Контроль качества сварных соединений (стр. 1 из 16). Контроль сварных соединений
Неразрушающий контроль сварных соединений: оборудование, ГОСТ
Сварка обычно применяется в монтажных мероприятиях, если нужно обеспечить высокую степень надежности соединений. Во многих случаях альтернативы термической сплавке нет, но существует множество разных техник ее исполнения, не говоря об условиях проведения работ. Соответственно, различаются и способы проверки качества полученного шва. Специалисты используют неразрушающий контроль сварных соединений, позволяющий сохранять структуру материала в зоне стыка и эксплуатационные качества конструкции в целом.
Регулирующие нормативы (ГОСТ)
Реализация методов неразрушающего контроля проводится в соответствии с установленными техническими нормативами. Специально для сварки предусмотрен раздел ГОСТ под номером 3242-79. Руководствуясь правилами данного раздела, мастер может применять тот или иной способ контроля. Нормативы описывают не только технику выполнения проверки, но и оборудование. В некоторых случаях допускается и отклонение от требований, которые предусматривает данный ГОСТ. Неразрушающий контроль сварных соединений в этом случае ориентируется уже на способы оценки качества, которые рекомендуются к операциям выявления дефектов применительно к конкретным металлам и сплавам. Однако и в таких ситуациях следует опираться на требования ГОСТа, но в другом разделе – 19521-74.
Какие дефекты выявляются?
Выделяется несколько групп дефектов, которые помогают обнаружить технологии неразрушающей проверки. На базовом уровне выявляются поверхностные изъяны шва. Такие отклонения от нормы можно зафиксировать уже при внешнем осмотре, даже без применения специального оборудования. Например, внешний неразрушающий контроль сварных соединений помогает фиксировать зоны несплошностей, выходящие на поверхность. Внутренние же дефекты невозможно обнаружить без соответствующего технического средства. Оно определяет формы шва, его характеристики и степень надежности.
При этом не всегда наличие дефекта как такового говорит о непригодности конструкции или изделия для дальнейшего использования по назначению. Опять же, согласно нормативам, сварочный шов может иметь критические и малозначимые отклонения. Задача контроля как раз заключается в обнаружении критических дефектов, которые определяются как несоответствующие требованиям по эксплуатации материала.
Оборудование для акустического метода контроля
Данный метод проверки конструкций на наличие дефектов в сварных швах является одним из самых технологичных, точных и эффективных. По сравнению с другими современными техниками контроля он также отличается универсальностью применения. Его можно использовать и в закрытых помещениях, и в полевых условиях без энергоснабжения. В проверке задействуется ультразвуковой дефектоскоп, состоящий из нескольких функциональных модулей. В частности, данный неразрушающий контроль сварных соединений предполагает использование пьезоэлектрических преобразователей, в которых содержатся аппаратные компоненты для приема и рассеивания ультразвуковых волн. Прибор генерирует импульсы ультразвуковых колебаний, а также принимает отражающиеся сигналы, которые представляются оператору в удобном для анализа виде. Исследуя амплитуду сигналов, пользователь оборудования определяет параметры дефектов.
Оборудование для радиационного контроля
Данную технику называют радиационной дефектоскопией сварных соединений. Сам принцип исследования базируется на подаче ионизирующих излучений. В процессе прохождения лучей через шов их интенсивность понижается в зависимости от толщины и плотности материала. Происходящие изменения в показателях излучения позволяют оператору определять наличие в толще соединения несплошностей. В осуществлении данной операции используют различные источники рентгеновского излучения. Наиболее распространено оборудование для неразрушающего контроля сварных соединений этого типа в виде ускорителей электронов и гаммадефектоскопов. Объединяются данные аппараты способностью работы с радиоизотопным излучением. Российские производители рентгеновских аппаратов для проверки сварных соединений выпускают оборудование, которое обеспечивает возможность контроля по диапазону энергии фотонного излучения в среднем от 15 кэВ до 30 МэВ.
