Види і методи неруйнівного контролю зварних з’єднань

Під поверхнею зовні красивого і акуратного зварного шва можуть ховатися. Неприпустимо, щоб через подібні дефектів відповідальна деталь розвалилася в самий невідповідний момент. Ця проблема гостро стоїть перед розробниками самої різної продукції.

  • У машинобудуванні, для якого особливо важлива здатність конструкцій протистояти динамічним навантаженням. Чи не вийшли на орбіту супутники, що розбилися літаки, що потрапили в аварію автомобілі або затонулі кораблі – цілком можливо, що все це результат неякісно виконаної зварювання.

  • У будівництві, де переважають статичні навантаження. Багатоповерхові хмарочоси, прольоти мостів або великі за площею перекриття простоять багато років лише в тому випадку, якщо надійно з’єднати їх металеві конструкції і арматуру. Причиною обвалення може стати навіть незначна тріщина.

  • У масовому виробництві, коли йдеться про десятки і сотні тисяч зварних з’єднань. Падіння попиту на продукцію через її низьку якість призводить до великих фінансових втрат. Заради того, щоб подібного не сталося, варто піти на додаткові витрати і організувати пост контролю якості зварних швів.

  • При виготовленні штучної продукції і дослідних зразків. Результати наукового експерименту можуть виявитися не точні, а час, витрачений на проведення замірів, буде витрачено даремно, якщо не дотримати точних параметрів зварного з’єднання при виготовленні відповідального обладнання. Унікальний виріб, створене для того, щоб прослужити десятки років, не пропрацює і малої частини розрахункового терміну. А все через те, що вчасно не була проведена дефектоскопія.

Всюди сполучні шви повинні бути надійні. Важливо, щоб вони були рівномірно, герметичні, міцні і по всій площі повністю відповідали вимогам, що пред’являються.

Застосовувані методи перевірки

Щоб підвищити якість продукції і своєчасно виявити небезпечний шлюб, вчені розробили методи неруйнівного контролю зварних з’єднань. Для цього вони використовували процеси, в основі яких лежать різні фізичні явища. На сьогоднішній день найбільшого поширення набули наступні способи виявлення дефектів:

  • Візуально-оптичний. Використовуючи оптичні прилади, можна у всіх подробицях розгледіти поверхню деталі і виявити пропуски і тріщини, невидимі неозброєним оком. У більшості випадків для цього використовують пристрої зі збільшенням до десяти разів. Але якщо у контролера виникнуть сумніви, допускається двадцятикратне збільшення. Заглянути при цьому під поверхню шва все одно не вийде, а тому цей метод контролю – первинний. Він не дає повної і об’єктивної картини

  • Радиографический, при якому використовують гамма-промені, що проходять крізь контрольовану деталь. Отримане таким способом зображення фіксується на плівці. Ця методика досить ефективна, але дозволяє отримати уявлення лише про обмеженій ділянці шва. Швидкість подібного обстеження невелика і технологія погано підходить для масового виробництва.

  • Радіоскопічний. У цьому випадку також застосовується джерело гамма-випромінювання, але зображення не фіксується на плівці, а виводиться на екран спеціального пристрою. З’являється можливість контролю в реальному часі, що важливо при постійному обстеженні великих партій продукції. З огляду на це можна закрити очі навіть на відносно високу вартість обладнання.

  • Радіометричний. Зображення на екрані або плівці неможливо перевести в цифри, а візуальна оцінка не завжди буває об’єктивною. Вимірюючи інтенсивність гамма-випромінювання при його проходженні через зварене з’єднання, і порівнюючи отримані результати з результатами, отриманими при обстеженні еталонних зразків, вдається значно підвищити стандарти контролю якості.

  • Ультразвуковий. Це найефективніший з методів акустичної дефектоскопії. Його доцільно використовувати в тих випадках, коли товщина зварного шва перевищує 4 мм. Відомо, що ультразвукові хвилі відбиваються від кордону між різними середовищами. Аналізуючи характер проходження цих хвиль через структуру матеріалу, можна скласти точне уявлення про її однорідності.

  • Магнітографіческіе. Намагнічуючи контрольовані деталі і реєструючи зміна магнітних полів, отримані результати фіксують на притискати до шву нестандартних носіях. Отримані дані точні, і по ним можна судити не тільки про зовнішні, а й про внутрішні дефекти. Основний недолік очевидний – як і радіографія, такий спосіб контролю вимагає певного часу.

  • Магнітопорошковий. За допомогою суспензії на основі змішаного з гасом флюоресцирующего порошку, частинки якого намагнічені, вдається виявити малі, шириною в один і більше мікрон, тріщини. Під впливом створеного змінного магнітного поля частинки скупчуються в місцях дефектів і повторюють їх форму. Це можна добре розглянути, підсвітивши їх кварцовою лампою. При всій своїй відносній простоті магнітопорошковий метод показує достатню ефективність в основному при контролі вже зачищених швів.

  • Індукційний. За допомогою шукача, конструкція якого може бути різна, можна перевірити однорідність магнітного поля, що створюється на обмеженому, до 300 мм довжиною, ділянці шва. Таким чином, реєструються потоки розсіювання, що виникають в місцях дефектів. Обстеження не займає багато часу. Але це лише попередній метод діагностики, який потребує обстеження місця виявленого пошкодження точнішими способами.

