Неруйнівний контроль зварних з'єднань: обладнання, ГОСТ

Зварювання зазвичай застосовується в монтажних заходах, якщо потрібно забезпечити високу ступінь надійності з'єднань. У багатьох випадках альтернативи термічної зварюванню немає, але існує безліч різних технік її виконання, не кажучи про умови проведення робіт. Відповідно, розрізняються і способи перевірки якості отриманого шва. Фахівці використовують неруйнівний контроль зварних з'єднань, що дозволяє зберігати структуру матеріалу в зоні стику та експлуатаційні якості конструкції в цілому.

Регулюють нормативи (ГОСТ)

Реалізація методів неруйнівного контролю здійснюється відповідно до встановлених технічними нормативами. Спеціально для зварювання передбачений розділ ГОСТ під номером 3242-79. Керуючись правилами цього розділу, майстер може застосовувати той чи інший спосіб контролю. Нормативи описують не тільки техніку виконання перевірки, але і обладнання. В деяких випадках допускається і відхилення від вимог, які передбачає даний ГОСТ. Неруйнівний контроль зварних з'єднань у цьому випадку орієнтується вже на способи оцінки якості, які рекомендуються до операцій виявлення дефектів стосовно до конкретних металів і сплавів. Однак і в таких ситуаціях слід спиратися на вимоги Госту, але в іншому розділі – 19521-74.

Які дефекти виявляються?

Виділяється кілька груп дефектів, які допомагають виявити технології неруйнуючої перевірки. На базовому рівні виявляються поверхневі вади шва. Такі відхилення від норми можна зафіксувати вже при зовнішньому огляді, навіть без застосування спеціального обладнання. Наприклад, зовнішній неруйнівний контроль зварних з'єднань допомагає фіксувати зони несуцільностей, що виходять на поверхню. Внутрішні дефекти неможливо виявити без відповідного технічного засобу. Воно визначає форми шва, його характеристики і ступінь надійності.


При цьому не завжди наявність дефекту як такого говорить про непридатність конструкції або виробу для подальшого використання за призначенням. Знову ж таки, згідно з нормативами, зварювальний шов може мати критичні і незначні відхилення. Завдання контролю як раз полягає у виявленні критичних дефектів, які визначаються як невідповідні вимогам по експлуатації матеріалу.

Обладнання для акустичного методу контролю

Даний метод перевірки конструкцій на наявність дефектів в зварних швах є одним з найбільш технологічних, точних і ефективних. Порівняно з іншими сучасними техніками контролю він також відрізняється універсальністю застосування. Його можна використовувати і в закритих приміщеннях, і в польових умовах без енергопостачання. У перевірці задіюється ультразвуковий дефектоскоп, що складається з декількох функціональних модулів. Зокрема, даний неруйнівний контроль зварних з'єднань передбачає використання п'єзоелектричних перетворювачів, в яких містяться апаратні компоненти для прийому і розсіювання ультразвукових хвиль. Прилад генерує імпульси ультразвукових коливань, а також приймає відбиті сигнали, які подаються оператору в зручному для аналізу вигляді. Досліджуючи амплітуду сигналів, користувач обладнання визначає параметри дефектів.

Обладнання для радіаційного контролю

Цю техніку називають радіаційної дефектоскопією зварних з'єднань. Сам принцип дослідження базується на подачі іонізуючих випромінювань. В процесі проходження променів через шов їх інтенсивність знижується в залежності від товщини і щільності матеріалу. Відбуваються зміни в показниках випромінювання дозволяють оператору визначати наявність в товщі з'єднання несплошностей. У здійсненні цієї операції використовують різні джерела рентгенівського випромінювання. Найбільш поширене обладнання для неруйнівного контролю зварних сполук цього типу у вигляді прискорювачів електронів і гаммадефектоскопов. Об'єднуються дані апарати здатністю роботи з радіоізотопного випромінюванням. Російські виробники рентгенівських апаратів для перевірки зварних з'єднань випускають обладнання, яке забезпечує можливість контролю за діапазоном енергії фотонного випромінювання в середньому від 15 кев до 30 Мев.

