Kontrola kvality svarů a spojů

Kontrolu svarů lze podmíněně rozdělit do 2 etap – před svařováním (zabránění vzniku vad) a během provozu kovových konstrukcí (zjištění existujících vad).

Zkusme se na každou z těchto fází podívat podrobněji.

Kontrola zabraňující vzniku svařovacích vad.

Bere v úvahu a řídí následující parametry:

Přípravu svařování řídí:

• Stav a vlastnosti pracovní plochy
• Svařovací zařízení a spotřební materiál (elektrody, tavidla, přísady atd.)
• Kvalifikace specialistů
• Kvalita a vlastnosti svařovaných a svařovacích materiálů
• Pořadí stehů a další čištění švů

Veškeré svářečské práce jsou regulovány ND. Montáž pro svařování a řezání švů se provádí podle norem a specifikací.

Po dokončení všech prací a zahájení používání kovových konstrukcí je potřeba identifikovat závady, které vznikají během provozu.

A zde přejdeme k tomu, jak sledovat a identifikovat existující závady.

Metody kontroly kvality svarů a spojů

Externí ovládání

Nejjednodušší, nejméně nákladná, ale zároveň umožňující odhalit pouze nejvýznamnější vady je externí metoda. Vnější kontrola švů zahrnuje nejen vizuální kontrolu, ale také měření svarů, měření hran a další postupy.

Externí kontrola a měření švů jsou nejjednodušší a nejrozšířenější způsoby kontroly jejich kvality. Jsou to první kontrolní operace pro přejímku hotového svařovaného celku nebo výrobku. Všechny švy jsou podrobeny těmto typům kontroly, bez ohledu na to, jak budou testovány v budoucnu.

Externí kontrola švů odhalí vnější vady: nedostatek svaru, prověšení, podříznutí, vnější praskliny a póry, posunutí svařovaných hran dílů atd. Vizuální kontrola se provádí jak pouhým okem, tak pomocí lupy se zvětšením až 10x.

Jakákoli kontrola svarových spojů začíná vnější kontrolou, s jejíž pomocí je možné identifikovat nejen vnější vady, ale i některé vnitřní. Například různé výšky a šířky švu a nerovnoměrné záhyby naznačují časté lomy oblouku, které mají za následek nedostatek průniku.

Před kontrolou jsou švy důkladně očištěny od strusky, okují a kovových cákanců. Důkladnější čištění v podobě úpravy švu (omytí lihem a leptání 10% roztokem kyseliny dusičné) dává švu matný povrch, na kterém jsou snáze patrné drobné prasklinky a póry.

Měření svarů nám umožňuje posoudit kvalitu svarového spoje: nedostatečný průřez svaru snižuje jeho pevnost, příliš velký průřez zvyšuje vnitřní pnutí a deformace. Rozměry průřezu hotového švu se kontrolují podle jeho parametrů v závislosti na typu spojení. U tupého svaru zkontrolujte jeho šířku, výšku a velikost konvexity na straně kořene švu u rohového svaru, změřte nohu; Měřené parametry musí odpovídat specifikacím nebo GOST. Rozměry švů se obvykle kontrolují pomocí měřicích přístrojů nebo speciálních šablon.

Vnější kontrola a měření svarů neumožňují definitivně posoudit kvalitu svařování. Zjišťují pouze vnější vady švů a umožňují jim identifikovat sporné oblasti, které lze zkontrolovat spolehlivějšími způsoby.

Po vizuální kontrole mohou být švy kontrolovány metalografickým zkoumáním, chemickou analýzou, mechanickým testováním, přenosem rentgenového a gama záření, magnetickými metodami a ultrazvukem.

Metalografické studie (destruktivní zkoušky)

Skládají se z následujícího: přes šev a základní kov je vyvrtán otvor. Povrch otvoru se leptá 10% vodným roztokem podvojné soli chloridu měďnatého a amonia po dobu 1-3 minut. Sraženina mědi se odstraní vodou. Leptaný povrch se kontroluje pouhým okem nebo lupou. Zároveň se odhalí kvalita svaru a přítomnost vnitřních vad. U kritických svařovaných konstrukcí se provádějí kompletnější metalografické studie makro- a mikrořezů ze speciálně svařených kontrolních desek nebo z desek vyříznutých ze svarových spojů.

Chemickým rozborem se zjišťuje složení základních a uložených kovů a elektrod a také jejich soulad se stanovenými technickými podmínkami pro výrobu svařovaného výrobku. Metody odběru vzorků pro chemické a spektrální analýzy jsou popsány v GOST 7122-81.

Mechanické zkoušky se provádějí buď na speciálně svařených kontrolních vzorcích nebo na vzorcích vyříznutých ze svarového spoje. Používají se ke stanovení pevnosti v tahu, rázové houževnatosti, tvrdosti a úhlu ohybu.

Po dokončení vizuální kontroly se naskenuje. Tento postup vyžaduje použití rentgenového nebo gama záření.
Při kontrole pomocí rentgenu se zařízení instaluje na vnitřní stranu kovové konstrukce. Pomocí rentgenu můžete vidět místa, kde svařovací zařízení nedostatečně zasáhlo – na filmu budou označeny skvrnami tmavších odstínů, než je hlavní barva spojů. Pomocí rentgenu můžete vidět místa, kde svařovací zařízení nedostatečně zasáhlo – na filmu budou označeny skvrnami tmavších odstínů, než je hlavní barva spojů. Pomocí této metody jsou identifikovány trhliny v kovových konstrukcích, neproniknutí, vměstky strusky a další deformace, které jsou při vnější kontrole neviditelné.

Rentgenovou metodou lze kontrolovat kovové spoje o tloušťce nejvýše 6 cm.

Kontrola těsnosti svarů a spojů

Svary a spoje řady výrobků a konstrukcí musí splňovat požadavky na nepropustnost (těsnost) pro různé kapaliny a plyny. Vezmeme-li toto v úvahu, u mnoha svařovaných konstrukcí (nádrže, potrubí, chemická zařízení atd.) jsou svary podrobovány zkoušce těsnosti. Tento typ řízení se provádí po dokončení instalace nebo výroby konstrukce. Závady zjištěné externí kontrolou jsou odstraněny před zahájením testování. Těsnost svarů je kontrolována těmito metodami: kapilární (petrolejové), chemické (amoniak), bublinkové (vzduchový nebo hydraulický tlak), vakuové nebo plyno-elektrické detektory netěsností.

Řízení petroleje je založeno na fyzikálním jevu vzlínání, který spočívá ve schopnosti petroleje stoupat kapilárními průchody – póry a trhlinami. Během testování jsou svary potaženy vodným roztokem křídy na straně, která je lépe přístupná pro kontrolu a detekci vad. Po zaschnutí lakovaného povrchu na rubové straně se šev vydatně navlhčí petrolejem. Netěsnosti ve švech se poznají podle přítomnosti stop penetrovaného petroleje na křídovém povrchu. Vzhled jednotlivých skvrn ukazuje na póry a píštěle, zatímco pruhy naznačují praskliny a nedostatek spojení ve švu. Díky vysoké penetrační schopnosti petroleje jsou detekovány defekty s příčnou velikostí 0,1 mm nebo menší.

Kontrola amoniaku je založena na změně barvy některých indikátorů (roztok fenolftaleinu, dusičnan rtuťnatý) vlivem alkálií. Jako kontrolní činidlo se používá plynný amoniak. Při testování se na jednu stranu švu umístí papírová páska navlhčená 5% roztokem indikátoru a na druhou stranu se šev ošetří směsí čpavku a vzduchu. Amoniak, pronikající netěsnostmi svaru, zabarvuje indikátor v místech výskytu defektů.

Ovládání tlaku vzduchu (stlačený vzduch nebo jiné plyny) odhalují nádoby a potrubí pracující pod tlakem, stejně jako zásobníky, nádrže atd. Tato zkouška se provádí za účelem kontroly celkové těsnosti svařovaného výrobku. Výrobky malých rozměrů jsou zcela ponořeny do vodní lázně, načež je do nich přiváděn stlačený vzduch pod tlakem o 10 – 20% vyšším než je pracovní. Velké konstrukce jsou po působení vnitřního tlaku podél svarů potaženy pěnovým indikátorem (obvykle mýdlovým roztokem). Přítomnost netěsností ve švech se posuzuje podle vzhledu vzduchových bublin. Při zkoušení stlačeným vzduchem (plyny) je třeba dodržovat bezpečnostní pravidla.

