Дефектоскопия сварных швов

В промышленности и других отраслях экономики широко используются методы электродуговой и газовой сварки металлов. При выполнении каждого сварного шва необходимо обеспечить его качество. Однако требования к контролю качества зависят от конкретной области применения. В некоторых отраслях высокие стандарты установлены для дефектоскопии сварных швов, включая:

трубопроводы для воды, нефти и газа
атомную энергетику
сферы машиностроения, авиации, судостроения
мостостроение

Эти требования помогают обеспечить безопасность и надежность конструкций, используемых в этих отраслях, а также улучшают общее качество выпускаемой продукции.
Лаборатория неразрушающего контроля “ТПЭ-АТОМ” в рамках входного контроля осуществляют дефектоскопию сварных соединений. Этот процесс включает визуальное и инструментальное исследование швов с целью обнаружения как внешних, так и внутренних дефектов.

Качество сварных соединений – залог надежной эксплуатации конструкций

Значительная часть металлических конструкций, используемых в строительстве, создается при помощи дуговой, механизированной или автоматизированной сварки. В этих конструкциях присутствуют сварные швы с различными элементами, такими как фермы, балки, колонны и другие детали. С помощью сварки также производится установка трубопроводов для системы отопления, горячего и холодного водоснабжения. Качество сварного соединения напрямую влияет на герметичность трубопроводов под низким, средним и высоким давлением, а также на надежность конструкций и эксплуатационный ресурс зданий.
Для оценки надежности и выявления возможных нарушений в технологии сборки, такой как сварка, специалисты компании «ТПЭ-АТОМ» применяют эффективные методы дефектоскопии с учетом всех нормативных требований и стандартов качества.

Дефекты сварных соединений

При визуальном контроле металлоконструкций с помощью лупы, осветительных приборов и измерительных инструментов, можно обнаружить наиболее распространенные наружные дефекты. Этот основной способ дефектоскопии сварных соединений позволяет выявить различные проблемы, такие как:

непровары и наплывы,
прожоги и поверхностное окисление,
подрезы и свищи,
трещины,
нарушения формы и размеров шва,
незаваренные кратеры

Дефекты в сварных швах могут возникать по разным причинам, таким как использование некачественных расходных материалов, нарушение технологии сварочных работ, использование низкокачественного металла для создания конструкции, неисправности оборудования, неправильный режим сварки или технологические ошибки из-за недостаточной квалификации специалистов.

Дефектоскопия сварных швов с применением неразрушающих методов позволяет выявить скрытые дефекты, которые могут быть причиной возможных разрушений конструкций. При инструментальном обследовании сварных соединений, дополняющем визуальный контроль, специалисты могут обнаружить холодные и горячие трещины, шлаковые включения, вольфрамовые и оксидные включения, а также поры внутренние полости

Дефектоскопия сварных швов – неразрушающий контроль

Дефекты сварного соединения часто не видны невооруженным глазом, но допущение бракованного изделия в эксплуатацию может привести к серьезным последствиям.
Микротрещины и свищи со временем могут увеличиться, что приводит к досрочному износу и потере эксплуатационных характеристик изделия или оборудования. Отсутствие герметичности может привести к утечкам и потере хранимых или транспортируемых жидкостей и газов, в том числе дорогостоящих или вредных для здоровья и жизни людей. Сварной шов низкого качества увеличивает риски возникновения аварий, несчастных случаев и причинения ущерба ценному имуществу.

Таким образом, допуск к эксплуатации изделий и оборудования различных производственных объектов, изготовленных без диагностики качества сварки, недопустим. Для предприятия, владельца или пользователя оборудования выгоднее провести тщательное тестирование сварных швов заранее, чем столкнуться с проблемами и тратить гораздо больше средств на устранение последствий аварий.

Способы дефектоскопии сварных соединений

В современной промышленности существует достаточно широкий арсенал технологий и специального оборудования для проведения дефектоскопических исследований разного уровня точности, для разных типов готовых изделий и различных материалов.

Визуальный и измерительный контроль.
Капиллярный контроль.
Рентгенографический контроль.
Магнитный контроль.
Ультразвуковой контроль.

