какие физические методы контроля сварных соединений являются основными
Физические методы контроля сварных швов
При этом дефекты, встречающиеся при сварке в теле изделия и чаще всего имеющие характер пустот (непроваров, трещин, раковин, пор и т. д.), на рентгеновской пленке (на рентгенограммах) имеют вид пятен (раковины, поры) или полос (непроваров).
Рентгеновские аппараты, применяемые для контроля изделий, состоят из рентгеновской трубки, источника питания и пульта управления. В качестве источника питания применяют повышающий трансформатор, во вторичную цепь которого включают кенотроны для выпрямления анодного тока и высоковольтные конденсаторы, позволяющие удвоить или утроить напряжение вторичной обмотки трансформатора. Схема просвечивания рентгеновским излучением изделия показана на рис. 120.
В настоящее время широкое применение нашли рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, РУП-200-5, РУП-400-5, Мира-2Д и Мира-3Д и др.
Гамма-излучение образуется в результате внутриатомного распада радиоактивных веществ. В качестве источников гамма-излучения применяют следующие радиоактивные вещества: тулий-170, иридий-192, цезий-13 7, кобальт-60 для просвечивания металла толщиной 1-60 мм.
Схема панорамного просвечивания сварных стыков трубопроводов с помощью гамма-источника показана на рис. 122.
Сварный шов при радиационной дефектоскопии бракуется, если на рентгеновском или гамма-снимке обнаружены следующие дефекты:
шлаковые включения или раковины по группе А (отдельные дефекты) и В (скопление дефектов) размером по высоте шва более 10% толщины стенки, если она не превышает 20 мм, а также более 3 мм при толщине стенки более 20 мм;
шлаковые включения, расположенные цепочкой или сплошной линией вдоль шва (группа Б), при суммарной их длине, превышающей 200 мм на 1 мшва;
поры, расположенные в виде сплошной сетки;
скопление на отдельных участках шва свыше пяти пор на 1 см 2 площади шва.
Дефекты распределяют по группам А, Б, В по следующим признакам:
Ультразвуковой метод контроля. Этот метод основан на способности высокочастотных колебаний частотой около 20000 Гц проникать в металл и отражаться от поверхности дефектов (от встретившихся препятствий). Отраженные ультразвуковые колебания имеют ту же скорость, что и прямые колебания. Это свойство имеет основное значение в ультразвуковой дефектоскопии.
Отраженные ультразвуковые колебания улавливаются искателем (щупом) и затем преобразуются в электрические импульсы. Отраженные электрические колебания через усилитель подаются на осциллограф и вызывают отклонение луча на экране электронной трубки. По виду отклонения судят о характере дефекта.
Схема ультразвукового метода контроля сварных соединений показана на рис. 123.
Современные ультразвуковые дефектоскопы работают по схеме импульсного излучения, т. е. ультразвуковые колебания от пьезокристалла посылаются не непрерывно, а импульсами; во время пауз отраженные колебания поступают на тот же пьезокристалл, что обеспечивает высокую чистоту приемаотраженных волн.
Пьезокристалл ультразвукового дефектоскопа помещается в специальный призматический или плоский щуп. Поверхность, по которой перемещается щуп, должна быть зачищена до металлического блеска. Для обеспечения необходимого акустического контакта между щупом и контролируемым изделием наносится слой минерального масла.
Промышленностью выпускаются ультразвуковые дефектоскопы УДМ-3, УД-55ЭМ, ДУК-13ИМ и др. Чувствительность дефектоскопов обеспечивает выявление дефектов площадью 2 мм 2 и более. При ультразвуковом методе трудно определить характер дефекта. Наиболее эффективно контроль выполняется при толщине металла более 15 мм; при толщине металла 4-15 мм контроль этим методом возможен, но требует весьма высокой квалификации дефектоскописта (оператора).
Магнитографический метод контроля. При этом методе, разработанном в нашей стране, результаты записываются на магнитную ленту. Сущность этого метода контроля состоит в намагничивании сварного соединения и фиксации магнитного потока на ферромагнитную ленту. Лента накладывается на контролируемое изделие, которое намагничивается импульсным полем. Магнитное поле, при наличии дефектов, распределяется по поверхности детали по-разному, и соответственно ферромагнитные частицы на ленте намагнитятся в различной степени. Затем ферромагнитная лента снимается с контролируемого изделия и ее «протягивают» через воспроизводящее устройство (рис. 124), состоящее из механизма протяжки и осциллографа с усилителем электрических импульсов.
Результаты магнитографического контроля рассматривают на экране 9 осциллографа 7, на котором при наличии дефектов в контролируемом изделии возникают всплески (вертикальные импульсы). По величине и форме отклонения луча на экране осциллографа судят о величине и характере дефекта сварного соединения.
Магнитографический метод требует высокой квалификации оператора.
