за ударно огъване и якост на умора.
Извършват се металографски изследвания, за да се установи структурата на метала на завареното съединение и наличието на дефекти.
С макроструктурния метод естеството и местоположението на видимитедефекти в различни зони на заварени съединения чрез изследване на макроразрези и метални счупвания с просто око или с лупа.
При микроструктурен анализ структурата на метала се изследва върху полирани и ецвани тънки срезове при увеличение от 50,2000 пъти. Такива изследвания позволяват да се открие изгарянето на метала, наличието на оксиди по границите на зърната, сулфидни и оксидни включвания, размер на зърното, микроскопични пукнатини и други структурни дефекти.
Химическият анализ дава възможност да се установи съставът на основния и наслоения метал, електродите и тяхното съответствие със спецификациите за производство на заварено съединение.
Провеждат се специални тестове за получаване на характеристиките на заварените съединения, като се вземат предвид условията на работа (устойчивост на корозия, пълзене на метала при излагане на повишени температури и др.).
Безразрушителни методи за контрол на качеството на заварени съединения
При безразрушителен контрол се оценяват определени физични свойства, които косвено характеризират здравината или надеждността на завареното съединение. Методите без разрушаване (те проверяват повече от 80% от заварените съединения) се използват, като правило, след производството на продукта за откриване на дефекти в него. Безразрушителните методи за контрол на качеството на заварени съединения включват: външен контрол, радиация, ултразвуково и магнитно изпитване, изпитване на плътност и редица други методи с ограничена употреба.
100% от заварените съединения се подлагат на външен контрол. Проверката се извършва с просто око или с лупа, като се използват шаблони и измервателен уред. В същото време се проверяват геометричните размери на шевовете, наличието на подрязвания, пукнатини, липса на проникване, кратери и други външни дефекти.
Тръбопроводите и контейнерите се подлагат на контрол на херметичност,предназначени за транспортиране и съхранение на газове и течности и като правило работят при свръхналягане.
Пневматичните тестове се основават на създаване на излишно въздушно налягане (10,20 kPa) от едната страна на шева и намазване на другата страна на шева със сапунена пяна, която образува мехурчета под действието на сгъстен въздух, проникващ през течове. Течовете могат да бъдат оценени и чрез спада на налягането на въздуха в контейнер, снабден с манометър.
Видът на хидравличното изпитване зависи от конструкцията на продукта. Изливането на вода се използва за изпитване на якост и плътност на вертикални резервоари, газголдери и други съдове с дебелина на стената не повече от 10 mm. Водата се излива до пълната височина на съда и се държи най-малко 2 часа Заварките на отворени съдове се подлагат на поливане от маркуч с маркуч при налягане най-малко 0,1 MPa. При изпитване с допълнително хидростатично налягане, последното се създава в пълен с вода и затворен съд с помощта на хидравлична помпа. Стойността на налягането се определя съгласно техническите условия и правилата на Котелния надзор. Дефектните места се определят от наличието на капки, потоци вода и изпотяване.
Вътрешните дефекти в заварените съединения се откриват чрез пропускане на рентгенови лъчи (дебелина на метала до 60 mm (фиг. 1)) или гама лъчи (дебелина на метала до 300 mm (фиг. 2)). Откриването на дефекти се основава на различното поглъщане на рентгеново или гама лъчение от метални участъци с и без дефекти. Резултатите се записват на филм или се показват на специален екран. Размерите на откритите дефекти: с радиография - 1,3% от дебелината на метала, с радиография - 2,4%.
Ориз. 1. Рентгеново изследване на заварени съединения: 1 – рентгенова тръба; 2 - заварено съединение; 3 - касета; 4 - филм
При оценяванекачество на заваръчните шевове, препоръчително е да има референтни изображения на характерни дефекти за различни дебелини на метала. Албумите с референтни изображения са одобрени от инспекцията на Ростехнадзор и са неразделна част от спецификациите за приемане на продукти.