  • Вихрострумовий. Заснований на взаємодії спеціального перетворювача з створюваними всередині контрольованої ділянки вихровими струмами, цей метод неруйнівного контролю зварних з’єднань не отримав широкого розповсюдження. Справа в тому, що на результати вимірювань впливає однорідність матеріалу, створюючи труднощі для точного виявлення місця дефекту. Його просто не видно на тлі виникають перешкод.

  • Капілярний. Цей метод дефектоскопії був відомий ще в Середні століття. Однак, і сьогодні він не втратив своєї актуальності. Його суть в тому, що на обследуемую деталь наносять проникаючу рідина – її називають пенетрант – і по слідах її проникнення виявляють тріщини і інші пошкодження. Щоб полегшити процес, пенетрант часто фарбують у флюоресцирующие кольору. Зрозуміло, що таким чином вдається виявити лише зовнішні пошкодження. Зате він підходить для обстеження феромагнітних матеріалів.

  • Бульбашковий, з використанням вакуумних камер. Завдавши на поверхню деталі мильний розчин, і створивши розрядження за допомогою вакуумної камери, вдається з досить високою точністю виявити місце, де зварений шов негерметичний. Цей специфічний спосіб можна використовувати при перевірці таких конструкцій, як цистерни, гідроізоляційні ящики або газгольдери. Однак установка вакуумної камери – непросте завдання. Висока вартість обладнання і труднощі при його використанні обмежують застосування ефективної методики.

  • Контроль зварних швів за допомогою газоелектричних течошукачів. Найбільшого поширення набули пристрої, в яких в якості робочого тіла використовується гелій. З одного боку перевіряється поверхні встановлюють вакуумну камеру, обладнану мас-спектрометром. З іншого – обдувають зварене з’єднання гелем, що знаходяться під невеликим тиском. Якщо шов негерметичний, то речовина проникає всередину камери. За матеріалами реєструється показаннями можна судити про розміри пошкодження. Через складність обладнання цей метод виправдовує себе лише при перевірці особливо відповідальних деталей.

Існують і інші технології, з різних причин застосовувані лише обмежено, або що вважаються неефективними.

вибір технології

Бажаючи налагодити контроль зварних швів, потрібно усвідомлювати, що вибір конкретної методики залежить від безлічі факторів.

  • Обсягів випуску продукції. Хоч яким цікавим були точні отримані дані, використовувати при великосерійному виробництві способи перевірки, віднімають багато часу, просто нерентабельно. З його допомогою можливий лише вибірковий контроль, а він не завжди дає об’єктивну картину. У той же час, при дослідному, штучному або дрібносерійного виробництва, швидкість контролю не має вирішального значення. Коли вартість кінцевого продукту висока, а його якість має вирішальне значення, має сенс витратити час на найретельніше обстеження.

  • Необхідної точності вимірів. Для виробів, де герметичність зварного з’єднання не має значення, і не відчувають високих навантажень, достатньо отримати інформацію загального характеру. Це стосується побутової техніки, простих будівельних конструкцій або виробів легкої промисловості. У разі, коли важлива герметичність шва, слід віддати перевагу методам, що виявляє навіть найменші нещільності в з’єднаннях. Для обстеження деталей, що зазнають високі навантаження, доведеться використовувати технології, здатні дати максимально повне уявлення про внутрішню структуру зварного шва. Адже приховані дефекти, що виявилися через якийсь час, часто стають причиною серйозних техногенних катастроф. У зв’язку з цим окрему проблему представляє неруйнівного контролю зварних з’єднань трубопроводів. Тисячі кілометрів магістралей, по яких тече вода, рухається рідке або газоподібне паливо можуть бути виведені з експлуатації через невидимою оку тріщини. Розрив труб, по яких в виробничих цехах перекачуються хімічно агресивні речовини, неприпустимий, так як цілком здатний привести до людських жертв.

  • Особливостей виробництва. При аналізі зварних з’єднань електронних компонентів, нагрів яких неприпустимий, а розмір деталей яких малий, доводиться відмовлятися від багатьох ефективних методів дефектоскопії на користь нехай і не настільки надійних, але краще підходять для вирішення завдання. Інші проблеми доводиться вирішувати там, де довжина швів становить багато сотень метрів. При прокладанні газопроводів або будівництві судів не вийде використовувати обладнання, з успіхом працює в науковій лабораторії.

  • Застосовувані матеріали. У сучасному виробництві використовуються різні деталі і сплави. Всі вони мають свої особливості, відрізняючись за внутрішньою структурою, магнітними властивостями, реакції на температурний нагрів або вплив тиском. Все це слід враховувати при виборі способу контролю. Адже методика, добре зарекомендувала себе при перевірці якості зварних швів виробів, виконані зі сталі, може виявитися неефективною для дефектоскопії деталей, виготовлених з алюмінію.

Вникаючи в суть процесу

Важливо не тільки правильно визначитися з технологією проведення замірів. Багато що залежить від того, наскільки добре використовується обладнання буде освоєно персоналом. Застосовувані в сучасному виробництві способи автоматизації не скасовують людського фактора. Адже обслуговують автоматику все одно люди. А тому необхідно, щоб персонал не просто бездумно натискав кнопки і реагував на сигнали, що подаються чутливої ​​апаратурою. Подібний підхід є хибним, хоча і виглядає для багатьох організаторів виробництв привабливо. Лише розуміючи суть процесів, що відбуваються, можна дати об’єктивну оцінку даним, отриманим при неруйнівному контролі зварних з’єднань.

0

Ссылка на основную публикацию