Оборудование для теплового контроля
Оценка качества сварного шва посредством теплового сканирования позволяет работать с обширным диапазоном сплавов, используемых и в промышленности, и в строительной отрасли. Что касается обнаруживаемых дефектов, то тепловой анализ выявляет скрытые полости, трещины, участки непроваров, инородные включения и т. д. Непосредственно нагрев и регистрацию подозрительных зон осуществляет радиометр. Это прибор, который реализует неразрушающий контроль сварных соединений металлоконструкций по всей площади. В процессе анализа оператор проверяет и основную недеформированную структуру, и место соединения. Путем сравнения нетронутых участков и швов определяется надежность конструкции. Сегодня существуют разные направления данного метода. В частности, вибротепловизионный способ предусматривает анализ колебаний при передаче энергии объекту.
Оборудование для электрического контроля
Формирование электрического поля вокруг исследуемого объекта также позволяет определять характеристики внутренней структуры конструкции в точках соединения. Для применения этого метода используют электроемкостные преобразователи разных видов. К примеру, накладные системы отличаются высокой неоднородностью формируемого ими электростатического поля. Это свойство полезно тем, что оператор фиксирует колебания на фоне высокой чувствительности в подаче обратных импульсов от материала. Электрический неразрушающий контроль качества сварных соединений в линейно-протяжных конструкциях задействует проходные преобразователи. Такое оборудование, в частности, используют в оценке качества швов, выполненных на проволоке, металлических лентах, прутьях и т. д. В зависимости от электродов могут использоваться разные схемы подачи токов.
Аппараты для капиллярного контроля
Это обширный комплекс способов, которые направлены на обнаружение и определение параметров внутренних дефектов. В качестве рабочей аппаратуры применяют капиллярные дефектоскопы. Они регистрируют характеристики тех же полостей, их структуру, направление, глубину и пространственное расположение. При этом их функция невозможна без использования пенетрантов. Это жидкие или сыпучие вещества, которые при возможности вводятся в шов и распространяются по его внутренним полостям. Капиллярные методы неразрушающего контроля сварных соединений предусматривают использование разных по характеристикам пенетрантов. Это своего рода проявители, дающие информацию о структуре соединения капиллярным дефектоскопам. Существуют вещества, активирующиеся при ультразвуковых, магнитных, цветовых и других импульсах. Некоторые составы имеют выраженную химическую активность, поэтому сразу после выполнения контроля требуется обрабатывать швы так называемыми гасителями. Они исключают негативное воздействие капиллярных пенетрантов на материал объекта, что и позволяет относить данный метод к неразрушающим.
Течеискание в шве как метод контроля
Эта методика во многом связана с принципами предыдущей технологии контроля, но имеет несколько существенных отличий. Если капиллярный способ ориентирован на точное определение параметров внутренних полостей, то течеискание ставит целью принципиальное нахождение участков, в которых нарушается герметичность. В данном случае сварочный шов может проверяться не только с помощью жидких веществ, но и посредством воздуха и газовых смесей. Зачастую этот метод используют перед капиллярной техникой, потому что само по себе течеискание лишь регистрирует факт нарушения герметичности в узле соединения, но не дает информации о характеристиках дефектов.
Как подбирается оптимальный метод контроля?
Специалисты отталкиваются от задач, которые требуется выполнить с помощью контроля. Например, если речь идет о поверхностной проверке, то можно обойтись упомянутой технологией течеискания или опытным визуальным осмотром. Для более глубокого и точного анализа применяют ультразвуковые, электрические и рентгеновские аппараты. Далее учитывается, насколько тот или иной неразрушающий контроль сварных соединений может быть эффективен при реализации в конкретных условиях. Так, ультразвуковую методику можно использовать практически в любых условиях, но она обходится дороже. Более доступен по цене электрический метод сканирования дефектов, однако его можно использовать только при наличии стабильного источника тока.
Заключение
Контроль швов в соединениях металлоконструкций является важнейшей операцией проверки надежности. При условии положительных результатов проверки можно использовать изделие или конструкцию по назначению. Кроме того, проведение неразрушающего контроля сварных соединений может дать информацию о старых эксплуатируемых объектах. Со временем даже качественные швы подвергаются износу, поэтому проверка должна выполняться регулярно. После нее и по результатам анализа дается заключение по техническому состоянию конструкции. На основе этого документа ответственный инженер принимает решение или об устранении дефектов, или о допуске объекта к дальнейшему использованию.
fb.ru
Ультразвуковой контроль сварных соединений
Темы: Контроль качества сварки, Сварные соединения .
