Измерительное и лабораторное оборудование

Неразрушающие методы контроля сварных соединений

Сегодня мы рассмотрим основные методы неразрушающего контроля, применяемые для контроля сварных швов и соединений. Речь пойдёт о методе неразрушающего контроля используемого для проверки качества швов без их прямого разрушения. При неразрушающих испытаниях, осуществляемых обычно на самих изделиях, оценивают те или иные физические свойства, косвенно характеризующие прочность или надежность соединений. Эти свойства, а точнее их изменение, обычно связаны с наличием дефектов. В связи с этим с помощью данных методов можно узнать местоположение дефектов, их размер и характер, что объясняет их обобщенное название – дефектоскопия*. Все неразрушающие методы дефектоскопии различаются физическими явлениями, положенными в их основу.


Основная классификация неразрушающих методов контроля качества сварных соединений.
ГОСТ 3242-79 "Соединения сварные. Методы контроля качества" устанавливает шесть видов контроля качества и область применения методов при обнаружении дефектов сварных соединений металлов и сплавов, выполненных способами сварки, приведенными в ГОСТ 19521-74 "Сварка металлов. Классификация".
Дефекты сварных швов, зон термического влияния и основного металла при сварке металлов плавлением классифицированы в ГОСТ 30242-97 "Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначение и определения".


Виды неразрушающего контроля сварных соединений:
•    технический осмотр;
•    капиллярный;
•    радиационный;
•    акустический;
•    магнитный;
•    течеискание.


Более детально мы остановимся на методе ультразвуковой дефектоскопии (УЗД), данный метод относится к акустическому виду неразрушающего контроля (ГОСТ 3242- 79), применяется при толщине металла шва не менее 4 мм. Он основан на использовании ультразвуковых волн, представляющих собой упругие колебания материальной среды с частотой выше 0,5-0,25 МГц (выше той, которую способны воспринимать слуховые органы человека). В этом методе контроля (ГОСТ 14782-86) используется способность ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред, обладающих разными акустическими свойствами. Когда при прохождении через сварной шов, ультразвуковые волны встречают на своем пути дефекты (трещины, поры, шлаковые включения, расслоения и т. д.), они отражаются от границы раздела металл-дефект и могут быть зафиксированы при помощи специального ультразвукового дефектоскопа. 


Для дефектоскопии сварных швов наиболее широко применяются поперечные (колебание частиц среды происходит перпендикулярно направлению распространения волны) и продольные (колебание частиц среды происходит вдоль направления распространения волны) ультразвуковые волны.


Различают три основных метода ультразвуковой дефектоскопии: теневой, зеркально - теневой и эхо-метод. Для контроля сварных соединений наиболее широкое применение получил эхо-метод, при котором признаком обнаружения дефекта является прием искателем эхо-импульса от самого дефекта.

В УЗД применяют пьезоэлектрический способ получения УЗВ, заключающийся в преобразовании некоторыми естественными или искусственными пьезокристаллами механических колебаний в электрические (прямой пьезоэффект) и электрических в механические (обратный пьезоэффект).

С помощью пьезоэлектрического щупа ультразвукового дефектоскопа, помещенного на поверхность сварного соединения, в металл посылают направленные ультразвуковые колебания. Ультразвук вводят в изделие отдельными импульсами под углом 40°, 50°, 65°, 70°, 73° к поверхности металла. При встрече с дефектом возникает отраженная ультразвуковая волна, которая воспринимается либо другим щупом (приемным в случае двух-щуповой схемы), либо тем же (по дающим при одно-щуповой схеме) во время паузы между импульсами. Отраженный ультразвуковой сигнал преобразуется в электрический, усиливается и подается на трубку осциллографа, где фиксируется наличие дефекта в соединении в виде пика на экране.


Для ввода ультразвука в металл пространство между излучающей плоскостью искателя и поверхностью металла заполняют контактирующей средой - минеральным маслом или водой (эмульсией). В зависимости от толщины слоя контактирующей среды различают контактный и иммерсионный способы обеспечения акустического контакта.

Основные параметры контроля эталонируют согласно ГОСТ 14782-86 при помощи комплекта стандартных образцов КОУ 2: СО-1; СО-2; СО-3 (обязательные образцы); СО-4 (рекомендуемый). Мерой эквивалентной площади выявленной несплошности является амплитуда отраженного от нее сигнала. Оценку эквивалентной площади осуществляют либо прямым сравнением с площадью эквивалентных отражателей, либо с помощью специальных диаграмм.


Для контроля используют дефектоскопы типа: TUD-320; TUD-310 - дефектоскоп с процессором, который позволяет получать твердую копию сигналов. Ультразвуковой контроль предназначен для выявления в сварных швах и околошовной зоне трещин, непроваров, несплавлений, пор, шлаковых включений и других дефектов без расшифровки их характера, но указанием координат, условных размеров и числа обнаруженных дефектов.
УЗК более надежно, чем просвечивание выявляет плоскостные дефекты (трещины, непровары кромок) ориентированные параллельно оси шва.
Наружные дефекты должны быть исправлены до проведения УЗК.
Поверхность шва и околошовной зоны на ширине 60-120 мм в обе стороны от шва должна быть зачищена механическим способом. Шероховатость поверхности подготовленной под УЗК должна быть не более Ra 6,3 (Rz-40).


*Дефектоскопия (от лат. defectus — недостаток и ... скопия), комплекс методов и средств неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов.


 

Яндекс.Метрика