Наружный осмотр и проверка размеров шва выявляют внешние дефекты: неровности по ширине и высоте, подрезы, неполномерность, непровар в корме шва (если он доступен для осмотра), трещины, шлаковые включения, крупные поры. С помощью лупы 10—20-кратного увеличения можно заметить мелкие трещины и поры шва.
Место шва, где предполагают наличие трещин, промывают спиртом, затем травят 10%-ным водным растворов азотной кислоты до появления матовой поверхности. Перед травлением поверхность металла зачищают личным напильником и наждачной бумагой. После осмотра через лупу поверхность металла зачищают наждачной бумагой и протирают денатурированным спиртом для удаления остатков кислоты.
Размеры шва (ширину и высоту валика, размеры подварки с обратной стороны и пр.) проверяют соответствующими шаблонами или универсальными измерителями.
Испытание механических свойств наплавленного металла и сварного соединения. Для этого испытания одновременно со сваркой шва сваривают пробные пластины из того же металла, той же толщины и темя же режимами. Из пластин вырезают и изготовляют на станке образцы стандартной формы и размеров, которые подвергают испытаниям в лаборатории с целью определения предела прочности, относительного удлинения, ударной вязкости, твердости. Методы определения механических свойств металла шва и сварного соединения регламентированы ГОСТ 6996—66.
Засверливанне шва применяют для определения непровара корня или кромки в отдельных местах, В проверяемом месте шов засверливают сверлом или конической фрезой (шарошкой), диаметр которых на 3 мм больше ширимы шва. Угол заточки сверла или шарошки равен углу раскрытия кромок шва. Поверхность засверленного места протравливают 10—12%-ным водяным раствором двойной соли хлористой меди и аммония; при этом непровар хорошо заметен. После испытания засверленное место заваривают.
Исследование макро- и микроструктуры. Структура металла, видимая невооруженным глазом на отшлифованной и протравленной 10%-ным водным раствором азотной кислоты поверхности образца, называется макроструктурой. Шлиф делают на образцах, вырезанных из шва или пробных пластин. При этом способе выявляют непровар, шлаковые включения, раковины, поры, трещины, не* сплавление и пр.
Микроструктурой называется строение металла, видимое под микроскопом при увеличении в 100—2000 раз. Поверхность шлифа должна бытъ тщательно отполирована и протравлена 2—4%-ным спиртовым раствором азотной кислоты или другими специальными реактивами. Микроструктура позволяет обнаружить перегрев и пережог металла, наличие окислов по границам зерен, изменение состава металла вследствие выгорания его элементов при сварке, микроскопические трещины, поры и пр.
Иселедование макро- и микроструктуры проводят в лаборатории и по их результатам судят о правильности применяемого режима сварки. Эти испытания позволяют также установить причины дефектов шва и предупредить их появление в процессе сварки.
Гидравлические и пневматические испытания сосудов. Цель пневматических испытаний—проверка плотности шва. Гидравлические испытания, помимо проверки плотности, позволяют проверить прочность сосуда в целом при наибольших нагрузках.
При гидравлическом испытании сосуд наполняют водой и гидравлическим насосом создают в нем давление, превышающее максимальное рабочее давление для данного изделия ". Под пробным давлением сосуд выдерживают 5 мин. Затем давление снижают до рабочего и при этом давлении швы слегка обстукивают на расстоянии 15—20 мм от кромок закругленным молотком весом 1 кг, после чего тщательно осматривают швы. Места, в которых обнаружены при осмотре течь или потение, отмечают мелом и после снятия давления вырубают и заваривают вновь.
* Для сосудов, у которых рабочее давление менее 5 кгс/см2, величина пробного гидравлического давления борется на 50% больше рабочего давления. но не ниже 1 кгс/см2. При рабочем давлении свыше 5 кгс/см2 пробное гидравлическое давление должно на 25% (но не менее чем на 3 кгс/см2) превышать рабочее давление.
Пневматическое испытание производят сжатым воздухом при рабочем давлении сосуда. Плотность швов проверяют обмазыванием их мыльным раствором или погружением в воду, если это позволяют габариты сосуда. В местах неплотностей образуются пузыри. В целях безопасности пневматическое испытание производят только после предварительного гидравлического испытания сосуда.
Плотность шва можно проверить также керосином. Для этого шов с одной стороны обмазывают мелок, разведенным на воде. После высыхания мела шов с обратной стороны смачивают керосином. При наличии неплотностей, пор и трещин керосин просачивается через них и на меловой покраске появляются пятна. Способ применяют при проверке плотности швов резервуаров и сосудов, не работающих под давлением,
Плотность шва можно проверить способом С. Т. Назарова. Для этого шов снаружи оклеивают полосками бумаги, пропитанной 5%-ным раствором азотнокислой ртути, а сосуд испытывают на рабочее давление сжатым воздухом с примесью 1% аммиака. Аммиак проникает через неплотности шва и вызывает потемнение бумаги против дефектного места.
