Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как проверить сварной шов на герметичность?

Испытание сварных швов на герметичность. Контроль сварных соединений на непроницаемость.

Содержание

  1. Назначение и сущность контроля швов на герметичность
  2. Гидравлические испытания сварных соединений на герметичность
  3. Пневматические испытания сварных изделий
  4. Испытание сварных швов керосином
  5. Проверка герметичности сварных швов аммиаком
  6. Проверка сварных швов течеискателем
    • Видео на тему: проверка сварного шва течеискателем

Назначение и сущность контроля швов на герметичность

Во многих случаях, к сварным швам предъявляются требования по непроницаемости, т.е. соединения должны быть герметичны. Герметичность — это способность сварного шва не пропускать через себя жидкие и газообразные вещества.

Контроль на непроницаемость — это один из видов неразрушающего контроля сварных швов, сущность которого заключается в измерении или оценке утечки рабочей жидкости или газа, проходящего через сквозные дефекты и в сравнении величины этой утечки с допустимым значением, согласно техническим условиям.

Проверку на герметичность в обязательном порядке проходят сварные ёмкости для жидкостей, трубопроводы, гидродомкраты, котлы и другие конструкции, к которым предъявляются требования к герметичности.

Перед контролем, поверхности проверяемых швов необходимо очистить, обезжирить и удалить жидкости из сварочных дефектов. Для очистки и обезжиривания поверхностей рекомендуют применять растворы щелочей и органические растворители, такие как бензин, ацетон и др.

Гидравлические испытания сварных соединений на герметичность

При таком методе контроля, проверяемую сварную конструкцию наполняют водой и при помощи насоса или гидравлического пресса, создают давление в сосуде, в 1,5-2 раза превышающее рабочее давление. Контролируемую конструкцию выдерживают под давлением жидкости в течение 5-10мин. В этом время необходимо наблюдать за сварными швами, чтобы выявить в них утечки испытательной жидкости, вынос капель и отпотевания, если они возникнут.

Пневматические испытания сварных изделий

Пневматическое испытание представляет собой проверку сжатым газом или паром, который подаётся в контролируемое сварное изделие. В качестве сжатого газа обычно используют воздух, азот, или инертные газы. Если позволяют габариты сварного соединения, то его можно погрузить в воду и по выходящим из сквозных дефектов пузырькам газа выявляют места расположения дефектов.

Сварные стыки на крупногабаритных сосудах и трубопроводах рекомендуется контролировать при помощи пенного индикатора, который наносят на сварные швы. Пенный индикатор, получивший наибольшее распространение — это обычный водный раствор мыла. Если испытание происходит при низких температурах, то в качестве индикатора применяют смесь мыльного раствора и глицерина или льняное масло.

На рисунке ниже представлена схема пневматического испытания:

При пневматических испытаниях необходимо строгое соблюдение правил безопасности. На подводящей магистрали обязательно наличие запорных и предохранительных клапанов. И кроме рабочего манометра в схему обязательно должен быть включён контрольный манометр. При испытании под давлением обстукивание и исправление дефектов в сварных швах не допустимы, т.к. представляют собой опасность для человека.

Испытание сварных швов керосином

Данный метод контроля основан на свойстве жидкостей, в данном случае, керосина, подниматься по трубкам с небольшим поперечным сечением. В данном испытании роль таких трубок исполняют сквозные сварочные трещины и другие сквозные дефекты.

Сущность такого испытания состоит в следующем. На одну сторону стыкового сварного шва наносят водный раствор мела и выдерживают некоторое время, пока данный раствор не высохнет. После высыхания, противоположную поверхность сварного шва смачивают керосином и выдерживают некоторое время. Продолжительность выдерживания определяется толщиной свариваемых деталей и температурой окружающего воздуха. Чем толще детали и чем ниже температура, тем больше время выдержки.

Проверка герметичности сварных швов аммиаком

Проверка аммиаком заключается в том, что поверхность проверяемых швов покрывается бумажной лентой или марлей, которую предварительно пропитывают 5%-ным раствором нитрата ртути или индикатором фенолфталеином. Далее в изделие подают воздух до определённого давления и, одновременно с этим, подают некоторое количество аммиака. Про ходя через сквозные дефекты, аммиак оставляет чёрные следы на бумаге, пропитанной нитратом ртути, или красные следы, если бумага пропитана фенолфталеином.

Проверка сварных швов течеискателем

Течеискатели для проверки герметичности бываю гелиевые и галоидные. В случае применения гелевых течеискателей, внутри проверяемого изделия создают вакуум, а снаружи сварные швы обдувают в струе воздуха, в смеси с гелием. Если в сварных швах изделия присутствуют сквозные дефекты, то гелий проникает внутрь сосуда и затем он улавливается с помощью течеискателя.

Если для контроля сварки используют галоидный течеискатель, то внутри проверяемого сосуда создают избыточное давление и добавляют туда немного галоидного газа. Этот газ проходит через сквозные дефекты, отсасывается снаружи и подаётся на специальные аппараты. По наличию галоидного газа снаружи определяется наличие или отсутствие сквозных сварочных дефектов в соединении.

Видео на тему: проверка сварного шва течеискателем

Проверка швов течеискателем относится к высокочувствительным методам проверки и применяется, как правило, для контроля ответственных сварных соединений.

Виды контроля качества сварных соединений

Среди обязательных этапов любых сварочных работ находится проверка качества швов. Благодаря такому подходу, специалист может выявить недоработки, которые негативно сказываются на прочности соединения. Своевременное устранение производственных дефектов позволяет продлить срок службы металлоконструкции. Как проверить качество сварного шва? Конечно, это можно оценить визуально. Но это далеко не точный и не единственно доступный метод контроля.

Ни один специалист, даже самый опытный, визуально не сможет определить наличие пустот и трещин внутреннего характера. Здесь необходим совершенно иной подход. На больших предприятиях качество мониторится контроллером сварочных работ. А во всех остальных случаях ответственность ложится на плечи самого исполнителя. Далее мы рассмотрим разные существующие варианты проверки швов, помимо визуального контроля.

  • Методы контроля качества сварных швов
  • Визуальный контроль
  • Капиллярный контроль
  • Проверка сварных швов на герметичность
  • Магнитное поле
  • Ультразвук
  • Радиография
  • Заключение

Методы контроля качества сварных швов

На практике применяются разные средства технического контроля, которые отличаются нюансами в работе; обладают разными достоинствами и недостатками. Тем не менее, весь их функционал ориентирован на то, чтобы определить прочность и долговечность сварочного шва. Качество соединения двух металлических заготовок можно предсказать. Ведь в большей части оно зависит от мастерства исполнителя и качества используемых расходников. Обладая этими данными, несложно предусмотреть итог контроля. Однако, лучше выполнить несложные процедуры контроля, чтобы объективно убедиться в надежности соединения.

Самым распространенным способом определения качества сварного шва остается визуальный. Наряду с ним используются магнитный, капиллярный и радиационный виды контроля. Конечно, существуют и другие варианты, но перечисленный выше являются максимально простыми и наиболее часто востребованными. Желательно практиковать пооперационный контроль качества. Сначала сварочный шов осматривается, после этого выполняется капиллярное исследование образца и т.д.

Визуальный контроль

Наиболее доступный способ определить качество сварных соединений. Для внешнего осмотра не нужны никакие дополнительные приборы или материалы. Достаточно иметь хорошее зрение и обладать внимательностью к деталям. Сварное соединение необходимо рассматривать как можно тщательнее. Говорить о хорошем качестве можно только тогда, если нет видимых дефектов, сколов, трещин; а шов характеризуется одинаковой шириной (высотой) по всей длине. Очень важно, чтобы не было грубых дефектов сварки: складок, наплывов, непроваренных участков.

