Проверка непроницаемости сварных швов и соединений

Контроль непроницаемости сварных соединений

Сварные швы и соединения ответственных изделий и сооружений должны быть непроницаемыми для различных жидкостей и газов. Неплотности в швах снижают их прочность при вибрационных нагрузках, уменьшают коррозионную стойкость, вызывают утечку хранимых и транспортируемых продуктов и создают недопустимые условия эксплуатации сварных конструкций.

Контроль непроницаемости сварных соединений проводят в соответствии с ГОСТ, включая следующие виды испытаний: керосином, обдувом, аммиаком, воздушным давлением, гидравлическим давлением, наливом и поливом.

Кроме этого, непроницаемость сварных соединений определяют вакуумным методом и газоэлектрическими течеискателями.

Перед проведением испытаний должны быть устранены все дефекты, выявленные внешним осмотром.

Испытание керосином основано на способности многих жидкостей подниматься по капиллярным трубкам, какими в сварных швах являются сквозные поры и трещины. Керосин обладает высокой смачивающей способностью и сравнительно малой вязкостью, что обеспечивает большой эффект этого способа контроля.

Испытание сварных соединений керосином проводят следующим образом. После внешнего осмотра простукивают молотком или подвергают вибрации основной металл на расстоянии 30-40 мм от шва и тщательно очищают сварное соединение от шлака, ржавчины, масла и других загрязнений.

Затем с помощью пульверизатора сварные швы покрывают меловым раствором (350 – 450 г молотого мела или каолина на 1 л воды) с той стороны, которая более доступна для осмотра.

После высыхания мелового раствора другую сторону шва обильно смачивают керосином и выдерживают в течение определенного времени.

О наличии пор, свищей, сквозных трещин и непроваров свидетельствуют жирные желтые точки или полоски керосина на меловом слое, которые с течением времени расплываются в пятна. Поэтому необходимо тщательно следить за появлением первых точек или полосок и своевременно отмечать границы дефектных участков.

При испытании обдувом одну сторону сварного шва промазывают мыльным раствором (вода 1 л, мыло хозяйственное 100 г), а другую обдувают сжатым воздухом, подаваемым по гибкому шлангу с наконечником под давлением 4-5 кгс/см 2 . Расстояние между наконечником и швом должно быть не более 50 мм.

Сквозные дефекты обнаруживают по появлению пузырей на промазанной мыльным раствором стороне шва.

В основу испытания аммиаком положено свойство некоторых индикаторов, например спирто-водного раствора фенолфталеина или водного раствора азотнокислотной ртути, изменять окраску под воздействием щелочей, в данном случае сжиженного аммиака.

Испытанию давления газа подвергают емкости и трубопроводы работающие под давлением, с целью контроля общей непроницаемости сварной конструкции.

После герметизации в них создают испытательное давление и промазывают сварные швы мыльным раствором (100 г мыла на 1 л воды). Появление мыльных пузырей на промазанной поверхности свидетельствует о проницаемости шва.

При испытании сжатыми газами следует тщательно соблюдать правила техники безопасности. Трубопроводы испытывают отдельными изолированными участками с предупредительными знаками об опасности.

Гидравлическим давлением проверяют прочность и плотность сварных соединений различных емкостей, котлов паропроводов, водопроводов, газопроводов и других сварных конструкций, работающих под высоким давлением.

Перед испытанием сварное изделие герметизируют водонепроницаемым заглушками, обтирают или обувают сжатым воздухом сварные швы до получения сухой поверхности.

После полного заполнения изделия водой с помощью насоса или гидравлического пресса создают избыточное контрольное давление, величину которого принимают в соответствии со стандартными. В процессе испытания давление определяют по проверенным и опломбированным манометрам.

Проницаемость сварных швов и места сквозных дефектов устанавливают по снижению испытательного давления и появлению течи или просачиванию воды в виде капель, а также по запотеванию поверхности шва или вблизи него.

Недостатками этого способа контроля являются необходимость в источниках водоснабжения и трудности, возникающие при испытаниях в зимнее время на открытом воздухе.

Вертикальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, газгольдеры и другие крупные емкости испытывают наливом воды.

Контроль сварочных работ

Контроль швов на непроницаемость применяется в сварных изделиях, предназначенных для хранения жидкостей, газов или работающих в условиях вакуума.

Испытание на плотность производится после предварительного контроля сварных швов наружным осмотром. Эти испытания выполняются с помощью керосина, а также воздуха или воды под давлением.

Способы испытания зависят от назначения конструкции и технических условий на изготовление. Испытания на плотность обычно производятся не менее двух раз: предварительное для выявления пороков и повторное после их исправления.

Испытание керосином.

Для испытания открытых сосудов и различных стационарных резервуаров часто используется керосин. Швы сосудов для лучшего выявления пороков покрываются мелом, разведенным на клее. Швы с обратной стороны обильно смазывают керосином и выдерживают от 10 мин. до 3 час, в зависимости от толщины материала и назначения конструкции. При многократном смазывании керосином время выдержки значительно сокращается. Время испытания указывается в технических условиях. Если в течение установленного времени на поверхности шва, покрытого меловой краской, не появились жирные темные пятна керосина, то данный сварной шов считается выдержавшим испытание.

Испытание воздухом.

Испытание сжатым воздухом применяется только для закрытых сосудов. Для испытания в сосуд с предварительно заглушенными отверстиями подается сжатый воздух под давлением 1,0—2,0 атм. Снаружи все швы смачиваются мыльной водой, и сжатый воздух, выходя через неплотности, образует мыльные пузыри, по которым определяют пороки в швах и исправляют их.

Необходимо отметить, что испытание воздухом при неправильной подготовке изделий или подаче воздуха без чувствительного манометра и предохранительного клапана представляет значительную опасность. Крышки и заглушки перед испытанием должны быть надежно закреплены.

Применять сжатый воздух давлением свыше 2 атм не рекомендуется вследствие опасности разрушения конструкций.

Гидравлическое испытание.

При гидравлическом испытании проверяется прочность и плотность различных сосудов, котлов и трубопроводов, работающих под давлением. При этом испытании сосуд с плотно закрытыми отверстиями наполняется водой. Воздух из него выходит через верхнее отверстие, которое после заполнения также заглушается. Затем давление доводится до необходимой величины, и сосуд подвергается тщательному осмотру. Швы, имеющие пороки, дают течь и потение, а слабые места даже разрушаются. После выдержки и осмотра давление в сосуде доводится до рабочего, и металл сосуда на расстоянии 15—20 мм от швов подвергается обстукиванию легкими ударами молотка (весом 0,4—1,5 кг) с круглым бойком для предупреждения образования вмятин. Величина давления при испытании устанавливается соответствующими инструкциями по контролю и правилами освидетельствования. Обычно испытательное давление на 25—100% больше рабочего. Рабочее место, где производится испытание, должно быть оборудовано в соответствии с правилами по технике безопасности.

Испытание аммиаком.

