Контроль качества сварных швов при сварке пластмасс. Контроль сварочных швов
Основные дефекты сварных швов и методы контроля качества сварки
Все дефекты сварных швов можно разделить на внешние и внутренние. К внешним дефектам относятся завышение размеров швов, наплывы, подрезы, кратеры, прожоги; к внутренним — непровары, газовые поры, шлаковые включения, трещины (рис. 5.9).
Рис. 5.9. Дефекты сварных швов.Завышение размеров швов вызывает увеличение сварочных деформаций конструкций, излишний расход сварочных материалов, увеличение массы конструкции, а также времени выполнения сварки. Снижение размеров швов уменьшает прочность соединения.
Наплывами называют излишне наплавленный металл около кромок шва, натекший во время сварки на непрогретый основной металл и не сплавившийся с ним. Наплывы образуются из-за неправильного режима сварки и смещения конца электрода к одной из кромок, особенно часто при вертикальной сварке. Наплывы часто сопровождаются непроварами или подрезами основного металла.
Подрезами называют выемки в основном металле вдоль края шва, выплавляемые в процессе сварки. Подрезы появляются из-за неправильного отложения наплавленного металла при сварке на повышенном режиме или при пространственном положении шва, отличном от нижнего. Подрезы ослабляют сечение основного металла и вызывают резкую местную концентрацию напряжений, т. е. появление больших напряжений на отдельных небольших участках.
В зоне сварочной дуги поверхность жидкой ванны получается вогнутой, поэтому при обрыве дуги в шве остается углубление — кратер. Кратеры снижают прочность шва, так как уменьшают его сечение.
Прожоги обычно образуются на тонком металле в виде сквозных отверстий в шве или основном металле. Причины их возникновения — излишняя сила тока и малая скорость сварки.
Непровары — это местное отсутствие сплавления между наплавленным и основным металлом или между смежными валиками при многослойной сварке. Непровары уменьшают рабочее сечение шва и являются очагами концентрации напряжений. Причины непроваров: неправильный режим сварки и подготовка кромок, наличие загрязнений в шве.
Газовые поры образуются в наплавленном металле вследствие выделения газов, растворенных в жидком металле. При охлаждении растворимость газов в металле уменьшается и часть их стремится удалиться в атмосферу. Встречая сопротивление кристаллизующегося металла, газы не могут полностью выйти наружу и остаются в нем, образуя внутренние поры, раковины или выходящие на поверхность свищи. Газовые поры нарушают сплошность и однородность металла. Пористость шва появляется вследствие загрязнения свариваемых кромок ржавчиной, маслом, краской; влажности кромок, электродов или флюсов; неправильного состава электродной обмазки или флюса и т. п.
Шлаковые включения в металле шва нарушают его сплошность и однородность, снижая этим прочность соединения. Шлаковые включения образуются вследствие применения несоответствующих марок электродов, а также при неправильном режиме сварки и плохой обработке корня шва (при двусторонней сварке).
Трещины возникают как в шве, так и в основном металле. Они могут быть сквозными, внутренними и поверхностными. Трещины уменьшают прочность соединения и могут нарушить его непроницаемость. Причины образования трещин разнообразны: неправильный режим сварки, неправильное (жесткое) закрепление свариваемых деталей и т. п.
Большинство выявленных дефектов сварных швов устраняют путем удаления дефектных участков шва и последующей повторной заварки.
При изготовлении корпусных конструкций, а также при формировании корпуса судна на построечном месте сварные швы принимают на основе результатов контроля: квалификации сварщиков, качества свариваемых и сварочных материалов, сварочного оборудования, инструмента, оснастки; качества сборки под сварку и технологии выполнения сварных швов; качества сварных швов.
При контроле качества сборки под сварку проверяют: соответствие собранных деталей требованиям чертежа, правильность их сборки и расположения в конструкции; правильность разделки кромок деталей под сварку, зазор между стыкуемыми деталями; положение кромки одной детали относительно кромки другой; угол между деталями; чистоту поверхности свариваемых кромок и плоскостей; правильность расположения, размеры и количество сборочных прихваток, гребенок и других временных сборочных приспособлений.
