Методы контроля сварных соединений
Готовые сварные соединения подвергают следующим видам контроля: 1) внешнему осмотру для выявления поверхностных дефектов и обмеру сварных швов; 2) испытаниям на плотность, магнитному контролю, просвечиванию рентгеновскими и гамма-лучами, ультразвуком и др. для выявлений внутренних дефектов. Паяные соединения подвергают внешнему осмотру, испытаниям на плотность, магнитному и ультразвуковому контролю. Вид контроля и относительную протяженность контролируемых швов выбирают в зависимости от назначения и ответственности сварной или паяной конструкции.
На плотность испытывают емкости для хранения жидкостей, сосуды и трубопроводы, работающие при избыточном давлении, путем гидравлического и пневматического нагружения, керосином и с помощью течеискателей.
При гидравлическом испытании емкости наполняют водой, а в сосудах и трубопроводах создают избыточное давление жидкости, превышающее в 1,5—2 раза рабочее давление. В таком состоянии изделие выдерживают в течение 5—10 мин.' Швы осматривают с целью обнаружения течи, капель и отпотеваний.
При пневматическом испытании в сосуды нагнетают сжатый воздух под давлением, которое на 0,01—0,02 МПа превышает атмосферное. Соединение смачивают мыльным раствором или опускают в воду. Наличие неплотности в швах определяют по мыльным пузырькам или пузырькам воздуха.
При испытании с помощью течеискателей внутри сосуда создают вакуум, а снаружи швы обдувают смесью воздуха с гелием. При наличии неплотностей гелий проникает в сосуд, откуда отсасывается в течеискатель со специальной аппаратурой для его обнаружения. По количеству уловленного гелия судят о неплотности сварных и паяных швов.
При испытании керосином швы емкостей с одной стороны смазывают керосином, с другой — мелом. При наличии неплотности на поверхности шва, окрашенной мелом, появляются темные пятна керосина. Благодаря высокой проникающей способности керосина можно обнаружить поры диаметром в несколько микрон.
Магнитный контроль основан на намагничивании сварных или паяных соединений и обнаружении полей магнитного рассеивания на дефектных участках. Изделие намагничивают, замыкая им сердечник электромагнита или помещая его внутрь соленоида. В зависимости от способа обнаружения потоков рассеивания различают методы магнитного порошка, индукционный и магнитографический. При методе магнитного порошка на поверхность соединения наносят порошок железной окалины или его масляную суспензию. Изделие слегка обстукивают для облегчения подвижности частиц порошка. По скоплению порошка обнаруживают дефекты, залегающие на глубине до 6 мм. При индукционном методе магнитный поток в изделии наводят электромагнитом переменного тока. Рассеяние поля обнаруживают с помощью искателя, в катушке которого индуктируется э. д. с, вызывающая оптический или звуковой сигнал на индикаторе. При магнитографическом методе на шов накладывают и прижимают ферромагнитную ленту, на которой фиксируется магнитное изображение шва. Затем это изображение воспроизводится на экране электронно-лучевой трубки.
Рентгеновское просвечивание основано на различном поглощении рентгеновских лучей участками металла с дефектами или без них. Сварные соединения просвечивают с помощью специальных рентгеновских аппаратов. С одной стороны шва 3 на некотором расстоянии от него помещают рентгеновскую трубку 1, с другой (противоположной) стороны к нему плотно прижимают кассету 4 с рентгеновской пленкой (рис. 22, а). При просвечивании рентгеновские лучи 2 проходят через свар- ное соединение и облучают пленку. Для сокращения экспозиции просвечивания в кассету с пленкой закладывают усиливающие экраны. После проявления пленки на ней фиксируют участки повышенного потемнения, которые соответствуют дефектным местам в сварном соединении. Вид и размер дефектов определяют сравнением пленки с эталонными снимками.
Применяемые в промышленности рентгеновские аппараты позволяют просвечивать сварные соединения из стали толщиной 10—200 мм, алюминия до 300 мм, меди до 25 мм. Просвечиванием можно обнаружить большинство внутренних дефектов: крупные трещины, параллельные направлению рентгеновских лучей, не-провары, поры и шлаковые включения. При этом фиксируют дефекты, размеры которых составляют 2% от толщины металла.
Рис. 22. Методы контроля сварных соединений
Просвечивании сварных соединений гамма луча м и источником излучения служат радиоактивные изотопы: кобальт-60, тулий-170, иридий-192 и др. Ампулу с радиоактивным изотопом 5 помещают в свинцовый контейнер 6 (рис. 22, б). Техника просвечивания сварных соединений 8 гамма-лучами 7 подобна технике рентгеновского просвечивания. Этим способом выявляют аналогичные внутренние дефекты по потемнению участков пленки 9, помещенной в кассете 10. Просвечивание гамма-лучами по сравнению с рентгеновским имеет ряд преимуществ. Благодаря портативности аппаратуры его можно применять в любых условиях в цехах, полевых условиях, на бания (рис. 22, в). Ультразвук вводят в изделие отдельными импульсами под углом к поверхности металла. При встрече с поверхностью дефекта возникает отраженная ультразвуковая волна. В перерывах между импульсами щуп является приемником отраженного от дефекта ультразвука. Возникший в нем пьезоэффект преобразуется в электрический заряд. После усиления заряд подается на трубку осциллографа и фиксирует наличие дефекта в соединении в виде пика 14 на его экране.
Промышленные ультразвуковые дефектоскопы позволяют обнаруживать дефекты на глубине 1—2500 мм. Дефекты с минимальной площадью (1—2 мм). Ультразвуковой метод, выявляя наличие дефекта и даже место его расположения, не позволяет установить его вид.