Раздел 4

Раздел 4. КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Тема 4.1 Основные виды дефектов сварных швов и сварных конструкций. Обоснование применяемых видов контроля. Оборудование для контроля сварных швов и соединений.

Методическая разработка учебного занятия

Тема занятия: КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Вид занятия: комбинированное занятие

Цели занятия:

Образовательная:

- изучить контроль сварных соединений;

Воспитательная

- показать значение данной темы для дальнейшего изучения дисциплины;

- формирование у студентов интереса к будущей профессии

Развивающая:

- расширение кругозора студентов по данной теме

- развитие у студентов творческого подхода к изучению предмета

Ожидаемые результаты занятия:

Студент должен:

Знать:

- основные виды дефектов и причины их появления;

- основные виды доступного и достаточного контроля сварных швов;

- неразрушающие виды контроля сварных швов;

- основные приемы контроля сварных швов;

- основные виды измерительного инструмента для контроля размеров сварных швов и соединений;

- основные виды оборудования для механических испытаний образцов из сварных швов;

Уметь:

- использовать оборудование для контроля сварных швов и соединений.

Межпредметные связи:

Обеспечивающие: Контроль качества сварных соединений

Обеспечиваемые: курсовое и дипломное проектирование

Обеспечение занятия:

Наглядные пособия: плакат, стенд

Технические средства обучения:

Учебные места: кабинет ТЭСП

Литература:

Основная: 1) Куркин С.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве – М.: Высшая школа, 1991

Дополнительная: Маслов Б.Г. Производство сварных конструкций – М.: Издательский центр «Академия», 2008

Ход занятия.

Ход занятия | Деятельность преподавателя | Деятельность студентов
1. Организационный момент | Сообщение студентам темы и задач занятия. Проверка готовности к уроку. | Наличие на столе рабочей тетради, письменных принадлежностей.
2. Изучение нового материала | Сообщает содержание этапов занятия | Записывают в тетрадях вопросы необходимые для изучения
3. Закрепление нового материала | Задает вопросы для повторения пройденного материала | Отвечают на поставленные вопросы
4. Домашнее задание | Глава 5 стр.114 |
5. Подведение итогов занятия | Объявляет итоги занятия. |

Вопросы, изучаемые на уроке:

1. Классификация дефектов и методов контроля;

а) дефекты подготовки и сборки деталей под сварку;

б) дефекты формы швов;

в) дефекты сварных соединений;

2. Внешний осмотр и измерения сварных швов;

3. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений и конструкций;

4. Выявляемость дефектов при неразрушающем контроле

Изучение нового материала

Вопрос 1. Классификация дефектов и методов контроля

Растущие требования к качеству выпускаемой продукции обусловливают постоянное совершенствование средств и методов контроля этой продукции.

Контроль качества заключается в проверке соответствия показателей качества продукции установленным требованиям. Каждое такое несоответствие называют дефектом. Критериями качества могут являться физические, геометрические, функциональные и технологические показатели.

Причинами появления дефектов могут являться неправильный выбор основных и присадочных материалов, нарушения технологии сварки (неправильная подготовка, сборка, режим сварки или термообработки и т. п.), а также низкая квалификация сварщиков. При автоматической и механизированной сварке дефектов возникает, как правило, меньше, чем при ручной. Дефекты в изделиях выявляют при испытаниях двух видов: разрушающих и неразрушающих.

Разрушающие испытания, которые проводят на образцах-свидетелях, моделях или натурных образцах изделий, предназначены для определения характера, места расположения и размеров дефектов, их влияния на работоспособность сварных соединений. Разрушающий контроль осуществляют сверлением, технологической пробой, механическими испытаниями на растяжение, изгиб, срез, удар и твердость, а также проводят металлографические исследования макро- и микроструктуры сварных соединений. Получаемые при испытаниях показатели позволяют количественно определить характеристики качества, например, прочность изделий, их долговечность, коррозионную стойкость и т. п.

Неразрушающие испытания позволяют определить наличие дефектов в изделиях без их разрушения и косвенно характеризуют их эксплуатационные характеристики. Методы неразрушающих испытаний основаны на различных физических явлениях, имеющих место при исследованиях качества: прохождении и передаче энергии или прохождении вещества через объект контроля. Поэтому такие методы часто называют физическими. Существуют различные виды и методы контроля.

Согласно терминологии, установленной ГОСТ 16504—81, видом испытаний (контроля) называют классификационную группировку контроля по определенному признаку.

Методом контроля называют правила применения определенных принципов и средств контроля, при этом метод контроля может содержать в себе информацию об определенной последовательности применения этих принципов на практике.

Различают 10 видов неразрушающего контроля: акустический, капиллярный, магнитный, оптический, радиационный, радиоволновой, тепловой, течеискание, электрический и электромагнитный (вихретоковый).

Средства контроля, исполнители и контролируемые объекты представляют собой систему контроля, элементы которой взаимодействуют между собой по правилам, установленным нормативно-технической документацией на контролируемые изделия. Такая система включает в себя три этапа: предварительный, пооперационный (технологический) и приемочный (окончательный) контроль.

Предварительный контроль включает в себя проверку квалификации исполнителей, состояния контрольного оборудования, аппаратуры и приспособлений, применяемых материалов, а также контроль качества сборки и подготовки стыков под сварку.

Пооперационный (технологический) контроль предусматривает проверку качества подготовки изделия или его элементов к проведению технологического процесса, а также правильности порядка его выполнения. Такой контроль позволяет своевременно корректировать технологические процессы сварки в случае их нарушения и оперативно исправлять дефектные места в изделиях.

Приемочный контроль завершает технологический процесс изготовления изделий, разделяя их на две группы: годные и негодные (бракованные). Приемочный контроль бывает сплошным или выборочным.

Сварные соединения могут быть подвергнуты внешнему осмотру и измерениям, различным видам физических методов контроля, механическим испытаниям, металлографическим исследованиям и прочим видам испытаний, если таковые предусмотрены техническими условиями на изготовление конструкции.

В сварочном производстве различают следующие типы дефектов сварных соединений:

• дефекты подготовки и сборки деталей под сварку;

• дефекты формы швов;

• дефекты сварных соединений.

а) Дефекты подготовки и сборки деталей под сварку. Перед сборкой деталей под сварку необходимо проверить качество заготовок на соответствие их проектным размерам и геометрической форме. Проверку точности сборки производят шаблонами и щупами. В случае отклонений от технических условий изделия бракуют. Универсальными шаблонами (рис.1) проверяют зазоры, притупление кромок, угол разделки кромок, ширину нахлестки, зазоры между листами или кромками и угол между свариваемыми элементами.

Рис. 1. Универсальный шаблон:

а — общий вид; б, в — измерение высоты углового шва; г — измерение высоты стыкового шва; д — измерение зазора

Дефектами подготовки и сборки изделий под сварку являются:

неправильный угол скоса кромок в швах С V-, Х- или U-образной разделкой;

непостоянство зазора между кромками по длине стыкуемых элементов;

несовпадение стыкуемых плоскостей;

слишком большой зазор между кромками свариваемых деталей;

расслоения и загрязнение кромок.

Указанные дефекты могут возникнуть из-за неисправности станочного оборудования доя обработки кромок, некачественных основных материалов, ошибок в чертежах, а также низкой квалификации слесарей и сборщиков.

б) Дефекты формы швов.

Форму и размеры сварных швов обычно задают техническими условиями или стандартами и указывают на чертежах. Конструктивными элементами для стыковых соединений, выполняемых без разделки кромок, являются зазор с (рис.2 а), угол скоса кромки а, ширина шва b, высоты усиления (выпуклость) q и подварки q1. Для стыковых соединений, выполняемых с разделкой кромок, кроме указанных элементов, указывают угол скоса кромки а (рис.2 б). Для угловых швов тавровых и нахлесточных соединений без скоса кромок указывают катет К и толщину шва а (рис. 3).

Рис. 2. Основные конструктивные элементы стыковых швов, выполняемых без разделки (а) и с разделкой кромок (б)

Для нормальных угловых швов а ≈ 0,7К, для выпуклых а ≈ К, для вогнутых а ≈ 0,5К.

Размеры швов зависят от толщины ^свариваемых элементов и условий эксплуатации конструкции. Причинами отклонений размеров и шов от нормативных значений чаше всего являются плохое качество электродов и низкая квалификация сварщиков.

Для обеспечения надежной работы изделия стыковые швы должны иметь небольшое усиление (1...2 мм). Излишнее усиление (свыше 4 мм) в швах изделий, работающих при динамических нагрузках, приводит к концентрации напряжений и снижению работоспособности сварного соединения.

Рис. 3. Основные конструктивные элементы угловых швов:

а — нормальный; б — выпуклый; в — вогнутый

в) Дефекты сварных соединений.

Дефекты сварных соединений (рис.4) можно разделить на три группы: наружные, внутренние и сквозные.

К наружным дефектам относятся подрезы, наплывы, смещения швов от оси, усадочные раковины, незаплавленные кратеры и трещины. Внутренними дефектами являются непровары, трещины, шлаковые, оксидные и металлические включения, пористость. К сквозным дефектам относятся сквозные трещины, прожоги и свищи.

Рис. 4. Виды дефектов сварных швов:

а - связанные с металлургическими процессами: 1 - трещины 2 - поры и свищи; 3 - шлаковые включения; б - связанные с нарушениями режима сварки: 1 - непровары; 2- подрезы; 3 - наплывы; 4 - вогнутость шва; 5- прожоги

Подрезами называют углубления в местах перехода от основного металла к металлу шва. Это наиболее часто встречающиеся наружные дефекты. Наличие подрезов приводит к ослаблению рабочего сечения сварной конструкции, местной концентрации напряжений и, как следствие, к снижению несущей способности конструкции. Причинами подрезов являются чрезмерно высокий сварочный ток и напряжение дуги.

Наплывами называют дефекты соединений, когда жидкий металл шва натекает на основной, но с ним не соединяется Причинами появления наплывов могут быть заниженное напряжение дуги, излишнее количество наплавленного металла, недостаточный прогрев основного металла, окалина на кромках свариваемых элементов, плохое качество электродов и низкая квалификация сварщиков. Наплывы часто сопровождаются крупной чешуйчатостью швов, которые имеют неравномерную ширину.

Непроварами называют локальные несплавления основного металла с наплавленным; непроваром также считают неполное заполнение металлом расчетного сечения шва. При односторонней сварке стыковых соединений со скосом кромок или без нее непровары возни кают в корне шва (такой дефект называют вогнутостью корня шва), а при сварке с Х-образным скосом кромок — в середине шва.

Непровары значительно снижают прочность сварной конструкции, особенно при динамических нагрузках, и могут быть причиной разрушения конструкции. Причинами появления непроваров могут быть неправильная подготовка кромок и сборка стыков под сварку, загрязнения кромок, заниженное значение сварочного тока, слишком высокая скорость сварки.

Прожогами называют дефекты, проявляющиеся в том, что жидкий металл вытекает сквозь отверстие в сварном шве; при этом с обратной стороны шва возникают натеки металла. Причинами прожогов являются завышенный сварочный ток, недостаточная скорость сварки, внезапная остановка сварочного автомата или полуавтомата, слишком большой зазор между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок, неплотное прилегание подкладки к основному металлу при сварке на подкладке.

Свищами называют дефекты в виде несплошностей, выходящих на поверхность шва. Такие дефекты могут инициировать появление трещин в соединении.

Кратерами называют углубления в металле шва, возникающие при обрыве дуги. Кратеры снижают прочность сварной конструкции, приводят к местной концентрации напряжений и могут привести к появлению трещин.

Шлаковые включения образуются вследствие того, что в шве остаются шлаки, не успевшие всплыть на поверхность металла шва. Их появление может быть связано с низким качеством зачистки основного металла и присадочной проволоки, завышенной скоростью сварки. При многослойной сварке шлаковые включения могут возникать при плохой зачистке предыдущего слоя. Шлаковые включения могут быть одиночными, а также образовывать цепочки или скопления.

Оксидные включения возникают в металле шва из-за их слабой растворимости или вследствие слишком быстрого охлаждения шва. Такие дефекты характерны для сварки алюминиево-магниевых и титановых сплавов. Оксидные включения ослабляют рабочее сечение шва и являются зонами повышенной концентрации напряжений, что приводит к снижению несущей способности конструкции.

Металлические (вольфрамовые) включения могут возникать при аргонодуговой сварке изделий. Причиной таких дефектов может быть слишком высокий сварочный ток или низкая скорость сварки.

Пористостью называют полости в сварном шве, заполненные газами. Она возникает в жидком металле шва вследствие интенсивного газообразования, когда не все газовые пузырьки успевают выйти наружу до затвердевания металла шва. Поры могут быть одиночными, а также образовывать цепочки или скопления. Причинами появления пористости являются низкое качество зачистки кромок и присадочной проволоки от загрязнений, слишком высокая скорость сварки, повышенная влажность присадочных материалов (электродов, флюсов). Чрезмерная пористость может снизить механические характеристики сварного соединения.

При слишком большой погонной энергии при сварке могут возникнуть перегрев и пережог металла, что существенно ухудшает механические характеристики сварного соединения.

Наиболее опасными дефектами сварных соединений являются трещины (возникают в металле шва или околошовной зоне). Появление трещин чаще всего связано с несоблюдением технологии и режимов сварки и может привести к быстрому разрушению конструкции особенно при динамических нагрузках.

Влияние дефектов на работоспособность сварной конструкции зависит от их формы и расположения по отношению к направлению действующих нагрузок. Более опасными считают дефекты формы, менее опасными — дефекты округлой формы. Поры и шлаковые включения при их относительной суммарной площади в сечении шва 5... 10 % мало влияют на статическую прочность сварных соединений. Изделия с порами или шлаковыми включениями в ряде случаев допускают к эксплуатации без исправлений, особенно если конструкция выполнена из материала пластичностью и работает при статических нагрузках.

Изделия с трещинами, непроварами, подрезами, прожогами, свищами подлежат исправлению. Удаление наружных дефектов производят вышлифовкой дефектного участка с его последующей заваркой, При удалении внутренних дефектов также применяют вышлифовку, но чаще выполняют вырубку или вырезание дефектов. Перед вырубкой трещины ее необходимо засверлить по концам, иначе возможно увеличение ее длины. Длина удаляемого участка должна быть равна длине дефектного места плюс 5... 15 мм с каждой стороны. При заварке дефектного участка обеспечивают перекрытие прилегающих к нему участков основного металла.

Вопрос 2. Внешний осмотр и измерения сварных швов

Внешним осмотром и измерениями контролируют сварные соединения всех типов, выполненные любыми способами сварки, независимо от их назначения и ответственности.

При внешнем осмотре можно выявить следующие дефекты:

• изломы и неперпендикулярности осей соединяемых элементов;

• отступления от чертежей и технических требований на сварку по размерам и форме швов;

• смещения кромок соединяемых элементов;

• поверхностные трещины, наплывы, подрезы, прожоги, незаваренные кратеры, непровары, пористость и др.

Перед контролем сварной шов и прилегающая к нему поверхность основного материала — на ширину не менее 20 мм по обе стороны шва — должны быть очищены от шлака и других загрязнений, затрудняющих осмотр.

Контроль размеров сварных швов выполняют измерительными инструментами или специальными шаблонами для проверки геометрических размеров швов. Геометрическая форма и размеры швов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 5264—80 при ручной дуговой сварке и ГОСТ 14771—76 при автоматической и механизированной сварке.

По внешнему виду сварные швы должны удовлетворять следующим требованиям:

• иметь гладкую поверхность без наплывов, сужений, прожогов и плавный переход к основному материалу;

• наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва, не иметь трещин, цепочек и скоплений пор;

• подрезы основного металла допускаются глубиной не более 0,5... 1 мм при толщине элементов соответственно 5... 10 мм;

• все кратеры должны быть заварены.

Вопрос 3. Физические методы неразрушающего контроля сварных соединений и конструкций

При контроле изделий различного назначения в различных отраслях промышленности и строительства наибольшее распространение получили радиационные, ультразвуковые, магнитные и капиллярные методы, а также методы контроля герметичности и течеискания.

Классификация методов неразрушающего контроля установлена ГОСТ 18353—79; методы контроля качества швов сварных соединений определены ГОСТ 3242—79.

Радиационные методы и, в частности, радиография получили наибольшее распространение при выявлении в изделиях внутренних дефектов различного вида. Контролируют как металлы, так и неметаллические материалы.

Радиография позволяет выявлять в изделиях толщиной от нескольких до 500 мм объемные дефекты (поры, шлаковые включения, непровары) и трещины с раскрытием до 0,1 мм, а также некоторые наружные дефекты, например, подрезы. Оценка глубины залегания дефектов затруднена и может выполняться весьма приближенно. Размеры дефектов определяют путем их сравнения с изображениями эталонов — дефектометров канавочного или проволочного типов. В связи с дефицитом рентгеновской пленки, а также сравнительно высокой стоимостью и трудоемкостью радиографии в последнее время получают достаточно широкое распространение методы радиоскопии (интроскопии) и радиометрии. Испытания проводят с применением рентгеновских установок различных типов (РУП-120-5-1, РУП-150-10-1, РУП-200-20-5, РУП-150/300-ИЫ, РАЛ-150-03, РИНА-2Д, НОРА, АРИНА и др.) и гамма-аппаратов (РИД-21М, РИД-41, Гаммарид 60/40, Гаммарид 192/120К, Газпром, Трасса и др.). Основные параметры радиографического контроля определяют по ГОСТ 7512—82 и ГОСТ 23055—78.

Ультразвуковой контроль изделий находит в последнее время все более широкое применение для контроля изделий различного назначения. Этот метод позволяет надежно выявлять наиболее опасные дефекты в изделиях — трещины площадью приблизительно 0,7 мм2 с раскрытием 10-5 мм. Выявляемость объемных дефектов несколько ниже, чем при радиографии. Ультразвуковые методы позволяют контролировать любые материалы толщиной от 4 мм до нескольких метров. При ультразвуковом контроле определяют амплитуду сигнала от дефекта, координаты его залегания и условные размеры. Контроль выполняют с помощью дефектоскопов. Индикация дефектов выполняется на электронно-лучевых трубках. Кроме того, выпускаются специализированные дефектоскопы со стрелочной или цифровой индикацией. Широкому применению ультразвукового контроля способствует разработка и внедрение высокочувствительных автоматизированных установок, позволяющих осуществлять запись и автоматическую расшифровку параметров дефектов. Испытания проводят с применением дефектоскопов УД2-12, УДС2-РДМ-3, Рельс-6, СК-1, УД20Ш и др. Основные параметры ультразвукового контроля определяют согласно ГОСТ 14782—86.

Для выявления дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов применяют магнитные (магнитопорошковый и магнитографический) методы. Эти методы позволяют выявлять поверхностные и подповерхностные трещины, а также крупные внутренние объемные дефекты, расположенные на глубине до 6 мм от поверхности контролируемого изделия.

Магнитопорошковый метод применяют для контроля стыковых и угловых сварных соединений толщиной до 20 мм. Основные параметры магнитопорошкового контроля определяют согласно ГОСТ 21105—87. Испытания проводят с применением дефектоскопов МД-50, МД-4К, МД-6.

Магнитографический метод находит применение при контроле кольцевых стыков труб, выполненных автоматической сваркой под флюсом. Параметры магнитографического контроля определяют согласно ГОСТ 25225—82. Испытания проводят с применением дефектоскопов МД-9, МД-11, МД-10ИМ, МДУ-2У, МГК-1. Для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов (на глубине 1...2 мм) в изделиях можно применять вихретоковый метод. Однако для контроля сварных соединений этот метод не получил широкого применения вследствие больших помех из-за неоднородности магнитных свойств различных зон сварного соединения.

Капиллярные методы контроля (люминесцентный, цветной и люминесцентно-цветной) применяют в основном для контроля изделий из немагнитных металлических и неметаллических материалов с целью выявления дефектов, выходящих на поверхность. Методики капиллярной дефектоскопии выбирают согласно ГОСТ 18442-80.

Особую группу методов испытаний составляют методы контроля герметичности изделий и течеискания, предназначенные для выявления сквозных дефектов, нарушающих герметичность объектов контроля, поскольку радиационные, ультразвуковые, магнитные и капиллярные методы не позволяют обнаружить сквозные несплошности (неплотности). Такие методы часто дополняют систему контроля, когда к изделию предъявляются требования по отсутствию неплотностей; испытания проводят по ГОСТ 3242—79.

Контролю на герметичность подвергают изделия, у которых на протяжении заданного времени должно сохраняться заданное давление рабочего вещества или утечка этого вещества не должна превышать допустимого по техническим условиям (ТУ) на изготовление этого изделия. К изделиям, испытываемым на герметичность, относятся корпуса судов, летательных аппаратов, ядерных реакторов, изделия холодильной и вакуумной техники, агрегаты и соединяющие их элементы гидравлических и газовых систем, трубопроводы и многие другие.

Нарушения герметичности изделий обусловлены неплотностями материала, из которого изготовлены их элементы и узлы, а также неплотностями в соединениях этих элементов и узлов друг с другом. Широкое распространение при контроле сварных соединений и изделий получили гидравлические испытания, «керосиновая проба», манометрические, пузырьковые (пневматические и пневмогидравлические) и газоэлектрические (галогенные и масс-спектрометрические) методы.

Наибольшую чувствительность испытаний обеспечивают газоэлектрические методы. Контроль изделий выполняют галогенными (ГТИ-6, БГТИ-7, ТИ2-8) или масс-спектрометрическими (ПТИ-10, ТШ-14, ТИ1-15, ТИ1-20, ТИ1-22) течеискателями. Масс-спектрометрические течеискатели часто называют гелиевыми.

;

Вопрос 4. Выявляемость дефектов при неразрушающем контроле

Методы контроля выбирают исходи из способов изготовления изделий, а также видов дефектов, подлежащих выявлению (табл.1).

Таблица 1 – Выбор метода неразрушающего контроля

Способ изготовления изделия | Виды дефектов | Метод контроля
Радиационный | Ультра-звуковой | Магнитный | Капиллярный
Сварка | Трещины | ± | + | + | +
Непровары | + | + | + | -
Поры | + | + | - | ±
Шлаковые включения | + | ± | - | -
Подрезы | + | ± | - | -
Трещины | ± | ± | - | ±
Пайка и склеивание | Непропаи | ± | + | - | ±
Непроклеи | - | + | - | -
Поры | + | + | - | -

Примечание. Знак «+» означает, что метод применим, знак «-» - неприменим, «±» - применим ограниченно.

Неразрушающим испытаниям всегда предшествует внешний осмотр контролируемых изделий (визуально-оптический контроль) на отсутствие недопустимых наружных дефектов.

Основной технической характеристикой любого метода контроля является его чувствительность, определяющая способность метода выявлять дефекты минимальных размеров. Чувствительность контроля оценивают абсолютными или относительными (по отношению к толщине контролируемого материала) размерами выявляемых дефектов. Чувствительность контроля определяет вероятность выявления дефектов в конструкции (выявляемость дефектов).

Чувствительность зависит от вида дефекта, его размеров, ориентации и местоположения в изделии.

Большинство методов (магнитный, вихретоковый, капиллярный, ультразвуковой) можно использовать для контроля при одностороннем доступе к изделию. Радиационные методы требуют двустороннего доступа к объекту: с одной стороны находится источник излучения, а с другой — детектор.

Наиболее опасными дефектами изделий являются трещины поэтому сравнительную оценку чувствительности различных методов контроля производят по выявляемости ими трещин различного размера (табл. 2). Из табл. 2 видно, что наилучшую выявляемость трещин обеспечивают магнитные и капиллярные методы.

Таблица 2 – Чувствительность методов контроля

Метод контроля | Размеры трещин, мкм
Раскрытие | Глубина | протяженность
Визуально-оптический | 5. ..10 | — | Свыше 100
Радиационный | Свыше 100 | 1,5...5%S | —
Ул ьтразвуковой | 0,01...0,1 | 100…300 | —
Магнитопорошковый | 5...10 | 10…50 | Свыше 300
Вихретоковый | 0,5...1 | 150...200 | 600...2000
Капиллярный | 0,5...10 | 10…100 | 100…3000

Примечание. S — толщина материала.

Важную роль при выборе методов играют технические условия (правила контроля) на отбраковку. При равной чувствительности предпочтение отдают тому методу, который проще, доступнее, имеет более высокую производительность и обеспечивает высокую достоверность результатов контроля

Методики проведения испытаний конкретных и изделий предусмотрены соответствующими отраслевыми или внутризаводскими техническими условиями, ОСТами и ГОСТами.

Контроль герметичности изделий, особенно подведомственных Ростехнадзору (ранее Госгортехнадзор России), часто производят избыточным гидравлическим давлением (опрессовкой).

Места нарушения герметичности обнаруживают по запотеванию поверхности изделия или наличию струек контрольной жидкости. Для улучшения индикации течей иногда применяют фильтровальную бумагу или меловую обмазку мест кош роля. При всех методах гидравлических испытаний поверхность контролируемых изделий должна быть очищена от смазочных материалов во избежание появления ложных следов дефектов.

Опрессовку применяют для контроля замкнутых конструкций (емкостей, трубопроводов, гидравлических систем и т.п.). В качестве пробных веществ используют водные растворы, авиационное масло или специальные гидросмеси. При испытаниях систем, работающих под воздействием жидкостей, используют, как правило, рабочую жидкость.

Испытания гидравлическим давлением позволяют одновременно с контролем герметичности оценивать и прочность контролируемого изделия.

Опрессовка является обязательным методом испытаний сосудов или других изделий, работающих под давлением, поскольку такие испытания позволяют одновременно оценить и прочность испытуемого изделия.

При проведении опрессовки необходимо соблюдать правила Ростехнадзора по безопасному изготовлению и эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

При заполнении объектов водой не допускается образование воздушных подушек в верхних частях этих объектов, поэтому для выпуска воздуха часто просверливают отверстия диаметром 8... 10мм, которые после испытаний заваривают.

Для сосудов, работающих под давлением при температуре до 200 °С, давление опрессовки выбирают по табл. 3.

Таблица 3 – Рабочее рр и испытательное рис давление для сосудов, работающих при температуре 200 °С

Сосуды | Рр, МПа | Рис, МПа
Любые, кроме литых | Не более 0,5 | Свыше рр, но не менее 0,2
Свыше 0,5 до 1 | 1,25 рр, но не менее рр+0,3
Литые | любое | 1,5рр, но не менее 0,3

Время выдержки при опрессовке сосуда зависит от толщины его стенки (табл. 4). При времени выдержки 10... 15 мин обеспечивается чувствительность 2*10-2...3*10-4 мм3 *МПа/с.

Таблица 4 – Время выдержки при испытаниях сосудов, работающих под давлением

Сосуды | Толщина стенки, мм | Время выдержки, мин
Любые, кроме литых и многослойных | Не более 50 | 10
Свыше 50 до 100 | 20
Свыше 100 | 30
Литые или многослойные | Любая | 60

При испытаниях сосудов, работающих под давленном при температуре свыше 200°С, испытательное давление рис определяют по выражению
рис = 1,25рр [σт20]/[σт'],

где [σт20], [σт'] — допускаемые напряжения соответственно при температуре 20°С и рабочей.

При испытаниях трубопроводов рис = КРрР, где Кр - коэффициент, зависящий от рабочего давления.

При рр до 0,2 МПа Кр= 2,0; при рр свыше 0,2 до 20 МПа Кр= 1,5; при рр свыше 20 МПа Кр = 1,25.

Закрепление нового материала

1. Как классифицируют методы контроля материалов и сварных соединений?

2. Что включает в себя понятие «система контроля качества сварных конструкций»?

3. Что проверяют при предварительном контроле?

4. Что проверяют при пооперационном контроле сварки?

5. Какие существуют основные типы дефектов подготовки и сборки изделий под сварку?

6. Какие существуют основные типы дефектов формы швов?

7. Какие дефекты сварных соединений считают наиболее опасными и почему?

8. С какой целью выполняют внешний осмотр и измерения сварных швов?

9. Какие существуют области применения разрушающих методов контроля?

10. Каковы физические принципы радиационных и ультразвуковых методов контроля сварных соединений и изделий?

11. Каковы физические принципы магнитных и электромагнитных методов контроля сварных соединений?

12. Каковы физические принципы методов контроля сварных соединений проникающими веществами?

13. Дефекты каких видов можно выявить при радиационном контроле сварных соединений?

14. Дефекты каких видов можно выявить при ультразвуковом контроле сварных соединений?

15. Дефекты каких видов можно выявить при магнитном контроле сварных соединений?

16. Дефекты каких видов можно выявить при капиллярной дефектоскопии сварных соединений?

17. Какова выявляемость трещиноподобных дефектов сварных соединений неразрушающими методами контроля?

18. Как выполняют контроль сосудов давления и труб на герметичность?

Домашнее задание:

Куркин С.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве – М.: Высшая школа, 1991 - глава 5, стр.114