Чтобы максимально эффективно контролировать качество сварного шва, стоит в перечень используемых инструментов включить хорошую лампу, лупу, штангенциркуль и рулетку. Эти инструменты понадобятся, чтобы найти дефект, определить его размеры и наметить пути устранения проблемы. Простейшие приспособления, конечно, не позволяют полноценно контролировать качество сварки, но станут первым шагом на пути к этому.

Капиллярный контроль

Проверенный временем способ дает возможность проверить сварной шов на прочность. Суть его сводится к тому, что для проверки применяются специальные жидкости с высокой текучестью. Они проникают в самые тонкие пустоты, которые принято называть капиллярами.

Данный метод дает возможность проверить качество сварного соединения с любого состава. Он отлично подходит в ситуациях, когда есть потребность в проверке скрытых дефектов сварного соединения при ограниченном бюджете на проверку. Здесь нет потребности в дорогостоящем оборудовании, а исполнить манипуляции сможет даже новичок.

Жидкости, которые применяются в капиллярной методе оценки, называются пенетрантами. Это походное слово от английского «penetrant», что переводится как «проникающая жидкость». Для них характерно малое поверхностное натяжение. Благодаря такому свойству, субстанция легко проникает в капилляры, которые могут образоваться во время сварки. Говоря проще, пенетранты проникают в пустоты, окрашивают их, делая видимыми для человеческого глаза.

На практике используются разные растворы, каждый из которых можно приготовить самостоятельно. Они отличаются не только химическим составом, но и свойствами. На практике чаще всего применяются пенетранты, изготовленные на основе воды либо другой органической жидкости – бензола, скипидара и т.д. Именно они наиболее чувствительны к самым незначительным дефектам.

Проверка сварных швов на герметичность

На капиллярно методе испытания сварочного шва не заканчиваются. Важно определить степень герметичности стыка. Метод, который применяется в данных целях, называется по-разному: пузырьковый, гидроиспытание, течеискание и много иных вариаций. Их объединяет общая суть – обнаружение дефектов герметичности.

Герметичность стыка проверяется при помощи газа или жидкости. Суть метода идентична капиллярному. Разница заключается только в том, что кислород, азот или вода подаются под высоким давлением. Субстанции распределяются по пустотам и в случае негерметичности стыка, выходят наружу. Классификация методологий зависит от вида применяемого материала. Он бывает гидравлическим или пневматическим. Последний делится на подвиды: вакуумный или нагнетательный.

Пневматический метод контроля базируется на использовании воздуха или газовоздушной смеси, которые подаются к тестируемой области под давлением. Предварительно место стыка обильно смазывается раствором из воды и мыла. Подвидом пневматического метода является контроль с использованием вакуума. Сварочный шов промазывается мыльным раствором. После этого конструкция или деталь помещается в безвоздушную среду, созданную специальным оборудованием. Если существуют сквозные дефекты, то будут образовываться мыльные пузыри.

Для приготовления мыльного раствора необходимо использовать один кусок мыла на литр воды. В случаях, когда предполагается использовать раствор при отрицательной температуре, необходимо половину воды заменить техническим спиртом. Не лишним будет подключение манометра к емкости, где создается вакуум или нагнетается давление. Изменения в показаниях прибора будут свидетельствовать о наличии дефектов сварочного шва.

Есть очень простой и надежный способ контроля качества шва, который заключается в погружении испытуемой детали в воду. Не требуется ни мыльный раствор, ни герметичные резервуары или нагнетательное оборудование. В случаях, когда присутствуют дефекты, то из детали, погруженной в воду, будут подыматься мелкие пузырьки воздуха. Данный метод называют полевом. Несмотря на свою простоту, он достаточно эффективный.

Еще одна разновидность пневматического контроля основывается на проверке соединений при помощи аммиака. Он подается на соединение вместо воды или газа. Предварительно стыки покрываются бумажной лентой. Аммиак проникает во все доступные полости и, если шов имеет пустоты, то на поверхности бумажной ленты образуются красные пятна.

При гидравлическом методе контроля давление создается при помощи масла или воды. В зависимости от вида металла деталь выдерживается в жидкости от 5 до 15 минут. В это время зона по периметру сварочного шва обстукивается молоточком. Даже при слабых ударах жидкость станет вытекать в случаях, когда шов имеет сквозные дефекты.

Магнитное поле

В основу метода легла технология использования электромагнетизма в промышленности. С помощью специального приспособления вокруг сварочного шва создается магнитное поле, имеющее свой рисунок электромагнитных линий. Если они ровные, то можно смело сказать, что работа выполнена качественно. В случаях наличия дефектов, линия будут иметь явное искажение.

Для визуализации магнитных линий достаточно на поверхность проверяемых деталей насыпать ферримагнитный порошок. В случае искажения магнитного поля он скапливается в том месте, где присутствует дефект. В силу объективных обстоятельств данный метод приемлем только при работе с ферримагнитными металлами. Качество сварки меди, алюминия, стали с большой долей никеля или хрома проверить не получится. Помимо этого, технология является достаточно затратной. Они востребована только в случаях, когда есть необходимость точной проверки соединения особо важных узлов.

Ультразвук

Для контроля над качеством сварного шва используются также уникальные свойства ультразвука. Звуковые волны по-разному отражаются от монолитной и деформированной поверхности. Сколы и трещины имеют свои акустические особенности, которые фиксируются специальной аппаратурой. Проще говоря, на сварочный шов подается ультразвук. Если он сталкивается с пустотой, сколом или иным дефектом, то отображается от металла под другим углом. Более того, разные виды дефектов отражают ультразвук неодинаково, что позволяет диагностировать их.

Благодаря тому, что ультразвуковой метод диагностики является сравнительно недорогим и стабильно эффективным, он используется повсеместно. Распространению способствует и простота использования. К примеру, не нужно учитывать физико-химические особенности металлических сплавов, как в случаях с магнитным или радиационным контролем. Да и приобретение дорогостоящей оснастки тоже не требуется. Недостатком является необходимость наличия специальных знаний и навыков. То есть для контроля привлекается специалист со стороны. Сварщик выполнить процедуру самостоятельно не сможет.

Радиография

Радиационный контроль сварных швов является миниатюрной версией всем знакомого медицинского рентгена. Гамма-лучи прошивают металл и оставляют свой след на специальной пленке. Соответственно, отображаются и скрытые от глаз внутренние дефекты сварочного стыка. Данный метод является самым передовым и позволяет точно обрисовать картину внутреннего состояния соединения.

Наряду с этим, метод имеет и недостатки. Прежде всего, это необходимость приобретения дорогостоящего оборудования. Другой нюанс – требуется предварительная подготовка специалиста. Плюс ко всему, нельзя работать с оборудованием длительной время, поскольку это негативно сказывается на состоянии здоровья.

С недавних пор есть возможность приобрести цифровой радиограф, работающий с компьютерной программой. Вместо пленки в этом случае применяются многоразовые пластины, которые реагируют с любыми лучами. Ключевое отличие от классического рентген-аппарата заключается в том, что изображение сразу отображается на мониторе компьютера. Его можно масштабировать и редактировать. Перспективой технологии является полная автоматизация процесса.