Рентгено-телевизионный контроль. Сущность способа контроля заключается в том, что дефект сварного шва изображается в момент просвечивания на телевизионном экране.
Контроль плотности соединений. Сварные швы испытывают на герметичность (непроницаемость) керосином, сжатым воздухом (пневматикой), вакуум-аппаратом, при помощи аммиака, гелиевым и галлоидным течеискателями и гидравлическим давлением.
Испытание керосином применяют для сосудов, работающих без внутреннего давления, и как предварительный метод контроля для сосудов, работающих под давлением.
Керосин обладает высокой капиллярностью. На этой его способности основана методика контроля плотности сварных швов. Сварные швы должны быть тщательно очищены от шлака, грязи и осмотрены. Дефекты, выявленные внешним осмотром, должны быть устранены до начала контроля.
Для выявления дефектов (неплотностей) методом керосиновой пробы одну сторону сварного соединения окрашивают мелом, разведенным в воде. После высыхания мела вторую сторону сварного шва обильно смачивают керосином. Керосин, проникая через дефекты в сварном шве, оставляет на меловой краске жирные темные пятна, характеризующие наличие и расположение дефектов. Обнаруженные дефекты вырубают и заваривают вновь. Контроль керосином применяется при положительной температуре (выше 0°С). Сварные швы должны выдерживаться под керосином 12 г и более.
Вакуум-методом проверяют сварные швы, которые невозможно испытать керосином, воздухом или водой и доступ к которым возможен только с одной стороны, например сварные швы днищ резервуаров, газгольдеров и других емкостей.
В комплект установки для контроля плотности сварных шзов вакуум-методом входит следующее оборудование: вакуум-насос, вакуум-камера с вакуум-метром и пневматический шланг.
Гидравлические испытания. При этом способе контроля сварное изделие (сосуд) заполняют водой. Затем насосом или гидравлическим прессом создают давление, превышающее рабочее в 1,25 раза и более.
Способ гидравлического испытания, время выдержки, величина давления и допустимая утечка устанавливаются техническими условиями на контролируемый объект. Гидравлические испытания выполняют при проверке прочности и плотности паровых и водяных котлов, трубопроводов и сосудов, работающих под давлением.
Испытание сжатым воздухом (пневматическое испытание). Это испытание применяется для проверки сосудов и трубопроводов на герметичность, как правило, только при рабочем давлении изделия. Плотность сварных соединений проверяют мыльным раствором или погружением сосуда в воду. В местах пропуска газа появляются пузыри.
Физические методы контроля сварных швов
Визуальный осмотр
Любое соединение изначально оценивается визуально. Зачастую обычного наблюдения достаточно, чтобы выявить внешние и некоторые внутренние дефекты. К примеру, изменения габаритов шва по высоте и ширине говорят о том, что в процессе сварки происходил обрыв дуги. Он, как правило, становится причиной непроваров.
Перед осмотром шов необходимо очистить от образовавшегося шлака или брызг. При необходимости детального рассмотрения зону сварки обрабатывают спиртом и 10% раствором азотной кислоты. В результате такой обработки поверхность становится матовой, и на ней отчетливо видны трещины или поры. Закончив осмотр, следует остатки кислоты удалить спиртом, иначе она будет разъедать металл.
Визуальный контроль предусмотрен для выявления неправильной геометрии швов, трещин, пор, наплывов и непроваров. Из дополнительных средств оснащения применяется лампы освещения и лупа. При помощи этих инструментов распознается пережог и подрез. Помимо этого, можно отследить поведение трещины при эксплуатации. Точный измерительный прибор, позволяющий зафиксировать мелкие элементы – штангенциркуль. Но и обыкновенная линейка тоже бывает полезной. Некоторые дефекты обнаруживаются при помощи специальных шаблонов.
Капиллярная дефектоскопия
В основе данного принципа лежит такое явление, как затягивание жидкости в тонкие трубки, благодаря действию сил поверхностного натяжения. Интенсивность наполнения капилляра зависит от его диаметра и смачиваемости материала. Чем больше смачиваемость и тоньше трубка капилляра, тем быстрее и глубже затягивается жидкость.
Багров Виктор Сергеевич
Сварщик высшего 6-го разряда. Считается мастером своего дела, знает тонкости и нюансы профессии.
Заметим, что подобный способ пригоден для оценки качества соединений из металла, пластмассы или керамики.
После проникновения жидкости в капилляр все изъяны обнаруживают себя. Специальные вещества для осуществления капиллярной дефектоскопии, называются пенетрантами. Они характерны своей цветовой контрастностью, а также малыми возникающими силами поверхностного натяжения. Полости дефектов наполняются пенетрантами и становятся легкоразличимыми.
