Методы контроля качества сварных швов и соединений

Во время сварочных работ на месте стыка элементов образуется сварной шов. Контроль качества получившихся соединений – заключительный этап строительства металлоконструкций. От него зависит безопасность и надежность всего сооружения. Мероприятия проводятся с учетом требований ГОСТ, техусловий (ТУ) и нормативной документации. Обязательно осуществляются испытания с целью обнаружения дефектов и нарушений.

Проверку качества сварных соединений можно разделить на два этапа:

• До проведения работ для предотвращения дефектов;
• В процессе эксплуатации объекта для выявления имеющихся проблем.

Состояние швов проверяют подготовленные специалисты, получившие соответствующее образование и классификацию. Рассмотрим подробнее различные методы контроля качества сварочных работ.

Визуально-измерительный (ВИК)

Преимущество данного подхода заключается в том, что для него не требуется специального оборудования, достаточно самых простых инструментов (штангенциркуль, линейка, рулетка, лупа). В ходе осмотра специалистом исключаются следующие дефекты:

• Нарушение сплошности;
• Неоднородность структуры;
• Пустоты, поры, трещины;
• Сколы;
• Неравномерность участков или сечения;
• Отклонение от геометрии профиля.

Обнаружить внутренние нарушения помогает ряд внешних признаков. Если в результате остаются спорные участки, то необходимо осуществить дополнительную проверку иными способами. Визуально-измерительный осмотр не гарантирует объективную картину, так как зависит от квалификации эксперта, его знаний и накопленного опыта.

Капиллярный

Метод основан на способности жидкости проникать в мелкие отверстия (капилляры, трещины или щели). В качестве жидкости используют пенетранты – вещество со специальным химическим составом, обладающее малым поверхностным натяжением для выявления дефектов целостности структур. В пенетранты также добавляют красители, которые “подсвечивают” скрытые нарушения, незаметные при простом визуальном осмотре.

Капиллярная методика подходит для любых металлов и сокращает время проверки конструкции на герметичность. По характеру оставленного рисунка определяют качество работы сварщиков: чем сильнее окрашивается поверхность, тем хуже выполнен шов.

Достоинствами такого способа являются дешевизна (не требуется дорогостоящего оборудования), универсальность и большая, в сравнении с ВИК, объективность.

Магнитная дефектоскопия

В основе метода лежит свойство металла намагничиваться под воздействием магнитного поля. На обрабатываемую поверхность наносят ферромагнитный порошок, генерирующий электромагнитные линии. При их искажении порошок скапливается в месте дефекта, обнаруживая даже минимальные неровности.

Недостаток метода – ограниченная область применения. Такой способ применим только при работе с ферромагнитными металлами, способными намагничиваться при действии слабых полей. К ним относят железо, кобальт и гадолиний, а также большинство их сплавов. Изделия же с высоким содержанием меди, цинка, хрома, алюминия, а также цинковые и латунные сплавы не подходят для данной проверки.

Ультразвуковой контроль (УЗК)

Ультразвук применяют с целью обнаружения неоднородной структуры в сварном шве. Наличие пустот изменяет прохождение звуковых волн, из-за чего они не достигают контрольных приборов. Вычислив отклонение, эксперты определяют характер нарушения.

Для получения ультразвуковой волны используют пьезоэлектрические кварцевые пластины. Волны отражаются от металла и улавливаются устройством, преобразующим луч в электрический импульс. После чего он переходит к усилителю и дает о себе знать с помощью индикатора. Перед использованием поверхность металла покрывают автолом или компрессорным маслом.

Радиографический

Данная процедура требует применения радиоактивных рентгеновских или гамма лучей. С их помощью выявляют места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие. На пленке они отмечаются пятнами более темных оттенков. Таким образом в металлоконструкциях обнаруживают трещины, непровары, скопления шлака и прочие дефекты, незаметные при внешнем осмотре.

Радиографический метод – точнейший способ оценки качества, неразрушающий целостность изделия. Актуален, когда требуется исключить даже малейшую возможность брака. Процедура выполняется в следующем порядке:

• Установка и включение оборудования;
• Просвечивание металлоконструкции и выявление пустоты по отклоняющимся от своей траектории лучам;
• Фиксирование данных на специальную пленку;
• Определение характеристик соединения.

Взаимодействие с радиацией небезопасно для здоровья сотрудника и требует строго соблюдения техники безопасности. Также персонал должен быть обучен работе со сложным дорогостоящим оборудованием.

Пневматическое и гидравлическое давление

Такой подход применяют для оценки герметичности изделия, что особенно важно при производстве резервуаров. С помощью жидкости или газа проверяется непроницаемость соединений. В зависимости от выбранного вещества контроль бывает гидравлическим или пневматическим.

Метод основан на создании разницы давления внутри и снаружи емкости: при сквозных отверстиях в сварном шве молекулы вещества переходят из области с высоким давлением в область с низким.

Добиваются этого следующим образом. В проверяемую емкость подают сжатый воздух под давлением, превышающим рабочее на 10-20 %. Швы обрабатывают мыльным раствором (или погружают конструкцию полностью в воду). О наличии отверстия говорит появление пузырьков воздуха.

Другой способ – сваренное изделие герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Затем резервуар наполняется водой под давлением в два раза превышающем рабочее. Уязвимые места вычисляют по появлению влаги у поверхности шва.