Как произвести неразрушающий контроль сварных соединений

Для выявления скрытых дефектов в зоне сплавления сразу после завершения работ применяют ультразвуковую дефектоскопию. Частоты от 2 до 10 МГц позволяют обнаружить трещины глубиной от 0,5 мм с точностью до 1 мм. Используйте преобразователи с углом ввода 45-70° для большинства стальных конструкций.

Рентгенографический анализ дает четкую картину внутренней структуры. Для сталей толщиной 5-50 мм оптимальны напряжения 100-300 кВ. Пленки класса «Т3» фиксируют поры диаметром от 0,3 мм. Обязательно применяйте свинцовые экраны для снижения рассеянного излучения.

Капиллярная диагностика выявляет поверхностные нарушения. Проникающие составы на основе керосина и красителя показывают раскрытия от 0,01 мм. После обработки очистителем наносите белый проявитель – контраст дефектов усилится в 5-7 раз. Проверку проводите при температуре выше +5°С.

Визуально-измерительный контроль: инструменты и порядок проверки

Точность осмотра зависит от качества подготовки поверхности: зачистите зону соединения от окалины, брызг и шлака.

Основные инструменты:

• Лупы с увеличением ×2–×10.
• Линейки с отметками 0,5 мм.
• Щупы для замера зазоров.
• Угловые шаблоны.
• Эндоскопы для труднодоступных участков.

Порядок проведения:

1. Оцените форму соединения на соответствие чертежу.
2. Замерьте ширину, высоту и длину участка.
3. Проверьте отсутствие трещин, пор, подрезов.
4. Зафиксируйте отклонения более 0,5 мм.
5. Документируйте все дефекты с указанием координат.

Для скрытых дефектов используйте источники света под углом 30–45° к поверхности.

Капиллярная дефектоскопия: выявление поверхностных трещин

Для обнаружения мелких дефектов в местах соединений труб используют капиллярную дефектоскопию – способ, основанный на проникновении жидкости в поры и трещины под действием капиллярных сил.

Технология проведения проверки

Перед обработкой поверхность зачищают от окалины, ржавчины и загрязнений. Затем наносят проникающий состав, чаще красного или флуоресцентного цвета, выдерживают 5–20 минут в зависимости от рекомендаций производителя. Излишки удаляют, а место промакивают адсорбентом. После этого накладывают проявитель, который вытягивает жидкость из трещин, окрашивая их в контрастный оттенок.

Критерии оценки

Дефекты шириной от 0,01 мм и глубиной от 0,04 мм фиксируются визуально или с помощью ультрафиолетового излучения (для флуоресцентных растворов). Трещины длиннее 3 мм, расположенные ближе 5 мм друг к другу, считаются критичными и требуют устранения. Подробнее о проверке соединений труб написано в статье неразрушающий контроль сварных соединений.

Составы для проверки:

— Водосмываемые (ПВ-16, ПВ-3К)

>- Постэмульсионные (Керосино-контрастная смесь)

Температурный диапазон применения: от +5°C до +40°C. При работе ниже +5°C используют составы с антифризными добавками.

Ультразвуковой контроль: настройка оборудования и анализ данных

Для точной калибровки прибора используйте эталонные образцы с известными дефектами. Установите частоту преобразователя в диапазоне 2–5 МГц для большинства стальных соединений. Чем выше частота, тем лучше разрешение, но меньше глубина проникновения.

Параметры настройки

Угол ввода: выбирайте 45°–70° для выявления трещин и непроваров. Для пор и включений подходит прямой преобразователь (0°).

Скорость сканирования: не более 150 мм/с при ручном контроле. Автоматизированные системы допускают до 500 мм/с.

Чувствительность: отрегулируйте так, чтобы эталонный отражатель (1,5 мм) давал сигнал 80% от максимальной амплитуды.

Обработка результатов

Фиксируйте все сигналы с амплитудой выше 50% от эталонного. Различайте ложные эхо-сигналы по форме волны: дефекты дают резкие пики, а структурные неоднородности – широкие.