Заключение

Специалист, выполняющий контроль качества сварных соединений металлоконструкций, должен максимально ответственно относиться к своим обязанностям. От его внимательности зависит функциональность и срок службы конструкции. Нужно фиксировать все отклонения от нормы, которые поддаются диагностированию. Чтобы получить максимально детальную картинку, желательно комбинировать несколько методов контроля. Строго воспрещается прибегать к методам, которые могут нанести вред сварному соединению.

Суть проверки сварных швов на герметичность. Характеристика и технология основных способов

Кроме прочности, сварные соединения сооружений и изделий должны обладать герметичностью (непроницаемостью).

Читать еще:  Чем покрыть стены на кухне кроме обоев

Понятие о контроле сварных швов на герметичность

Под контролем герметичности подразумевается вид неразрушающего контроля, при котором оценивается или измеряется суммарный поток (натеканий, утечек) рабочей среды (газа, жидкости), просачивающейся сквозь неплотности. Полученное значение сравнивается с допустимой нормой, приведенной в технических условиях.

Способы контроля герметичности подразделяются по критериям:

К простейшим методам контроля сварных швов на герметичность относятся капиллярные, компрессионные, вакуумные.

Испытание на непроницаемость проводится после визуального осмотра сварных швов. Контрольной проверке на непроницаемость подлежат швы изделий для транспортировки и хранения газа и жидкостей. Контроль осуществляется с применением аммиака, керосина, способом вакуумирования, гидравлических и пневматических испытаний.

Требования к сварным изделиям, подлежащим контролю на непроницаемость:

  • соответствие их изготовления чертежам, техническим условиям;
  • наличие сопроводительной документации;
  • поверхность должна быть подготовлена к испытаниям.

Способы проверки

Контроль сварных швов на герметичность проводится такими способами:

  • керосином;
  • аммиаком;
  • пневматическим;
  • гидравлическим;
  • вакуумом.

Керосином

Метод используется для проверки плотности сварных швов сосудов и резервуаров из металла до 10 мм толщиной, не работающих под давлением.

В основе проверки керосином лежит явление капиллярности. Суть способа состоит в способности керосина подниматься по сквозным порам и трещинам. Испытание керосином позволяет выявить дефекты, имеющие размер от 0.1 мм.

Технология заключается в обмазывании шва с одной стороны раствором мела или каолина в воде. После высыхания мелового состава шов с обратной стороны смачивается несколько раз керосином. Если имеются трещины, поры, несплошности, через них просачивается керосин и проявляется пятнами на меловой покраске.

Время испытания керосином:

  • при температуре выше 0 °С – от 4 часов, ответственных изделий – 12 часов;
  • при отрицательной температуре – от 8 часов, для серьезных объектов – 24 часа.

Аммиаком

Метод основан на свойстве индикаторов определенного вида (раствор азотно-кислой ртути или фенолфталеина) изменять окраску в результате воздействия сжиженного аммиака. Применяется для испытания замкнутых сварных сосудов на плотность.

Методика процесса состоит в оклеивании сварного шва снаружи полосками бумаги, пропитанными 5% раствором азотно-кислого серебра. В контрольный сосуд нагнетается сжатый воздух с содержанием 1% аммиака. Пары аммиака проходят сквозь неплотности шва, реагируют с азотно-кислой ртутью, вызывая окрашивание бумаги в серебристо-черный цвет напротив расположения дефекта. Если в качестве индикатора используется раствор фенолфталеина, окраска бумаги будет ярко-красной.

Характер и размеры дефекта зависят от скорости появления следов на бумаге, их размеров и формы.

Время проникновения аммиака сквозь неплотности сварного шва составляет от 10 минут до получаса.

Пневматическим способом

Метод предназначен для проверки плотности сварного шва изделий, работающих под давлением. В замкнутый сосуд небольшого размера, герметизированный заглушкой, до давления, на 10-20% превышающее рабочее, нагнетается сжатый воздух. Изделие погружается в воду. Наличие дефектов сварного шва определяется по пузырькам воздуха, выходящим через неплотности.

Крупногабаритные предметы герметизируют, швы промазывают мыльным раствором. В испытуемую конструкцию под давлением, превышающим рабочее на 10-20%, подается газ. Признаком дефекта является появление пузырей на шве, смоченном мыльным раствором.

Проверка крупных сосудов и газопроводов проводится на падение давления. Ввиду большой протяженности швы не обмыливают. Наличие дефектов определяется по падению давления за период 24 часа.

Испытание под давлением не допускает обстукивания сварных швов. Проверка проводится в изолированном помещении. Проведение контроля крупногабаритных изделий требует соблюдения осторожности.

Гидравлическим

В зависимости от типа конструкции существует 3 вида гидравлических испытаний:

  • гидравлического давления (гидравлические системы, трубопроводы);
  • налив воды (цистерны, баки, резервуары);
  • полив струей воды с одной стороны (изделия большой протяженности).
  1. Способ гидравлического давления. Проверяемый объект герметизируется и заполняется под давлением рабочей жидкостью или водой. Вид жидкости, ее давление и время испытания зависят от назначения контрольного образца. Цифра пробного испытательного давления указывается в проекте. Для трубопроводов составляет 1.25 и более значения рабочего давления. Пробный контроль проводится при температуре воздуха выше нуля. Результат считается удовлетворительным, если на сварном шве отсутствует запотевание и не обнаружена течь, а манометрическое давление не упало.
  2. Контроль наливом. Изделия до заданного уровня заполняется водой. При температуре воздуха выше 0° С, воды – выше 5° С, время выдержки – до 24 часов. Требуется постоянное наблюдение за понижением уровня воды и состоянием сварных швов. Шов, находящийся сверху, при обнаружении дефектов освобождается от воды, дефекты устраняются, вода доливается с целью испытания вновь заваренного участка шва. Операции повторяются до полного устранения всех дефектов.
  3. Полив струей воды. Испытание проводится струей воды из брандспойта с выходным отверстием от 15 мм. Скорость движения струи, направляемой вдоль шва, 1 м/мин. Давление воды в шланге – не менее 1 атм. Расстояние от наконечника брандспойта до поверхности изделия – до 2 м. Поверхность стороны исследуемого образца, обратная от поливаемой водой, должна быть сухой. Ее осмотр выполняется одновременно с поливом. Дефектные места проявляются возникновением течи, появлением капель воды, запотеванием поверхности сварного шва или околошовной зоны.

Вакуумом

Способ заключается в изоляции испытуемого изделия от внешней атмосферы путем откачки воздуха и проверки вакуума. При наличии в сварных швах дефектов вакуум будет нарушаться.

Метод подходит для контроля герметичности швов, к которым имеется доступ лишь с одной стороны – днищ вертикальных резервуаров, газгольдеров, гидроизоляционных ящиков, кровель цилиндрических нефтерезервуаров. Проверка осуществляется вакуум-прибором.

Камера устройства устанавливается на стык шва, обмазанный индикатором – мыльным раствором – и включается насос. Под воздействием атмосферного давления воздух проходит сквозь неплотности сварного соединения, и в местах дефектов возникают мыльные пузыри, которые можно наблюдать через стекло камеры. В условиях низких температур к пенному индикатору добавляется хлористый натрий (поваренная соль) или хлористый кальций.