Ориз. Фиг. 2. Схема на трансилюминация от гама лъчи: 1 - затвор; 2 - оловна капсула; 3 - капсула с вещество; 4 - заварено съединение; 5 - филмова касета
Магнитографският контрол се основава на откриването на разсеяни полета, образувани в местата на дефекти по време на намагнитването на тестваните заварени съединения (фиг. 3). Разсеяните полета се фиксират върху еластична магнитна лента, плътно притисната към повърхността на шева. Записът се извършва на дефектоскоп. Магнитографското изпитване може да се използва само за изпитване на заварени съединения на метали и сплави с малка дебелина с феромагнитни свойства. Разкриват повърхностни и подповърхностни макропукнатини, непрониквания, пори и шлакови включвания с дълбочина 2,7% върху метал с дебелина 4,12 mm. Заоблени пори, широка липса на проникване (2,5-3 mm), напречни пукнатини, чиято посока съвпада с посоката на магнитния поток, се откриват по-слабо.
Ултразвуковият контрол се основава на способността на ултразвуковите вибрации (механични вибрации с честота 16,25 MHz) да се отразяват от повърхност, разделяща среда с различни акустични свойства. За получаване на ултразвукови вибрации се използва свойството на бариев титанат, кварцови кристали и някои други вещества да преобразуват електрическите вибрации в механични вибрации и обратно (обратни и директни пиезоелектрични ефекти).
Ориз. Фиг. 3. Схема на преминаване на магнитния поток в заварената връзка: а - при липса на дефект; b - при наличие на дефект; 1 – магнитно поле на разсейване; 2 - дефекти на шева
Ултразвуков контрол иманякои предимства пред радиационните методи: висока чувствителност (площта на открития дефект е 0.2.2.5 mm² с дебелина на метала до 10 mm и 2.15 mm² с големи дебелини), възможност за контрол с едностранен достъп до шева, висока производителност, възможност за определяне на точните координати на дефекта, мобилност на оборудването.
Основният метод за ултразвуков контрол е ехо методът. Този метод контролира около 90% от всички заварени съединения с дебелина над 4 mm.
На фиг. Фигура 4 показва принципна схема на ултразвуково изследване по метода на импулсно ехо с комбинирана схема за включване на търсача и приемника. Импулсен генератор 1 генерира кратки електрически импулси с дълги паузи. Seeker 5 преобразува тези импулси в ултразвукови вибрации. Когато срещнат дефект, вълните се отразяват от него, отново попадат върху търсача и се преобразуват в електрически трептения, които достигат до усилвателя 2 и след това до екрана на устройството 3. Пробният импулс на генератора 6 се поставя в началото на размаха, импулсът от долната повърхност 8 е в края на размаха, а импулсът от дефекта 7 е между тях. В процеса на изпитване на заварено съединение търсачът се движи зигзагообразно по протежение на основния метал по протежение на шева 4. За да се осигури акустичен контакт, повърхността на продукта на тестовото място е обилно смазана с масло (например компресорно масло).
Недостатъците на метода включват, на първо място, ниска устойчивост на шум към външни рефлектори, рязка зависимост на амплитудата на сигнала от ориентацията на дефекта.
Ориз. 4. Ултразвуков контрол на заварени съединения: 1 – генератор; 2 - усилвател; 3 – екран на устройството; 4 - заваръчен шев; 5 - търсач приемник; 6 – начален импулс; 7 – импулс от дефект; 8 - импулс от долната повърхност
Флуоресцентна и цветна дефектоскопияпринадлежат към методите за капилярна дефектоскопия. Контролираната повърхност се покрива със слой от флуоресцентен разтвор или яркочервена проникваща течност. След това разтворът или течността се отстраняват и повърхността се облъчва с ултравиолетова светлина (луминесцентен метод) или се покрива с бяла проявяваща боя (цветна дефектоскопия). В първия случай дефектите започват да светят, а във втория се появяват на фона на бяла боя. С помощта на тези методи се откриват повърхностни дефекти, главно пукнатини, включително тези в заварени съединения от немагнитни стомани, цветни метали и сплави.
Във всеки случай методът и обхватът на контрола на качеството на заварената връзка се избират в зависимост от предназначението и степента на отговорност на дизайна в съответствие с индустриалните разпоредби, специални спецификации или проект.
Преглеждания: 38452 Създаден: 2012-10-20 Източник: Pipe Technologies