Диагностические методы разделяют на те, которые повреждают материал, и на те, которые не повреждают его. Первые, как следует из названия, включают механическое воздействие на сварной шов, что может привести к ухудшению характеристик изделия. Эти методы обычно применяют для тестирования больших партий продукции, где проверяется только часть изделий. Результаты тестирования позволяют делать выводы о качестве всей партии и необходимости дополнительных исследований.
Методы диагностики, не повреждающие материал, позволяют оценить состояние сварных швов без ущерба для качества изделия. Визуальный осмотр помогает выявить видимые дефекты, такие как неровности, указывающие на нарушения технологии и снижение прочности соединения, а также скрытые дефекты

Классификация дефектов сварных соединений

Брак, который может возникнуть при сварке металлов, подробно описан в стандарте ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012. Этот документ является основой для маркировки дефектов, принятой в российской практике, и предлагает официальные варианты перевода терминов на английский язык. В соответствии с указанным стандартом разрабатываются отчеты с установленными наименованиями дефектов, используемыми отечественными дефектоскопистами, инженерами и сварщиками. Дефекты классифицируются по общим характеристикам и подразделяются на шесть групп
Трещины и микротрещины. На сварных швах встречаются:
- продольные
- поперечные
- радиальные
- кратерные
- разветвленные
- разрозненные трещины
Полости, поры, усадки. Определены различия внутренних, внешних и сквозных пористостей сваренного металла. Обозначены признаки свищей и раковин различного происхождения, возникающих при работе
Твердые включения. Разделяются на:
- шлаковые
- флюсовые
- оксидные
- инородные металлические вкрапления и скопления
- отдельно учитываются оксидные пленки в металле шва, актуальные для алюминиевых сплавов
Несплавления и непровары
Отклонение формы и размера. Обширный раздел, который описывает подрезы, проплавы
Прочие дефекты сварных соединений

Основные методы неразрушающего контроля

Не существует универсального метода для выявления и регистрации дефектов в сварных соединениях. В различных отраслях промышленности используются комбинированные методы контроля, включающие в себя новейшие разработки в области приборостроения и информационных технологий.
Основной метод неразрушающего контроля заключается во внешнем осмотре с использованием измерительных инструментов. Для этой цели применяются стандартные приборы, такие как рулетка, штангенциркуль и шаблоны. Этот метод является экономически выгодным и позволяет выявить внешние дефекты, такие как наличие шлака, брызг металла, окисленные участки, прожоги, подрезы, остатки флюса и прочее.

Также к этой категории можно отнести визуально-оптический метод контроля. Для проведения таких исследований используются увеличительные стекла или микроскопы. Это позволяет выявить и зафиксировать поверхностные дефекты на сварных соединениях.

Ультразвуковая диагностика или дефектоскопия (УЗД)
Ультразвуковая дефектоскопия (УЗД), или ультразвуковый контроль (УЗК), представляет собой комплекс методов неразрушающего контроля сварных соединений различных материалов с использованием ультразвуковых волн. Для проведения такого контроля применяют ультразвуковой преобразователь с дефектоскопом, которые позволяют выявлять дефекты в сварных швах. Они определяют различия в длине волн отраженного сигнала или импульса, возникающие при взаимодействии с разнородными по плотности материалами или пустотами.
Ультразвуковая дефектоскопия не только обладает аналогичными возможностями по сравнению с рентгеновской диагностикой, использующей гамма-излучение, но и не представляет опасности для персонала и окружающих область контроля. Именно эти преимущества сделали УЗД одним из ведущих методов проведения проверок на предмет дефектов.

Магнитная дефектоскопия
Среди методов неразрушающего контроля сварных соединений особенно выделяется магнитопорошковый метод дефектоскопии (МПД) как широко используемый и эффективный способ.
Основой данного метода является явление искажения или отклонения электромагнитного потока при прохождении через материалы с различной плотностью. Дефекты на поверхности детали визуализируются с использованием цветного ферромагнитного порошка, который может быть нанесен либо сухим, либо в виде суспензии. Намагниченный порошок равномерно распределяется по поверхности сварного шва, после чего через него пропускают электромагнитное поле. Порошок выстраивается в соответствии с направлением передачи электромагнитных волн, отображая их путь своим узором. Таким образом, порошок отображает места с дефектами, обходя области различной плотности материала.
МПД обнаруживает наличие дефектов как на поверхности, так и в глубине материала до 2-3 мм. Среди выявляемых дефектов могут быть: различные включения флюса и шлака, посторонние включения других металлов, несплавления, внутренние поры, каверны с коррозионными повреждениями, пустоты, трещины, микротрещины и другие. Благодаря четкому изображению магнитного поля все дефекты легко обнаруживаются и могут быть зафиксированы с помощью фотографии, что позволяет составить отчет с рекомендациями. Даже микроскопические трещины могут быть обнаружены при помощи этого метода.
Следует учитывать, что МПД применяется исключительно для контроля соединений из ферромагнитных металлов, таких как сталь и железо, и не может использоваться для немагнитных материалов, например, алюминия, медных сплавов, хромоникелевых или хромомарганцевоникелевых сплавов нержавеющей стали.

Капиллярный контроль (цветная дефектоскопия)
Основан на способности текучих жидкостей проникать внутрь поверхностных дефектов (трещин, полостей) под действием капиллярного эффекта, а не под действием силы тяжести. Эти жидкости, используемые для проведения проверки, обычно называют пенетрантами из-за их способности проникать сквозь микротрещины. В настоящее время промышленность производит тестовые смеси с люминофорными флуоресцентными примесями, которые значительно облегчают выявление дефектов. Такие смеси сокращают время для контроля герметичности, позволяют фиксировать результаты и разрабатывать план по устранению выявленных дефектов.

Радиографический контроль сварных швов (РК)
Радиографический контроль (РК или РГК) является одним из методов неразрушающего контроля, который использует рентгеновское или гамма-излучение для выявления дефектов. Этот метод широко применяется в промышленности, особенно в области сварочного производства, где качество соединений имеет большое значение. Радиография также используется в строительстве, при проверке трубопроводов, металлоконструкций и других деталей.

РГК является точным способом контроля качества сварных соединений, так как он способен обнаружить скрытые дефекты внутри материала, такие как трещины, полости, раковины, пустоты и инородные включения, которые могут быть невидимы при визуальном осмотре. Этот метод требует специализированного оборудования, но его затраты оправданы, особенно в случаях, когда другие методы неразрушающего контроля неэффективны. Например, радиографический контроль часто применяется для проверки качества сварных соединений. Принцип работы радиографического контроля заключается в том, что рентгеновские или гамма-лучи, проходя через сварной шов или стык, поглощаются различными материалами в разной степени. Дефекты и области с низкой плотностью материала позволяют лучам проходить легче. На рентгеновской пленке получается изображение, отображающее качество сварки.

Другие способы неразрушающего контроля
Методы неразрушающего контроля (НК) сварных соединений включают в себя не только указанные ранее способы. Промышленные предприятия часто прибегают к более сложным техникам, устанавливая специальные цеховые лаборатории и оборудуя их специализированным диагностическим оборудованием. Особенно это актуально для крупных промышленных предприятий с автономными участками производства. В дополнение к стандартным методам НК, утвержденным в ГОСТах, также применяются следующие методики:

Вихретоковый метод, основанный на анализе взаимодействия электромагнитных полей
Тепловой метод, использующий принцип преобразования инфракрасного излучения в видимый спектр
Методы экспресс-контроля, например TOFD (дифракционно-временной метод)

Такой разнообразный подход позволяет более полно и точно оценить качество сварных соединений и обеспечить их соответствие действующим стандартам и требованиям безопасности.

Методы неразрушающего контроля на практике

Сегодня методы неразрушающего контроля представляют собой эффективные инструменты диагностики, применяемые для оценки технического состояния и соответствия требованиям промышленной безопасности различного оборудования, металлических конструкций, зданий и сооружений. Проведение систематической диагностики с применением методов неразрушающего контроля позволяет выявлять начальные микродефекты задолго до того, как они смогут привести к нежелательным ситуациям, таким как аварии или инциденты, и, следовательно, помогает предотвращать потенциальные материальные убытки, сохраняя репутацию строительных компаний, защищая жизни людей и избегая негативного воздействия на окружающую среду. Это особенно важно для ответственных элементов конструкций промышленных или гражданских объектов, которые не могут быть подвергнуты дальнейшему мониторингу и измерениям.

Как правило, особые требования к прочности сварных соединений возникают в тех случаях, когда это прописано в технической документации по объекту, где указано, что необходимо провести проверку качества швов с экспертной оценкой дефектоскописта. Без такого заключения невозможно заключить акт приемки детали, узла или конструкции. Для заказа такого вида работ руководство объекта обращается в специализированные сертифицированные лаборатории. В зависимости от требований, характера объекта, марки и толщины свариваемых сталей выбирается соответствующий метод исследования. После согласования сторонами плана работ подписывается договор на проведение испытаний.

Современные методы неразрушающего контроля сварных соединений требуют специальной квалификации дефектоскопистов, которые имеют доступ к специализированному оборудованию для диагностики. Топ-менеджмент предприятий осознает, что экономия на проверках качества несостоятельна. Потенциальные последствия катастроф превышают затраты на дефектоскопию, оборудование и профессиональную подготовку персонала. Поэтому значимое значение представляет работа квалифицированных специалистов, строгое соблюдение нормативов, стандартов, строительных норм и внутренних процедур – это основа развития промышленности в современном мире.

Оставьте заявку
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня

Нажимая на кнопку Вы даете согласие
на обработку персональных данных

Оставьте заявку
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня

Нажимая на кнопку Вы даете согласие
на обработку персональных данных

Оставьте заявку
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня

Нажимая на кнопку Вы даете согласие
на обработку персональных данных