В настоящее время разработано несколько десятков рецептур пенетрантов, и все они обладают различными свойствами. Некоторые из них изготавливаются на водной основе, а также на основе керосина, бензола или скипидара. Органические жидкости наиболее приемлемы, так как они повышают чувствительность средства к самым мелким дефектам. Частным случаем капиллярного исследования является люминесцентная дефектоскопия. При таком методе исследования в рецептуре пенетрантов включены люминесцирующие вещества. Исследуемую поверхность облучают ультрафиолетовыми лучами, после чего вещество, проникшее в трещину или пору, начинает светиться.
Все вещества для капиллярной дефектоскопии разделяют по чувствительности. Высшей степенью считается первый класс чувствительности. Вещества 1 класса проникают в капилляры, диаметр которых составляет 0,1 мкм. Существует и верхнее предельное значение, при котором еще наблюдается затягивание жидкости в капилляр. Оно примерно равняется 0,5 мм. Еще одно требование, предъявляемое к капилляру – его длина должна быть в десятки раз больше диаметра.
Обычно пенетарнты выпускают в виде аэрозоля. При такой форме выпуска его удобно наносить на поверхность. Но в комплект средств для дефектоскопии включается еще очиститель (для предварительной обработки), а также проявитель (для формирования окончательного рисунка). Применение пенетрантов имеет свои достоинства и недостатки.
Контроль качества сварочных швов с помощью керосина следовало бы отнести к проверке на проницаемость, однако этот метод все же основан на капиллярных явлениях. Он считается наиболее простым и доступным в материальном плане. Керосин обладает высокой текучестью и способен проникать в самые мелкие трещины. Забегая вперед, можно отметить, что капиллярный метод с использованием керосина настолько же эффективен, как и гидравлический метод под давлением 3-4 кгс/мм2. Недаром в состав некоторых пенетрантов входит керосин.
Алгоритм проверки сварного шва сводится к нескольким несложным действиям. Шов с двух сторон очищается от грязи, окалины и шлака. Одна из сторон выбирается для наблюдения и покрывается водным раствором мела (на 1 литр воды берется 400 г порошка). Для увеличения скорости высыхания суспензии можно шов просушить потоком горячего воздуха. Обратная сторона поверхности обильно смачивается керосином. Необходимо процедуру смачивания повторить 2-3 раза с интервалом в 15-30 минут.
Количество повторений и интервал зависят от толщины металла. Смачивание проводится любым доступным способом (ветошью, кистью, краскопультом). Протечка керосина станет заметной на стороне, покрытой меловой суспензией. Со временем появятся темные точки или полосы. Необходимо сразу после их появления зафиксировать места дефектов, иначе керосиновые пятна расплывутся, и трудно будет определить локализацию трещины, свища или поры.
Испытание может занять несколько часов. Чем выше температура окружающей среды, тем меньшей вязкостью обладает керосин. Следовательно, при повышенной температуре процесс оценки качества шва пройдет быстрее. Керосин преимущественно используют при проверке стыковых соединений. Швы, выполненные внахлест, подобным образом проверить гораздо проблематичнее.
Во время изготовления или ремонта различных емкостей, трубопроводных систем, пневматических систем к сварному шву предъявляются не только требования прочности, но и герметичности. Проверка на проницаемость может осуществляться разными способами, среди которых выделяют гидравлические и пневматические. Основная цель такой проверки – установить наличие сквозных пор, через которые впоследствии жидкость или газ будут выходить из резервуара.
В качестве вещества для испытаний применяется воздух, азот, вода или масло. Обычно нормального давления бывает недостаточно, поэтому создают избыточное давление, чтобы картина дефектов была более наглядной. При использовании пневматического способа исследуемая емкость наполняется газом (воздухом, инертным газом, азотом). Газ доводится до давления, превышающего рабочее в полтора раза. Чтобы визуально наблюдать утечку, наружную поверхность шва смачивают мыльным раствором. При наличии дефекта будут образовываться пузырьки. Если испытания проводятся при отрицательной температуре, мыльный раствор наводят на спирту.
Во время испытания необходимо следить за давлением и не превышать определенной нормы. Обычно в резервуар монтируют манометр и перепускной предохранительный клапан. Малогабаритные резервуары наполняют воздухом и погружают в воду, не смазывая мыльным раствором. Вышедший воздух в воде будет образовывать пузырьки.
К пневматическому способу контроля на проницаемость относится проверка аммиаком. Шов покрывается марлей или бинтом, пропитанным фенолфталеином. С обратной стороны шва подается смесь из аммиака и воздуха. Если аммиак проходит сквозь шов насквозь, то бинт окрашивается в красный цвет. Этот способ считается достоверным.
Самый примитивный способ пневматического контроля связан с обдувом шва воздухом. Обратную сторону соединения необходимо предварительно смазать мыльным раствором.
Для реализации гидравлического контроля полость заполняют жидкостью, обычно маслом или водой. Здесь также подразумевается проведение испытаний под давлением, превышающим рабочее значение на 50-100%. Чтобы выявить протечки достаточно выдержать емкость в таком состоянии около 10 минут. Параллельно с этим шов и околошовная зона обстукивается равномерно молотком. Если нет возможности создать избыточное давление, то емкость с жидкостью следует выдержать не менее двух часов.
Анализ методов контроля качества сварных соединений и швов
Спектральный анализ является одним из самых эффективных методов анализа состава материала и обнаружения дефектов в его структуре. Для обследования качества сварных соединений, швов и стыков используется диагностическая технология, называемая стилоскопирование. Этот метод позволяет четко определить наличие в металле и различных сплавов определенного состава легирующих элементов. Подобной диагностической процедуре подвергают в обязательном порядке все нагревающие металлические поверхности (котлы, трубопроводы и т.д.) и сварные соединения. Таким образом, можно контролировать качество и марку используемой сварочной структуры. Прибор для получения и изучения спектров называется стилоскоп. Мощность этого аппарата предопределяет его возможности. При обследовании объекта по этой методике происходят некоторые незначительные повреждения. Именно поэтому она легко применяется при исследовании отдельных деталей и сварных конструкций.
Стилоскопическая диагностика используется до начала термической обработки объекта при проведении начальной стадии сварочных работ с применением присадочных легированных структур. Она относится к обязательному способу визуального исследования разнообразных сварочных швов, стыков и соединений. Нормативные требования по использованию этого метода зависят от производственно-технологического цикла объекта обследования. Сфера применения стилоскопирования распространяется на следующие виды диагностических работ:
Стилоскопическая диагностика применяется в следующих случаях:
Структурные подразделения, где проводится стилоскопирование, могут быть следующими:
Существует еще один метод, эффективность которого доказана многочисленными испытаниями в области оценки качества сварных соединений, стыков и швов. Он называется цветная или капиллярная дефектоскопия и относится к диагностическим технологиям неразрушающего контроля. Его, как правило, используют для обнаружения поверхностных повреждений и сквозных дефектов в местах сварки. Этот метод позволяет не только их зафиксировать, но и определить их место расположения, размеры и направление на исследуемом объекте.
Посредством этого диагностического способа жидкий индикатор сквозь намоченную капиллярную структуру проникает внутрь обследуемого объекта. Далее идут визуальная оценка и фиксация результатов анализа.
Этапы капиллярной диагностики следующие:
В результате химической диффузии, которая происходит в результате смешивания жидкостей, все трещины и повреждения на обследуемом объекте проявляются, что позволяет диагносту определить их характер. Чем этот процесс интенсивней, тем серьезней глубина повреждения и его толщина. Именно контрастность диффузионных проявлений является ключевым в этом процессе обследования сварных соединений.
Капиллярная диагностика имеет ряд принципиальных преимуществ. Они заключаются в следующем:
Но у цветной диагностики есть и свои недостатки, которые ограничивают сферу ее применения. Это:
Квалификация специалиста, осуществляющего капиллярную диагностику, является существенным фактором для ее качественного провидения. От него зависит насколько точно будут подобраны необходимые индикаторные жидкости. Этот метод применяется достаточно широко для оценки качества исполнения сварных швов шириной 0,1 см и глубиной 0,3 см. Его применяют надзорные организации, а также практически во всех отраслях промышленности, где существуют сварные металлические конструкции.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Магнитная
В технологии проведения магнитной дефектоскопии применяется воздействие магнитного поля на ферромагнетики. Специальный прибор является источником магнитного поля. Линии магнитной индукции при прохождении через металл с дефектом искривляются. Остается лишь только обнаружить эти изменения.
Индикатором служит ферромагнитный порошок, который в сухом или растворенном в воде виде наносится на поверхность. В местах образования трещин происходит скопление этого порошка. Более наглядная визуализация дефектов возможно при использовании специальной ферромагнитной ленты. Она накладывается на поверхность, а затем просматривается через прибор.
Минусом данной технологии является избирательность метода к материалу поверхностей. Например, детали из никеля, хрома, алюминия или меди проверить невозможно.
Методы использования
К визуального методу осмотра лазерным сканером прибегают в следующих случаях:
Применяется для контроля расположения и качества сварных стыков в оптическом и ультразвуковом исследовании.
Оптический способ
При визуальном осмотре шва прибор проводится вдоль стыка. При этом прибор располагают таким образом, чтобы луч сканера пересекал стык перпендикулярно. Специальная программа делает анализ выведенного на экран изображения о состоянии сварного стыка и издает сигнал в том случае, если испытуемая поверхность не соответствует нормам установленного допуска.
Ультразвуковой способ
Во время ультразвукового контроля прибор применяют для постоянного наблюдения за расположением ультразвуковых датчиков и их фиксации в оптимальной для проведения проверки позиции.