Контроль технологии выполнения сварных швов предусматривает проверку соблюдения последовательности и правильности выполнения швов, предусмотренных схемой сварки; соответствие применяемых режимов сварки и марок сварочных материалов указанным в технологических процессах на сварку, соответствие качества и состояния сварочных материалов техническим условиям на эти материалы.
Непосредственно качество сварных швов проверяют: внешним осмотром и измерением, рентгено- и гаммаграфированием, ультразвуком, вскрытием швов, испытанием на непроницаемость. Метод контроля качества сварных швов выбирают в зависимости от назначения конструкции, наличия на заводе соответствующей аппаратуры и т. п.
Внешнему осмотру подвергают все швы независимо от их категории на всей протяженности с двух сторон. Перед осмотром сварной шов и прилегающая к нему поверхность металла должны быть очищены от шлака, брызг и других загрязнений. При внешнем осмотре можно обнаружить подрезы, наплывы, смещения шва, прожоги, кратеры, трещины и поры на поверхности шва. В некоторых случаях при осмотре сварных швов ответственных конструкций применяют лупы.
При контроле сварных швов измерением устанавливают соответствие размеров швов требованиям чертежа или другой проектной документации. При этом измеряют ширину, высоту усиления шва, катеты шва и др. Измерения проводят не реже чем через 1 м шва, но не менее одного измерения на каждом отдельном шве.
Контроль швов рентгено- или гаммаграфированием проводят в целях выявления внутренних дефектов: трещин, непроваров, газовых и шлаковых включений. Рентгено- и гаммаграфирование швов осуществляют в выборочном порядке. При этом в зависимости от категории швов должно быть просвечено 2— 20 % протяженности швов. Метод контроля (рентгено- или гаммаграфирование) выбирают исходя из технических возможностей и целесообразности их применения. При этом во всех случаях, когда это возможно, следует применять рентгенографирование.
Рентгенографирование основано на свойствах рентгеновских лучей проходить сквозь металл и воздействовать на фотопластинку или пленку, помещенную в кассете с противоположной стороны просвечиваемого соединения. Интенсивность рентгеновских лучей при прохождении через металл уменьшается и зависит от толщины материала, его плотности и ряда других факторов. Так как сварной шов толще основного металла, интенсивность лучей, прошедших через шов, меньше интенсивности лучей, прошедших через основной металл. Шов получается на пленке в виде светлой полосы на фоне темного изображения основного металла. Трещины, поры, шлаковые включения и непровары сварного шва в меньшей степени задерживают рентгеновские лучи и на светлом фоне выделяются в виде темных полос, пятен и точек.
Гаммаграфирование основано на том, что при радиоактивном распаде некоторых элементов одновременно с излучением альфа- и бета-частиц имеет место излучение гамма-лучей. Последние по своей природе близки к рентгеновским. Гамма-лучи, так же как и рентгеновские, способны проходить через металлы и воздействовать на фотопластинку. При прохождении через различные среды гамма-лучи поглощаются в различной степени и по-разному воздействуют на фотопластинку. Для гаммаграфирования сварных швов судовых корпусных конструкций применяют в основном переносные контейнеры различной конструкции.
В последние годы взамен рентгено- и гаммаграфирования все чаще применяют ультразвуковой метод контроля качества сварных швов. Этот метод основан на свойстве ультразвуковых волн отражаться от границ двух сред, обладающих различными акустическими свойствами. Большинство ультразвуковых дефектоскопов состоит из следующих основных частей: щупа — излучателя ультразвуковых колебаний,- в котором обычно используются пьезокристаллы, превращающие электрическую энергию в механические колебания; генератора кратковременных высокочастотных электрических импульсов и приемника — усилителя электрических сигналов, возникающих в щупе при попадании на него отраженных от дефектов ультразвуковых колебаний. При контроле качества сварного шва ультразвуковым методом щуп-излучатель перемещают вдоль шва. Для обеспечения надежной передачи ультразвуковых колебаний от щупа к изделию и обратно необходимо наносить на изделие специальную контактирующую жидкость с малым поглощением ультразвуковых колебаний (например, трансформаторное масло и т. п.).
Контроль сварных швов вскрытием применяют для установления характера, размеров и глубины залегания дефектов, выявленных другими методами, если подобная расшифровка необходима и не может быть сделана без вскрытия шва. Вскрытие шва может производиться вырубкой, газовой или воздушно-дуговой строжкой, сверлением и другими способами.
www.stroitelstvo-new.ru
Контроль качества сварных швов
Контроль качества сварных швов
Для своевременного выявления дефектов необходим тщательный и систематический контроль сварных соединений трубопроводов на всех стадиях производства сварки. В зависимости от требований проекта или технических условий контроль сварных соединений технологических трубопроводов осуществляется путем наружного осмотра всех стыков, механических испытаний и физических методов контроля (металлографического исследования, просвечивания рентгеновскими или гамма-лучами, ультразвука, магнитографического способа), а также проверки плотности сварных стыков гидравлическим или пневматическим испытанием. В отдельных случаях в зависимости от материала труб и назначения трубопровода сварные швы проверяют на коррозионную стойкость.
Наружному осмотру подвергают каждый сваренный стык трубопровода. Путем осмотра выявляют внешние дефекты шва: наплывы, подрезы, кратеры, прожоги, трещины, свищи, наружные поры.
Механические испытания сварных соединений производят, чтобы определить их прочность и пластичность. Обязательными, видами механических испытаний являются испытания на растяжение, загиб или сплющивание и на ударную вязкость. Для проведения механических испытаний каждый сварщик одновременно со сваркой трубопровода осуществляет сварку контрольных (пробных) стыков, из которых вырезают образцы. Механические испытания контрольных стыков выполняют только при сварке трубопроводов, подведомственных органам Госгортехнадзора, на газопроводах, подведомственных органам газовой инспекции, а также на внутризаводских трубопроводах, транспортирующих огне- и взрывоопасные или токсичные газообразные и жидкие продукты. Механические испытания производят в соответствии с ГОСТ 6996—54.
Металлографическое исследование осуществляют, чтобы определить структуру металла шва и околошовной зоны, выявить в сварном шве газовые или шлаковые включения, волосяные трещины, непровары. При металлографическом исследовании проверяют излом сварного шва и определяют его макро- и микроструктуру. Эти исследования обязательны только для паропроводов первой и второй категорий, подведомственных Госгортехнадзору, и трубопроводов специального назначения. Исследованию подвергаются образцы, вырезанные из контрольного стыка.
Просвечивание рентгено- и гамма-лучами — наиболее распространенный способ контроля сварных швов без разрушения. Просвечивание позволяет обнаружить внутренние дефекты сварки — трещины, непровар, шлаковые включения и поры. Для просвечивания сварных швов применяют стационарные (РУП-200, РУП-400-5) и переносные (РУП-120-5-1 иИРА-1д) рентгеновские установки. Стационарные установки из-за больших габаритных размеров используют на заводах и в лабораториях; переносные — в монтажных условиях.
Гамма-лучи возникают в результате процессов, происходящих при распаде ядер элементов или изотопов, обладающих искусственной или естественной радиоактивностью. Эти лучи способны проникать через слой металла значительной толщины и действовать на рентгенопленку, приложенную к шву с обратной стороны. В тех местах, где имеются дефекты, поглощение лучей металлом будет меньше, и они окажут более сильное воздействие на эмульсию пленки. В данном месте на пленке появится темное пятно, по форме соответствующее дефекту шва. Для просвечивания пользуются гамма-лучами радиоактивных элементов цезия-137,. туллия-170, кобальта-60, иридия-192, европия-152. Для просвечивания радиоактивные вещества, излучающие гамма-лучи, помещают в специальные ампулы, заключенные в свинцовые кожухи (контейнеры). Рентгеновское и гамма-просвечивание проводят в соответствии с ГОСТ 7512—55. Недостатком способа контроля гамма-лучами является его вредность, требующая особых мер к охране людей от их воздействия.
Магнитографический способ контроля сварных швов основан на принципе изменения магнитного рассеивания, возникающего во время намагничивания контролируемого изделия в местах расположения дефектов. Особенностью этого способа является «запись» обнаруживаемых дефектов на специальную магнитофонную пленку (ленту).
Данный способ контроля применяют для труб толщиной до 20 мм, он позволяет четко выявить такие дефекты сварных швов, как продольные трещины, непровар, шлаковые включения и поры.
Ультразвуковой способ контроля сварных швов основан на различном отражении направленного пучка высокочастотных звуковых колебаний от металла (сварного шва) и имеющихся в нем дефектов.
Ультразвуковой контроль применяют для труб с внутренним диаметром 80 мм и более и стенками толщиной свыше 10 мм. Наибольшее применение для контроля нашли ультразвуковые дефектоскопы УЗД-7Н, НИИМ-5 и УЗД-39.
Недостатком данного способа контроля является то, что он позволяет определить лишь место дефекта, а не его характер.
Контролю физическими методами подвергают наихудшие стыки из отобранных по внешнему осмотру, в количестве:
Для трубопроводов I и II категорий.......................... 3%
Для трубопроводов III категории ............................. 2%
Для трубопроводов IV категории............................... 1%
Количество стыков определяется от общего числа сваренных каждым сварщиком стыков, но оно должно быть не менее одного. Контролю необходимо подвергать весь периметр стыка.
При физических методах контроля сварные швы полагается браковать, если в них обнаружены следующие дефекты: трещины любых размеров; непровар глубиной более 15% от толщины стенки трубы, если она не превышает 20 мм, а при толщине стенки свыше 20 мм — более 3 мм; шлаковые включения и поры глубиной более 10% от толщины стенки трубы, если она не превышает 20 мм и 3 мм — при толщине стенки свыше 20 мм; скопления включений и пор в виде сплошной сетки дефектов в шве независимо от их глубины. Шлаковые включения глубиной до 10% от толщины стенки и длиной не более 30 мм, а также скопления пор длиной не более 15 мм не являются признаками брака.
Исправление дефектов сварных стыков трубопроводов допускается, если при условном диаметре трубопровода до 100 мм длина трещин меньше 20 мм и при условном диаметре свыше 100 мм — меньше 50 мм, а также если протяженность участков с недопустимыми дефектами меньше ¼окружности стыка. В процессе исправления необходимо вырубить дефектные места и вновь их заварить. В остальных случаях дефектный стык должен быть удален из трубопровода и на его место вварена катушка. Все подвергавшиеся исправлению участки стыков должны быть проверены физическими методами контроля.
1. Какие применяют способы контроля сварных швов?
2. В чем сущность просвечивания гамма-лучами? Какие радиоактивные элементы используются при этом?
3. Как производится исправление дефектов сварного шва?
*Справочно: http://www.matrashop.ru/.Все материалы раздела «Сварка труб» :
● Способы сварки трубопроводов и виды сварных соединений
● Подготовка труб под сварку
● Технология газовой сварки и резки
● Кислородно-флюсовая и дуговая резка
● Технология ручной электродуговой сварки, электроды
● Источники питания сварочной дуги
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом
● Автоматическая и полуавтоматическая сварка в защитных газах
● Сварка трубопроводов из легированной стали
● Сварка трубопроводов высокого давления, термообработка сварных соединений
● Сварка трубопроводов из алюминия и его сплавов, из меди и ее сплавов
● Пайка трубопроводов, дефекты сварных швов
● Контроль качества сварных швов
● Виды сварки и применяемое оборудование
● Сварка и склеивание винипластовых труб
● Сварка полиэтиленовых трубопроводов
● Правила техники безопасности при резке и сварке трубопроводов
shkval-antikor.ru
Контроль качества сварных швов при сварке пластмасс
Рекомендуем приобрести:
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России!
Соблюдение принятой технологии — необходимое условие получения качественных сварных соединений, поэтому следует строго контролировать операции подготовки материала и технологию сварных работ.
Готовые сварные соединения контролируют наружным осмотром, проверяют на прочность, пористость и химическую стойкость. Во время наружного осмотра выявляют прежде всего внешние дефекты сварных швов: неровности по ширине и высоте и непровар сварных швов. При пленочных материалах место шва должно быть ровным, а материал не должен быть вытянутым или собранным в сборки.
Нарушение температурного режима сварки характеризуется значительным потемнением (от темно-коричневого до черного цвета) поверхности валика и основного материала.
Плотность сварных швов, т. е. отсутствие в них сквозных пор, проверяют жидкостью (водой или керосином) или воздухом, а более ответственные швы — электроискровым способом. При проверке сосудов жидкостями надо смазать наружные стороны сварных швов меловым раствором; места просачивания обнаружатся по пятнам, выступающим на поверхность мелового покрытия. Если используют сжатый воздух, то наружную поверхность шва смачивают мыльным раствором. Этот метод не рекомендуется при испытании конструкций из таких пластмасс (например, полиэтиленовых), которые подвержены образованию трещин под действием внутренних напряжений.
Применяется также метод проверки сжатым воздухом с погружением испытуемых сварных швов в воду. Неплотные места обнаруживают по воздушным пузырям. Однако, применяя этот метод, можно не заметить мелких пор.
В производстве упаковочной тары применяется способ длительного (5—10 ч) погружения сварных изделий в 2% водный раствор фуксина. Качество шва характеризуется проникновением жидкости внутрь сварного изделия.
Наиболее надежный и удобный метод проверки плотности швов — электроискровой, позволяющий обнаружить даже мельчайшие дефекты. Он основан на высоких электроизоляционных свойствах большинства полимеров (для сварных соединений из полиизобутилена этот метод неприменим), К индуктору, на выходе которого может быть получено напряжение 15—20 кВ, присоединены проводники, оканчивающиеся щупами-щетками из тонкой мягкой медной проволоки, которые укреплены па рукоятках из диэлектрического материала. На одной из щеток имеется индикаторная неоновая лампа. При испытании одну щетку ведут с одной стороны сварного соединения, другую — с противоположной стороны. В момент прохождения щеток над дефектным местом между ними проскакивает искра и зажигается неоновая лампа. В установках, не имеющих металлической опоры, при обследовании качества шва искровым методом, должно быть обеспечено заземление.
Ультразвуковые методы контроля качества сварных швов используют способность ультразвуковых колебаний проникать с большой скоростью (до 12000 м/с) в материал и отражаться от поверхности раздела сред с различными акустическими свойствами.
Известны три основных метода применения ультразвука для обнаружения внутренних дефектов: теневой, эхо-метод и резонансный.
Теневой метод основан на получении звуковой тени в местах нарушения сплошности материала и позволяет определять размеры, а иногда и конфигурацию дефектов. Его недостатком является невозможность определения глубины залегания дефектов.
Эхо-метод основан на отражении ультразвуковых колебаний от границы раздела двух сред с различными акустическими свойствами.
Резонансный метод основан на возбуждении в толще материала непрерывных ультразвуковых колебаний, частота которых периодически меняется. Эффект резонанса наступает всякий раз, когда толщина изделия равна целому числу полуволн ультразвука, т. е. в случае возникновения стоячих волн ультразвуковых колебаний, излучаемых и отраженных от дна изделия.
Кроме ультразвуковых методов контроля применяют также вибрационные.
Одним из наиболее эффективных методов выявления дефектов в сварных швах является рентгенография. Она дает возможность получить наглядную картину сварного соединения, причем снимок обеспечивает постоянную регистрацию результатов обследования. Недостатком его является сложность проведения обследования, поэтому его применяют в особо ответственных случаях.
Наиболее характерные дефекты сварных соединений и методы их устранения приведены в табл. 9.
Таблица 9. Дефекты сварных соединений, причины их возникновения и способы устранения
Лебедев Г.А. "Напыление. Сварка. Склеивание".
См. также:
www.autowelding.ru
