Основные методы неразрушающего контроля — Виды сварки и сварных соединений

Основные методы неразрушающего контроля
Метод
контроля
Характеристика сварного соединения
Основные виды выявленных дефектов
Чувствительность метода
Материал
Толщина
Шероховатость поверхности
Ширина, мм
Глубина
(площадь)
Диаметр, мм
течеисканием
Любые металлы
Любая
Любая
Свищи, прожоги, сквозные трещины

Сквозные
2х10
капиллярные
“-“
Любая
Не ниже 5 класса
Трещины, имеющие выход на поверхность, поры, раковины
0,001
0,001 мм
0,01
магнитные
ферромагнитные материалы
Менее 25 мм
Не ниже 5 класса
Выходящие на поверхность, подповерхностные
0,001
0,025 мм

ультразвуковые
металлы мелкозернистые
3 мм
Не ниже 4 класса
Внутренние трещины, непровары, поры, раковины
0,005
0,25 мм
0,5
радиационные
любые металлы
менее 500мм
любая
Внутренние

1-2
1-2
В большинстве случаев не удается получить исчерпывающую всестороннюю информацию о качестве сварной конструкции с помощью одного метода контроля. Как правило, сварные соединения ответственных конструкций не должны иметь внутренних дефектов в виде пор и инородных включений даже относительно малых размеров, в них недопустимы трещины и непровары.
Перечисленные дефекты эффективно выявляются с помощью радиографических методов в сочетании с контролем ультразвуком. К этим же швам предъявляют жесткие требования по выявлению поверхностных дефектов, что вызывает необходимость использования также капиллярных и магнитных методов контроля. Кроме этого, сварные соединения трубопроводов, сосудов и аппаратов подвергают испытаниям на прочность и плотность путем гидравлических и пневматических испытаний. Таким образом, полную картину качества сварных соединений получают на основании контроля методами, позволяющими обнаружить недопустимые поверхностные и внутренние дефекты в сочетании с прочностными гидравлическими испытаниями и проверкой герметичности.
В зависимости от степени ответственности сварной конструкции нормативной документацией назначаются виды контроля и его объемы, то есть число сварных стыков или протяженность сварных швов, которые должны быть проконтролированы (в % общего объема заваренных одним сварщиком или от общей протяженности швов на данной конструкции).
Проводимый в процессе производства выборочный или стопроцентный (в случае особо ответственных изделий) контроль позволяет судить о стабильности технологии или необходимости ее корректировки. Введение или замена тех или иных контрольных операций должны способствовать решению этой задачи, но быть экономически целесообразными, поскольку применение различных методов неразрушающего контроля качества сварных соединений связано с определенными затратами, величина которых в некоторых случаях достигает более 40% общих затрат на изготовление конструкций. Это связано со стоимостью контрольного оборудования, дефектоскопических материалов, процесса проведения контроля, с затратами на создание условий для его проведения и пр. Поэтому назначение методов и объемов контроля должно производиться с учетом технической необходимости и экономической эффективности.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИИ
15. Виды испытаний и образцы для их выполнения
Для оценки механических свойств сварные соединения подвергают различным испытаниям. К механическим испытаниям сварных соединений прибегают в тех случаях, когда требуется определить качество сварочных материалов, разработать оптимальные технологические режимы (особенно при сварке спецсталей), а также при проверке квалификации сварщиков или их переаттестации.
Механические испытания сварных соединений по характеру приложения нагрузок во времени можно разделить на три основных вида:
— статические испытания, осуществляемые путем постепенного возрастания нагрузки на образец вплоть до его полного разрушения; имитирует работу сварных соединений при постоянной нагрузке;
— динамические испытания, при которых усилие возрастает мгновенно и действует в течение короткого времени; характерны для соединений, работающих в условиях быстро возрастающих нагрузок (ударов);
— испытания на усталость, при которых нагрузка многократно изменяется по величине или по величине и знаку.
Методы определения механических свойств сварных соединений предусматривают следующие виды испытаний металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла сварного шва:
а) на статическое (кратковременное) растяжение;
б) на ударный изгиб (на надрезных образцах);
в) на стойкость против механического старения;
г) на статическое растяжение (сварного соединения);
д) на статический изгиб (загиб сварного соединения);
е) на ударный разрыв (сварного соединения), измерение твердости металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла.
Рис.31. Схема измерения прогиба образца
Испытания проводят на образцах, вырезаемых непосредственно из контролируемых изделий, например, из стыков трубопроводов, или из контрольных соединений, специально свариваемых для этих целей. При этом необходимо использовать те же основной металл и сварочные материалы, режимы сварки и термообработки, тех же сварщиков. Образцы сварных соединений не должны иметь прогиб, величина которого на длине 200 мм превышает 10 % толщины свариваемого металла или составляет более 4 мм (рис. 31). Депланация, то есть превышение одной кромки над другой в стыковых соединениях, должна быть не более 15 % толщины свариваемых листов, но не более 4 мм (рис. 32).
Рис. 32. Смещение кромок
Длину пластин определяют в зависимости от размеров и числа образцов, которые необходимо из них изготовить, с учетом длины неиспользуемых участков шва в начале и конце пластин, где режим сварки недостаточно стабилен. Размеры этих участков назначают от 20 до 70 мм в зависимости от способа сварки и силы тока. Заготовки для испытаний наплавленного металла вырезают из специально приготовленных наплавок, выполненных на пластине в несколько слоев.
Вырезку заготовок для образцов следует производить на металлорежущих станках, чтобы не изменять структуру металла. Стандарт допускает вырезку заготовок на ножницах, штампах, с помощью кислородной, электродуговой, анодно-механической и других методов резки. Во всех случаях должен быть предусмотрен припуск, обеспечивающий возможность удаления из рабочей части образца металла с изменен. ными свойствами. При огневых способах резки припуск должен составлять не менее 10 мм. Термическую обработку, если она необходима, производят до чистовой обработки образцов.
До начала испытаний на все образцы (вне их рабочей зоны) ставится клеймо, которое должно сохраниться после испытаний. Температура при этом, если нет других указаний в технических условиях, должна составлять 20±10°С Результаты испытаний определяют как их среднее арифметическое. Для одного из испытываемых образцов допускается снижение результатов на 10% (кроме испытании на статический изгиб и при измерении твердости).
При наличии в изломе образца или на его поверхности кристаллизационных или холодных трещин результаты испытаний считаются неудовлетворительными.
По результатам испытаний составляют протокол в котором указывают тип образцов, место его отбора и разрушения, температуру и наличие дефектов в изломе.
16. Статические испытания
Испытания на растяжение являются одними из наиболее распространенных, поскольку они дают возможность сравнительно точно оценивать поведение металла и при других видах нагружения. Стандартами и техническими условиями этот вид испытаний предусматривается для большей части ответственных сварных конструкций, он является наиболее простым и относительно легко осуществим.
Так же проводятся испытания угловых соединений (тавровых и нахлесточных), испытания на изгиб, испытания на смятие и испытания на ползучесть.
17. Динамические испытания
Динамические испытания различаются по характеру деформаций, температурным условиям, числу циклов нагружения. К основным видам динамических испытаний сварных соединений относятся испытания на ударный изгиб и на усталость.
Испытания на ударный изгиб благодаря относительной простоте выполнения и точности результатов являются наиболее распространенными. При этих испытаниях определяют ударную вязкость шва, различных участков околошовной зоны и наплавленного металла.
В этом виде испытаний так же проводят испытания на усталость сварных соединений.