Метод ультразвуковой дефектоскопии металлов и других материалов впервые был разработан и практически осуществлен в Советском Союзе в 1928—1930 гг. проф. С. Я. Соколовым.
Еще страницы, относящиеся к теме
Ультразвуковой контроль сварных соединений
:
Свойства ультразвуковых волн.
Ультразвуковые волны представляют собой упругие колебания материальной среды, частота которых лежит за пределами слышимости в диапазоне от 20 кгц (волны низкой частоты) до 500 Мгц (волны высокой частоты).
Ультразвуковые колебания бывают продольные и поперечные. Если частицы среды перемещаются параллельно направлению распространения волны, то такая волна является продольной, если перпендикулярно-поперечной. Для отыскания дефектов в сварных швах используют в основном поперечные волны, направленные под углом к поверхности свариваемых деталей.
Ультразвуковые волны способны проникать в материальные среды на большую глубину, преломляясь и отражаясь при попадании на границу двух материалов с различной звуковой проницаемостью. Именно эта способность ультразвуковых волн используется в ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений.
Ультразвуковые колебания могут распространяться в самых различных средах — воздухе, газах, дереве, металле, жидкостях.
Скорость распространения ультразвуковых волн C определяют по формуле:
C = fλ
где f — частота колебаний, гц;λ — длина волны, см.
Для выявления мелких дефектов в сварных швах следует пользоваться коротковолновыми ультразвуковыми колебаниями, так как волна, длина которой больше размера дефекта, может не выявить его.
Получение ультразвуковых волн.
Ультразвуковые волны получают механическим, термическим, магнитострикционным (Магнитострикция — изменение размеров тела при намагничивании) и пьезоэлектрическим (Приставка «пьезо» означает «давить») способами.
Наиболее распространенным является последний способ, основанный на пьезоэлектрическом эффекте некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли, титаната бария): если противоположные грани пластинки, вырезанной из кристалла, заряжать разноименным электричеством с частотой выше 20 000 гц, то в такт изменениям знаков зарядов пластинка будет вибрировать, передавая механические колебания в окружающую среду в виде ультразвуковой волны. Таким образом электрические колебания преобразовываются в механические.
В различных системах ультразвуковых дефектоскопов применяют генераторы высокой частоты, задающие на пьезоэлектрические пластинки электрические колебания от сотен тысяч до нескольких миллионов герц.
Пьезоэлектрические пластинки могут служить не только излучателями, но и приемниками ультразвука. В этом случае под действием ультразвуковых волн на гранях кристаллов-приемников возникают электрические заряды малой величины, которые регистрируются специальными усилительными устройствами.
Методы выявления дефектов ультразвуком.
Существуют в основном два метода ультразвуковой дефектоскопии: теневой и эхо-импульсный (метод отраженных колебаний.)
Рис. 1. Схемы проведения ультразвуковой дефектоскопии : а — теневым; б — эхо импульсным методом; 1 — щуп-излучатель; 2 — исследуемая деталь; 3 — щуп приемник; 4 — дефект.
При теневом методе (рис. 1, а) ультразвуковые волны, идущие через сварной шов от источника ультразвуковых колебаний (щупа-излучателя), при встрече с дефектом не проникают через него, так как граница дефекта является границей двух разнородных сред (металл — шлак или металл — газ). За дефектом образуется область так называемой «звуковой тени». Интенсивность ультразвуковых колебаний, принятых щупом-приемником, резко падает, а изменение величины импульсов на экране электронно-лучевой трубки дефектоскопа указывает на наличие дефектов. Этот метод имеет ограниченное применение, так как необходим двусторонний доступ к шву, а в ряде случаев требуется снимать усиление шва.Импульсные ультразвуковые дефектоскопы.
Ультразвуковой контроль сварных соединений осуществляется при помощи ультразвуковых дефектоскопов, которыми можно выявлять трещины» непровары, газовые и шлаковые включения в стыковых, угловых, тавровых и нахлесточных соединениях, выполненных дуговой, электрошлаковой сваркой, газовой и контактной сваркой. Контролировать можно как сварку сталей, так и сварку цветных металлов и их сплавов.
