Контроль сварных конструкций и основные виды контроля

Важнейшим направлением дальнейшего повышения качества сварных конструкций является развитие и широкое внедрение в производство современных методов контроля.

Качество сварных конструкций характеризуется прочностью, надежностью, отсутствием дефектов в сварном соединении, структурой металла и околошовной зоны, числом и характером исправлений и др.

Тщательный контроль деталей и готовых изделий проводят на всех стадиях производства сварных конструкций.

При контроле основного материала проверяют соответствие применяемого металла чертежу на основании сертификата завода- изготовителя или путем заводского лабораторного испытания; наличие внешних пороков металла: раковин, плен, волосовин, закатов и расслоений.

Сварочные материалы (электроды, сварочную проволоку, флюсы и защитные газы) проверяют на равномерность толщины покрытия и наличия механических повреждений на электродах для ручной сварки, шероховатость поверхности и наличия расслоений и закатов сварочной проволоки, грануляцию и влажность сварочного флюса, содержание вредных примесей в защитных газах.

При изготовлении деталей в заготовительном отделении кроме контроля металлопроката проверяют соблюдение формы и внешнего вида элементов сварных конструкций после заготовительных операций в соответствии с чертежами и техническими условиями; точность размеров, качество разделки кромок, зачистки после газовой резки и пр.; соответствие способов обработки технологическому процессу; правильность нанесения маркировки на детали и соответствие ее чертежу; перенос номера плавки получаемого со склада металла на ответственные детали.

Во время сборки сварочного узла в сборочно-сварочном отделении проверяют соответствие геометрических и основных размеров рабочим чертежам и соблюдение допусков; правильность подготовки металла под наложение сварочных швов — зазоры, разделку кромок и пр.; чистоту металла в месте наложения сварных швов, отсутствие окалины, ржавчины, масла и других загрязнений.

В процессе сварки проверяют выборочно порядок наложения швов в соответствии с технологическим процессом; тщательность зачистки предыдущих слоев перед наложением последующего слоя; соответствие чертежным размерам наложенных швов, марки применяемых электродов и сварочной проволоки; соответствие режимов сварки и квалификации сварщиков, указанных в технологическом процессе.

На заводах тяжелого машиностроения разработана четкая система определенной квалификации сварщика-оператора. Для этих целей проводят периодическую аттестацию и паспортизацию сварщиков. Порядок и сроки паспортизации указаны в специальных правилах. Кроме периодических повторных испытаний, согласно правилам, возможны дополнительные испытания перед сваркой особо ответственных конструкций. Для проверки квалификации сварщиков администрация предприятия организует квалификационную комиссию с участием инспектора Госгортехнадзора. Испытания проводят по теории и практике сварочных процессов. Проверка практической квалификации заключается в умении качественно выполнить сварку соответствующего соединения или изделия. Сваренные образцы подвергают внешнему осмотру и механическим испытаниям.

Особое внимание уделяется контролю сварных соединений. При этом используют методы разрушающего и неразрушающего контроля.

Разрушающие испытания проводят обычно на образцах-свидетелях. Образцы-свидетели сваривают из того же материала и по той же технологии, что и сварное соединение. Согласно ГОСТу, механические испытания соединений и металла шва проводят на растяжение, изгиб, сплющивание и т. п. По характеру нагрузки предусматривают статические, динамические и усталостные испытания.

При неразрушающих испытаниях используют следующие методы контроля сварного соединения: внешний осмотр, ультразвуковые, радиационные, магнитные и электромагнитные, течеискателем, испытание швов керосином и гидравлическим давлением.

Выбор методов контроля обусловливается требованиями технических условий на изготовление сварных конструкций и зависит от степени ответственности данной конструкции при эксплуатации. Кроме того, учитывают глубину и место расположения предполагаемых дефектов, толщину металла и другие факторы. Как правило, метод контроля назначает технолог при разработке технологии и вносит соответствующие указания в технологической карте на изготовление конструкции.

Ниже остановимся на некоторых особенностях неразрушаемых методов контроля, применяемых при изготовлении сварных конструкций на заводах тяжелого машиностроения.

Контроль швов внешним осмотром. При таком контроле сварные швы осматривают по всей их протяженности с двух сторон, за исключением мест, не доступных для осмотра. Сварные швы должны иметь плавные переходы к основному металлу и мелкочашуйчатую поверхность без наплывов или перерывов.

Недопустимы швы, имеющие трещины независимо от вида, направления и размеров, незаваренные кратеры, сквозные прожоги, поры диаметром >2 мм. На 1 м длины допускается не более четырех пор при расстоянии между ними >10 мм, если диаметр поры не превышает <1 мм, и >25 мм при диаметре пор 2 мм.

Обнаруженные при внешнем осмотре наплывы швов удаляют, перерывы и кратеры заваривают, участки швов с трещинами и порами с размерами и количеством выше допускаемой величины выплавляют или вырубают с последующей заваркой.

Подрезы основного металла по глубине допустимы без исправления <0,5 мм при толщине до 10 мм и <1 мм при толщине стали >10 мм. Подрезы большей глубины заваривают тонким швом, который затем зачищают абразивным кругом для обеспечения плавного перехода от наплавленного металла к основному. Швы, в которых при внешнем осмотре были обнаружены дефекты, допускается контролировать засверливанием с последующим травлением вскрытой поверхности. При засверливании швов выявляют границы дефектного участка. После установления границ дефекта на этом участке его удаляют и заваривают вновь. Для засверления сварных швов используют сверло, диаметр которого более ширины шва на 6 мм (по 3 мм на каждую сторону).

Ультразвуковые методы контроля основаны на исследовании процесса распространения упругих колебаний с частотой 0,5— 25 МГц в контролируемых изделиях.

Контроль ультразвуком успешно применяют для выявления дефектов сварных швов больших толщин, в том числе выполненных электрошлаковой сваркой. Этим методом проверяют сварные швы цилиндров высокого давления, рам для горизонтальных прессов и других ответственных деталей.

Сварные соединения деталей, выполненные электрошлаковой сваркой, перед проведением контроля ультразвуком подвергают термической обработке. Для обеспечения надежного аккустического контакта участок, по которому проводят сканирование искательной головки, обрабатывают до 6-го класса шероховатости поверхности. Длину (мм) участка обработки определяют по формуле

1у = (1,266 + 40),

где б — толщина сварного шва, мм.

Аппаратура для ультразвукового контроля сварных соединений включает дефектоскоп, предназначенный для излучения ультразвуковых колебаний, приема и регистрации отраженных сигналов, а также для определения координат дефектов.

Ультразвуковую дефектоскопию широко применяют для контроля качества сварных соединений из низкоуглеродистых и низколегированных сталей толщиной <700 мм. При толщине металла >800 мм ультразвуковая дефектоскопия является наиболее надежным методом контроля. Этот метод во многих случаях является единственно возможным, однако он имеет существенный недостаток — достоверность результатов во многом зависит от квалификации оператора. В промышленности уже применяют стационарные и передвижные установки для ультразвукового контроля с автоматизированной оценкой и выдачей данных контроля в виде документа.

Радиационные методы контроля наиболее распространены среди других видов контроля на заводах тяжелого машиностроения. Существуют следующие радиационные методы: радиографический, радиоскопический и радиометрический.