Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковой способ использует способность ультразвуковых волн отражаться от границ, разделяющих две упругие среды с разными акустическими свойствами. Посланная прибором ультразвуковая волна, пройдя металл, отражается от его нижней поверхности и возвращается обратно, фиксируясь датчиком. При наличии внутри металла дефекта, датчик отобразит искажение волны. Различные дефекты отображаются по разному, что позволяет определенным образом классифицировать их.

Контроль качества сварных соединений с помощью ультразвуковых дефектоскопов в силу удобства его проведения получил очень широкое распространение - гораздо большее, чем магнитная и радиационная дефектоскопия. К его недостаткам относится сложность расшифровки сигнала (качественно сделать контроль сварного соединения способен только специалист, прошедший обучение).

Методы контроля с разрушением сварных соединений

К этим методам контроля качества сварных соединений относятся: механические испытания, металлографические исследования, специаль­ные испытания с целью получения характеристик сварных соединений. Эти испытания проводят на сварных образцах, вырезаемых из изделия или из специально сваренных контрольных соединений — технологиче­ских проб, выполненных в соответствии с требованиями и технологией на сварку изделия в условиях соответствующих сварке изделия.

Целью испытаний являются: оценка прочности и надежности свар­ных соединений и конструкций, оценка качества основного присадоч­ного металла, оценка правильности выбранной технологии, оценка ква­лификации сварщиков.

Свойства сварного соединения сопоставляют со свойствами основ­ного металла. Результаты считаются неудовлетворительными если они не соответствуют заданному уровню.

Механические испытания предусмат­ривают следующие виды испытаний сварных соединений металла шва: испытание сварного соединения в целом и металла разных его уча­стков (наплавленного металла, зоны термического влияния, основного металла) на статическое растяжение, статистический изгиб, ударный из­гиб, стойкость против старения, изменение твердости.

Контрольные образцы для механических испытаний выполняют определенных размеров и формы.

Испытаниями на статическое растяжение определяют прочность сварных соединений.

Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования пер­вой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб про­водят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым уси­лением шва заподлицо с основным металлом.

Испытаниями на ударный изгиб и разрыв определяют ударную вязкость сварного соедине­ния. По результатам определения твердости судят о структурных изме­нениях и степени подкалки металла при охлаждении после сварки.

Основной задачей металлографических исследований является ус­тановление структуры металла и качества сварного соединения, выяв­ление наличия и характера дефектов. Металлографические исследова­ния включают в себя макро - и микроструктурный методы анализа ме­таллов.

При макроструктурном методе изучают макрошлифы и изломы металла невооруженным глазом или с помощью лупы. Макроисследова­ние позволяет определить характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений.

При микроструктурном анализе исследуется структура металла при увеличении в 50-2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие оксидов, засоренность металла шва неметаллическими включениями, величину зерен металла, измене­ние состава его, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры. Методика изготовления шлифов для металлогра­фических исследований заключается в вырезке образцов из сварных соединений, шлифовке, полировке и травлении поверхности металла спе­циальными травителями. Металлографические исследования дополня­ются измерением твердости и при необходимости химическим анализом металла сварных соединений

Применяют также и методы контроля с разрушением изделия. В ходе таких испытаний устанавливают способность конструкций вы­держивать заданные расчетные нагрузки и определяют разрушающие на­гружения, т. е. фактический запас прочности. При испытаниях изделий с разрушением схема нагружения их должна соответствовать условиям работы изделия при эксплуатации. Число изделий, подвергающихся ис­пытаниям с разрушением, устанавливается техническими условиями и зависит от степени их ответственности, системы организации производства и технологической отработанности конструкции.

Устранение дефектов сварки

Если в ходе контрольных испытаний обнаружен недопустимый для безопасной эксплуатации конструкций брак, то неизбежным процессом является устранение дефектов сварных соединений.

Для ликвидации выявленных недостатков используются следующие методы устранения дефектов сварных швов:

• непровары, сторонние включения, небольшие внутренние трещины подлежат механической вырубке или полной зачистке, после чего проводится повторное сваривание;
• ликвидация крупных и глубоких трещин осуществляется посредством заварки после предварительной их механической зачистки или сверления;
• заварка тонкими слоями или наплавка используется для устранения подрезов и неполных швов;
• наплывы уничтожаются механическим путем с применением абразивного инструмента;
• термической обработкой устраняется перегрев металла.

Это основные способы исправления дефектов сварных соединений, которые используются для ликвидации брака. После исправления конструкции повторно проходят контрольные испытания и только при полном отсутствии изъянов разрешается их дальнейшая эксплуатация.