Дефектоскопия сварных швов

Сварные швы в большинстве случаев являются наиболее уязвимым местом многих конструкций. Поэтому при завершении сварки проверка сварных соединений не просто важна, а является необходимым, неотъемлемым элементом проведения качественных сварочных работ.
Контроль любого сварочного соединения начинают с проведения его внешнего осмотра, это делают в независимости от применения в дальнейшем иных методов контроля.
Визуальный контроль самый простой и дешёвый, но вместе с тем довольно эффективный метод. В случае надобности его без особых затруднений можно провести повторно.
Визуальная проверка осуществляется невооружённым глазом либо с помощью увеличительных луп. Для контроля геометрических размеров используются линейка, угломеры, штангенциркуль и т. д.
Позволяет выявить прожоги, наплывы, чрезмерную чешуйчатость и многие другие дефекты, получить до половины всей необходимой информации.
Основным недостатком визуального контроля следует назвать очень высокое значение человеческого фактора, общую субъективность проверяющего и невозможность обнаружить с помощью этого метода подавляющее большинство внутренних дефектов.

Капиллярный контроль основан на проникновении в поры и трещины на поверхности проверяемого сварного шва жидкости с высокой смачиваемостью, которая служит индикатором наличия дефектов. Подобная жидкость характеризуется также высокой цветовой и световой контрастностью. Называются подобные вещества пенетрантами. Их существует десятки разновидностей на основе воды, керосина, скипидара, и других. Если в составе пенетрантов содержатся красящие вещества, то дефектоскопию называют цветной, если люминесцирующие – люминесцентной.
Наиболее чувствительные из пенетрантов могут выявлять дефекты с поперечным размером 0,1-1 мкм, верхняя граница данного метода – 0,5 мм. Глубина капилляра должна быть как минимум на порядок больше его ширины.
Обычно пенетранты выпускают в аэрозольных баллончиках, хотя их допустимо хранить в любых ёмкостях. Наносить на сварной шов можно любым удобным способом. Перед этим необходимо очистить поверхность от ржавчины, а также от других загрязнений. После чего поверхность следует обезжирить и просушить. Чтобы не внести в капилляры новых посторонних включений желательно завершать очистку, идущим в комплекте очистителем, протирая поверхность материалом, который не оставляет волокон.
Затем наносится сам пенетрант.
После выдержки от 5 до 20 минут (это определяется из инструкции к конкретному составу) лишний пенетрант осторожно удаляется.
Далее на поверхность наносят проявитель, жидкость, вытягивающую пенетрант из дефектов.
К основным плюсам подобного метода, прежде всего, следует отнести:
Высокую чувствительность и достоверность при относительной дешевизне использования.
Благодаря лёгкости транспортировки без труда может применяться на удалённых объектах.
Позволяет провести проверку быстро, просто и эффективно.
Главными минусами капиллярного контроля являются:
Возможность выявления лишь дефектов на поверхности;
Трудность проведения контроля при отрицательных температурах;
Невозможность применения такого метода после поверхностной обработки шва.

Часто используют обследование сварных соединений на герметичность, применяя керосин. Благодаря своим свойствам он может проникать через мельчайшие трещины. Основывается этот метод, как и проверка пенетрантами, на процессах капиллярности.
Вначале поверхность очищают, затем сторону, которую легче наблюдать покрывают водной суспензией мела или каолина.
После её высыхания другую сторону шва несколько раз за 15—30 минут сильно смачивают керосином. Если сварные швы не герметичны на суспензии появляются точки или тёмные полосы. При комнатной температуре такая проверка должна продолжаться несколько часов. Так как из-за керосина может начаться коррозия в стыке деталей после завершения контроля, его следует удалить подогрев данные детали горелкой.

Одним из главных и повсеместно применяемых методов является ультразвуковая дефектоскопия. В основе этого метода лежит способность ультразвука проникать в металл на значительную глубину, отражаться и преломляться от границы соприкосновения сред с различными акустическими свойствами. Ультразвуковые сигналы в среде испускаются и фиксируются специальным оборудованием (ультразвуковым дефектоскопом и пьезоэлектрическими преобразователями). После анализа полученных данных выявляются дефекты, глубина их залегания, форма и вид.
Основными достоинствами ультразвукового метода являются:
Возможность использования в ряде случаев ультразвуковой проверки без выведения из эксплуатации контролируемого объекта;
Хорошая скорость и точность проверки шва;
Невысокая стоимость работ.
К главным недостаткам относятся:
Невозможность узнать о реальных размерах дефекта. Например, сигнал от двух дефектов одинаковой формы и размера, находящихся на одной глубине, но заполненных один шлаком, а другой воздухом, будет разной амплитуды. В результате они станут оцениваться, как объекты разного размера.
Возникновение существенных затруднений при контроле металлов с крупнозернистой структурой (например, чугун, медь, аутентичные стали), потому что звук в них сильно рассеивается и быстро затухает.
Наличие даже малейшего воздушного зазора между пьезоэлектрическим преобразователем и проверяемой поверхностью может сделать невозможным применение этого метода.

Радиографический метод базируется на свойстве рентгеновского излучения проходить через металл и сильнее засвечивать рентгеновскую плёнку, находящуюся с другой стороны шва. Там, где есть непровары, трещины, шлаковые включения и некоторые другие дефекты лучи поглощаются в меньшей степени, а значит, сильнее засвечивают светочувствительный слой плёнки. Затем рентгенографические плёнки проявляют, и с помощью негатоскопа выявляют дефекты.
К основным достоинствам рентгеновского контроля нужно отнести:
Способность найти дефекты, которые иным методом обнаружить не удаётся.
Даёт точное расположение дефектов.
Позволяет наглядно определить вид и характер дефектов в сварном соединении.
Главными недостатками метода являются опасность рентгеновского излучения для здоровья человека и высокая цена оборудования.

Герметичность сварных швов

Автор: Игорь

Дата: 10.03.2018

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Проверка на герметичность сварных швов необходима при работе изделия под давлением, с жидкотекучими и газообразными средами. Это относится к трубопроводам, емкостям, резервуарам и подобным элементам конструкции. Контролю подвергаются сварные швы роликового и точечного типа. Описывает требования к проверке на герметичность сварных швов ГОСТ 3242-69.

Все виды контроля направлены на определение и устранение некачественных изделий при приемке, их применение определяется точными вычислительными приборами, инструментами технологиями, позволяющими узнать, как проверить сварной шов на герметичность с точностью до микрон.

Испытание герметичности сварного соединения

Определение герметичности шва

«Важно! Проверка готового изделия осуществляется предприятием изготовителем, в процессе эксплуатации, эту процедуру выполняет владелец в указанные сроки в нормативно-технической документации.»

Существует несколько методов проверки, каждый из которых имеет узкую направленность. Важно применять метод, наиболее приемлемый в конкретных условиях.

Методы контроля выбираются в зависимости от условий эксплуатации изделия:

  • химических свойств рабочей среды;
  • физических параметров:
    • давления;
    • температуры;
    • времени эксплуатации.

Проверка герметичности сварных швов предназначена для всех изделий ответственного назначения. Требования к проверке точечного и роликового соединения различаются из-за принципиального различия технологии, формы и назначения. В отличие от всех возможных способов, керосиновая проба сварных швов позволяет провести это исследование в домашних условиях.

  • Роликовая сварка это разновидность точечной, но за счет особой формы электродов, представленных в виде двух роликов, через которые проходит ток, шов получается цельный. Соединение поверхностей происходит методом накладывания друг на друга, поэтому этому виду сварки присущи такие виды брака, как:
    • непровар (в случае недостаточной силы тока, прижимного давления или подачи тока недостаточной продолжительности по времени),
    • недостаточное перекрытие места стыка,
    • выплески металла (наружные и внутренние). Определение причины, а также точного места затрудняется из-за соединения методом нахлестки.

Осложняется недоступным наблюдением шва под нахлесткой, при котором дефекты, а также точное место нахождения становятся трудно определяемыми.

