Неразрушающий контроль сварных соединений. Сущность, характеристика и описание методов контроля

Неразрушающие испытания предназначены для оценки тех или иных физических свойств изделия, характеризующих надежность или прочность соединения. Эти свойства имеют связь с наличием в испытываемом образце дефектов.

Для чего нужен

Методы неразрушающего контроля сварных соединений применяют для обнаружения дефектов на поверхности и в толще проверяемого изделия, а также для определения их пространственного положения, размеров и формы. При этом целостность изделий не нарушается.

По термодинамическому признаку неразрушающие способы дефектоскопии подразделяются на виды:

• связанные с применением передачи энергии;
• использующие движение вещества.

Методы и технологии

Согласно ГОСТ 3242-79, к перечню неразрушающих методов контроля сварных соединений относятся:

• внешний осмотр;
• капиллярный;
• радиационный;
• ультразвуковой;
• магнитный.

К преимуществам неразрушающего контроля относятся:

• проведение испытаний проводится непосредственно на изделиях;
• применяется комплекс методов, выявляющий разные свойства соединения или вещества;
• исследование можно проводить на установке без прекращения ее работы.

Внешний осмотр

Предназначен для обнаружения поверхностных дефектов:

• трещин;
• наплывов;
• непроваров;
• прожогов;
• подрезов.

Также выявляет смещение деталей и несоответствие размеров. Применение оптических приборов позволяет обнаружить дефекты минимального размера.

Перед осмотром выполняется подготовка:

• очистка шва и прилегающих поверхностей от шлака, окалины, металлических брызг;
• при необходимости – травление.

Оценка внешнего вида проводится с использованием специальных эталонов. Геометрические параметры сверяют с помощью шаблонов и измерительных инструментов.

Капиллярный

Суть метода состоит в капиллярной диффузии индикаторной жидкости в полости материала внешней поверхности исследуемой детали с целью выявления дефектов в виде индикаторных следов визуальным способом или с использованием преобразователя.

Способ предназначен для выявления в контрольных образцах поверхностных и сквозных дефектов, определения их ориентации по поверхности и расположения. Для трещин и других протяженных дефектов определяется протяженность.

Капиллярный контроль распространяется на объекты:

• любого размера и формы;
• из черного и цветного металла и их сплавы, пластмассы, керамики, стекла, твердых неферромагнитных материалов.

Условия выявления дефектов сварки капиллярным методом:

• наличие полостей, очищенных от загрязнений и прочих веществ;
• свободный выход на поверхность исследуемого образца;
• глубина распространения, превышающая ширину раскрытия полостей.

Капиллярные методы классифицируют на основные и комбинированные.

Основные способы подразделяются на виды:

• жидкостный;
• проникающих растворов;
• фильтрующих суспензий;
• люминесцентный;
• цветной;
• люминесцентно-цветной;
• яркостный.

Комбинированные способы бывают капиллярно-:

• электростатический;
• электроиндуктивный;
• магнитопорошковый;
• радиационный (излучения и поглощения).

Исследование выполняется с помощью капиллярного дефектоскопа.

Радиационный

Суть метода состоит в способности рентгеновских лучей и гамма-излучения просвечивать непрозрачные предметы и оказывать действие на индикаторы.

Цель:

• выявление внутренних и внешних дефектов;
• достаточно точное определение местоположения дефектов без разрушения образца.

Радиационный контроль в зависимости от способа регистрации выявленных результатов и типа индикатора подразделяется на виды:

• радиографический;
• радиометрический;
• радиоскопический.

Радиографический метод, включающий рентгенографическое и гамма-графическое исследование, имеет наибольшее практическое использование. Способ заключается в фиксации изображения на специальной бумаге (пленке).

Радиоскопический способ (радиационная интроскопия) предполагает получение изображения внутренней структуры исследуемого образца на экране. При радиометрическом методе информация о внутреннем состоянии контрольного предмета поступает в виде регистрируемых электрических сигналов.

Каждый из методов радиационного неразрушающего контроля предполагает использование:

• источника ионизирующего излучения;
• детектора – регистратора информации;
• контролируемого объекта.

Ультразвуковой

Метод основан на использовании явления отражения ультразвуковых волн от линии раздела двух сред, имеющих различные акустические свойства. Ультразвук – это упругие колебания материальной среды, частота которых выше 20 кГц.

Ультразвуковой контроль сварных швов предполагает использование частот в интервале 0.5-5.0 мГц. Для получения ультразвуковых колебаний используют несколько способов, самым распространенным из которых является метод, основанный на пьезоэлектрическом эффекте кристаллов сегнетовой соли или кварца.

Ультразвуковой контроль сварного шва производится с помощью пьезоэлектрического преобразователя. С помощью метода в сварных швах можно обнаружить:

• шлаковые включения;
• поры;
• непровары;
• расслоения;
• трещины.

Ультразвуковой контроль требует высокой квалификации и опыта работы оператора.

Магнитный

Метод заключается в фиксации изменений связи электромагнитного поля с контролируемыми образцом и эталоном. Магнитный контроль предполагает использование электромагнитных явлений постоянного и переменного электрических и магнитных полей, диапазона частот, пределы которых отвечают уравнениям Максвелла.

Различают следующие способы неразрушающего магнитного контроля:

1. Магнитоферрозондовый. Предназначен для выявления внутренних несплошностей, находящихся на глубине до 10 мм от внешней поверхности изделия, и разнонаправленных дефектов.
2. Магнито-порошковый. Цель – обнаружение дефектов на глубине до 2 мм.
3. Магнито-графический. Для исследования дефектов сварных стыковых соединений дуговой газовой сварки и конструкций из ферромагнитного материала. Толщина – менее 25 мм.