Hydraulické ovládání tlaku používá se k testování pevnosti a hustoty různých nádob, kotlů, parních, vodních a plynových potrubí a dalších svařovaných konstrukcí pracujících pod přetlakem. Před testováním je svařovaný výrobek zcela utěsněn vodotěsnými zátkami. Švy na vnějším povrchu jsou důkladně vysušeny ofukováním vzduchu. Poté se produkt naplní vodou pod přetlakem, 1,5 – 2krát vyšším než je pracovní tlak, a udržuje se po stanovenou dobu. Vadné oblasti jsou určeny výskytem netěsností, kapek nebo smáčení povrchu švů.

Magnetografická zkušební metoda kvalita je nezbytná pro detekci rozptylového pole vytvořeného tam, kde jsou defekty. Metoda zahrnuje magnetizaci povrchu součásti, po které se na horní části magnetické pásky objeví oblast pole, která je přitlačena na povrch švů. Celý proces kontroly kovové konstrukce se zaznamená pomocí defektoskopu a následně se informace přečte a tím se zjistí, zda jsou ve švech vady. Tato metoda umožňuje odhalit přítomnost trhlin, pórů, neproniknutí, struskových vměstků a dalších defektů, které vznikají během procesu svařování. Pomocí magnetografické metody je také možné určit přítomnost příčných trhlin, širokou nestavitelnost nebo zaoblené póry na povrchu švů, avšak tato metoda se s hledáním defektů tohoto druhu vyrovnává poněkud hůře. Lze jej použít pouze pro kovové obrobky, jejichž tloušťka nepřesahuje 1.2 cm Metoda ultrazvukové kontroly kvality se často používá k posouzení souladu s normou GOST.

Ultrazvuková metoda spočívá ve směrování zvukových vibrací na povrch kovu a následném odrazu za účelem identifikace případných vad. K výrobě ultrazvukové vlny se používá několik piezoelektrických křemenných desek, které jsou upevněny v sondě. Po oscilacích jsou ultrazvukové vlny, které se odrážejí od kovu, zachycovány speciálním zařízením – hledáčkem, který převádí ultrazvukový paprsek na elektricky nabitý pulz, který je přenášen do zesilovače a následně reprodukován pomocí indikátoru. Aby byla ultrazvuková metoda účinná, než je ultrazvukový paprsek nasměrován na kov, je jeho povrch nejprve potažen autošrotem nebo kompresorovým olejem.

Chemická kontrolní metoda pro soulad s GOST spočívá v ošetření povrchu švů roztokem fenolftaleinu, před tím musí být povrch důkladně vyčištěn, odstranění veškeré strusky a nečistot; Po nanesení roztoku se ošetřovaná oblast překryje hadříkem, který je namočený v dusičnanu stříbrném (5% roztok). Tato metoda vám umožňuje identifikovat přítomnost místních netěsností: v těchto místech bude mít stříbro stříbrno-černý vzhled a fenolftalein bude červený.

Aby bylo možné určit, do jaké míry hustota svaru odpovídá GOST, používá se zkušební metoda petroleje. Díky němu můžete najít ty nejmenší vady, jejichž velikost může být cca 0.1 mm. Pro identifikaci kvalitativních vad jsou švy na jedné straně pokryty kaolinem nebo křídou a na druhé straně navlhčeny petrolejem. Pokud je ve švu díra, objeví se na povrchu kaolinu nebo křídy mastné žluté skvrny. Nezobrazují se okamžitě, takže kontrola GOST pomocí této metody trvá nejméně 4 hodiny.

Průnikové ovládání

Je založena na kapilární aktivitě kapalin – jejich schopnosti nasávání a pronikání do nejmenších kanálků (kapilár) přítomných na povrchu materiálů, včetně pórů a prasklin ve svarech. Čím vyšší je smáčivost kapaliny a čím menší je poloměr kapiláry, tím větší je hloubka a rychlost průniku kapaliny. Pomocí penetračního testování můžete kontrolovat materiály jakéhokoli druhu a tvaru – feromagnetické i neferomagnetické, neželezné a železné kovy a jejich slitiny, keramiku, plasty, sklo. V zásadě se kapilární metoda používá k detekci povrchových defektů s otevřenou dutinou, které jsou neviditelné nebo sotva viditelné pouhým okem. S pomocí některých materiálů (například petrolej) je však možné úspěšně odhalit defekty.