Просвечивание швов позволяет обнаружить внутренние дефекты — трещины, непровары, лори, шлаковые включения. Этим способом проверяют швы ответственных изделий, например сосудов, работающих под давлением. Для просвечивания применяют рентгеновские лучи или излучение радиоактивных зле ментов (гамма-лучи ). • Гамма-лучи испускаются естественными (природными) радиоактивными веществами (радием, мезоторием) и искусственнымir радиоактивными изотопами кобальту цезия, иридия, европия, тулия и других элементов.Эти лучи, не видимые человеческим глазом, способны проникать через толщу металла, действуя на светочувствительную фотопленку, приложенную к шву с обратной стороны. В тех местах шва, где имеется дефект (поры, трещины и др.) поглощение лучей металлом будет меньше, и они окажут более сильное воздействие на чувствительную к лучам эмульсию пленки. Поэтому в данном мосте на пленке после ее проявления будет более темное пятно, соответствующее по размерам и форме имеющемуся дефекту. Снимок шва, сделанный на пленку, носит название рентгенограммы или гаммаграммы шва. Обычно просвечивают от 10 до 25% общей длины шва, согласно нормам, установленным правилами Госгортехнадзора для сосудов, работающих под избыточным давлением свыше 0,7 кгс/см2.
Для просвечивания сварных швов применяют рентгеновские аппараты, состоящие из специального трансформатора с выпрямителем и особой лампы— рентгеновской трубки. При прохождении через электроды трубки выпрямленного тока высокого напряжения (150 000— 180000 в) в трубке возникают рентгеновские лучи.
В качестве источников гамма-лучей используют следующие радиоактивные вещества: при толщине стали I — 15мм —тулий-170, 3—50 мм — иридий-192 и европий-152-154, 5—100 мм — цезий-S37, 20—250 мм — кобальт-60. Небольшое количество радиоактивного вещества помешают в стеклянную ампулу.
Выявляемость дефектов при просвечивании гамма-лучами ниже, чем при просвечивании рентгеновскими лучами, Поэтому гамма-лучи используют только в тех случаях, когда рентгеновские лучи нельзя применять из-за формы изделия, малой доступности шва или большой толщины металл а.
Рентгеновские и гамма-лучи при больших дозах облучения вредны для организма, поэтому рентгенотрубку или ампулу с радиоактивным веществом помещают в свинцовую оболочку. Свинец не пропускает рентгеновские и гамма-лучи н делает процесс просвечивания безопасным для обслуживающего персонала. В свинцовой оболочке делают узкую щель, через которую лучи могут падать на просвечиваемый участок шва. Ампулу с радиоактивным веществом в момент просвечивания временно вынимают из свинцового футляра, в котором она постоянно хранится. Просвечивание швов рентгеновскими и гамма-лучами выполняется специально обученным персона-том. После проявления пленки шов обозначается на ней в виде светлой полосы. Темные точки на светлой полосе шва указывают места расположения пор или шлаковых включении. Непровар или трещина дают на пленке темные линии. Схемы просвечивания сварного шва показаны на рис, 147, 148, ампула с радиоактивным веществом — на рис. 149.
ГОСТ 7512—55 установлены следующие условные обозначения дефектов швов, обнаруживаемых при расшифровке рентгено- и гаммограммы: П — газовые поры; Щ — шлаковые включения; Н — непровары; НС —непровар сплошной; ТП — трещины поперечные, ТР — трещины радиальные, ТПр — трещины продольные,
По характеру распределения дефекты делятся на группы: А — отдельные дефекты; Б —цепочка дефектов- В — скопление дефектов. Например, если на рентгенограмме имеется надпись ПБ-Ы5; ТП-4-1; Ш-0; Н-0; длина снимка 100 мм. то она означает, что на участке шяа длиной 100 мм выявлены: цепочка пор размером 1 мм на протяжении 15 мм; одна поперечная трещина длиной 4 мм; шлаковых включений и непроваров не обнаружено.
Рис. 147. Схема просвечивания шва рентгеновскими лугами
Рис. 148. Схема просвечивания шва трубы гамма-лучами.
Ультразвуковой метод может применяться только для металла толщиной не менее 4 мм. Этим способом можно предварительно определить местонахождение скрытого дефекта, а зятем просветить это место рентгеновским или гамма-лучами для более точного выявления размеров и характера дефекта.
Магнитный метод состоит в покрытии шва стального и чугунного изделия смесью из масла и железного порошка с размером частиц 5—10 мк. Затем изделие намагничивают с помощью постоянного или переменного сварочного тока до 200 а от преобразователи или трансформатора. Ток пропускают по окружающей изделие обмотке из нескольких витков. Под действием магнитного поля частицы железного порошка располагаются гуще около мест, где имеются дефекты; кепровар, включение шлака, трещина и пр. Это объясняется образованием на этих участках местных магнитных полюсов, притягивающих частицы порошка. Магнитным методом можно выявить в стальных изделиях мелкие внутренние трещины и непровары на глубине до 5—6 мм. Дефекты на большей глубине, а также поры и шлаковые включений этим методом не выявляются.
Институтом ВНИИСТ разработал л внедрен магнитографический метод контроля сварных швов стальных трубопроводов. Дефекты шва этим способом отмечаются (фиксируются) на ферромагнитной пленке, подобной звукозаписывающей. Вследствие неоднородности металла шва в дефектном месте магнитная проницаемость его изменяется, соответственно меняется и степень намагничивания пленки в этом месте. Наличие дефекта, например трещины.
Рис. 149 Ампула с радиоактивным веществом.
увеличивает остаточную намагниченность пленки. Если затем пленку пропустить через аппарат для воспроизведения магнитной звукозаписи, а получаемые импульсы передать на осциллограф *, то по величине и форме отклонения луча на экране осциллографа можно судить о величине и характере дефекта шва.
увеличивает остаточную намагниченность пленки. Если затем пленку пропустить через аппарат для воспроизведения магнитной звукозаписи, а получаемые импульсы передать на осциллограф *, то по величине и форме отклонения луча на экране осциллографа можно судить о величине и характере дефекта шва.
Рис 150. Ультразвуковой метод контроля швов.
Магнитографический метод контроля прост и точен, ни можно проверять шиы в различных пространственных положениях, он безопасен для обслуживающего персонала. Этог метод может применяться для стали толщиной не более 12 мм. Им пользуются при контроле стыков трубопроводов, свариваемых в полевых условиях. На рис. 151 дана схема записи контроля при магнитографическом методе, а на рис. 153 —схема устройства для воспроизведения записи, на рис. 153 —характер кривых на экране осциллографа при воспроизведении записи.
Контроль с помощью электронно-оптического преобразователя. Схема электронно-оптического преобразователя показана на рис. 154.
Магнитографический метод контроля прост и точен, ни можно проверять шиы в различных пространственных положениях, он безопасен для обслуживающего персонала. Этог метод может применяться для стали толщиной не более 12 мм. Им пользуются при контроле стыков трубопроводов, свариваемых в полевых условиях. На рис. 151 дана схема записи контроля при магнитографическом методе, а на рис. 153 —схема устройства для воспроизведения записи, на рис. 153 —характер кривых на экране осциллографа при воспроизведении записи.
Контроль с помощью электронно-оптического преобразователя. Схема электронно-оптического преобразователя показана на рис. 154.
Рис. 154. Схема электронно-оптического преобразователя для контроля сварных швов.
Шов просвечивают рентгеновскими лучами, которые пройдя стеклянную стенку вакуумной трубки, вызывают свечение слоя 3 флюоресцирующего вещества, нанесенного на алюминиевый экран 2, на котором возникает изображение шва. Непосредственно па флюоресцентный экран 5 нанесен фотокатод 4, Свечение экрана освобождает электроны фогокатода, число которых в каждой его точке будет пропорционально яркости свечения экрана и интенсивности лучей, прошедших через шов, Освобожденные электроны ускоряются высоким напряжением внешнего источника питания и попадают на анод—флюоресцентный экран 5, вызывая его свечение, яркостью в 1000 раз большей, чем у экрана 3. На экране 5 возникает уменьшенное изображение шва, которое наблюдатель 7 рассматривает через оптическую увеличительную линзу б. Этим методом можно просматривать все сварные швы, выявляя скрытые дефекты.
Способ контроля сварных швов просвечиванием рентгеновскими лучами с применением электронно-оптических преобразователей позволяет в несколько раз ускорить, а также автоматизировать контроль.
Шов просвечивают рентгеновскими лучами, которые пройдя стеклянную стенку вакуумной трубки, вызывают свечение слоя 3 флюоресцирующего вещества, нанесенного на алюминиевый экран 2, на котором возникает изображение шва. Непосредственно па флюоресцентный экран 5 нанесен фотокатод 4, Свечение экрана освобождает электроны фогокатода, число которых в каждой его точке будет пропорционально яркости свечения экрана и интенсивности лучей, прошедших через шов, Освобожденные электроны ускоряются высоким напряжением внешнего источника питания и попадают на анод—флюоресцентный экран 5, вызывая его свечение, яркостью в 1000 раз большей, чем у экрана 3. На экране 5 возникает уменьшенное изображение шва, которое наблюдатель 7 рассматривает через оптическую увеличительную линзу б. Этим методом можно просматривать все сварные швы, выявляя скрытые дефекты.
Способ контроля сварных швов просвечиванием рентгеновскими лучами с применением электронно-оптических преобразователей позволяет в несколько раз ускорить, а также автоматизировать контроль.
Комментариев нет:
Отправить комментарий