Рис. 2. Конструктивная схема призматического щупа : 1 — кольцо изоляционное; 2 — асбестовая прокладка; 3 — накладка контактная; 4 — втулка изоляционная; 5 — втулка; 6 — пластинка из титаната бария; 7 — корпус;8 — призма из плексигласа.
Электрическая схема дефектоскопов, состоящая из отдельных электронных блоков, смонтирована в металлическом кожухе, на передней панели которого находится экран электроннолучевой трубки и расположены рукоятки управления. Дефектоскопы укомплектованы призматическими щупами-искателями (рис. 2) с углами ввода ультразвукового луча 30, 40 и 50° (0,53; 0,7 и 0,88 рад). Придаются также и прямые щупы, при помощи которых ультразвуковые колебания вводятся перпендикулярно поверхности контролируемого изделия. Комплект щупов позволяет выбирать для каждого конкретного случая необходимую схему прозвучивания. Во всех щупах в качестве пьезоэлектрического преобразователя используются пластинки титаната бария.В зависимости от количества щупов и схемы их включения ультразвуковые дефектоскопы могут быть двухщуповыми, в которых один щуп является излучателем, а другой приемником, или однощуповыми, где функция ввода и приема ультразвуковых колебаний выполняются одним щупом. Это возможно потому, что прием отраженного сигнала происходит во время пауз между импульсами, когда никаких других сигналов, кроме отраженных, на пьезоэлектрическую пластинку не поступает.
Рис. 3. Блок-схема импульсного ультразвукового дефектоскопа УЗД-7Н : 1 — задающий генератор; 2 — генератор импульсов; 3 — пьезоэлектрический щуп; 4 — генератор развертки; 5 — приемный усилитель; 6 — электроннолучевая трубка; 7 — контролируемое изделие.
В качестве индикаторов дефектов применяются электроннолучевые трубки. Ряд дефектоскопов оснащен также световым (электрической лампочкой на искательной головке щупа) и звуковым (динамиком и телефонными наушниками) индикаторами.
Типовая блок-схема импульсного ультразвукового дефектоскопа, работающего по однощуповой схеме, приведена на рис. 3.
Задающий генератор, питаемый переменным током, вырабатывает электрические колебания, передаваемые на генератор импульсов и пьезоэлектрический щуп. В последнем высокочастотные электрические колебания преобразуются в механические колебания ультразвуковой частоты и посылаются в контролируемое изделие. В интервалах между отдельными посылами высокочастотных импульсов пьезоэлектрический щуп при помощи электронного коммутатора подключается к приемному усилителю, который усиливает полученные от щупа отраженные колебания и направляет их на экран электроннолучевой трубки. Таким образом, пьезоэлектрический щуп попеременно работает как излучатель и приемник ультразвуковых волн.
Генератор развертки обеспечивает развертку электронного луча трубки, который прочерчивает на экране электроннолучевой трубки светящуюся линию с пиком начального импульса.
При отсутствии дефекта в контролируемом изделии импульс дойдет до нижней поверхности изделия, отразится от нее и возвратится в пьезоэлектрический щуп. В нем механические колебания ультразвуковой частоты снова преобразуются в высокочастотные электрические колебания, усиливаются в приемном усилителе и подаются на отклоняющие пластины электроннолучевой трубки. При этом на экране возникает второй пик донного импульса (как бы отраженного от дна изделия).
Если на пути прохождения ультразвука встретится дефект, то часть волн отразится от него раньше, чем донный сигнал достигнет пьезоэлектрического щупа. Эта часть волн усиливается приемным усилителем, подается на электроннолучевую трубку и на ее экране между начальным и донным импульсами возникнет пик импульса от дефекта.
Благодаря синхронной работе генератора развертки луча, генератора импульсов и других устройств дефектоскопа взаимное расположение импульсов на экране электроннолучевой трубки характеризует глубину расположения дефекта. Расположив на экране трубки масштабные метки времени, можно сравнительно точно определить глубину залегания дефекта.
Методика ультразвукового контроля.