  • Точечный тип сварки представляет собой вид шва, в котором цельный шов выполнен в виде точек, накладывающихся одна на другую. Может выполняться электродуговым, точечным, наплавляемым методами.

В этом случае соединение двух поверхностей проводится стык в стык. Обнаружение брака упрощается благодаря открытому соединению. Доступная визуализация позволяет выявить плохой сварочный шов, являющийся причиной дефекта. Этому типу сварки присущи следующие виды брака:

    • непровар;
    • прожег;
    • выплеск;
    • сбой в расчетах.

Как исправляются свищи в сварном шве при их выявлении? В большинстве случаев, это место обрубается и сваривается, при невозможности такого подхода, каждое изделия рассматривается комиссионно. Изделие могут переназначить для другого, менее ответственного использования или забраковать полностью.

Гидравлическое испытание сварного шва

Проводится при помощи воды, которая подается под давлением в 1,5-2 раза превышающее рабочее давление сосуда. В течение 10-15 минут проверяется герметичность швов: запотевание, увлажнение и т.д.

Пневматическое испытание шва

Самый экологический способ. Такой дефект как свищ сварного шва может образоваться в процессе эксплуатации, в местах, где происходит критическое напряжение в структуре металла, или же из-за точечной коррозии, а также при некачественном сварном соединении. Проверка пневматикой или вакуумом. На одну сторону шва наносят мыльный раствор, на противоположную крепят камеру вакуумирования. При наличии трещины воздух поступает в камеру, а место течи определяется по пузырькам. К недостаткам можно отнести небольшую производительность и техническую нерентабельность при проверке больших емкостей.

Читать еще:  Медно-цинковый, медно-фосфорный припой и другие типы соединений для пайки меди

Пневматическое испытание шва

Проверка сварных швов керосином

Как проверить сварной шов на герметичность керосином? Это вещество выбрано не случайно: оно обладает высокой текучестью, больше чем у воды в несколько раз. Кроме того, проверка сварных швов керосином позволяет определить микроскопические трещины и свищи в домашних условиях, без сложных приспособлений. Проводится он следующим образом: на проверяемую поверхность наносят меловую пленку, которая должна послужить индикатором, а на обратную сторону заливают керосин.

Проверка герметичности керосином

Проверка шва аммиаком

Такой тип проверки также основывается на показаниях индикаторов. Проводится он при помощи сжатого воздуха, в который добавлен раствор аммиака. С противоположной стороны накладывается бумага или чисты медицинский бинт. Веществом–индикатором является фенолфталеин, которым пропитывают материал или 5 % нитрат ртути. При соприкосновении аммиака и индикатором происходит реакция, образующая фиолетовый цвет.

Испытание сварного соединения течеискателем

Самый сложный метод из всех существующих, но его использование позволяет не только определить место протечки, а еще и расчетный путем установить его размер. В качестве рабочей среды могут выступать 3 вещества:

  • галоидный газ (фреон-12);
  • двуокись углерода;
  • четыреххлористый углерод;
  • гелий.
  1. Используется установка течеискателя с установленным в нем платиновом разогретом щупе и регистратором миллиамперметром. Проводится следующим образом: погруженный испытываемый сосуд в емкость подвергается двойному давлению. Во внутрь подается рабочий газ, а с наружной стороны наоборот — газ отсасывается в спец. приемник с платиновым щупом. При появлении ионов газа происходит реакция с ионами, находящимися на щупе, что фиксируется амперметром.
  2. Поэтому же принципу работы основан и второй способ, с гелием. Только при попадании в вакуумную среду, ионы гелия, попадая на коллектор ионов, создают электрический разряд. В обоих случаях подсчитывают размеры трещины с помощью миллиамперметра.
  3. В случае с проверкой углекислотным газом, расчет ведется по принципу изменения теплопередачи между нагретыми платиновыми проволоками до 100 ºС и попавшими в камеру молекулами СО Чувствительная проволока увеличивает сопротивление, что приводит к разбалансировке и отклонению измерительного прибора.
Заключение

Проверка сварных соединений зависит от формы и размера изделия. Условно можно подразделить способы на 2 вида:

  • доступности обеих сторон;
  • одностороння доступность.

Кроме того некоторые доступные методы объясняют, как проверить сварочный шов на герметичность в домашних условиях, без трудоемких затрат и специфических приборов, например, такой как проверка сварочного шва на герметичность керосином.

В продажу изделия поступают в проверенном состоянии, а для безопасной эксплуатации составлен на каждый тип изделия свой график осмотра и проверки максимально удобным владельцу методом.

Методы контроля сварных соединений

Работоспособность конструкции, выполненной сварным методом, целиком зависит от качества сварных швов. Дефекты снижают механические характеристики изделия и могут привести к его разрушению. Проницаемость швов ухудшает герметичность работающего под давлением оборудования. Методы контроля сварных соединений разделяются на разрушающие и неразрушающие.

К наиболее используемым методам неразрушающего контроля относятся:

  • внешний визуальный осмотр;
  • радиационная дефектоскопия (радиографический метод);
  • магнитный контроль;
  • ультразвуковая дефектоскопия;
  • капиллярная дефектоскопия;
  • контроль швов на проницаемость;
  • контроль с использованием вихревых токов.

Визуальный осмотр

Контроль сварных соединений всегда начинается с внешнего осмотра, позволяющего выявить наружные дефекты и часть внутренних. Выявляются дефекты, подобные геометрическим отклонениям шва (отличиям в высоте и ширине шва, катета), неравномерному распределению складок, что свидетельствует о непроварах вследствие обрывов сварочной дуги.

Путем внешнего осмотра выявляются также поверхностные поры и трещины, подрезы и наплывы. Перед осмотром следует очистить швы от технологических загрязнений – шлака, окалины и брызг металла (шкрапа). Мелкие недочеты становятся виднее при предварительной обработке поверхности спиртовым раствором, а затем 10%-раствором азотной кислоты (с последующей очисткой кислоты спиртом после браковки).

Капиллярный контроль

Данный способ позволяет проверить сварные конструкции из любых материалов, любой формы и размеров. Основан способ на возможности некоторых жидкостей с малым поверхностным натяжением проникать сквозь малейшие трещины (капилляры) внутрь материала изделия. Метод выявляет невидимые невооруженным глазом или через лупу поверхностные дефекты.

Логическим продолжением капиллярного метода является метод контроля качества сварки на проницаемость. При контроле сварных соединений этим методом необходимы особые вещества, называемые пенетрантами, которые проникают внутрь сварного шва сквозь поверхностные дефекты и окрашивают нарушения в яркий свет.

Одним из эффективных и недорогих пенетрантов является керосин, мгновенно заполняющий все канавки, поры и прочие мелкие дефекты. Протечки керосина через сварной шов проявляются как темные пятна или полосы на покрытии шва из мела или белой глины (каолина). Немедленно после нанесения керосина следует осмотреть обратную сторону шва. Точки указывают на наличие свищей и пор, а полоски – сквозных трещин.

Проверка швов на проницаемость

Проверке швов на проницаемость подлежат сосуды и системы, к которым предъявляются требование герметичности. Подобные сосуды испытываются посредством следующих способов:

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

Магнитная дефектоскопия

Метод основан на свойствах магнитных силовых линий реагировать на изменения в толще металла, подобная проверка возможна лишь на ферромагнитных материалах. Немагнитные материалы, к которым относятся медь, алюминий и хромоникелевые стали, данному методу контроля не поддаются. Создаваемое вокруг проверяемой области магнитное поле искажается в местах дефектов.

