24artstroy.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как проверить качество и герметичность сварного шва трубы

Как проверить качество и герметичность сварного шва трубы?

При строительстве протяженных трубопроводов образуется большое количество сварных соединений, от качества которых во многом зависит работоспособность системы. Дефекты сварного шва возникают из-за низкого качества труб, нарушения технологии сварки, недостаточной квалификации работника. Они приводят к ухудшению внешнего вида, снижению прочностных характеристик трубопровода, его долговечности. Могут быть поверхностными и внутренними, для выявления которых требуются специальные методы и оборудование. Чтобы проверить трубу на трещины и другие дефекты без нарушения целостности шва, применяют методы неразрушающего контроля.

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.

Визуальный осмотр.

При правильном выполнении визуальный осмотр часто дает возможность проверить сварной шов и является самым простым и наименее дорогим методом для многих соединений. Однако хорошо выглядящий сварной шов не всегда обеспечивает внутреннее качество, а внутренние разрывы не всегда видны невооруженным глазом. В этом случае, доступны дополнительные методы, в том числе перечисленные ниже.

Обнаружение поверхностных трещин.

Используемый для обнаружения мелких трещин, швов, пористости и других разрывов на поверхности, обнаружение поверхностных трещин обычно применяется с использованием одного из двух методов: инспекция проникающей жидкости или магнитная дефектоскопия.

Рентгенографический и ультразвуковой контроль сварного шва.

Чтобы проверить сварной шов и установить целостность без разрушения сварного элемента, эти два неразрушающих метода испытаний обнаруживают разрывы во внутренней структуре сварного шва.

Качественная сварочная работа требует создания и контроля надежно системы проверки сварки. Необходимо использовать надлежащую технику.

Очень важен опыт инженеров сварщиков, которые осуществляют контроль.

Капиллярный метод

Данный способ контроля использует свойство жидкости затягиваться в очень мелкие капилляры. Быстрота и степень проникновения внутрь материала связана с его смачиваемостью и диаметром капилляров. Больше смачивается сплав и тоньше капилляры – глубже проникает жидкость.

Капиллярный способ контроля качества шва позволяет иметь дело не только с любыми металлами, но и с керамикой, пластмассой, стеклом. Главное его применение связано с проявлением внешних изъянов, которые невозможно или трудно определить невооруженным глазом. Иногда, используя, к примеру, керосин, можно обнаружить сквозные дефекты.

Способ очень простой, работает со времен возникновения потребности проверки сварочных швов. Для него даже разработан специальный ГОСТ 18442-80.

В капиллярном методе контроля качества сварки используют пенетранты – вещества, имеющие малое поверхностное натяжение и сильный цветовой контраст.

Проникая в дефектные зоны, и подсвечивая их, пенетранты визуализируют изъяны сварки. Их делают на основе воды, керосина, масла для трансформаторов и прочих жидкостей.

Наиболее чувствительные пенетранты могут проявить дефекты диаметром от 0,1 микрона. Капиллярный метод контроля качества сварки эффективен для дефектов до 0,5 мм шириной. При больших диаметрах пор или трещин он не работает.

Способ с применением пенетрантов заключается в очистке поверхности, нанесении контрольной жидкости и проявлении изъянов. Очень эффективен способ контроля сварных соединений с помощью керосина.

Несмотря на разнообразные приборы контроля качества сварки, проверку этим способом используют до сих пор. С одной стороны наносят раствор мела, дают время для сушки, затем с другой стороны шов смазывается керосином. Бракованные места проявляются через несколько часов в виде темных пятен.

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.

Читать еще:  Как спаять шов на линолеуме?

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.

Магнитное поле

В основу метода легла технология использования электромагнетизма в промышленности. С помощью специального приспособления вокруг сварочного шва создается магнитное поле, имеющее свой рисунок электромагнитных линий. Если они ровные, то можно смело сказать, что работа выполнена качественно. В случаях наличия дефектов, линия будут иметь явное искажение.

Для визуализации магнитных линий достаточно на поверхность проверяемых деталей насыпать ферримагнитный порошок. В случае искажения магнитного поля он скапливается в том месте, где присутствует дефект. В силу объективных обстоятельств данный метод приемлем только при работе с ферримагнитными металлами. Качество сварки меди, алюминия, стали с большой долей никеля или хрома проверить не получится. Помимо этого, технология является достаточно затратной. Они востребована только в случаях, когда есть необходимость точной проверки соединения особо важных узлов.

Способы контроля качества сварного шва

Существуют разнообразные виды и средства технического контроля, все они имеют свои достоинства и недостатки, особенности и нюансы. Но несмотря на различия все они призваны, чтобы устроить швам испытание на прочность и долговечность. Качество сварных соединений во многом зависит от сварщика и используемых комплектующих, так что итог контроля можно предсказать. Но мы все равно рекомендуем проводить контроль качества, чтобы быть уверенным, что изделия прослужат долго.

Качество сварных соединений можно узнать путем визуального осмотра (пожалуй, самый распространенный метод), ультразвукового, магнитного, капиллярного и радиационного (радиографического) контроля, также осуществляется контроль сварных швов на проницаемость. Есть и другие методы контроля сварных швов, но мы в этой статье перечислим самые распространенные и простые в применении. Рекомендуем выполнять пооперационный контроль качества, т.е. сначала осмотреть шов, затем провести капиллярный контроль и так далее. Впрочем, обо всем по порядку.

Визуальный контроль

Начнем с визуального контроля. Это наиболее простой и быстрый способ узнать качество сварных швов. Вам не понадобятся специальные приборы или жидкости, достаточно вашей внимательности. Тщательно осмотрите сварное соединение: не должно быть видимых дефектов вроде трещин и сколов, шов должен иметь одну ширину и высоту на всех участках. Внешний контроль сварочных швов позволяет также проверить наличие или отсутствие непроваров, наплывов, неравномерных складок шва. Все это дефекты, обнаружив которые можно смело говорить о низком качестве соединения.

Для более эффективного контроля качества сварных швов мы рекомендуем использовать мощную лампу и лупу, также нелишним будет рулетка или линейка, штангенциркуль. С помощью таких простых приспособлений вы сможете замерить размеры дефектов и понять, что с ними делать в дальнейшем.

Конечно, с помощью такого метода вы не сможете выполнить полноценный контроль сварных соединений трубопроводов, сварных соединений газопроводов или иных ответственных конструкций, но визуальный осмотр станет первой операцией, вслед за которой можно применить остальные методы контроля.

Капиллярный контроль

Методы контроля качества сварных соединений включают также испытания сварного шва. Для этого используется капиллярный метод. Его суть крайне проста: для контроля используются специальные жидкости, которые способны проникать в мельчайшие поры и трещинки, называемые капиллярами.

С помощью капиллярного операционного контроля можно проверить качество любого металла, с любым составом и формой. Зачастую такой метод используется, когда нужно узнать наличие скрытых дефектов невидимых для глаз, но нет бюджета, поскольку капиллярный контроль очень прост в применении и не требует наличия дорогостоящего оборудования.

Капиллярная оценка качества сварных соединений выполняется с помощью жидкостей, называемых пенетрантами (от английского слова «penetrant», что значит «проникающая жидкость»). Такие жидкости обладают незначительным поверхностным натяжением, отчего легко проникают в мелкие капилляры и при этом остаются видимы для глаз. По сути, пенетранты заполняют полости и окрашивают дефекты, тем самым делая их видимыми.

Сейчас можно найти множество рецептов приготовления пенетранта, каждый из которых будет обладать своими свойствами и особенностями. Можно приготовить пенетрант на основе воды или любой другой органической жидкости (скипидара, бензола, также сюда относится довольно популярная проверка сварных швов керосином. Такие пенетранты очень эффективны и чувствительны к малейшим дефектам. Они уверенно занимают одну из лидирующих позиций среди методов по контролю качества.

Контроль на герметичность сварных швов

На жидкостях не заканчиваются испытания сварных швов. Их также нужно проверить на герметичность. Метод проверки на герметичность имеет множество названий: течеискание, пузырьковый метод контроля, пневмоиспытание, гидроиспытание и многие другие. Но вне зависимости от названия суть их остается неизменна: обнаружение сквозных дефектов, ухудшающих герметичные показатели сварного соединения.

Проверка сварочных швов на герметичность выполняется с помощью газов (кислорода или азота), различных жидкостей (например, воды). Метод во многом схож с капиллярным, но здесь газ или жидкость дополнительно подаются под большим давлением, под которым они как раз и распределяются в дефектные полости и выходят наружу. У этого метода есть своя классификация. Бывает пневматический и гидравлический контроль, также швы можно проверить вакуумно или с помощью обдува воздухом, это подкатегории пневматического контроля. Но обо всем поговорим подробнее.

Начнем с пневматического метода контроля качества швов. Он подразумевает использование газа или воздуха, который направляется на соединение под давлением. При этом шов смазывается мыльным раствором. Также есть разновидность пневматического контроля, называемая вакуумным контролем, когда с помощью специального оборудования создается искусственный вакуум, в него помещается деталь, а шов также предварительно смачивают мыльным раствором. В местах со сквозными трещинами будут образовываться пузыри, указывающие на местонахождение дефекта.

Читать еще:  В каких случаях применяют многослойный шов?

При приготовлении мыльного раствора используется один кусок мыла на литр воды. Если предстоит работа при низких температурах (на улице зимой), то более половины воды рекомендуется заменить на спирт. Также рекомендуем подключить манометр, с помощью которого вы сможете контролировать показатель давления и сможете заметить, как оно будет падать при обнаружении дефектов. Также нелишним будет использование предохранительного клапана, чтобы соблюсти технику безопасности.

Самая простейшая форма пневматического контроля — погружение детали в воду, без смазывания швов мыльным раствором и использования давления. Если у шва есть дефекты, то они дадут о себе знать, когда небольшие пузырьки воздуха начнут появляться из сварного соединения. Этот способ проверки качества можно назвать полевым, но он достаточно эффективный.

Также есть еще одна разновидность пневматического контроля, называемая контроль качества сварных швов и соединений с помощью аммиака. Аммиак подается вместо газа или воздуха, а швы предварительно покрывают специальной бумажной лентой. Аммиак проходит через шов и если имеются дефекты, то на ленте появляются красные пятна.

Второй тип контроля на герметичность — гидравлический. Здесь давление создают с помощью воды или масла. Это очень интересный метод, поскольку деталь выдерживается в жидкости от 5 до 15 минут (в зависимости от особенностей металла), при этом зона около шва обстукивается молотком, удары должны быть слабыми. Если есть дефекты, то при ударе жидкость начнет вытекать из предполагаемого места с трещиной или другим повреждением.

Магнитный контроль

Магнитный метод контроля заключается в использовании основ электромагнетизма. Контролер или сварщик с помощью специального прибора создает вокруг шва магнитное поле, которое испускает поток так называемых электромагнитных линий. Если они искажаются, значит есть дефекты. Искажения фиксируются магнитопорошковым способом.

При магнитопорошковом на поверхность шва предварительно наносят ферримагнитный порошок, который при искажении электромагнитной линии начинает скапливаться в месте дефекта. Из-за этого магнитный контроль доступен только при работе с ферримагнитными металлами. Алюминий, медь, сталь с большим содержанием хрома и никеля не могут быть подвержены проверке. В целом, это очень эффективный, но неудобный и дорогостоящий метод, так что его применяют только при контроле особо важных узлов.

Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой способ очень интересен. Он основан на свойствах ультразвука. Ультразвуковые волны легко отражаются от краев трещины или скола, поскольку те обладают разными акустическими особенностями. Говоря простыми словами, мы подаем на шов ультразвук, и если на своем пути он сталкивается с дефектом, то искажается и отображается в другом направлении. При этом разные типы дефектов по-разному искажают ультразвуковую волну, так что их можно легко определить.

Контроль качества сварного шва с помощью ультразвуковых аппаратов применяется повсеместно, поскольку это довольно эффективный и при этом недорогой метод. По сравнению с другими методами (например, магнитным или радиационным) не нужно учитывать какие-то особенности металла или приобретать дорогостоящее оборудование. Но есть и недостатки: контроль сварного соединения ультразвуком должен проводить специалист, а не обычный сварщик.

Радиационный контроль

Радиационный контроль сварных соединений (также называемый «радиографический контроль» и «гаммаграфический контроль сварных соединений») представляет собой мини-версию обычного рентгена. Гамма-лучи проникают через металл и на специальной пленке фиксируются все возможные скрытые дефекты. Это самый передовой и дорогостоящий метод контроля качества, он требует современного оборудования и квалификации от контролера или сварщика. Также избыточная работа с таким прибором может оказывать негативное воздействие на здоровье человека.

Недавно появилась цифровая радиография, которая выполняется с помощью компьютера. Здесь вместо пленки используют специальные многоразовые пластины, которые совместимы с любыми источниками радиации. Но в отличие от классического радиационного контроля при цифровом методе изображения сохраняются сразу на компьютер, их можно масштабировать и кадрировать. В будущем разработчики планируют довести этот процесс до автоматизма, чтобы не требовалось присутствие человека.

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.

Читать еще:  Потолочный сварочный шов как варить?

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.

Диагностика сварных швов

Обследование сварных швов

Внешнее обследование сварных швов является наиболее простым и широко распространенным способом диагностики их качества. Этот метод является первой контрольной операцией по приемке сварного узла в готовом элементе или изделии. Этому виду диагностики подвергаются все сварные швы вне зависимости от того, будут их испытывать в дальнейшем или нет. В нашей компании внешним обследованием сварных швов определяют наружные дефекты такие, как: непроваренный металл, наплывы, наружные трещины, поры, подрезы, смещение свариваемых деталей и т.д. Визуальная диагностика может производиться как невооруженным глазом, так и с использованием лупы с 10-ти кратной диоптрией.

Следующий способ диагностики сварных швов, который предлагает компания ЭКК Сектор – это выполнение обмеров сварного соединения, которые позволяют судить о качестве. Например, при недостаточном сечении шва уменьшается прочность соединения, если шов слишком широкий, то это влечет увеличение внутреннего напряжения и деформацию.

Внешнее обследование сварных швов не дает полноценно судить о качестве сварочного соединения. Это лишь позволяет установить внешние дефекты шва и определить сомнительные участки, которые впоследствии можно проверить более точными способами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector