Методы неразрушающего контроля сварных и паяных соединений

При неразрушающих методах контроля, осуществляемых обычно на изделиях, оценивают те или иные физические свойства, лишь косвенно характеризующие качество, прочность или надёжность соединения.

К неразрушающим методам контроля качества сварных и паяных соединений относят: визуальный и измерительный контроль; на непроницаемость (герметичность) конструкций; контроль для обнаружения внутренних дефектов.

Визуальные и измерительные методы контроля сварных и паяных швов - наиболее простые и широко распространённые. Обычно внешним осмотром контролируют все изделия независимо от применения других видов контроля. Внешний осмотр во многих случаях достаточно информативен и является наиболее дешёвым и оперативным методом контроля. Внешним осмотром невооружённым глазом или с помощью лупы выявляют прежде всего дефекты швов в виде трещин, подрезов, пор, свищей, прожогов, наплывов, непроваров в нижней части швов. Для дистанционного визуального контроля поверхностей в труднодоступных местах (например, корень шва трубопровода) используют переносные видеоэндоскопы

Внешним осмотром и обмером сварных и паяных швов не возможно окончательно судить о качестве соединения, так как определяют только внешние дефекты шва и устанавливают участки, которые могут быть проверены другими методами.

Контроль на непроницаемость сварных и паяных швов. Непроницаемость, (герметичность)- одно из требований, предъявляемых к изделиям замкнутого типа (сосудам, трубопроводам и т. п.). Непроницаемость швов контролируют капиллярными, компрессионными и вакуумными методами.

Капиллярные методы контроля основаны на явлении капиллярного проникновения жидкости, обладающей высокой смачивающей способностью, в сквозные дефекты. При контроле на одну поверхность изделия, предварительно очищенную от загрязнений, обильно наносят проникающую жидкость, например керосин, на другую - адсорбирующее покрытие в виде меловой обмазки, содержащей 350-480 г молотого мела (или каолина) в 1 л воды. После определённой выдержки контролируемое соединение осматривают, выявляя сквозные дефекты по жёлтым пятнам керосина на меловой обмазке. Методом керосиновой пробы выявляют сквозные дефекты с эффективным диаметром более 0,1 мм.

Другие капиллярные методы течеискания основаны на использовании пенетрантов - красок (цветной метод) или люминофоров (люминесцентный метод)- Эти методы используют для выявления поверхностных дефектов, например трещин, имеющих раскрытие более 1 мкм, а по протяженности - соизмеримых со средним размером зерна.

Компрессионные методы контроля основаны на создании в испытуемом изделии (замкнутой системе) избыточного давления пробного вещества (жидкости или газа) и регистрации на наружной поверхности изделия мест течи пробного вещества. В зависимости от типа пробного вещества различают жидкостные и газовые методы течеи-скания.

Вакуумный метод используется для контроля сварных (паяных) швов, которые невозможно испытать керосином, воздухом или водой и доступ к которым возможен только с одной стороны. Его широко применяют при проверке сварных швов днищ резервуаров, газгольдеров и других листовых конструкций. Вакуумный метод течеискания основан на регистрации падения вакуума в замкнутом объёме или на фиксации молекул пробного газа, появившихся в этом объёме.

Для обнаружения внутренних дефектов используют в основном радиационные, ультразвуковые и магнитные методы контроля.

Радиационные методы контроля являются надежными и широко распространенными методами. Они основаны на способности рентгеновского и гамма-излучения неодинаково проникать через различные материалы и поглощаться в них в зависимости от толщины, вида материалов и энергии излучения.

Для дефектоскопии металлоконструкций обычно используют у-излучение, проникающая способность которого весьма велика (до 500 мм).

Методы радиационного контроля различают по способу отражения дефектоскопической информации (по виду детектора): радиография -с фиксацией изображения на рентгеновской плёнке; радиоскопия - с наблюдением его на экране видеомонитора; радиометрия - с регистра­цией электрических сигналов с помощью счётчиков.

Ультразвуковой контроль основан на свойстве ультразвуковых волн (частота колебаний 0,5-10 МГц) направленно распространяться в средах и отражаться от границ сред или нарушений сплошности (дефектов), обладающих другим акустическим сопротивлением.

В практике контроля качества сварных соединений используют эхоимпульсный метод.

Он заключается в озвучивании изделия короткими импульсами ультразвука и регистрации сигнала, отражённого от противополож­ной (донной) поверхности изделия. Признаком дефекта является появление эхосигнала (импульса) на экране дефектоскопа и уменьшение сигнала. В некоторых случаях ультразвуковой контроль целесообразно осуществлять теневым методом, при котором признаком дефекта является уменьшение амплитуды сигнала, прошедшего от излучателя к приёмнику. Теневой метод позволяет использовать не импульсное, а непрерывное излучение.

Магнитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных потоков рассеяния, возникающих при наличии различных дефектов в намагниченных изделиях из ферромагнитных материалов. Магнитный поток, распространяясь на изделии и встречая на своём пути дефект, огибает его поскольку магнитная проницаемость дефекта значительно ниже (- в 1000 раз) магнитной проницаемости основного металла. В результате этого часть магнитосиловых линий вытесняется дефектом на поверхность, образуя местный магнитный поток.

В зависимости от способа регистрации магнитного потока рассея­ния магнитные методы контроля подразделяют на магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый и магнитополупроводниковый. Для контроля сварных соединений используют два первых метода. В первом случае потоки рассеяния выявляют с помощью магнит­ного порошка, а во втором - регистрируют на магнитную ленту.

Сущность магнитопорошкового метода заключается в том, что на очищенную от загрязнений, окалины, следов шлака после сварки по­верхность намагниченной детали наносят ферромагнитный порошок в виде суспензии с керосином, маслом, мыльным раствором («мокрый» метод). Под действием магнитных полей рассеяния частицы порошка перемещаются по поверхности детали и скапливаются в виде валиков над дефектами. Форма этих скоплений соответствует очертаниям выявляемых дефектов.

При магнитографическом методе поле рассеяния фиксируется на эластичной магнитной ленте, плотно прижатой к поверхности шва. В дальнейшем полученная информация считывается с ленты специальными устройствами магнитографических дефектоскопов.

Магнитографией наиболее уверенно выявляются плоские дефекты (трещины, непровары, несплавления), когда их вертикальный размер составляет 8-10% толщины сварного шва. При снятой выпуклости шва чувствительность контроля к указанным дефектам достигает 5%. Этим методом значительно хуже выявляются округлые дефекты (поры, шлаковые включения), их разме­ры по высоте должны быть не менее 20% толщины шва.