Для фиксации искажений поля применяются магнитопорошковый, магнито-индукционный либо магнитографический методы. При подобной проверке на поверхность сварного шва наносится сухой либо в смеси с мыльным раствором, маслом или керосином ферромагнитный порошок (например, железная окалина либо окислы железа), который концентрируется в местах дефектов. Намагничивается изделие электромагнитом или пропусканием через изделие электрического тока.

Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковая дефектоскопия — один из самых распространенных способов проверки качества сварного шва, и считается самым удобным. Используется способность ультразвуковых волн отражения от разделяющей две среды с отличающимися акустическими свойствами границы.

Проходящие через металлическое изделие ультразвуковые волны, испускаемые ультразвуковым источником, отражаются нижней поверхностью изделия и фиксируются датчиком дефектоскопа, который отображает искажения волны вследствие наличия дефектов. Природа изъяна определяется по характеру отражения, при этом выявляются изъяны как поверхностные, так и глубинные.

Ультразвуковые дефектоскопы дают пользователю весьма специфические, трудно поддающиеся расшифровке данные. Провести качественный контроль сварных соединений этим методом способен лишь обученный этому специалист. Другой недостаток ультразвуковой дефектоскопии – ограниченность применения на чугуне, аустенитных сталях и прочих материалах с крупным зерном.

Контроль качества сварных швов и соединений

Контроль сварных швов условно можно разделить на 2 этапа – до проведения сварочных работ (предупреждающий образование дефектов) и в процессе эксплуатации металлоконструкций (выявляющий уже имеющиеся дефекты).

Попробуем рассмотреть более детально каждый из этих этапов.

Контроль, предупреждающий образование дефектов сварки.

В нем учитываются и контролируются следующие параметры:

Подготовка сварки, контролируются:

  • Состояние и свойства рабочей поверхности
  • Сварочное оборудование и расходные материалы (электроды, флюсы, присадки и пр.)
  • Квалификация специалистов
  • Качество и свойства свариваемых и сварочных материалов
  • Порядок наложения швов и дальнейшая зачистка швов

Все сварочные работы регламентируются НД. Сборку под сварку и разделку швов осуществляют по стандартам и техническим условиям.

После проведения всех работ и начала использования металлоконструкций появляется необходимость в выявлении дефектов, возникающих в процессе эксплуатации.

И тут мы переходим к тому, каким образом стоит контролировать и выявлять имеющиеся дефекты.

Способы контроля качества сварных швов и соединений

Внешний контроль

Самый простой, наименее затратный, но при этом позволяющий обнаружить только самые значительные дефекты способ – внешний. Внешний контроль швов включает в себя не только визуальный осмотр, но также обмер сварных швов, замеры кромок и прочие процедуры.

Внешний осмотр и обмеры швов — наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Всякий контроль сварных соединений начинается с внешнего осмотра, с помощью которого можно выявить не только наружные дефекты, но и некоторые внутренние. Например, разная высота и ширина шва и неравномерность складок свидетельствуют о частых обрывах дуги, следствием которых являются непровары.

Перед осмотром швы тщательного очищаются от шлака, окалины и брызг металла. Более тщательная очистка в виде обработки шва (промывкой спиртом и травлением 10%-ным раствором азотной кислоты) придает шву матовую поверхность, на которой легче заметить мелкие трещины и поры.

Обмеры швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое — увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения готового шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом — измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры швов контролируют обычно измерительными инструментами или специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более достоверными способами.

После проведения визуального контроля швы могут контролироваться металлографическими исследованиями, химическим анализом, механическими испытаниями, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука.

Металлографические исследования (разрушающий контроль)

Заключаются в следующем: высверливается отверстие, проходящее через шов и основной металл. Поверхность отверстия протравливают 10%-ным водным раствором двойной соли хлорной меди и аммония в течение 1-3 мин. Осадок меди удаляют водой. Протравленную поверхность осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы. При этом выявляют качество провара и наличие внутренних дефектов. Для ответственных сварных конструкций производят более полные металлографические исследования макро — и микрошлифов из специально сваренных контрольных пластин или из пластин, вырезанных из сварных соединений.

Химическим анализом определяют состав основного и наплавленного металлов и электродов, а также их соответствие установленным техническим условиям на изготовление сварного изделия. Методы отбора проб для химического и спектрального анализов описаны в ГОСТ 7122—81.

Механические испытания проводят либо на специально сваренных контрольных образцах, либо на образцах, вырезанных из сварного соединения. С их помощью определяют предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость и угол загиба.

После того как визуальный осмотр завершен, следует его просвечивание. Эта процедура требует использования рентгена или гамма-лучей.
При проверке рентгеном аппарат устанавливают с внутренней стороны металлоконструкции. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью подобного метода происходит выявление трещин в металлоконструкции, непроваров, шлаковых включений и других деформаций, незаметных при внешнем осмотре.

Рентгенографическим способом можно контролировать металлические соединения толщиной не более 6 см.

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений

Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняются до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным ходам — сквозным порам и трещинам. В процессе испытания сварные швы покрываются водным раствором мела с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов. После высушивания окрашенной поверхности с обратной стороны шов обильно смачивают керосином. Неплотности швов выявляют по наличию на меловом покрытии следов проникшего керосина. Появление отдельных пятен указывает на поры и свищи, полос — сквозных трещин и непроваров в шве. Благодаря высокой проникающей способности керосина обнаруживаются дефекты с поперечным размером 0,1 мм и менее.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (раствор фенолфталеина, азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве контролирующего реагента применяется газ аммиак. При испытании на одну сторону шва укладывают бумажную ленту, смоченную 5%-ным раствором индикатора, а с другой стороны шов обрабатывают смесью аммиака с воздухом. Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает индикатор в местах залегания дефектов.

Контроль воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также резервуары, цистерны и т.п. Это испытание проводят с целью проверки общей герметичности сварного изделия. Малогабаритные изделия полностью погружают в ванну с водой, после чего в него подают сжатый воздух под давлением, на 10 — 20% превышающим рабочее. Крупногабаритные конструкции после подачи внутреннего давления по сварным швам покрывают пенным индикатором (обычно раствор мыла). О наличии неплотностей в швах судят по появлению пузырьков воздуха. При испытании сжатым воздухом (газами) следует соблюдать правила безопасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо- и газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Швы с наружной поверхности тщательно просушивают обдувом воздухом. Затем изделие заполняют водой под избыточным давлением, в 1,5 — 2 раза превышающим рабочее, и выдерживают в течение заданного времени. Дефектные места определяют по проявлению течи, капель или увлажнению поверхности швов.

Магнитографический способ проверки качества необходим, чтобы обнаружить поле рассеивания, образующееся там, где есть дефекты. Способ заключается в намагничивании поверхности детали, после чего область полей появляется сверху магнитной ленты, которую прижимают на поверхность швов. Весь процесс проверки металлоконструкции фиксируется с помощью дефектоскопа, а после информация считывается и, таким образом, устанавливается, есть ли на швах дефекты. Подобный метод позволяет выявлять наличие трещин, пор, непроваров, шлаковых включений и других дефектов, возникающих в процессе сварки. Также с помощью магнитографического метода можно определить наличие на поверхности швов поперечных трещин, широких непроваров или округлых пор, однако с поиском дефектов подобного рода данный метод справляется несколько хуже. Использовать его можно только для металлических заготовок, толщина которых не превышает 1.2 см. Ультразвуковой способ проверки качества часто используется для оценки на соответствие ГОСТ стали и изделий из цветного металла.

Читать еще:  Как залить пол на балконе своими руками

Ультразвуковой способ заключается в направлении звукового колебаний на поверхность металла и последующего отражения, чтобы выявить возможные дефекты. Для получения ультразвуковой волны используют несколько пьезоэлектрических кварцевых пластин, которые фиксируются в щупе. После колебания ультразвуковой волны, которые отражаются от металла, улавливаются специальным устройством – искателем, который преобразует ультразвуковой луч в заряженный электричеством импульс, переходящий к усилителю, а затем воспроизводящийся с помощью индикатора. Для того чтобы ультразвуковой способ был эффективен, перед тем, как ультразвуковой луч направляют на металл, его поверхность предварительно покрывают автолом или компрессорным маслом.

Химический метод контроля на соответствие ГОСТ заключается в обработке поверхности швов фенолфталеиновым раствором, перед этим поверхность необходимо тщательно зачистить, удалив все шлаки и загрязнения. После нанесения раствора место обработки накрывается тканью, которая пропитывается азотнокислым серебром (раствор 5%). Этот метод позволяет выявить наличие локальных течей: на этих местах серебро приобретет серебристо-черный вид, а фенолфталеин – красный.

Для того чтобы определить, насколько плотность сварного шва соответствует ГОСТ, применяют метод пробы керосином. Благодаря ему можно найти самые маленькие дефекты, размер которых может быть около 0.1 мм. Для выявления дефектов качества швы покрываются каолином или мелом с одной стороны, и смачивается керосином с другой. При наличии проницания в шве, на поверхности каолина или мела появятся жирные пятна желтого цвета. Появляются они не сразу, поэтому проверка на ГОСТ этим методом проводится не менее 4 часов.

Капиллярный контроль

Основан на капиллярной активности жидкостей — их способности втягиваться, проникать в мельчайшие каналы (капилляры), имеющиеся на поверхности материалов, в том числе поры и трещины сварных швов. Чем выше смачиваемость жидкости и чем меньше радиус капилляра, тем больше глубина и скорость проникновения жидкости. С помощью капиллярного контроля можно контролировать материалы любого вида и формы — ферромагнитные и неферромагнитные, цветные и черные металлы и их сплавы, керамику, пластмассы, стекло. В основном, капиллярный метод применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов с открытой полостью. Однако с помощью некоторых материалов (керосина, например) можно с успехом обнаруживать и сквозные дефекты.

Методы контроля качества сварочных швов

Содержание

  1. Визуальный контроль сварочных швов
  2. Капиллярный контроль сварочных швов
  3. Контроль на герметичность сварных швов
  4. Метод пневматической проверки
  5. Гидравлический метод проверки
  6. Магнитная дефектоскопия
  7. Ультразвуковой контроль сварных швов
  8. Радиационный (Радиографический) контроль сварных соединений
  9. Химический метод контроля

После завершения сварочных работ проводится обязательная проверка качества сварных швов. Контрольная процедура позволяет выявить дефекты, которые влияют на прочность соединения и эксплуатационные характеристики готового изделия. Своевременное обнаружение дефектов позволяет избежать аварийных ситуаций. Визуального осмотра сварного шва недостаточно, так как дефекты могут быть скрытыми. Поэтому на практике применяют различные способы контроля качества сварочных швов.

Процедура проверки качества сварных соединений проводится в соответствии с ГОСТ и другими нормативными документами. В них указаны допустимые погрешности. По завершению измерений составляется акт и протокол испытаний, в котором указываются результаты.

На крупных производственных предприятиях контроль сварочных швов проводит отдельный специалист-контролер. Но на небольших производствах в штате часто такая единица отсутствует и проверку проводит сам сварщик.

Методы контроля сварных соединений отличаются между собой показателями эффективности, сложностью, стоимостью, у каждого из них есть свои преимущества и недостатки. Они могут применяться комплексно или отдельно, в зависимости от технической оснащенности предприятия, уровня подготовки сотрудников, требований к качеству готового изделия и других факторов.

Визуальный контроль сварочных швов

Самый простой, быстрый и недорогой способ неразрушающего контроля – визуальный осмотр. Для его проведения не нужны специальные приборы, материалы, оборудование. Контроль качества сварочных швов проводят на наличие видимых трещин, сколов или других дефектов. Также внимательно изучают шов. Он по всей длине должен иметь одинаковую ширину и высоту. Недопустимо наличие непроваренных участков, наплывов или складок. Перед осмотром с поверхности шва удаляют окалины, шлак и другие загрязнения.

Чтобы повысить эффективность визуального осмотра рекомендуется использовать лупу, хорошую лампу и измерительные приборы. При обнаружении дефекта проводится работа по его изучению, делаются замеры, которые позволяют определить качество сварного соединения. Если это возможно, дефекты устраняются, а изделие отправляется на дополнительную проверку с использованием других методов контроля. Для более глубокой проверки используются другие виды контроля сварочного шва.

Капиллярный контроль сварочных швов

Качество сварки может проверяться при помощи капиллярного метода. Он основан на свойстве жидкости проникать в мельчайшие раковины, трещины, каналы. Особенностью данного метода является того, что он позволяет проводить испытания изделий из любого материала. Он позволяет выявить скрытые дефекты, которые невозможно определить с помощью визуального осмотра. Капиллярный метод относительно простой и недорогой, для проведения таких испытаний не нужно сложное, дорогостоящее оборудование.

При использовании данного метода используются специальные вещества, которые имеют небольшое поверхностное натяжение (пенетранты). Они способны легко проникать даже в небольшие щели (капилляры), при этом визуально они видны. Проникая в небольшие трещинки, они соответственно окрашивают и их, делая видимыми для человеческого глаза. Самые чувствительные пенетранты позволяют обнаружить дефекты диаметром от 0.1 микрон.

Существует множество рецептов пенетрант. В основном они изготавливаются на основе воды, керосина или другой жидкости с небольшим поверхностным натяжением. Этот метод проверки сварных соединений по праву считается одним из самых практичных и эффективных.

Контроль на герметичность сварных швов

При проверке качества сварных изделий проверяют их герметичность. Для этого может использоваться жидкость или сжатый воздух, которые нагнетаются внутрь изделия. Такая экспертиза проводится при изготовлении резервуаров, трубопроводов. Суть данного метода основывается на разнице давления внутри и снаружи сосуда. Если изделие имеет сквозные дефекты, жидкость или газ будет через них проходить из области большего давления в область с меньшим давлением. Чувствительность метода зависит от вещества и способа нагнетания давления. Проницаемость контролируется с помощью гидравлических или пневматических приборов, манометров.

Метод пневматической проверки

Пневматический контроль герметичности осуществляется с помощью сжатого воздуха или других газов. Он применяется для контроля сварных швов сосудов или трубопроводов, которые работают под высоким давлением. Для этого изделие погружают в ванную с водой, после чего внутрь его подают сжатый воздух до тех пор, пока давление внутри изделия не будет превышать рабочее на 30-50%.

Если речь идет о крупногабаритном изделии, которое невозможно поместить в ванную с водой, то его покрывают специальным пенным раствором (мыльным раствором), после чего внутрь подается газ. Появление на внешней поверхности изделия пузырьков свидетельствует о наличии дефектов.

Гидравлический метод проверки

Гидравлический метод оценки сварных швов применяют для контроля прочности изделия. Он используется для проверки котлов, трубопроводов и других конструкций, которые работают под избыточным давлением. Перед началом испытания проводят герметизацию изделия с помощью заглушек, а наружные швы обдувают сжатым воздухом. После этого изделие заполняется жидкостью до тех пор, пока давление внутри не будет превышать 1.5-2 раза рабочее. Конструкция под избыточным давлением выдерживается определенное время. О наличии дефектов свидетельствуют увлажнения, которые появляются на поверхности швов.

Оставьте заявку и наши специалисты свяжутся с вами

Магнитная дефектоскопия

В основе метода магнитной дефектоскопии лежит свойство электромагнетизма. Каждый металл имеет определенную степень магнитной проницаемости. Если он неоднородный, при прохождении сквозь металл магнитного поля оно искажается. Это свидетельствует о неоднородности структуры. Для контроля используется специальный прибор, генерирующий магнитное поле. Поверхность шва посыпают специальным ферримагнитным порошком, который позволяет визуализировать магнитные линии. Если они ровные, значит сварное соединение признается качественным. При наличии дефектов линии будут иметь видимые искажения.

Если магнитное поле искажается, порошок скапливается в месте, в котором имеется дефект. Данный метод эффективен, но он может применяться только для работы с ферримагнитными материалами. Это является его главным недостатком. С его помощью нельзя проверить качество сварки алюминия, меди и некоторых других металлов. Еще один недостаток – данный метод достаточно дорогой. Поэтому используется только в случае, если необходима точная проверка важных элементов.

Ультразвуковой контроль сварных швов

Проверку качества сварных швов можно проводить с помощью ультразвука. В основе этого метода лежит свойство звуковой волны отражаться по-разному от ровной и деформированной поверхности. Раковины, сколы и другие дефекты имеют свои акустические особенности, которые фиксируются с помощью специального оборудования.

Для экспертизы качества шва на него воздействуют ультразвуком. Если имеют место пустоты, раковины, трещины, звуковая волна от поверхности отражается под другим углом, что фиксирует чувствительная аппаратура. С помощью данного метода можно определить и виды дефектов, так как при каждом из них звуковая волна отражается по-своему.

Ультразвуковой метод востребован, так как он достаточно простой, эффективный и недорогой. Для его применения не нужно сложное, дорогостоящее оборудование, не нужно учитывать физико-химические свойства материалов. К недостаткам ультразвукового метода относят то, что проверку может проводить специалист, имеющий специальную подготовку. Сварщик самостоятельно контрольную операцию выполнить не может, так как для этого нужны специальные знания и навыки.

Радиационный (Радиографический) контроль сварных соединений

Радиографический, или как его еще называют – радиационный метод, основывается на свойствах гамма-излучения. Принцип данного метода такой же, как и принцип медицинского рентгена. Проверяемая поверхность подвергается воздействию гамма лучей, которые проходят сквозь металл. Если имеют место пустоты, неоднородности или другие дефекты, они отражаются на пленке. Этот метод считается одним из наиболее эффективных. Он позволяет выявить даже небольшой, скрытый для глаза дефект и составить максимально точную картину качества сварного соединения.

Радиографический метод используется не достаточно широко, так как имеет существенные недостатки. Для его проведения необходимо сложное, дорогостоящее оборудование. Сканирование должен проводить специально обученный специалист, при этом предъявляются высокие требования к соблюдению техники безопасности. С оборудованием нельзя работать длительное время, так как рентгеновское излучение негативно воздействует на организм человека.

Химический метод контроля

Химический метод применяется для контроля герметичности сварных швов трубопроводов, элементов гидравлических систем, емкостей, которые работают под давлением, а также открытых систем. Он базируется на свойствах индикаторного вещества изменять свой цвет за счет химического воздействия с контрольным веществом.

Поверхность шва зачищается, на нее наносится фенолфталеиновый раствор. Обработанное место накрывается тканью, пропитанной азотнокислым серебром. Таким образом можно определить наличие локальных течей, так как в этих местах фенолфталеин приобретает красный цвет, а серебро – серебристо-черный.

Перед испытанием химическим методом изделие подвергают пневматическому или гидравлическому испытанию. После этого внутрь его подается контрольный газ, он нагнетается до испытательного давления и выдерживается определенное время. Если есть течи, их местонахождение можно определить по изменению цвета контрольного вещества.

Такой метод проверки качества сварных швов достаточно прост. Для контроля не задействуется дорогостоящее оборудование, не требуются специальные знания и навыки персонала. Но у него небольшая чувствительность и надежность из-за неустойчивости химических реакций и неустойчивости индикаторных пятен.

Контроль качества сварочных швов позволяет обнаружить дефекты до того, как изделие поступит в эксплуатацию. Проверка может выполняться разными методами, в зависимости от технических возможностей предприятия. Для повышения эффективности экспертизы рекомендуется комбинировать способы контроля качества .

ПРОВЕРКА ГЕРМЕТИЧНОСТИ СВАРНЫХ ШВОВ

Кроме механических испытаний для проверки герметичности сварных соединений и основного материала в случае пленочных фторопластов применяют метод сварных ячеек [33]. Ячейку
(рис. 6.6) изготавливают из двух листов пленки, собранных в пакет и полученных путем сварки несколькими взаимопересе — кающимися швами. Между внутренними стенками листов пленок прокладывают газопроницаемую подложку (ткань) и в одном из листов закрепляют капиллярную пробоотборную трубку. После сборки пакета края листов обваривают кантовым швом по всему периметру пакета. Ячейку испытывают на стенде, включающем герметичную термостатированную камеру, баллон с рабочим газом и прибор для измерения объема газа, продиффундировав — шего через сварные швы и основной материал (рис. 6.7).

При полной герметичности сварных швов ячейки газ попадает внутрь пакета только путем диффузии через его стенки (основной материал) и материал шва. Зная площадь поверхности пакета и толщину стенки и определив объем проникшего за известный промежуток времени в пакет газа, можно вычислить коэффици­ент проницаемости эталонного газа через исследуемую сварную ячейку. При этом подсчитывают отношение рабочей площади ячейки к общей площади сварных швов. Полученную таким образом проницаемость сварных ячеек сравнивают с проницае­мостью пакетов без пересекающихся швов и испытанных таким же образом. Очень сходная методика применяется для контроля герметичности сварных швов с использованием вакуумной системы и галоидных и гелиевых течеискателей (ГТИ-6, ПТИ-10).

Из других неразрушающих методов контроля для оценки герметичности сварки соединений фторопластов могут быть рекомендованы электроискровой и электролитный. При исполь­зовании первого из них испытываемый сварной шов помещают между электродами, тк которым прикладывают высокое напря­жение (до 20 кВ). В области дефекта происходит электрический пробой, который фиксируется по зажиганию неоновой лампочки.

Рис. 6.6. Схема сборки ячейки для испытания сварных швов пленок на газо­проницаемость:

1- листы полимерной пленки; 2-пробоотборная трубка; 3 — газопроницаемая подложка (ткань); 4-сварные

Рис. 6.7. Стенд для испытания

Сварных полимерных пленок на

/-баллон высокого давления; 2-регулиро­вочный вентиль; 3-манометр; 4-пробоот­борная трубка; 5-прибор для измерения объема про диффундировавшего газа; б-ис­пытательный сосуд; 7 — испытываемая ячей — ’ ка; 8-теплоизолятор; 9-электропечь

При электролитическом способе контролируемое изделие погружают в ванну с электролитом или наносят электролит на поверхность изделия. При наложении на изделие электродов наличие сквозного дефекта в сварном соединении обнаруживает­ся по отклонению стрелки гальванометра. В качестве электро­лита обычно применяют 3%-й раствор КаС1.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector