Неруйнівний контроль зварних з’єднань

Автор | 01.02.2023

Перше електрозварювання, як повноцінна технологія, з’явилося ще на початку 19-го століття. І дуже скоро майстри зрозуміли, що недостатньо просто дотримуватися технології, щоб з’єднання вийшло якісним. Тому в робочий процес був впроваджений візуальний контроль, як один з простих. Але з часом виявилось, що за допомогою візуального контролю неможливо виявити приховані дефекти.

Так виникла необхідність в застосуванні інших методів контролю. Бажано таких, які не змінюватимуть внутрішню структуру металу і не погіршуватимуть його якісні характеристики. Незабаром такі методи були розроблені, і їх назвали неруйнівними. З часом на кожному виробництві з’явилася своя лабораторія неруйнівного контролю, завдяки якій вдається виявити усі дефекти, приховані від очей. У цій статті ми детально розповімо, які існують методи неруйнівного контролю зварних з’єднань.

Основні дефекти

Спершу визначимося, які дефекти можна виявити за допомогою неруйнівного контролю.

Дефекти можуть бути зовнішніми і внутрішніми. До зовнішніх дефектів відносяться тріщини, сколы, надрізи, пропалення. При цьому головними причинами утворення таких дефектів є або нерівномірне охолодження металу, або непроварені ділянки шва. До внутрішніх дефектів прийнято відносити утворення пір і газових включень в зварювальному з’єднанні. Причина їх виникнення-окислення металу і коливання внутрішнього тиску.

Виды неруйнівного контролю зварних швів

Перш ніж ви дізнаєтеся про сучасний вигляд неруйнівного контролю ми розповімо вам про історичні способи. Найстаріший тип неруйнівного контролю-це звіряння готового шва з еталоном. Спочатку на окремій деталі варився так званий еталонний шов, який на думку майстрів був якісним, і з ним потім звіряли усі подальші роботи. Як ви розумієте, цей метод дуже спірний, оскільки заснований на суб’єктивній думці зварювальника. Зовсім скоро стало зрозуміло, що цей метод контролю не дозволяє в належній мірі оцінити якість шва.

Читайте також: Усе про контроль якості 

Але технології не стояли на місці, і незабаром з’явилися досконаліші методи контролю якості. Серед найбільш вживаних виділимо візуально-вимірювальний, радіографічний, ультразвуковий і капілярний контроль. Далі ми окремо розповімо про кожен метод.

Візуально-вимірювальний контроль

Візуально вимірювальний контроль-простий метод контролю, заснований на візуальному оглянути зварного шва і/або за допомогою додаткових інструментів (лінійок, луп і ін.). Цей метод самий економічно вигідний, оскільки не потрібно використання дорогого устаткування і пошук висококваліфікованих контролерів. При належному підході зварювальників просто навчають цьому типу контролю, і вони виконують його самостійно в процесі і після зварювання.

Для новачків випускаються спеціальні кейси, де зібрані основні інструменти, і детальна інструкція, як проводити візуально-вимірювальний контроль. Але є у такого методу істотний недолік-людський чинник. Тут увесь контроль виконує людина, а це означає, що він може просто не помітити дефект в силу своєї недосвідченості, поганого самопочуття або ще яких-небудь суб’єктивних причин. Тут ми не будемо детально усе описувати, оскільки присвятили темі візуального контролю окрему статтю , прочитайте її.

Радіографічний контроль

Радіографічний (чи радіаційний) контроль-метод контролю якості, суть якої полягає в проходженні рентгенівських променів крізь метал. Якщо промені проходять безперешкодно, означає є приховані дефекти. Якщо дефектів немає або вони незначні, то промені просто розчиняються в металі.

Для фіксації результату використовуються спеціальні плівки, на яких потім роблять рентгенівський знімок. Плівки покриті спеціальною речовиною, що реагує на рентгенівські промені. А вони все одно залишаються. Навіть якщо дефектів немає, оскільки метал не повністю поглинає випромінювання. В результаті ми завжди отримуємо знімок, де можна чітко побачити наявність або відсутність дефектів.

Рентгенографія дуже ефективна, але вимагає дуже відповідального підходу до роботи. Оскільки зв’язана з ризиком для здоров’я. До того ж, рентгенівські промені здатні заряджати повітря електрикою, що може привести до нещасних випадків. Цьому методу контролю ми також присвятили окремий матеріал , у нім ви прочитаєте більше подробиць, упізнаєте принцип роботи рентгенографа.

Ультразвуковий контроль

Ультразвуковий контроль дуже схожий на радіографічний, тільки замість рентгенівських променів тут використовується ультразвук. Звукові коливання, проходячи через метал, і повертаючись назад можуть видозмінюватися, якщо зустрінуть на шляху який-небудь внутрішній дефект. Усі ці зміни фіксуються за допомогою спеціального устаткування-дефектоскопа. Ключові параметри, на які дивиться контролер,-це швидкість проходження ультразвуку і міра його послаблення, коли сигнал повертається назад.

Цей контроль зварних швів відносно точний і інформативний, він дозволяє виявити усі типи внутрішніх дефектів, позначити їх розмір і місце розташування. Але ультразвуковий контроль вимагає дорогого устаткування і досвідчених контролерів, не можна довірити цю роботу зварювальникові в якості додаткового обов’язку. З цієї причини дефектоскоп використовується тільки на великих підприємствах. Але дрібних виробництвах частіше застосовують капілярний контроль, про який ми поговоримо далі.

Капілярний контроль

Як ми писали вище, капілярний контроль часто використовується на невеликих виробництвах. І це не дивно, адже він не вимагає використання важкої дорогої техніки або наявності якихось особливих знань. Справедливості ради, навіть на великому виробництві не завжди є необхідність проведення складного контролю, досить капілярного. Що це за метод? Які його особливості? Усі подробиці нижчі.

Отже, капілярний контроль-метод контролю якості із застосуванням спеціальних рідин (їх також називають пенетрантами). Ці рідини відрізняються високою проникаючою здатністю, тобто здатні затікати навіть в найменші вм’ятини і тріщини. Вони також можуть бути забарвлені в яскраві кольори для їх швидкого розпізнавання.

Суть методу проста: пенетрант наносять на поверхню зварного з’єднання і чекають, поки рідина рівномірно розподілиться. Якщо на шві є дефекти, то рідина проникне в них і дефект стане помітнішим. На жаль, за допомогою такого методу не можна виявити приховані несправності, але тріщини легко виявляються. До того ж, за допомогою цього методу можна упізнати не лише місце розташування тріщини, але і її розмір.

Частенько контролер оглядає місця передбачуваного наявність дефектів за допомогою лупи, але їли тріщини занадто маленькі, то можуть використовуватися мікроскопи.

Перед проведенням контролю поверхню металу треба очистити від забруднень. Рідину наносять за допомогою пензлика або пульверизатора. Якщо деталь маленька, то її можна просто навантажити в ємність з пенетратной рідиною.

Зараз виробники пропонують величезну кількість рідин для виявлення зовнішніх дефектів, у них може відрізнятися не лише ціна і упаковка, але і склад. Досвідчені контролери рекомендують підбирати рідини, які візуально збільшуватимуть дефект. Т. е., сам дефект може бути незначних розмірів, але рідина візуально повинна збільшувати його в розмірах. Це покращує точність виявлення дефекту і в цілому спрощує роботу.

Слід зазначити, що в роботі використовується два типи рідини Одна називається індикатором, оскільки вказує на місце розташування дефекту, а друга називається проявником, оскільки з її допомогою видаляють індикатор і дізнаються про реальні розміри тріщини.

Найчастіше в якості індикатора застосовується гаряча олія, фарба або рідини з флуоресцентними властивостями (ті, що буквально світяться в темряві). А в якості проявника частенько використовують вапняне молочко або бензол.

Висновок

Методи контролю, описані в цій статті, застосовуються на виробництвах будь-якого масштабу : від дрібних приватних майстерень до великомасштабних заводів з міжнародним статусом. Завдяки таким методам можна зробити контроль будь-якої складності, наприклад, неруйнівний контроль зварних з’єднань трубопроводів, по яких тече газ або нафта.

Залишити відповідь