При этом способе внутрь испытуемого изделия подается аммиак в количестве 1% от объема воздуха, находящегося в изделии при нормальном давлении. После этого в сосуд нагнетается воздух до давления, принятого для испытания. Швы, подлежащие испытанию, покрываются бумажной лентой, пропитанной 5%-ным водным раствором азотнокислой ртути. Бумажная лента может быть заменена обычным медицинским бинтом, пропитанным тем же раствором. Бинт более выгоден, так как после промывки в воде вновь пригоден к употреблению.

Фиг.110.Схема испытания плотности швов аммиаком.

При наличии в шве пор, трещин или других дефектов, влияющих на плотность швов, аммиак проходит через них и действует химически на пропитанную азотнокислой ртутью бумагу. В местах неплотностей на бумаге остаются черные пятна. Выдержка под давлением составляет 1—5 мин, после чего бумагу (или бинт) снимают. Она служит документом при определении качества шва.

Схема испытания плотности аммиаком показана на фиг. 110.

Испытание аммиаком более производительно, дешевле и точнее, чем способ испытания воздухом.

Большим преимуществом проверки на плотность швов аммиаком является возможность применить этот способ в зимних условиях при низких температурах.

Обнаружение неплотностей в сварном шве галоидным течеискателем типа ГТИ-2. Для выявления полной непроницаемости сварных соединений в сосудах, работающих в условиях глубокого вакуума или в сосудах (системах), в которых находятся под давлением различные газы (или воздух), с успехом может быть применен весьма чувствительный галоидный течеискатель типа ГТИ-2. С его помощью выявляются такие микроскопические неплотности, через которые в течение года вытекает 0,5 г фреона (Ф-12) под давлением 5—6 атм.

Течеискатель ГТИ-2 — переносный прибор, состоящий из выносного щупа, оформленного для удобства пользования в виде пистолета, и измерительного блока (электроаппаратуры с регулирующими и измерительными устройствами). Питание производится от сети переменного тока промышленной частоты напряжением 220 в. Вес выносного щупа 2 кг, измерительного блока 11,5 кг.

При отыскании неплотностей в сосуде или другом каком-либо объекте его предварительно испытывают сжатым воздухом для выявления сравнительно больших течей и устранения их. Затем внутренний объем сосуда заполняется газом, содержащим галоиды — фреон, четыреххлористый углерод, хлороформ, йодоформ под давлением, несколько превышающим атмосферное. Эти газы могут применяться как в чистом виде, так и в смеси с воздухом.

По шву, который проверяют, медленно проводят наконечник щупа. Появление звукового сигнала (увеличение частоты звука) и отклонение стрелки выходного прибора указывают на наличие неплотности в шве.

Испытание сварных швов на герметичность. Контроль сварных соединений на непроницаемость.

Содержание

1. Назначение и сущность контроля швов на герметичность
2. Гидравлические испытания сварных соединений на герметичность
3. Пневматические испытания сварных изделий
4. Испытание сварных швов керосином
5. Проверка герметичности сварных швов аммиаком
6. Проверка сварных швов течеискателем
   • Видео на тему: проверка сварного шва течеискателем

Назначение и сущность контроля швов на герметичность

Во многих случаях, к сварным швам предъявляются требования по непроницаемости, т.е. соединения должны быть герметичны. Герметичность — это способность сварного шва не пропускать через себя жидкие и газообразные вещества.

Контроль на непроницаемость — это один из видов неразрушающего контроля сварных швов, сущность которого заключается в измерении или оценке утечки рабочей жидкости или газа, проходящего через сквозные дефекты и в сравнении величины этой утечки с допустимым значением, согласно техническим условиям.

Проверку на герметичность в обязательном порядке проходят сварные ёмкости для жидкостей, трубопроводы, гидродомкраты, котлы и другие конструкции, к которым предъявляются требования к герметичности.

Перед контролем, поверхности проверяемых швов необходимо очистить, обезжирить и удалить жидкости из сварочных дефектов. Для очистки и обезжиривания поверхностей рекомендуют применять растворы щелочей и органические растворители, такие как бензин, ацетон и др.

Гидравлические испытания сварных соединений на герметичность

При таком методе контроля, проверяемую сварную конструкцию наполняют водой и при помощи насоса или гидравлического пресса, создают давление в сосуде, в 1,5-2 раза превышающее рабочее давление. Контролируемую конструкцию выдерживают под давлением жидкости в течение 5-10мин. В этом время необходимо наблюдать за сварными швами, чтобы выявить в них утечки испытательной жидкости, вынос капель и отпотевания, если они возникнут.

Пневматические испытания сварных изделий

Пневматическое испытание представляет собой проверку сжатым газом или паром, который подаётся в контролируемое сварное изделие. В качестве сжатого газа обычно используют воздух, азот, или инертные газы. Если позволяют габариты сварного соединения, то его можно погрузить в воду и по выходящим из сквозных дефектов пузырькам газа выявляют места расположения дефектов.

Сварные стыки на крупногабаритных сосудах и трубопроводах рекомендуется контролировать при помощи пенного индикатора, который наносят на сварные швы. Пенный индикатор, получивший наибольшее распространение — это обычный водный раствор мыла. Если испытание происходит при низких температурах, то в качестве индикатора применяют смесь мыльного раствора и глицерина или льняное масло.

На рисунке ниже представлена схема пневматического испытания:

При пневматических испытаниях необходимо строгое соблюдение правил безопасности. На подводящей магистрали обязательно наличие запорных и предохранительных клапанов. И кроме рабочего манометра в схему обязательно должен быть включён контрольный манометр. При испытании под давлением обстукивание и исправление дефектов в сварных швах не допустимы, т.к. представляют собой опасность для человека.

Испытание сварных швов керосином

Данный метод контроля основан на свойстве жидкостей, в данном случае, керосина, подниматься по трубкам с небольшим поперечным сечением. В данном испытании роль таких трубок исполняют сквозные сварочные трещины и другие сквозные дефекты.

Сущность такого испытания состоит в следующем. На одну сторону стыкового сварного шва наносят водный раствор мела и выдерживают некоторое время, пока данный раствор не высохнет. После высыхания, противоположную поверхность сварного шва смачивают керосином и выдерживают некоторое время. Продолжительность выдерживания определяется толщиной свариваемых деталей и температурой окружающего воздуха. Чем толще детали и чем ниже температура, тем больше время выдержки.

Проверка герметичности сварных швов аммиаком

Проверка аммиаком заключается в том, что поверхность проверяемых швов покрывается бумажной лентой или марлей, которую предварительно пропитывают 5%-ным раствором нитрата ртути или индикатором фенолфталеином. Далее в изделие подают воздух до определённого давления и, одновременно с этим, подают некоторое количество аммиака. Про ходя через сквозные дефекты, аммиак оставляет чёрные следы на бумаге, пропитанной нитратом ртути, или красные следы, если бумага пропитана фенолфталеином.