Перед началом ультразвукового контроля зачищают поверхность сварного соединения на расстоянии 50—80 мм с каждой стороны шва, удаляя брызги металла, остатки шлака и окалину. Зачистку выполняют ручной шлифовальной машинкой, а при необходимости еще и напильником или наждачной шкуркой.Рис. 4. Схема проведения ультразвукового контроля : а — перемещение призматического щупа по поверхности изделия; б — контроль прямым лучом; в — контроль отраженным лучом.
Чтобы обеспечить акустический контакт между щупом-искателем и изделием, зачищенную поверхность металла непосредственно перед контролем тщательно протирают и наносят на нее слой контактной смазки. В качестве смазки применяют автол марок 6, 10, 18, компрессорное, трансформаторное или машинное масло.
Рис. 5. Держатели призматических щупов : а — для контроля стыковых швов отраженным лучом; б — для контроля стыковых швов прямым лучом; в — для контроля угловых швов.
Затем проверяют правильность показаний дефектоскопа на эталонах сварных швов с заранее определенными дефектами.
Ультразвуковой контроль стыковых соединений проводят путем поочередной установки щупа по обеим сторонам проверяемого шва.
В процессе контроля щуп-искатель плавно перемещают вдоль обеих сторон шва по зигзагообразной линии (рис. 4, а), систематически поворачивая его на 5—10° в обе стороны для выявления различно расположенных дефектов.
Прозвучивание производят как прямым (рис. 4, б), так и отраженным (рис. 4, в) лучом. Стыковые соединения при толщине металла более 20 мм обычно проверяют прямым лучом. При толщине металла менее 20 мм усиление шва не дает возможности установить щуп так, чтобы ультразвуковой луч проходил через корень шва. В этих случаях ультразвуковой контроль сварных соединений осуществляют однократно или двукратно отраженными лучами. При толщине металла менее 8 мм его прозвучивают многократно отраженным лучом.
Рис. 6. Схема определения размеров дефекта в стыковом шве: а — протяженности l; б — высоты h.
Пределы перемещения щупа поперек шва зависят от угла ввода луча и способа прозвучивания и определяются по номограммам, прилагаемым к инструкции на эксплуатацию дефектоскопа. Чтобы обеспечить перемещение щупов в заданных пределах, их устанавливают в специальный держатель (рис. 5).При обнаружении дефекта в сварном шве на экране дефектоскопа появляется импульс. Условную протяженность его измеряют длиной зоны перемещения щупаискателя вдоль шва, в пределах которой наблюдается появление и исчезнование импульса (рис. 6, а). Условную высоту дефекта определяют как разность глубин, измеренных в крайних положениях щупаискателя, в которых появляется и исчезает импульс при перемещении щупа перпендикулярно оси шва (рис. 6, б). Условную высоту дефектов, имеющих большую протяженность, измеряют в месте, где импульс от дефекта имеет наибольшую амплитуду.
Рис. 7. Конструктивная схема жидкостного глубиномера : 1 — генератор дефектоскопа; 2 — цилиндр; 3 — компенсирующий объем; 4 — глубиномер; 5 — механизм перемещения поршня; 6 — жидкость; 7 — поршень; 8 — пьезоэлектрическая пластинка.
Глубину залегания дефекта определяют при помощи глубиномеров. Жидкостной глубиномер (рис. 7) состоит из пьезоэлектрической пластинки, которая возбуждается от генератора дефектоскопа одновременно с основной излучающей пьезоэлектрической пластинкой щупаискателя. Эта пластинка помещена в цилиндр с компенсирующим объемом. Цилиндр наполнен жидкостью и имеет поршень, связанный со шкалой глубиномера. При прозвучивании сварного шва на экране электроннолучевой трубки вместе с начальным и донным сигналом появляется так называемый служебный импульс, отраженный от поршня цилиндра глубиномера. Положение его на экране трубки дефектоскопа определяется положением поршня в цилиндре. Передвигая поршень, совмещают служебный импульс с импульсом, отраженным от дефекта, и по шкале глубиномера определяют глубину залегания дефекта. При совмещении поршня с донным импульсом можно определить толщину металла. Подобные глубиномеры могут быть присоединены к любому ультразвуковому импульсному дефектоскопу.