18. Виды металлографических исследований
Процесс образования сварных швов сопровождается нагревом и расплавлением присадочного металла и свариваемых кромок, их совместной кристаллизацией и охлаждением, нагревом и охлаждением основного металла в зоне термического влияния. При этом в зависимости от режимов и технологических особенностей сварки и термообработки структура металла шва и зоны термического влияния будет различной. Соответственно будут отличаться их свойства и химический состав. Изучение структурных составляющих металла различных зон сварных соединений производится при металлографических исследованиях, которые помогают выявить изменения, происходящие в металле при различных режимах сварки и термообработки.
При металлографических исследованиях изучаются характер разрушения образцов (вид излома), макро- и микроструктура сварного шва и зоны термического влияния. Кроме этого, на шлифах для металлографических исследований определяют твердость различных зон сварного соединения.
Для изучения вида излома используют образцы, разрушившиеся при различных видах испытаний. Осмотр изломов проводят невооруженным глазом или с помощью лупы с десятикратным увеличением. Пластическое разрушение характеризуется образованием "шейки" в образцах, испытываемых на растяжение. Пластичные металлы дают волокнистый серый излом с матовой п оверхностью. Это свидетельствует о наличии более благоприятных мелкозернистых структур. При хрупком разрушении изменения размеров образцов незначительны, излом имеет блестящий кристаллический вид, металл отличается крупнозернистой структурой с низкими пластическими свойствами.
Разрушение образцов часто происходит в местах наличия дефектов, которые легко обнаруживаются в изломе. Поры выглядят как округлые или вытянутые пустоты с гладкими стенками, горячие трещины характеризуются темной окислившейся поверхностью, в случае холодных трещин поверхность металла блестящая, пустоты с острыми краями говорят о наличии инородных включений.

Оцените статью
Добавить комментарий