Проверка сварных швов течеискателем

Течеискатели для проверки герметичности бываю гелиевые и галоидные. В случае применения гелевых течеискателей, внутри проверяемого изделия создают вакуум, а снаружи сварные швы обдувают в струе воздуха, в смеси с гелием. Если в сварных швах изделия присутствуют сквозные дефекты, то гелий проникает внутрь сосуда и затем он улавливается с помощью течеискателя.

Если для контроля сварки используют галоидный течеискатель, то внутри проверяемого сосуда создают избыточное давление и добавляют туда немного галоидного газа. Этот газ проходит через сквозные дефекты, отсасывается снаружи и подаётся на специальные аппараты. По наличию галоидного газа снаружи определяется наличие или отсутствие сквозных сварочных дефектов в соединении.

Видео на тему: проверка сварного шва течеискателем

Проверка швов течеискателем относится к высокочувствительным методам проверки и применяется, как правило, для контроля ответственных сварных соединений.

Герметичность сварных швов

Автор: Игорь

Дата: 10.03.2018

• Статья
• Фото
• Видео

Проверка на герметичность сварных швов необходима при работе изделия под давлением, с жидкотекучими и газообразными средами. Это относится к трубопроводам, емкостям, резервуарам и подобным элементам конструкции. Контролю подвергаются сварные швы роликового и точечного типа. Описывает требования к проверке на герметичность сварных швов ГОСТ 3242-69.

Все виды контроля направлены на определение и устранение некачественных изделий при приемке, их применение определяется точными вычислительными приборами, инструментами технологиями, позволяющими узнать, как проверить сварной шов на герметичность с точностью до микрон.

Испытание герметичности сварного соединения

Определение герметичности шва

«Важно! Проверка готового изделия осуществляется предприятием изготовителем, в процессе эксплуатации, эту процедуру выполняет владелец в указанные сроки в нормативно-технической документации.»

Существует несколько методов проверки, каждый из которых имеет узкую направленность. Важно применять метод, наиболее приемлемый в конкретных условиях.

Методы контроля выбираются в зависимости от условий эксплуатации изделия:

• химических свойств рабочей среды;
• физических параметров:
  • давления;
  • температуры;
  • времени эксплуатации.

Проверка герметичности сварных швов предназначена для всех изделий ответственного назначения. Требования к проверке точечного и роликового соединения различаются из-за принципиального различия технологии, формы и назначения. В отличие от всех возможных способов, керосиновая проба сварных швов позволяет провести это исследование в домашних условиях.

• Роликовая сварка это разновидность точечной, но за счет особой формы электродов, представленных в виде двух роликов, через которые проходит ток, шов получается цельный. Соединение поверхностей происходит методом накладывания друг на друга, поэтому этому виду сварки присущи такие виды брака, как:
  • непровар (в случае недостаточной силы тока, прижимного давления или подачи тока недостаточной продолжительности по времени),
  • недостаточное перекрытие места стыка,
  • выплески металла (наружные и внутренние). Определение причины, а также точного места затрудняется из-за соединения методом нахлестки.

Осложняется недоступным наблюдением шва под нахлесткой, при котором дефекты, а также точное место нахождения становятся трудно определяемыми.

• Точечный тип сварки представляет собой вид шва, в котором цельный шов выполнен в виде точек, накладывающихся одна на другую. Может выполняться электродуговым, точечным, наплавляемым методами.

В этом случае соединение двух поверхностей проводится стык в стык. Обнаружение брака упрощается благодаря открытому соединению. Доступная визуализация позволяет выявить плохой сварочный шов, являющийся причиной дефекта. Этому типу сварки присущи следующие виды брака:

• непровар;
• прожег;
• выплеск;
• сбой в расчетах.

Как исправляются свищи в сварном шве при их выявлении? В большинстве случаев, это место обрубается и сваривается, при невозможности такого подхода, каждое изделия рассматривается комиссионно. Изделие могут переназначить для другого, менее ответственного использования или забраковать полностью.

Гидравлическое испытание сварного шва

Проводится при помощи воды, которая подается под давлением в 1,5-2 раза превышающее рабочее давление сосуда. В течение 10-15 минут проверяется герметичность швов: запотевание, увлажнение и т.д.

Пневматическое испытание шва

Самый экологический способ. Такой дефект как свищ сварного шва может образоваться в процессе эксплуатации, в местах, где происходит критическое напряжение в структуре металла, или же из-за точечной коррозии, а также при некачественном сварном соединении. Проверка пневматикой или вакуумом. На одну сторону шва наносят мыльный раствор, на противоположную крепят камеру вакуумирования. При наличии трещины воздух поступает в камеру, а место течи определяется по пузырькам. К недостаткам можно отнести небольшую производительность и техническую нерентабельность при проверке больших емкостей.

Пневматическое испытание шва

Проверка сварных швов керосином

Как проверить сварной шов на герметичность керосином? Это вещество выбрано не случайно: оно обладает высокой текучестью, больше чем у воды в несколько раз. Кроме того, проверка сварных швов керосином позволяет определить микроскопические трещины и свищи в домашних условиях, без сложных приспособлений. Проводится он следующим образом: на проверяемую поверхность наносят меловую пленку, которая должна послужить индикатором, а на обратную сторону заливают керосин.

Проверка герметичности керосином

Проверка шва аммиаком

Такой тип проверки также основывается на показаниях индикаторов. Проводится он при помощи сжатого воздуха, в который добавлен раствор аммиака. С противоположной стороны накладывается бумага или чисты медицинский бинт. Веществом–индикатором является фенолфталеин, которым пропитывают материал или 5 % нитрат ртути. При соприкосновении аммиака и индикатором происходит реакция, образующая фиолетовый цвет.

Испытание сварного соединения течеискателем

Самый сложный метод из всех существующих, но его использование позволяет не только определить место протечки, а еще и расчетный путем установить его размер. В качестве рабочей среды могут выступать 3 вещества:

• галоидный газ (фреон-12);
• двуокись углерода;
• четыреххлористый углерод;
• гелий.

1. Используется установка течеискателя с установленным в нем платиновом разогретом щупе и регистратором миллиамперметром. Проводится следующим образом: погруженный испытываемый сосуд в емкость подвергается двойному давлению. Во внутрь подается рабочий газ, а с наружной стороны наоборот — газ отсасывается в спец. приемник с платиновым щупом. При появлении ионов газа происходит реакция с ионами, находящимися на щупе, что фиксируется амперметром.
2. Поэтому же принципу работы основан и второй способ, с гелием. Только при попадании в вакуумную среду, ионы гелия, попадая на коллектор ионов, создают электрический разряд. В обоих случаях подсчитывают размеры трещины с помощью миллиамперметра.
3. В случае с проверкой углекислотным газом, расчет ведется по принципу изменения теплопередачи между нагретыми платиновыми проволоками до 100 ºС и попавшими в камеру молекулами СО Чувствительная проволока увеличивает сопротивление, что приводит к разбалансировке и отклонению измерительного прибора.

Заключение

Проверка сварных соединений зависит от формы и размера изделия. Условно можно подразделить способы на 2 вида:

• доступности обеих сторон;
• одностороння доступность.

Кроме того некоторые доступные методы объясняют, как проверить сварочный шов на герметичность в домашних условиях, без трудоемких затрат и специфических приборов, например, такой как проверка сварочного шва на герметичность керосином.

В продажу изделия поступают в проверенном состоянии, а для безопасной эксплуатации составлен на каждый тип изделия свой график осмотра и проверки максимально удобным владельцу методом.

Суть проверки сварных швов на герметичность. Характеристика и технология основных способов

Кроме прочности, сварные соединения сооружений и изделий должны обладать герметичностью (непроницаемостью).

Понятие о контроле сварных швов на герметичность

Под контролем герметичности подразумевается вид неразрушающего контроля, при котором оценивается или измеряется суммарный поток (натеканий, утечек) рабочей среды (газа, жидкости), просачивающейся сквозь неплотности. Полученное значение сравнивается с допустимой нормой, приведенной в технических условиях.

Способы контроля герметичности подразделяются по критериям:

К простейшим методам контроля сварных швов на герметичность относятся капиллярные, компрессионные, вакуумные.

Испытание на непроницаемость проводится после визуального осмотра сварных швов. Контрольной проверке на непроницаемость подлежат швы изделий для транспортировки и хранения газа и жидкостей. Контроль осуществляется с применением аммиака, керосина, способом вакуумирования, гидравлических и пневматических испытаний.

Требования к сварным изделиям, подлежащим контролю на непроницаемость:

• соответствие их изготовления чертежам, техническим условиям;
• наличие сопроводительной документации;
• поверхность должна быть подготовлена к испытаниям.

Способы проверки

Контроль сварных швов на герметичность проводится такими способами:

• керосином;
• аммиаком;
• пневматическим;
• гидравлическим;
• вакуумом.

Керосином

Метод используется для проверки плотности сварных швов сосудов и резервуаров из металла до 10 мм толщиной, не работающих под давлением.

В основе проверки керосином лежит явление капиллярности. Суть способа состоит в способности керосина подниматься по сквозным порам и трещинам. Испытание керосином позволяет выявить дефекты, имеющие размер от 0.1 мм.

Технология заключается в обмазывании шва с одной стороны раствором мела или каолина в воде. После высыхания мелового состава шов с обратной стороны смачивается несколько раз керосином. Если имеются трещины, поры, несплошности, через них просачивается керосин и проявляется пятнами на меловой покраске.

Время испытания керосином:

• при температуре выше 0 °С – от 4 часов, ответственных изделий – 12 часов;
• при отрицательной температуре – от 8 часов, для серьезных объектов – 24 часа.

Аммиаком

Метод основан на свойстве индикаторов определенного вида (раствор азотно-кислой ртути или фенолфталеина) изменять окраску в результате воздействия сжиженного аммиака. Применяется для испытания замкнутых сварных сосудов на плотность.

Методика процесса состоит в оклеивании сварного шва снаружи полосками бумаги, пропитанными 5% раствором азотно-кислого серебра. В контрольный сосуд нагнетается сжатый воздух с содержанием 1% аммиака. Пары аммиака проходят сквозь неплотности шва, реагируют с азотно-кислой ртутью, вызывая окрашивание бумаги в серебристо-черный цвет напротив расположения дефекта. Если в качестве индикатора используется раствор фенолфталеина, окраска бумаги будет ярко-красной.

Характер и размеры дефекта зависят от скорости появления следов на бумаге, их размеров и формы.

Время проникновения аммиака сквозь неплотности сварного шва составляет от 10 минут до получаса.

Пневматическим способом

Метод предназначен для проверки плотности сварного шва изделий, работающих под давлением. В замкнутый сосуд небольшого размера, герметизированный заглушкой, до давления, на 10-20% превышающее рабочее, нагнетается сжатый воздух. Изделие погружается в воду. Наличие дефектов сварного шва определяется по пузырькам воздуха, выходящим через неплотности.

Крупногабаритные предметы герметизируют, швы промазывают мыльным раствором. В испытуемую конструкцию под давлением, превышающим рабочее на 10-20%, подается газ. Признаком дефекта является появление пузырей на шве, смоченном мыльным раствором.

Проверка крупных сосудов и газопроводов проводится на падение давления. Ввиду большой протяженности швы не обмыливают. Наличие дефектов определяется по падению давления за период 24 часа.

Испытание под давлением не допускает обстукивания сварных швов. Проверка проводится в изолированном помещении. Проведение контроля крупногабаритных изделий требует соблюдения осторожности.

Гидравлическим

В зависимости от типа конструкции существует 3 вида гидравлических испытаний:

• гидравлического давления (гидравлические системы, трубопроводы);
• налив воды (цистерны, баки, резервуары);
• полив струей воды с одной стороны (изделия большой протяженности).

1. Способ гидравлического давления. Проверяемый объект герметизируется и заполняется под давлением рабочей жидкостью или водой. Вид жидкости, ее давление и время испытания зависят от назначения контрольного образца. Цифра пробного испытательного давления указывается в проекте. Для трубопроводов составляет 1.25 и более значения рабочего давления. Пробный контроль проводится при температуре воздуха выше нуля. Результат считается удовлетворительным, если на сварном шве отсутствует запотевание и не обнаружена течь, а манометрическое давление не упало.
2. Контроль наливом. Изделия до заданного уровня заполняется водой. При температуре воздуха выше 0° С, воды – выше 5° С, время выдержки – до 24 часов. Требуется постоянное наблюдение за понижением уровня воды и состоянием сварных швов. Шов, находящийся сверху, при обнаружении дефектов освобождается от воды, дефекты устраняются, вода доливается с целью испытания вновь заваренного участка шва. Операции повторяются до полного устранения всех дефектов.
3. Полив струей воды. Испытание проводится струей воды из брандспойта с выходным отверстием от 15 мм. Скорость движения струи, направляемой вдоль шва, 1 м/мин. Давление воды в шланге – не менее 1 атм. Расстояние от наконечника брандспойта до поверхности изделия – до 2 м. Поверхность стороны исследуемого образца, обратная от поливаемой водой, должна быть сухой. Ее осмотр выполняется одновременно с поливом. Дефектные места проявляются возникновением течи, появлением капель воды, запотеванием поверхности сварного шва или околошовной зоны.

Вакуумом

Способ заключается в изоляции испытуемого изделия от внешней атмосферы путем откачки воздуха и проверки вакуума. При наличии в сварных швах дефектов вакуум будет нарушаться.

Метод подходит для контроля герметичности швов, к которым имеется доступ лишь с одной стороны – днищ вертикальных резервуаров, газгольдеров, гидроизоляционных ящиков, кровель цилиндрических нефтерезервуаров. Проверка осуществляется вакуум-прибором.

Камера устройства устанавливается на стык шва, обмазанный индикатором – мыльным раствором – и включается насос. Под воздействием атмосферного давления воздух проходит сквозь неплотности сварного соединения, и в местах дефектов возникают мыльные пузыри, которые можно наблюдать через стекло камеры. В условиях низких температур к пенному индикатору добавляется хлористый натрий (поваренная соль) или хлористый кальций.

Как проверить сварочный шов на герметичность

Объекты, предназначенные для транспортировки или хранения жидких и газообразных веществ, должны подвергаться контролю герметичности сварных соединений. Проверка непроницаемости проводится работниками ОТК предприятия. Периодический контроль во время эксплуатации выполняет владелец в сроки, определяемые нормативными документами.

Суть контроля герметичности сварных соединений

Проверка герметичности ― это метод неразрушающего контроля, основанный на способности газов или жидкостей просачиваться сквозь мельчайшие отверстия. После его проведения визуально оценивают или измеряют массу просочившейся через изъяны сварного соединения рабочей среды. Полученный результат сравнивают с допустимыми значениями, указанными в нормативных документах. При назначении периодичности проверки непроницаемости и способа выполнения учитывают:

• физико-химические свойства рабочей среды;
• величину давления;
• температуру окружающей среды;
• условия эксплуатации.

Способы проверки сварных швов на герметичность

Перед контролем на непроницаемость сварочный шов должен быть подготовлен. Поверхность очищают от шлака и окалины при необходимости протравливают. Если при осмотре не выявлены крупные дефекты, выбирают приемлемый способ проверки герметичности.

Гидравлическое испытание

В зависимости от назначения и размеров объекта для проверки сварных швов на герметичность выбирают один из 3 вариантов:

1. Трубопроводы и сосуды, работающие под давлением, герметизируют, через штуцер закачивают воду, создавая давление выше рабочего на 25 — 50%. Испытание проводят в течение 10 — 15 минут при плюсовой температуре. О результате судят по протеканиям, запотеванию, величине падения давления.
2. Резервуары и цистерны для хранения жидкостей на сутки заполняют водой с температурой не меньше 5⁰ Степень герметичности определяют по понижению уровня. После устранения дефектов проверку повторяют.
3. У объектов большой протяженности стыки на герметичность проверяют струей воды, направляемой по швам под давлением от 1 атм. Брандспойт держат на расстоянии не больше 2 метров от поверхности. Дефекты проявляются с обратной стороны в виде протечек, водяных капелек, запотевания швов.

Пневматическое испытание

Небольшие, герметично закрытые емкости, заполняют сжатым воздухом под давлением на 10 — 20% больше рабочего. После погружения в воду места неплотностей выявляют по пузырькам. У объектов большого размера сварные швы обмазывают мыльным раствором. После подачи внутрь сжатого воздуха дефекты обнаруживают по вздувшимся пузырям. При проверке на герметичность сварных швов газопроводов и резервуаров большой емкости, у которых много соединений, мыльную пену не наносят. О степени непроницаемости судят по величине падения давления сжатого воздуха в течение суток.

Проверка керосином

Этим способом выявляют дефекты размером от 0,1 мм в металле толщиной до 16 мм у объектов без давления. Чтобы начать проверять сварочный шов на герметичность, поверхность окрашивают разведенным в воде мелом или каолином. После просушки с обратной стороны 2 — 3 раза наносят керосин. Величину изъянов определяют по размерам жирных пятен желтого цвета, выступивших на окрашенной поверхности. Длительность проведения испытания 12 часов, если температура воздуха плюсовая, ниже 0⁰C ― 26 часов.

Проверка аммиаком

В основу метода заложено свойство химических индикаторов (нитрата ртути или фенолфталеина) изменять цвет при контакте с аммиаком. Метод применяют для проверки непроницаемости сварных швов на замкнутых сосудах.

Перед началом испытания подготавливают бумажные полоски или отрезки медицинского бинта пропитанные 5% раствором нитрата ртути. Их накладывают поверх сварных соединений, сосуд заполняют сжатым воздухом, в который добавлен аммиак до концентрации 1%. При прохождении его паров через изъяны окраска индикатора в этих местах становится серебристо-черной. Когда для пропитки берут фенолфталеин бумага над дефектами меняет цвет на ярко-красный. Вид и величину неплотностей определяют по размеру, форме, скорости проявления окрашенных пятен.

В зависимости от толщины металла испытание проводят в течение 10 — 30 минут.

Испытание вакуумом

Проверку сварных швов с односторонним доступом проводят вакуумным прибором. Швы предварительно покрывают мыльным раствором. Затем закрепляют камеру, после включения насоса внутри образуется вакуум. Наружный воздух за счет атмосферного давления проходит через изъяны, создавая вздутия. За образованием мыльных пузырей следят через прозрачное окно прибора. В раствор добавляют поваренную соль, если испытания проводят при минусовой температуре.

При проверке герметичности под давлением нельзя обстукивать швы. Для проведения испытаний должно быть выделено изолированное помещение с хорошей вентиляцией. Контроль крупных объектов выполняют, соблюдая осторожность.

Испытания сварных швов на непроницаемость

Испытание керосином применяют для контроля свар­ных швов емкостей, работающих без избыточного дав­ления. Сварной шов с внешней стороны покрывают вод­ным раствором мела. После высыхания покрытия шов с внутренней стороны смачивают керосином. При наличии даже мельчайших пор, трещин или неплотностей керо­син просачивается через них, и на покрытой мелом по­верхности появляются темные пятна. Время выдержки (0,5—1 ч) зависит от толщины металла и температуры воздуха. Для ответственных швов время выдержки со­ставляет 12—24 ч.

Испытание сжатым воздухом производят нагнетани­ем в испытываемый резервуар сжатого воздуха до давле­ния, указанного в технических условиях на изготовление резервуара. Швы покрывают мыльной эмульсией и по мыльным пузырям определяют наличие в них дефектов.

Если габариты позволяют погрузить испытываемый ре­зервуар в ванну с водой, то дефекты определяются по пу­зырькам воздуха. Трубопроводы и большие резервуары испытывают сжатым воздухом на потерю давления за вре­мя, установленное техническими условиями.

Вакуум-аппарат применяют при контроле сварных швов, имеющих односторонний доступ, когда невозможно исполь­зовать керосин, воздух или воду. Аппарат состоит из каме­ры с вакуумметром и насоса. Контролируемый сварной шов покрывают мыльной эмульсией, на нее устанавливают ка­меру и включают насос, который создает вакуум в камере. Для герметичности камера имеет в торце мягкую резино­вую прокладку. Если шов имеет дефекты (поры, трещины, неплотности), то образуются мыльные пузыри, которые наблюдаются через стекло камеры.

Испытание аммиаком производят путем нагнетания в испытываемый резервуар воздуха до рабочего давления или давления, указанного в технических условиях на изготов­ление изделия. Затем добавляют 1% аммиака от объема воздуха в резервуаре при нормальном давлении. Контро­лируемые сварные швы обертывают бумагой, пропитанной 5%-ным водным раствором азотнокислой ртути. При на­личии неплотности (поры, трещины и др.) аммиак прохо­дит через них и, взаимодействуя с азотнокислой ртутью, дает на бумаге черные пятна.