Обладнання для теплового контролю

Оцінка якості зварного шва за допомогою теплового сканування дозволяє працювати з широким діапазоном сплавів, що використовуються в промисловості, і в будівельній галузі. Що стосується виявлення дефектів, то тепловий аналіз виявляє приховані порожнини, тріщини, ділянки непроваров, сторонні включення і т. д. Безпосередньо нагрівання та реєстрацію підозрілих зон здійснює радіометр. Це прилад, який реалізує неруйнівний контроль зварних з'єднань металоконструкцій за всій площі. У процесі аналізу оператор перевіряє і основну недеформірованной структуру, і місце з'єднання. Шляхом порівняння незайманих ділянок та швів визначається надійність конструкції. Сьогодні існують різні напрямки даного методу. Зокрема, вибротепловизионний спосіб передбачає аналіз коливань при передачі енергії об'єкту.

Обладнання для електричного контролю

Формування електричного поля навколо досліджуваного об'єкта також дозволяє визначати характеристики внутрішньої структури конструкції в точках з'єднання. Для застосування цього методу використовують електроемкостние перетворювачі різних видів. Наприклад, накладні системи відрізняються високою неоднорідністю формованого ними електростатичного поля. Це властивість корисно тим, що оператор фіксує коливання на тлі високої чутливості в подачі зворотних імпульсів від матеріалу. Електричний неруйнівний контроль якості зварних з'єднань в лінійно-протяжних конструкціях задіює прохідні перетворювачі. Таке обладнання, зокрема, використовують в оцінці якості швів, виконаних на дроті, металевих стрічках, лозини і т. д. В залежності від електродів можуть використовуватися різні схеми подачі струмів.

Апарати для капілярного контролю

Це великий комплекс способів, які спрямовані на виявлення та визначення параметрів внутрішніх дефектів. В якості робочої апаратури застосовують капілярні дефектоскопи. Вони реєструють характеристики тих же порожнин, їх структуру, напрямок, глибину і просторове розташування. При цьому їх функція неможлива без використання пенетрантів. Це рідкі або сипучі речовини, які при можливості вводяться у шов і поширюються за його внутрішніх порожнин. Капілярні методи неруйнівного контролю зварних з'єднань передбачають використання різних за характеристиками пенетрантів. Це свого роду проявники, що дають інформацію про структурі сполуки капілярним дефектоскопам. Існують речовини, активирующиеся при ультразвукових, магнітних, колірних та інших імпульсів. Деякі склади мають виражену хімічну активність, тому відразу після виконання контролю потрібно обробляти шви так званими гасителями. Вони виключають негативний вплив капілярних пенетрантів на матеріал об'єкта, що дозволяє відносити даний метод до неруйнівним.

Течеискание в шві як метод контролю

Ця методика багато в чому пов'язана з принципами попередньої технології контролю, але має кілька суттєвих відмінностей. Якщо капілярний спосіб орієнтований на точне визначення параметрів внутрішніх порожнин, то течеискание ставить метою принципове знаходження ділянок, в яких порушується герметичність. В даному випадку зварювальний шов може перевірятися не тільки з допомогою рідких речовин, але і за допомогою повітря і газових сумішей. Часто цей метод використовують перед капілярною технікою, тому що саме по собі течеискание лише реєструє факт порушення герметичності у вузлах з'єднання, але не дає інформації про характеристики дефектів.

Як підбирається оптимальний метод контролю?

Фахівці відштовхуються від завдань, які потрібно виконати за допомогою контролю. Наприклад, якщо мова йде про поверхневої перевірки, то можна обійтися згаданої технологією течеісканія або досвідченим візуальним оглядом. Для більш глибокого і точного аналізу застосовують ультразвукові, електричні і рентгенівські апарати. Далі враховується, наскільки той чи інший неруйнівний контроль зварних з'єднань може бути ефективний при реалізації в конкретних умовах. Так, ультразвукову методику можна використовувати практично в будь-яких умовах, але вона обходиться дорожче. Більш доступний за ціною електричний метод сканування дефектів, проте його можна використовувати тільки при наявності стабільного джерела струму.

Висновок

Контроль швів у з'єднаннях металоконструкцій є найважливішою операцією перевірки надійності. За умови позитивних результатів перевірки можна використовувати виріб або конструкцію за призначенням. Крім того, проведення неруйнівного контролю зварних з'єднань може дати інформацію про старих експлуатованих об'єктах. З часом навіть якісні шви піддаються зносу, тому перевірка повинна виконуватися регулярно. Після неї і за результатами аналізу дається висновок щодо технічного стану конструкції. На основі цього документа відповідальний інженер приймає рішення або про усунення дефектів, чи про допуск об'єкта до подальшого використання.