Повышения скорости контроля можно достичь применением несложных устройств (рис. 8), позволяющих осуществлять перемещение дефектоскопа вдоль шва и возвратно-поступательное движение щупа. Щуп-искатель устанавливается на тележке устройства и соединяется с ультразвуковым дефектоскопом. На этой же тележке находится механизм передвижения, состоящий из электродвигателя мощностью 12 вт, червячных пар и кривошипного механизма.
Рис. 8. Схема автоматизированного контроля стыков трубопроводов с помощью специального приспособления: 1 — контрольный механизм; 2 - труба; 3 — роликовая цепь; 4 — коробка со щупом; 5 — ультразвуковой дефектоскоп.
Значительно увеличивается надежность и скорость контроля при использовании автоматического ультразвукового дефектоскопа ДАУЗ-169, позволяющего контролировать сварные соединения при толщине листов от 6 до 16 мм. Он представляет собой датчик, установленный на автоматически передвигающейся каретке, соединенной гибким кабелем со шкафом с электронными блоками.Дефекты регистрируются записью на диаграммной ленте и краскоотметчиком на контролируемом шве, работа которого дублируется световой сигнализацией. Скорость контроля составляет 1 м/мин. Применение его значительно увеличивает надежность и производительность процесса контроля сварных швов.
Оформление результатов контроля.
Результаты ультразвуковой дефектоскопии согласно ГОСТ 14782—69 фиксируют в журнале или в заключении, обязательно указывая:
а) тип сварного соединения; индексы, присвоенные данному изделию и сварному соединению; длину проконтролированного участка шва;
б) технические условия, по которым выполнялась дефектоскопия;
в) тип дефектоскопа;
г) частоту ультразвуковых колебаний;
д) угол ввода луча в контролируемый металл или тип искателя, условную или предельную чувствительность;
е) участки шва, которые не подвергались дефектоскопии;
ж) результаты дефектоскопии;
з) дату дефектоскопии;
и) фамилию оператора.
При сокращенном описании результатов дефектоскопии каждую группу дефектов указывают отдельно.
Характеристика протяженности дефекта обозначается одной из букв А, Б, В. Цифрами обозначают: количество дефектов в шт.; условную протяженность дефекта в мм; наибольшую глубину залегания дефекта в мм; наибольшую условную высоту дефекта в мм.
Буква А указывает, что протяженность дефекта не превышает допускаемую техническими условиями. Буква Б используется для характеристики дефекта большей протяженности, чем типа А. Буквой В обозначают группу дефектов, отстоящих друг от друга на расстоянии не более величины условной протяженности для дефектов типа А.
Ниже приводится пример сокращенной записи результатов дефектоскопии в журнале или в заключении.
На участке шва сварного соединения С15 (ГОСТ 5264—69), обозначенном индексом МН-2, длиной 800 мм обнаружены: два дефекта типа А на глубине 12 мм, один дефект типа Б условной протяженностью 16 мм на глубине 14—22 мм, условной высотой 6 мм и один дефект типа В условной протяженностью 25 мм на глубине 5—8 мм.
Сокращенная запись результатов испытания выглядит так:
С15, МН-2, 800; А-2-12; Б-1-16-22-6; В-1-25-8.
Техника безопасности при ультразвуковом контроле.
К работе с ультразвуковыми дефектоскопами допускают лиц, прошедших инструктаж по правилам техники безопасности и имеющих соответствующее удостоверение. Перед проведением контроля на большой высоте, в труднодоступных местах или внутри металлоконструкций оператор проходит дополнительный инструктаж, а его работу контролирует служба техники безопасности.
Ультразвуковой дефектоскоп при работе заземляют медным проводом сечением не менее 2,5 мм2. Работать с незаземленным дефектоскопом категорически запрещается. При отсутствии на рабочем месте розетки подключать и отключать дефектоскоп может только дежурный электрик.
Запрещается проводить ультразвуковой контроль сварных соединений вблизи сварочных работ при отсутствии защиты от лучей электрической дуги.