Гидравлическое испытание производят с целью провер­ки не только плотности швов, но и их прочности. Такому испытанию подвергают сварные трубопроводы, сосуды и резервуары для газа или жидкости, работающие под давле­нием. Для этой цели все отверстия изделия плотно закры­вают заглушками и заполняют его водой. С помощью гид­равлического пресса создают давление, в 1,5 раза превы­шающее рабочее давление изделия, и выдерживают в тече­ние времени, указанного в технических условиях на изго —

гивление изделия. Затем снижают давление до рабочего зна­чения и проверяют наличие потения и пропусков воды в швах. При этом производят обстукивание изделия молот­ком на расстоянии 20 мм от сварного шва. Вертикальные цилиндрические резервуары обстукивать при испытании водой не разрешается.

Для контроля сварных соединений магистральных тру­бопроводов используют передвижную лабораторию PMJ12B, смонтированную на автомашине. Оборудование состоит из оентгеновской установки, позволяющей просвечивать сты­ки трубопроводов диаметром 720—1420 мм, гамма-дефек­тоскопа и установки для магнитографического контроля. За смену лаборатория проверяет при гамма-просвечивании 6 стыков, при рентгеновском — 12; при магнитографиче­ском контроле — до 20.

Как осуществляется контроль качества сварки швов и сварных соединений

Даже начинающий мастер понимает, что от качества сварного шва зависит дальнейшее функционирование изготовленной конструкции. Любой дефект потенциально становится причиной снижения прочности. В самый ответственный момент может произойти разрушение соединения. И даже если это не произойдет, то отсутствие герметичности шва сделает эксплуатацию таких конструкций, как трубопроводы, сосуды и прочих систем, где присутствует высокое давление, невозможной.

Контроль сварных швов – это обязательная процедура, которая должна выполняться по завершению работ. Только после него можно установить дефекты и вовремя их исправить.

Необходимо понимать, что полагаться исключительно на визуальный осмотр нельзя. Невооруженным глазом возможно обнаружить лишь крупные дефекты: непровары, трещины, поры или подрезы. Но это далеко не все недоработки, возникающие даже у опытных сварщиков. К примеру, микроскопические трещины, особенно если они образовались в глубине шва, придется определять другими методами. Нередко приходится прибегать к использованию специальных средств или приборов.

Существует несколько способов реализовать контроль качества сварных швов, отличающихся по методике проведения, техническому оснащению, а также эффективности. Все эти способы условно подразделяются на разрушающие и неразрушающие.

Разрушающие способы оценки качества подразумевают воздействия нагрузок критического значения. Естественно, это негативно сказывается на конструктивных свойствах деталей, именно поэтому неразрушающие способы считаются наиболее популярными. К ним можно отнести следующие мероприятия:

• визуальный осмотр;
• радиационная дефектоскопия;
• ультразвуковая дефектоскопия;
• магнитная дефектоскопия;
• капиллярная дефектоскопия;
• пневматический и гидравлический способ проверки швов на проницаемость

Визуальный осмотр

Любое соединение изначально оценивается визуально. Зачастую обычного наблюдения достаточно, чтобы выявить внешние и некоторые внутренние дефекты. К примеру, изменения габаритов шва по высоте и ширине говорят о том, что в процессе сварки происходил обрыв дуги. Он, как правило, становится причиной непроваров.

Перед осмотром шов необходимо очистить от образовавшегося шлака или брызг. При необходимости детального рассмотрения зону сварки обрабатывают спиртом и 10% раствором азотной кислоты. В результате такой обработки поверхность становится матовой, и на ней отчетливо видны трещины или поры. Закончив осмотр, следует остатки кислоты удалить спиртом, иначе она будет разъедать металл.

Визуальный контроль предусмотрен для выявления неправильной геометрии швов, трещин, пор, наплывов и непроваров. Из дополнительных средств оснащения применяется лампы освещения и лупа. При помощи этих инструментов распознается пережог и подрез. Помимо этого, можно отследить поведение трещины при эксплуатации. Точный измерительный прибор, позволяющий зафиксировать мелкие элементы – штангенциркуль. Но и обыкновенная линейка тоже бывает полезной. Некоторые дефекты обнаруживаются при помощи специальных шаблонов.

Капиллярная дефектоскопия

В основе данного принципа лежит такое явление, как затягивание жидкости в тонкие трубки, благодаря действию сил поверхностного натяжения. Интенсивность наполнения капилляра зависит от его диаметра и смачиваемости материала. Чем больше смачиваемость и тоньше трубка капилляра, тем быстрее и глубже затягивается жидкость.

После проникновения жидкости в капилляр все изъяны обнаруживают себя. Специальные вещества для осуществления капиллярной дефектоскопии, называются пенетрантами. Они характерны своей цветовой контрастностью, а также малыми возникающими силами поверхностного натяжения. Полости дефектов наполняются пенетрантами и становятся легкоразличимыми.

В настоящее время разработано несколько десятков рецептур пенетрантов, и все они обладают различными свойствами. Некоторые из них изготавливаются на водной основе, а также на основе керосина, бензола или скипидара. Органические жидкости наиболее приемлемы, так как они повышают чувствительность средства к самым мелким дефектам. Частным случаем капиллярного исследования является люминесцентная дефектоскопия. При таком методе исследования в рецептуре пенетрантов включены люминесцирующие вещества. Исследуемую поверхность облучают ультрафиолетовыми лучами, после чего вещество, проникшее в трещину или пору, начинает светиться.

Все вещества для капиллярной дефектоскопии разделяют по чувствительности. Высшей степенью считается первый класс чувствительности. Вещества 1 класса проникают в капилляры, диаметр которых составляет 0,1 мкм. Существует и верхнее предельное значение, при котором еще наблюдается затягивание жидкости в капилляр. Оно примерно равняется 0,5 мм. Еще одно требование, предъявляемое к капилляру – его длина должна быть в десятки раз больше диаметра.

Обычно пенетарнты выпускают в виде аэрозоля. При такой форме выпуска его удобно наносить на поверхность. Но в комплект средств для дефектоскопии включается еще очиститель (для предварительной обработки), а также проявитель (для формирования окончательного рисунка). Применение пенетрантов имеет свои достоинства и недостатки.

• К положительным моментам можно отнести низкую себестоимость процесса, элементарность технологии, производительность, широкий спектр исследуемых конструкций.
• Недостатки сводятся к необходимости тщательной очистки шва, возможности проверки только поверхностных дефектов, а также невозможности применения метода для капилляров с диаметром более 0,5 мм.

Контроль качества сварочных швов с помощью керосина следовало бы отнести к проверке на проницаемость, однако этот метод все же основан на капиллярных явлениях. Он считается наиболее простым и доступным в материальном плане. Керосин обладает высокой текучестью и способен проникать в самые мелкие трещины. Забегая вперед, можно отметить, что капиллярный метод с использованием керосина настолько же эффективен, как и гидравлический метод под давлением 3-4 кгс/мм 2 . Недаром в состав некоторых пенетрантов входит керосин.

Алгоритм проверки сварного шва сводится к нескольким несложным действиям. Шов с двух сторон очищается от грязи, окалины и шлака. Одна из сторон выбирается для наблюдения и покрывается водным раствором мела (на 1 литр воды берется 400 г порошка). Для увеличения скорости высыхания суспензии можно шов просушить потоком горячего воздуха. Обратная сторона поверхности обильно смачивается керосином. Необходимо процедуру смачивания повторить 2-3 раза с интервалом в 15-30 минут.

Количество повторений и интервал зависят от толщины металла. Смачивание проводится любым доступным способом (ветошью, кистью, краскопультом). Протечка керосина станет заметной на стороне, покрытой меловой суспензией. Со временем появятся темные точки или полосы. Необходимо сразу после их появления зафиксировать места дефектов, иначе керосиновые пятна расплывутся, и трудно будет определить локализацию трещины, свища или поры.

Испытание может занять несколько часов. Чем выше температура окружающей среды, тем меньшей вязкостью обладает керосин. Следовательно, при повышенной температуре процесс оценки качества шва пройдет быстрее. Керосин преимущественно используют при проверке стыковых соединений. Швы, выполненные внахлест, подобным образом проверить гораздо проблематичнее.

Во время изготовления или ремонта различных емкостей, трубопроводных систем, пневматических систем к сварному шву предъявляются не только требования прочности, но и герметичности. Проверка на проницаемость может осуществляться разными способами, среди которых выделяют гидравлические и пневматические. Основная цель такой проверки – установить наличие сквозных пор, через которые впоследствии жидкость или газ будут выходить из резервуара.

В качестве вещества для испытаний применяется воздух, азот, вода или масло. Обычно нормального давления бывает недостаточно, поэтому создают избыточное давление, чтобы картина дефектов была более наглядной. При использовании пневматического способа исследуемая емкость наполняется газом (воздухом, инертным газом, азотом). Газ доводится до давления, превышающего рабочее в полтора раза. Чтобы визуально наблюдать утечку, наружную поверхность шва смачивают мыльным раствором. При наличии дефекта будут образовываться пузырьки. Если испытания проводятся при отрицательной температуре, мыльный раствор наводят на спирту.

Во время испытания необходимо следить за давлением и не превышать определенной нормы. Обычно в резервуар монтируют манометр и перепускной предохранительный клапан. Малогабаритные резервуары наполняют воздухом и погружают в воду, не смазывая мыльным раствором. Вышедший воздух в воде будет образовывать пузырьки.

К пневматическому способу контроля на проницаемость относится проверка аммиаком. Шов покрывается марлей или бинтом, пропитанным фенолфталеином. С обратной стороны шва подается смесь из аммиака и воздуха. Если аммиак проходит сквозь шов насквозь, то бинт окрашивается в красный цвет. Этот способ считается достоверным.

Самый примитивный способ пневматического контроля связан с обдувом шва воздухом. Обратную сторону соединения необходимо предварительно смазать мыльным раствором.

Для реализации гидравлического контроля полость заполняют жидкостью, обычно маслом или водой. Здесь также подразумевается проведение испытаний под давлением, превышающим рабочее значение на 50-100%. Чтобы выявить протечки достаточно выдержать емкость в таком состоянии около 10 минут. Параллельно с этим шов и околошовная зона обстукивается равномерно молотком. Если нет возможности создать избыточное давление, то емкость с жидкостью следует выдержать не менее двух часов.

Магнитная

В технологии проведения магнитной дефектоскопии применяется воздействие магнитного поля на ферромагнетики. Специальный прибор является источником магнитного поля. Линии магнитной индукции при прохождении через металл с дефектом искривляются. Остается лишь только обнаружить эти изменения.

Индикатором служит ферромагнитный порошок, который в сухом или растворенном в воде виде наносится на поверхность. В местах образования трещин происходит скопление этого порошка. Более наглядная визуализация дефектов возможно при использовании специальной ферромагнитной ленты. Она накладывается на поверхность, а затем просматривается через прибор.

Минусом данной технологии является избирательность метода к материалу поверхностей. Например, детали из никеля, хрома, алюминия или меди проверить невозможно.

Ультразвуковая

Ультразвуковая волна обладает проникающей способностью и может отражаться от границы раздела сред, в которых звук по-разному распространяется. Это свойство лежит в основе данного метода. Устройство состоит из источника и приемника ультразвуковой волны. Если внутри металла нет дефектов, то рассчитывается скорость прохождения звука сквозь деталь в прямом и обратном направлении. При наличии трещин или пор отразившаяся от нижней грани волна придет с искажением. Существует специальная классификация полученных картин, позволяющая различать разные виды дефектов.

Ультразвуковая дефектоскопия по своей популярности и применимости превосходит магнитную и радиационную. В качестве недостатка выделяется сложная система раскодирования сигнала. Для проведения исследования требуется особая квалификация мастера. Ограничение на применение описанного метода связано с крупнозернистой структурой металлов. Не подлежат исследованию аустенитные стали и чугун.

Радиационная

Радиационная дефектоскопия по своему принципу напоминает рентгеновское обследование. Выделившиеся в процессе ядерной реакции гамма-лучи обладают высокой проникающей способностью. Проходя через материал, излучение попадает на фотопластинку. После ее проявления под микроскопом можно исследовать картину распределения дефекта в металле.

Интересующий вопрос о вредности гамма-излучения остается актуальным. Несмотря на предусмотренные средства защиты, организм человека получает повышенную долю облучения. Если добавить дороговизну оборудования, станет ясно, что данный способ не является приоритетным.

Контроль качества сварных швов и соединений

Контроль сварных швов условно можно разделить на 2 этапа – до проведения сварочных работ (предупреждающий образование дефектов) и в процессе эксплуатации металлоконструкций (выявляющий уже имеющиеся дефекты).

Попробуем рассмотреть более детально каждый из этих этапов.

Контроль, предупреждающий образование дефектов сварки.

В нем учитываются и контролируются следующие параметры:

Подготовка сварки, контролируются:

• Состояние и свойства рабочей поверхности
• Сварочное оборудование и расходные материалы (электроды, флюсы, присадки и пр.)
• Квалификация специалистов
• Качество и свойства свариваемых и сварочных материалов
• Порядок наложения швов и дальнейшая зачистка швов

Все сварочные работы регламентируются НД. Сборку под сварку и разделку швов осуществляют по стандартам и техническим условиям.

После проведения всех работ и начала использования металлоконструкций появляется необходимость в выявлении дефектов, возникающих в процессе эксплуатации.

И тут мы переходим к тому, каким образом стоит контролировать и выявлять имеющиеся дефекты.

Способы контроля качества сварных швов и соединений

Внешний контроль

Самый простой, наименее затратный, но при этом позволяющий обнаружить только самые значительные дефекты способ – внешний. Внешний контроль швов включает в себя не только визуальный осмотр, но также обмер сварных швов, замеры кромок и прочие процедуры.

Внешний осмотр и обмеры швов — наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Всякий контроль сварных соединений начинается с внешнего осмотра, с помощью которого можно выявить не только наружные дефекты, но и некоторые внутренние. Например, разная высота и ширина шва и неравномерность складок свидетельствуют о частых обрывах дуги, следствием которых являются непровары.

Перед осмотром швы тщательного очищаются от шлака, окалины и брызг металла. Более тщательная очистка в виде обработки шва (промывкой спиртом и травлением 10%-ным раствором азотной кислоты) придает шву матовую поверхность, на которой легче заметить мелкие трещины и поры.

Обмеры швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое — увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения готового шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом — измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры швов контролируют обычно измерительными инструментами или специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более достоверными способами.

После проведения визуального контроля швы могут контролироваться металлографическими исследованиями, химическим анализом, механическими испытаниями, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука.

Металлографические исследования (разрушающий контроль)

Заключаются в следующем: высверливается отверстие, проходящее через шов и основной металл. Поверхность отверстия протравливают 10%-ным водным раствором двойной соли хлорной меди и аммония в течение 1-3 мин. Осадок меди удаляют водой. Протравленную поверхность осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы. При этом выявляют качество провара и наличие внутренних дефектов. Для ответственных сварных конструкций производят более полные металлографические исследования макро — и микрошлифов из специально сваренных контрольных пластин или из пластин, вырезанных из сварных соединений.

Химическим анализом определяют состав основного и наплавленного металлов и электродов, а также их соответствие установленным техническим условиям на изготовление сварного изделия. Методы отбора проб для химического и спектрального анализов описаны в ГОСТ 7122—81.

Механические испытания проводят либо на специально сваренных контрольных образцах, либо на образцах, вырезанных из сварного соединения. С их помощью определяют предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость и угол загиба.

После того как визуальный осмотр завершен, следует его просвечивание. Эта процедура требует использования рентгена или гамма-лучей.
При проверке рентгеном аппарат устанавливают с внутренней стороны металлоконструкции. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью подобного метода происходит выявление трещин в металлоконструкции, непроваров, шлаковых включений и других деформаций, незаметных при внешнем осмотре.

Рентгенографическим способом можно контролировать металлические соединения толщиной не более 6 см.

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений

Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняются до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным ходам — сквозным порам и трещинам. В процессе испытания сварные швы покрываются водным раствором мела с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов. После высушивания окрашенной поверхности с обратной стороны шов обильно смачивают керосином. Неплотности швов выявляют по наличию на меловом покрытии следов проникшего керосина. Появление отдельных пятен указывает на поры и свищи, полос — сквозных трещин и непроваров в шве. Благодаря высокой проникающей способности керосина обнаруживаются дефекты с поперечным размером 0,1 мм и менее.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (раствор фенолфталеина, азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве контролирующего реагента применяется газ аммиак. При испытании на одну сторону шва укладывают бумажную ленту, смоченную 5%-ным раствором индикатора, а с другой стороны шов обрабатывают смесью аммиака с воздухом. Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает индикатор в местах залегания дефектов.

Контроль воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также резервуары, цистерны и т.п. Это испытание проводят с целью проверки общей герметичности сварного изделия. Малогабаритные изделия полностью погружают в ванну с водой, после чего в него подают сжатый воздух под давлением, на 10 — 20% превышающим рабочее. Крупногабаритные конструкции после подачи внутреннего давления по сварным швам покрывают пенным индикатором (обычно раствор мыла). О наличии неплотностей в швах судят по появлению пузырьков воздуха. При испытании сжатым воздухом (газами) следует соблюдать правила безопасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо- и газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Швы с наружной поверхности тщательно просушивают обдувом воздухом. Затем изделие заполняют водой под избыточным давлением, в 1,5 — 2 раза превышающим рабочее, и выдерживают в течение заданного времени. Дефектные места определяют по проявлению течи, капель или увлажнению поверхности швов.

Магнитографический способ проверки качества необходим, чтобы обнаружить поле рассеивания, образующееся там, где есть дефекты. Способ заключается в намагничивании поверхности детали, после чего область полей появляется сверху магнитной ленты, которую прижимают на поверхность швов. Весь процесс проверки металлоконструкции фиксируется с помощью дефектоскопа, а после информация считывается и, таким образом, устанавливается, есть ли на швах дефекты. Подобный метод позволяет выявлять наличие трещин, пор, непроваров, шлаковых включений и других дефектов, возникающих в процессе сварки. Также с помощью магнитографического метода можно определить наличие на поверхности швов поперечных трещин, широких непроваров или округлых пор, однако с поиском дефектов подобного рода данный метод справляется несколько хуже. Использовать его можно только для металлических заготовок, толщина которых не превышает 1.2 см. Ультразвуковой способ проверки качества часто используется для оценки на соответствие ГОСТ стали и изделий из цветного металла.

Ультразвуковой способ заключается в направлении звукового колебаний на поверхность металла и последующего отражения, чтобы выявить возможные дефекты. Для получения ультразвуковой волны используют несколько пьезоэлектрических кварцевых пластин, которые фиксируются в щупе. После колебания ультразвуковой волны, которые отражаются от металла, улавливаются специальным устройством – искателем, который преобразует ультразвуковой луч в заряженный электричеством импульс, переходящий к усилителю, а затем воспроизводящийся с помощью индикатора. Для того чтобы ультразвуковой способ был эффективен, перед тем, как ультразвуковой луч направляют на металл, его поверхность предварительно покрывают автолом или компрессорным маслом.

Химический метод контроля на соответствие ГОСТ заключается в обработке поверхности швов фенолфталеиновым раствором, перед этим поверхность необходимо тщательно зачистить, удалив все шлаки и загрязнения. После нанесения раствора место обработки накрывается тканью, которая пропитывается азотнокислым серебром (раствор 5%). Этот метод позволяет выявить наличие локальных течей: на этих местах серебро приобретет серебристо-черный вид, а фенолфталеин – красный.

Для того чтобы определить, насколько плотность сварного шва соответствует ГОСТ, применяют метод пробы керосином. Благодаря ему можно найти самые маленькие дефекты, размер которых может быть около 0.1 мм. Для выявления дефектов качества швы покрываются каолином или мелом с одной стороны, и смачивается керосином с другой. При наличии проницания в шве, на поверхности каолина или мела появятся жирные пятна желтого цвета. Появляются они не сразу, поэтому проверка на ГОСТ этим методом проводится не менее 4 часов.

Капиллярный контроль

Основан на капиллярной активности жидкостей — их способности втягиваться, проникать в мельчайшие каналы (капилляры), имеющиеся на поверхности материалов, в том числе поры и трещины сварных швов. Чем выше смачиваемость жидкости и чем меньше радиус капилляра, тем больше глубина и скорость проникновения жидкости. С помощью капиллярного контроля можно контролировать материалы любого вида и формы — ферромагнитные и неферромагнитные, цветные и черные металлы и их сплавы, керамику, пластмассы, стекло. В основном, капиллярный метод применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов с открытой полостью. Однако с помощью некоторых материалов (керосина, например) можно с успехом обнаруживать и сквозные дефекты.