Ультразвуковая
Ультразвуковая волна обладает проникающей способностью и может отражаться от границы раздела сред, в которых звук по-разному распространяется. Это свойство лежит в основе данного метода. Устройство состоит из источника и приемника ультразвуковой волны. Если внутри металла нет дефектов, то рассчитывается скорость прохождения звука сквозь деталь в прямом и обратном направлении. При наличии трещин или пор отразившаяся от нижней грани волна придет с искажением. Существует специальная классификация полученных картин, позволяющая различать разные виды дефектов.
Ультразвуковая дефектоскопия по своей популярности и применимости превосходит магнитную и радиационную. В качестве недостатка выделяется сложная система раскодирования сигнала. Для проведения исследования требуется особая квалификация мастера. Ограничение на применение описанного метода связано с крупнозернистой структурой металлов. Не подлежат исследованию аустенитные стали и чугун.
Радиационная
Радиационная дефектоскопия по своему принципу напоминает рентгеновское обследование. Выделившиеся в процессе ядерной реакции гамма-лучи обладают высокой проникающей способностью. Проходя через материал, излучение попадает на фотопластинку. После ее проявления под микроскопом можно исследовать картину распределения дефекта в металле.
Интересующий вопрос о вредности гамма-излучения остается актуальным. Несмотря на предусмотренные средства защиты, организм человека получает повышенную долю облучения. Если добавить дороговизну оборудования, станет ясно, что данный способ не является приоритетным.
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.
Методики контроля качества сварных соединений и швов — распишем по порядку
Требования к проверке соответствия показателей качества сварных соединений регламентированы ГОСТом 3242-79 «Соединения сварные. Методы контроля качества».
Документ включает перечень неразрушающих методов контроля качества сварных соединений:
Приведены характеристики каждого метода, область применения, обозначения стандартов.
Организация контроля сварных швов
Проверка сварных швов является одним из обязательных условий производства. Для ее организации используют несколько методов. Первый – контроль проведения сварочных работ. Наиболее ответственный способ, обеспечивающий уменьшение вероятности появления дефектов шва. Такой контроль сварных соединений особенно эффективно проявляет себя при автоматической сварке.
Также проводится контроль по образцам проб. Для этого предварительно производятся образцы из идентичных материалов, с такими же параметрами размеров. Над взятым образцом проводят все нужные опыты, чтобы понять, соответствует ли он требованиям к сварным швам в данном случае. По нему оценивают все остальные изделия, которые должны обладать такими же характеристиками.
Следующий метод проходит с применением обобщающих параметров, которые обладают прямой взаимосвязью с качеством сварки. Один из примеров – дилатометрический эффект, который возникает при контактной сварке. Данный метод сложен, так как не всегда удается найти обобщающий параметр для конкретного вида соединений.
Контроль параметров сварки. Проверка сварных соединений показывает лучшие результаты, если изначально контролировать режим работы сварочных аппаратов для определенных типов соединения.
Важно! Правильно определенные характеристики обеспечивают более точный и эффективный результат.
Проверка сварных швов на дефекты
Методы неразрушающего контроля
На данный момент различают следующие неразрушающие методы:
Внешний осмотр
Любой контроль качества сварных соединений начинается с простого внешнего осмотра. Этого бывает достаточно, чтобы определить как наружные, так и внутренние пробелы, плюс отсутствует необходимость использовать оборудование неразрушающего контроля. Например, разная высота шва может свидетельствовать о непроварах в различных участках. Перед осмотром швы отчищаются от технологичных загрязнений, а именно – шлака, окалин и брызг металла.
Визуальный осмотр сварного шва
Чтобы мелкие недочеты стали виднее, проводится обработка поверхности спиртовым раствором, а затем 10%-ным раствором азотной кислоты. После данной процедуры поверхность приобретет матовость и покажет поры и трещины.
Главное, не забыть очистить кислоту спиртом после дефектовки шва.
Осмотр – это основной способ выявить геометрические отклонения, такие как – поры, трещины, наплывы, подрезы. Более качественно провести данный пункт испытания можно с помощью дополнительных приборов.
Для этого лучше всего использовать лупу, а также более качественное освещение, желательно с мобильным источником света. Увеличительное стекло позволит обнаружить скрытые для глаза трещины и поры, а также проследить их путь. Для контроля ширины валиков, можно использовать измерительные приборы, вроде линейки или штангенциркуля.
Инструменты для визуально-измерительного контроля
Радиационная дефектоскопия
Радиографический метод контроля сварных соединений существует в двух вариациях:
Простейший из представленных способ выявить погрешности сварного шва – просветить изделие рентгеновскими лучами. Они обладают свойством проникать сквозь металлические предметы, действуя при этом на фотопленку. Таким образом, полученный снимок – прямая карта большей части дефектов. С помощью проникающих лучей выявляют – шлаковые включения, газовые поры, смещения кромок, прожоги и другие пробелы.
Включения шлака на рентгеновском снимке
Перед началом работ, исследуемый участок и близ лежащая плоскость должны быть должным образом очищены. Для этого снимают шлак, брызги, окалины и другие изъяны. Также перед просвечиванием в обязательном порядке проводится осмотр и при выявлении некачественных участки должны устранятся.
Начинать просвечивание при наличии внешних дефектов – запрещено, так как процедура предназначена для диагностики и выявления скрытых дефектов.
При обнаружении погрешностей, решение о допуске или переделке конкретной детали лежит на нормативной документации. Именно установленные правила и инструкции позволяют определить вхождение погрешностей в установленные для данного изделия нормы. 
Для проведения процедуры рентгеновскую трубку располагают так, чтобы пучок попадал на шов под прямым углом. На другой стороне изделия расположена кассета с рентгеновской пленкой. Так как существующие дефекты меньше влияют на проницаемость рентгеновских лучей, то они будут видны как более темные участки на пленке. Рентгенографическое испытание длится в зависимости от – качества пленки, толщины и фокуса. После пленка проявляется и можно увидеть результат сваривания.
При радиографическом контроле не выявляют:
Гамма – излучение по принципу работы практически не отличается от рентгеновского. Это радиоактивные лучи, способные проникать сквозь металл и реагирующие на его неравномерность. В такой способ инспектирую от 10 до 25% всех швов, если конструкция – ответственная, то все швы.
В качестве источника излучения используют различные химические элементы, подходящие под определенные металлы:
Со снижением проникаемости снижается вид сплавов и их толщина, но при этом среднее качество изображения остается и позволяет определить основные дефекты.
Портативный рентгеновский аппарат МАРТ-250
В отличие от рентгеновского, гамма-лучи имеют ряд преимуществ:
Важно! Оба вида излучения чрезвычайно опасны для человека. Именно поэтому допуск к работам может быть только у специально обученных сотрудников, одетых в полный комплект защитной экипировки. Защищенным должно быть и место базирования и работы проникающего оборудования, для этих целей используют свинцовые пластины, экраны и другие средства.
Магнитная дефектоскопия
Такой контроль сварных соединений основывается на свойстве магнитных силовых линий реагировать на изменения в толще металла. Фиксируя подобные отклонения специальными приборами можно с высокой точностью найти погрешности в толще и на верхней части сплавов.
На данный момент существуют три вариации метода:
Порошковый состоит в том, что на поверхность, заходя за стык шва, наносят сухой порошок или эмульсию, затем намагничивают сплав и определяют неточности. Если берется «сухой метод», то в качестве порошка выступает железная окалина или окислы. Намагничивают изделие электромагнитом, соленоидом или подавая ток на изделие. После, слегка постукивая молотком, дают порошку
возможность занять свое положение. Излишки снимаются струей воздуха и затем фиксируются изъяны. Последний шаг – размагничивание.
В мокром методе магнитный порошок смешивают с керосином или специальным маслом. Полученная суспензия наносится на шов, а ее подвижность, рассеивания или скопления порошка – прямые идентификаторы погрешностей.
При индукционном методе все данные фиксируются индукционной катушкой. Специальные приборы – дефектоскопы, фиксируют магнитное рассеивание у металлов толщиной до 25 мм.
Графический заключается в фиксации магнитных потоков на специальной ленте. Она крепится вдоль шва, а затем отклонения определяются на экране электронно-лучевой трубки.
Магнитные методы подходят исключительно для ферромагнитных сплавов, другие металлы таким образом исследовать не получится.
Ультразвуковой метод контроля
Наравне с предыдущим способом, ультразвуковая дефектоскопия дает возможность зафиксировать отклонения, образующиеся при отражении волн от границ сред с различными свойствами. 
Ультразвуковой источник посылает сигнал, который при достижении конца сплава отражается. Если на своем пути сигнал встречает дефект, то это отражается на волне, что в свою очередь фиксируется прибором. Различные дефекты имеют свои собственные отражения, поэтому определить природу изъяна достаточно просто.
Из описанных уже методов, данный считают наиболее удобным для использования. Это обусловлено возможностью определить изъян как на поверхности, так и в глубине металла. Также, метод не имеет таких строгих ограничений, как магнитный. Есть ряд металлов с крупным зерном, например чугун, которые не поддаются ультразвуковому исследованию, но для всех других сплавов можно без труда вести контроль качества сварочных работ.
Есть еще один недостаток – сложность расшифровки полученных данных. Увы, дефектоскопы дают пользователю очень специфические данные, которые следует расшифровать. Без предварительной подготовки сделать это практически невозможно, поэтому для работ нужен обученный специалист.
Капиллярная дефектоскопия
Данный способ основан на свойствах жидкостей с малым поверхностным натяжением. Такие жидкости не сбиваются в крупные капли в одном месте и стремятся стечь, но в то же время способны заполнить мельчайшие канавки и отверстия. Подобным образом определяются поверхностные дефекты и в редких случаях сквозные каналы.
На шов наносится специальный раствор, который мгновенно заполняет все канавки, поры и другие мелкие дефекты. Затем осматривая шов можно обнаружить крупные изъяны. Для большего удобства жидкости подкрашивают красителем, добавляют люминесцентные и другие окрашивающие добавки.
Контроль качества сварки на проницаемость
Метод является логическим продолжением капиллярного. Основная идея в том, что используя жидкости со свойствами глубокого проникновения, можно определить сквозные канавы шва.
Для этого берут простой керосин, наносят на одну сторону шва, а на другой фиксируют мокрые пятна, сигнализирующие о сквозных каналах. Из недостатков стоит отметить необходимость тщательно очистки поверхности и соблюдение точности на всех этапах для исключения случайного загрязнения противоположной стороны сварного шва.
Вместо заключения
Контролер сварочных работ должен очень внимательно относиться к своей работе, поскольку от его внимательности зависит все. Выполняя контроль качества сварки и сварных соединений записывайте все особенности и дефекты, которые сможете обнаружить. Комбинируйте различные методы контроля сварки, чтобы получить полную картину. Не используйте разрушающие методы контроля сварных соединений, которые не подходят для тех или иных металлов.
Сварка и контроль качества сварных соединений металлоконструкций — дело непростое, но обучившись этому лишь однажды вы сможете довольно быстро выполнять контроль даже в полевых условиях. Также не забывайте, что есть техника безопасности и ее нужно соблюдать не только при сварке, но и при контроле швов.
Преимущества и недостатки
Принцип дефектоскопии
Диагностика сварных соединений включает разные методы исследований, основанных на физических свойствах металлов, структурных превращениях на границе фазового перехода. На исследуемые участки воздействуют радиоволнами, ультразвуком, магнитным электростатическим полем, красителями. Разнородные структуры по-разному воспринимают воздействие. Принципы выявления дефектов подбирают под металл. К примеру, немагнитящиеся легированные стали, цветные металлы нельзя проверить в магнитном поле. Эхолокация неэффективна для крупнозернистых структур.
Дефектоскопией сварных соединений называют комплекс методов контроля качества визуально или с использованием специальной аппаратуры для выявления дефекта. Принцип дефектоскопов, методика диагностики утверждаются стандартами. По результатам дефектоскопии определяется прочность (эксплуатационная надежность) сварных швов после завершения работы.
Каждый сварщик несет ответственность за соблюдение технологии.
Капиллярный
Относится к методам неразрушающего контроля и основан на капиллярном проникновении индикаторной жидкости в капилляры поверхностного слоя материала контрольного объекта с целью ее выявления.
Капиллярный способ позволяет контролировать изделия любой формы и размера из металлов и их сплавов, пластмасс, керамики, стекла. Различают:
Перед проведением исследования проводится предварительная очистка поверхностей и полостей контрольного образца.
Проверка швов на герметичность
Метод применяется для сварных изделий, предназначенных для хранения и транспортировки жидкостей и газов. Способы проверки:
Суть испытания аммиаком основана на изменении окраски индикаторов (некоторых химических соединений) в результате воздействия сжиженного аммиака. При наличии в швах трещин и пор лента индикатора окрасится в серебристо-черный цвет.
Явление капиллярности (поднятие жидкости при определенных условиях по капиллярным трубкам) лежит в основе испытания керосином. Под капиллярными трубками в сварных швах подразумеваются поры и трещины. Наличие дефектов определяется по желтым пятнам, проявляющимся на меловом или каолиновом покрытии сварного шва.
Пневматические испытания
Этим способом проверяются трубопроводы и емкости, работающие под давлением.
Для герметизации малогабаритных сосудов используют заглушки. В сосуд под давлением, на 10-20% превышающим рабочее, подается инертный газ или азот. Сосуд погружается в емкость с водой. Дефектные места обнаруживаются по выходящим пузырькам воздуха.
Крупногабаритные сосуды герметизируют и наполняют газом повышенного давления. На сварные швы наносят мыльный раствор. Появление на поверхности шва пузырьков указывает на наличие дефектов.
Гидравлические исследования
Применяется для проверки на прочность и плотность сварных швов в водопроводах, газопроводах, котлах и сварных изделиях, работающих под давлением.
Перед испытанием контрольную емкость герметизируют заглушкой и заполняют с помощью насоса водой под избыточным контрольным давлением, превышающим рабочие цифры в полтора-два раза. В течение периода, заданного техническими условиями, делается выдержка, затем давление снижается до рабочего. Околошовная зона (15-20 мм от шва) простукивается специальным молотком.
Участки с обнаруженной течью помечаются и завариваются после слива воды. Проводится повторный контроль.
Вакуумирование используется при невозможности пневматического или гидравлического контроля. Суть метода – создание вакуума и обнаружение проникания воздуха через дефекты. Для контроля применяется вакуумная камера. Проверяемый участок образца смазывается мыльным раствором. В неплотностях сварного соединения образуются мыльные пузырьки.
Выбор метода
Учитывают основные параметры исследуемых швов:
При выборе метода дефектоскопии необходимо учитывать:
Если важно выявить объемные дефекты, пустоты – надежнее провести радиационный контроль. Трещины и непровары определяют ультразвуком, магнитным полем. Дефекты, выходящие на поверхность, выявляют капиллярным методом.
Ультразвуковой
Суть метода – отражение ультразвуковых волн от границы раздела двух слоев с различными акустическими свойствами. Ультразвуковые колебания получают способом, основа которого – пьезоэлектрический эффект некоторых искусственных материалов или кристаллов. При подаче разноименных зарядов на противоположные грани кристаллической пластинки ее размеры будут изменяться при изменении знаков зарядов, соответственно передаваемой частоте.
Ультразвуковые колебания в сварной шов вводятся с помощью прибора – пьезоэлектрического преобразователя. Этим же прибором принимаются колебания, отраженные от дефекта, фиксируемые с помощью сигнала на экране дефектоскопа.
Ультразвуковой метод позволяет обнаружить в сварных швах:
Недостаток – сложность расшифровки и оценки дефектов.
Ультразвуковая дефектоскопия
Для контроля качества сварки применяют ультразвук. Принцип действия аппарата основан на отражении ультразвуковых волн от границы соединения двух сред с различными акустическими свойствами.
Датчик и излучатель плотно прикладывают к исследуемому материалу, после чего устройством вырабатывается ультразвук. Он проходит через весь металл и отражается от задней стенки, возвращаясь, попадает на приемный сенсор, который в свою очередь преобразует ультразвук в электрические колебания. Прибор представляет полученный сигнал в виде изображения отраженных волн.
Если внутри металла присутствуют какие-нибудь изъяны, датчик зафиксирует искажение отраженной волны. Опытным путем установлено, что различные дефекты сварки по-разному себя проявляют на ультразвуковом дефектоскопе. Это позволило провести их классификацию. При соответствующем обучении специалист может точно определить вид брака в шве.
Способ контроля качества сварных соединений ультразвуком широко распространился благодаря простоте и удобству применения, относительно недорогому оборудованию, безопасности использования по сравнению с радиационным методом.
Минусом способа является трудность расшифровки графического изображения. Контроль качества соединения может сделать только сертифицированный специалист. Его проблематично использовать для контроля крупнозернистых металлов типа чугуна.
Радиационный
Метод радиационной дефектоскопии основан на свойстве проникновения излучения через непрозрачные тела и его воздействия на различные индикаторы. Применяют рентгеновское и гамма-излучение – коротковолновые электромагнитные колебания.
Цель – выявление дефектов (внешних и внутренних) и их расположение без нарушения целостности проверяемых элементов.
Виды радиационного контроля:
Радиационный метод
Для контроля качества сварки используют радиационные методы и устройства. По сути это тот же рентгеновский аппарат, используемый в больницах, или прибор с источником гамма-излучения, приспособленный для облучения сварных соединений.
Он основан на способности этих лучей, проникать через любые материалы. Интенсивность проникновения зависит от вида исследуемых веществ. Благодаря этому на фотопленке, стоящей за исследуемым изделием, остается изображение, характеризующее состояние данного материала.
Все дефекты сварки в виде неоднородностей выявляются на пленке. Метод контроля очень точный, но дорогой и вредный для людей, требует подготовительных работ по установке защитных экранов и проведения организационных мероприятий.
Магнитный
Суть метода состоит в использовании эффекта магнитного рассеяния, проявляющегося над дефектом намагниченного контрольного образца.
Если дефект сварного шва отсутствует, силовые магнитные линии распространяются равномерно по его сечению. При наличии дефекта силовой магнитный поток огибает проблемную зону, создавая поток магнитного рассеяния.
В зависимости от метода фиксации потоков рассеяния различают способы:
Оформление документации
Для проведения сварки предусматривается специальный журнал. Он является первичным документом, оформляющийся по требованиям СНиП. Проектная организация составляет перечень узлов в металлоконструкции, которые необходимо сдать заказчику с оформлением сварочных документов.
Помимо журнала, сварочные работы сопровождает схема стыков, прилагаются сертификаты на расходные материалы (электроды, флюс или присадочную проволоку) и акты по контролю качества снаружи изделия.
Если проводились ультразвуковые или иные специфические исследования, то результаты и заключения по ним также прилагаются.
Все это позволяет говорить о качестве сварке и надежности конструкции. Только после сдачи в полном объеме сварочной документации производятся дальнейшие процедуры по принятию металлоконструкций объекта.