- < Сопротивление образованию горячих трещин
- Дефекты сварных соединений >
weldzone.info
Контроль качества сварных соединений
«МАТИ»-Российский Государственный Технологический
Университет им. К.Э. Циолковского
Кафедра «Технология металлических материалов»
КОНСПЕКТ
ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ
«КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ»
Автор : доц., к.т.н. Федоров С.А.
Москва 2000 г.
Тема 1. ПОНЯТИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ ПРОДУКЦИИ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ЕЁ КАЧЕСТВА.
Промышленная продукция - конечный результат деятельности промышленных предприятий. Результатом деятельности предприятий сварочного производства являются сварные изделия. Продукция сварного производства характеризуется следующими особенностями:
· многообразием номенклатуры, типов и размеров;
· высокими требованиями к качеству сварных соединений;
· выпуском сварных изделий предприятиями машиностроения и приборостроения с различным техническим уровнем и серийностью производства;
· необходимостью аттестации технологических процессов сварки, технологического, контрольного и испытательного оборудования;
· потребностью высокой квалификации рабочих и специалистов сварочного производства.
Крупногабаритные сварные изделия (каркасно-листовые, оболочковые, рамные, балочные), составляющие основу механизмов, сооружений или машин, часто называют сварными конструкциями . Например, к сварным конструкциям относятся кузова автомобилей, фюзеляжи самолётов и т.д.
Сварные конструкции условно разделяют на узлы. Узлом называют часть сварной конструкции, состоящую из двух или нескольких свариваемых элементов. Отдельные части машин или механизмов, полученные сваркой и выполняющие самостоятельные функции, называются сварными деталями . Например, к сварным деталям относятся оси и валы автомобилей и т.д.
К сварным изделиям предъявляют определённые требования от выполнения которых зависит их качество и пригодность к эксплуатации. Качество сварных изделий является комплексным понятием и представляет совокупность определённых характеристик. Отдельные характеристики продукции объединяются в группы или показатели качества . Показатели качества в зависимости от характера решаемых задач классифицируются по различным признакам (ГОСТ 22851-77). Различают следующие группы показателей качества: назначения, надежности, технологичности и др.
Применительно к сварным конструкциям (изделиям), в которых применяют неразъемные соединения, первостепенное значение имеют показатели назначения и надежности.
Показатели назначения обуславливают область практического использования продукции и характеризуются эксплутационными ( служебными) характеристиками изделий.
Показатели надёжности характеризуют свойство продукции выполнять заданные функции и сохранять при этом эксплутационные характеристики в заданных пределах.
К показателям назначения, например топливного бака, относятся объём рабочей жидкости и её максимальное давление в нём.
Показатели назначения сварных изделий в значительной степени будут определять свойства сварных соединений и характеризоваться их показателями качества. При определении показателей качества сварных соединений рекомендуется выбирать самые необходимые и важнейшие свойства. К их числу например, для топливного бака, относят прочность и герметичность.
К свойствам сварных соединений относят также пластичность, коррозионную стойкость, износостойкость и др.
Эти свойства будут определять требования к сварным соединениям, которые обеспечиваются определенными конструктивными и технологическими характеристиками сварного соединения. К конструктивным характеристикам относят форму и геометрические размеры сварного шва и сварных точек.
К технологическим характеристикам относят уровень остаточных напряжений, величину деформаций, размеры и количество дефектов и т.д.
Перечисленные характеристики в совокупности определяют качество сварных соединений и являются основой для оптимизации технологического процесса, под которой понимают нахождение наилучшего технологического решения осуществления процесса, обеспечивающего качество и надёжность сварных изделий.
К показателям надёжности изделий и сварных соединений относятся:
·безотказность;
·долговечность;
·ремонтопригодность.
Безотказность- свойство сварного соединения сохранять работоспособность (работоспособное состояние) в течение определённого периода времени в заданных условиях эксплуатации. Работоспособность сварных соединений характеризуется сохранением их свойств, установленных нормативно-технической документацией.
Под отказом понимают событие, заключающееся в нарушении работоспособности, т.е. в выходе хотя бы одной контролируемой характеристики за допустимые пределы.
Долговечность - свойство сварного соединения сохранять работоспособность до наступления состояния, когда невозможна дальнейшая эксплуатация сварного изделия.
Ремонтопригодность - свойство сварного соединения, заключающееся в возможности его ремонта и устранения возникших дефектов в процессе эксплуатации.
Надёжность, взятая отдельно, ещё не означает технического совершенства изделия, т.к. оно может обладать низкими техническими характеристиками. С другой стороны совершенные по техническим характеристикам изделия не обеспечиваются необходимой надёжностью. В связи с этим и вводится понятие работоспособности, оцениваемое в совокупности показателями прочности, герметичности и др.
Таким образом, качество сварных изделийний определяется совокупностью свойств сварных соединений.
Тема 2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И НОРМИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА.
Показатели качества сварных соединений разделяют на количественные и качественные . При определении количественных показателей используют измерительный метод, основанный на прямых измерениях контролируемых характеристик (например, измерение ширины шва). Количественные показатели могут быть определены и расчётным путём. Этот метод основан на определении по теоретическим или экспериментальным зависимостям показателей качества от основных измеряемых характеристик. Например, определение предела прочности сварного соединения по измеряемым прямыми методами предельной нагрузке и площади поперечного сечения шва.
При оценке качества сварных соединений используют и качественные показатели. Например, степень окисленности поверхности сварного шва (по наличию цветов побежалости на поверхности сварного шва). В этом случае используют регистрационный метод, основанный на наблюдении и анализе зрительного восприятия информации. Точность определения качественных показателей зависит от накопленного опыта, квалификации и способности специалиста, производящего оценку.
При регистрационном методе обычно используют эталоны или специальные стандартные шкалы с бальным способом (номером) выражения показателя качества. Например, при оценке загрязненности стали неметаллическими включениями. Просматривают нетравленный щлиф сварного соединения в микроскоп и визуально сравнивают обнаруженные включения со стандартной шкалой, которая является пятибальной. С увеличением номера (балла) возрастает загрязненность стали неметаллическими включениями.
При оценке окисленности сварного шва используют эталоны сварных соединений с недопустимой степенью окисления.
При определении номенклатуры показателей качества и разработке шкал оценок, используют экспертный метод основанный на учёте мнений группы экспертов-специалистов. Чтобы получить экспертным методом достаточно точные результаты необходимо применять меры на уменьшение их субъективности, присущей этому методу. Поэтому при обработке мнений экспертов используют методы математической статистики, занимающейся вопросами сбора, обработки и анализа результатов наблюдений.
Оценку качества промышленной продукции производят путём её контроля, т.е. проверки соответствия контролируемых показателей заданным требованиям или нормам, установленным нормативно-технической документацией (НТД). НТД включает стандарты, технические условия, чертежи изделий, технологические карты и производственные инструкции.
Контроль необходим, т.к. при изготовлении продукции возникают производственные погрешности, обусловленные действием различных факторов. Получаемые и фиксируемые при контроле отклонения от норм и требований позволяют руководителям производства принимать решения о необходимости изменения технологических процессов, путём использования управляющих воздействий. С помощью управляющих воздействий обеспечивают требуемые показатели качества и их стабильность.
Нормирование требований к контролируемым характеристикам является необходимым условием обеспечения требуемого уровня качества промышленной продукции. Принимая за ci контролируемую характеристику, нормирование производят, либо по наименьшему значению cmin, либо наибольшему cmax , либо одновременно по наименьшему и наибольшему значениям.
xi £ xi max; xi ³ xi min; xi min£xi£xi max
Например, в первом случае глубина отпечатка при точечной контактной сварке должна быть меньше установленного наибольшего значения. Во втором случае в качестве примера можно привести шаг (расстояние) между сварочными точками, который должен быть больше установленного наименьшего значения. В третьем случае примером является диаметр литого ядра. При диаметрах ядра меньше минимального имеет место непровар, а при диаметрах ядра больше максимального фиксируют выплеск. Непровар и выплеск являются недопустимыми дефектами контактной сварки.
Таким образом, нормирование устанавливает допустимые пределы изменения контролируемой характеристики. Эти значения отражают конкретные требования к сварным соединениям, которые устанавливают на основе экспериментальных исследований и испытаний, применения методов статистического анализа и обработки экспериментальных данных и построения статических закономерностей контролируемых показателей.
mirznanii.com