Пример анализа: если время пробега импульса составляет 8 мкс при скорости звука 5900 м/с, дефект расположен на глубине 23,6 мм (расчёт: 5900×8×10⁻⁶/2).

Используйте TOFD-методику для точного определения размеров трещин. Погрешность измерения не превышает 0,5 мм при толщине материала до 50 мм.

Радиографический метод: безопасность и интерпретация снимков

Минимальная толщина просвечиваемого металла для обнаружения дефектов рентгеновским излучением – 0,1 мм. При толщине свыше 100 мм применяют источники гамма-излучения (Иридий-192, Кобальт-60).

• Допустимые уровни излучения: мощность дозы на расстоянии 1 м от источника не должна превышать 0,3 мЗв/ч при использовании Иридий-192.
• Зоны контроля: границы опасной зоны рассчитываются по формуле R=√(3×A×t), где A – активность (Ки), t – время экспозиции (ч).
• Защитные экраны: свинцовые листы толщиной 3 мм снижают интенсивность излучения Иридий-192 в 10 раз.

Оптимальная экспозиция для стальных конструкций толщиной 20-50 мм:

1. Напряжение на рентгеновской трубке: 180-220 кВ.
2. Сила тока: 5-10 мА.
3. Выдержка: 2-5 мин при фокусном расстоянии 700 мм.

Критерии оценки снимков

Дефекты классифицируются по ГОСТ 7512-82:

• Трещины: резкие извилистые линии с разной толщиной.
• Поры: округлые затемнения диаметром от 0,5 мм.
• Непровары: продольные полосы с размытыми краями.

Контрастность изображения должна обеспечивать различие перепадов плотности ≥2%. Для проверки используют эталонные образцы с искусственными дефектами (канавки, отверстия).

Магнитопорошковая дефектоскопия: технология нанесения суспензии

Для выявления несплошностей в металле наносите суспензию равномерным слоем толщиной 0,1–0,3 мм. Используйте магнитный порошок с размером частиц 5–50 мкм, концентрация в жидкости – 10–25 г/л.

Применяйте аэрозольное распыление под давлением 0,2–0,4 МПа для сложных профилей. Для плоских поверхностей подходит окунание или кисть с синтетическим ворсом.

Температура суспензии должна быть 15–30°C. При работе ниже +5°C добавляйте антифризные присадки, но не более 5% от объема.

После нанесения выдерживайте паузу 10–30 секунд перед созданием магнитного поля. Для водных суспензий время сокращается до 5–15 секунд.

Контролируйте вязкость состава: 20–60 с по вискозиметру ВЗ-4. При превышении показателя разбавляйте основу не более чем на 10%.

Остатки порошка удаляйте сухим воздухом под углом 30–45° к поверхности. Давление струи – не выше 0,1 МПа.

Контроль герметичности: методы вакуумирования и течеискания

Для выявления несплошностей в соединениях применяют вакуумный способ и течеискание. Оба варианта подходят для проверки герметичности конструкций, работающих под давлением или в условиях вакуума.

Вакуумирование

Принцип основан на создании разрежения с одной стороны соединения и визуальном наблюдении за проникновением индикаторного вещества. Порядок действий:

1. Очистить поверхность от загрязнений.
2. Нанести мыльный раствор или пенетрант.
3. Установить вакуумную камеру и создать давление 0,05–0,1 МПа.
4. Фиксировать появление пузырей в течение 3–5 минут.

Чувствительность способа – от 10⁻³ Па·м³/с. Подходит для плоских и криволинейных поверхностей.

Течеискание

Используют гелиевые детекторы или галоидные анализаторы. Гелиевый вариант точнее (порог обнаружения до 10⁻¹² Па·м³/с), но требует дорогостоящего оборудования. Галоидные приборы дешевле, но реагируют только на фреоны и хладоны.

Для локального поиска применяют щупы с подачей пробного газа. При массовой проверке герметичности используют камеры с предварительным вакуумированием.

Видео:

Контроль качества сварочных швов. Как выявить дефекты сварных соединений.