Правила выполнения работ и техника

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

 

Лабораторные работы по курсу "Контроль качества сварки служат для закрепления и углубления теоретических знаний, полученных на лекциях. Студенты при выполнении лабораторных работ должны изучить основные дефекты, образующиеся в сварном соединении, ознакомиться с методами подготовки соединений для контроля качества сварки, изучить на практике принцип действия и конструкции дефектоскопов различного назначения, приобрести практические навыки в обращении с аппаратурой для контроля качества.

В методических указаниях в основном рассматриваются методы неразрушающего контроля качества сварки. Описание работ дается в сжатом виде, дополняя лекционный материал. После каждой работы дан примерный перечень контрольных вопросов.

 

ПРАВИЛА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ И ТЕХНИКА

 БЕЗОПАСНОСТИ

Студенты допускаются к лабораторным работам только после изуче-ния ими инструкции по технике безопасности и после того как каждый студент распишется в специальном журнале о получении соответствующего инструктажа.

При выполнении лабораторных работ, связанных со сваркой, необхо-димо использовать индивидуальные средства защиты.

После выполнения лабораторных работ студенты обязаны:

разобрать схемы, положить на соответствующие места приборы, инструменты и навести порядок на рабочем месте.

Перед каждой работой преподаватель проводит со студентами коллоквиум (собеседование), на котором выявляет их подготовку к сознательному выполнению работ, а также знание правил техники безопасности или оценивает знания студента при помощи аттестационных карт. Неподготовленные студенты к выполнению лабораторных работ не допускаются.

При работе с люминофорами, содержащими легковоспламеняющиеся вещества (бензин, керосин и т.д.), необходимо соблюдать правила противопожарной безопасности.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ

После выполнения лабораторной работы студент должен составить о ней отчёт, который представляется преподавателю, ведущему лабораторные занятия, к защите. Отчет должен содержать следующий материал:

 1. Название и цель лабораторной работы.

2. Основные теоретические положения.

3. Сжатое описание методики проведения работы.

4. Результаты исследований, которые представляются в виде таблиц и графиков.

5. Программы и результаты расчёта на ЭВМ, если это требуется в задании к лабораторной работе.

6. Выводы.

  

Лабораторная работа 1

 

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ДЕФЕКТОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ

ПРИ СВАРКЕ

Цель работы — ознакомиться с дефектами сварных соединений, образующихся при сборке и различных способах сварки.

I. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

Сварные швы металлоконструкций ответственного назначения должны удовлетворять комплексу требований согласно ГОСТу, СНИП и техническим условиям на сооружение отдельных объектов. Для удовлетворения этих требований сварные швы прежде всего не должны иметь дефектов. Тем не менее при выполнении сварных швов могут возникнуть различные дефекты вследствие нарушения технологии, нестабильности параметров режима сварки, некачественной сборки и т.д. По природе дефекты могут быть наружные, дефекты макро- и микроструктуры.

 

Дефекты формы шва

 

К дефектам формы и размера шва относятся: неполномерность шва, неравномерность ширины стыкового шва, неравномерность по длине катета углового шва, крупная чешуйчатость, бугристость, седловины (рис.1.1). Эти дефекты возникают при сварке плавлением вследствие колебаний напряжения в сети, проскальзывания проволоки в подающих роликах, неравномерной скорости сварки из-за неполадок в механизме передвижения, не-правильного угла наклона электрода, протекания жидкого металла в зазор. При ручной и механизированной сварке дефекты могут быть вызваны недостаточной квалификацией сварщика, нарушением технологических приемов, плохим качеством электродов и других сварочных материалов.

При нарушении формы и размера шва имеют место наплывы (натеки), подрезы, прожоги и незавершенные кратеры.

Наплывы (натеки) образуются чаще всего при сварке горизонтальными швами вертикальных поверхностей в результате вытекания жидкого ме-талла (рис.1.2, а, б). Они могут быть местными, в виде отдельных застыв-ших капель или же иметь значительную протяженность вдоль шва. Причинами образования наплывов являются: большая величина сварочного тока, длинная дуга, неправильное поджигание электрода. В кольцевых швах наплывы образуются при неправильной установке электрода по отношению к зениту. В местах наплывов часто выявляются непровары, трещины и другие дефекты.

Подрезы представляют собой углубления, образующиеся в основном металле вдоль края шва при завышенном сварочном токе и длинной дуге (рис.1.2, в-е).

При сварке угловыми швами подрезы возникают в основном из-за смещения электрода в сторону вертикальной стенки, что вызывает значительный разогрев, плавление и отекание ее металла на горизонтальную полку. В результате на вертикальной стенке появляются подрезы, а на горизонтальной полке - наплывы. Подрезы приводят к ослаблению сечения основного металла и могут являться причиной разрушения сварного соединения.                                                                            

Прожоги - это проплавление основного металла с возможным образованием сквозных отверстий. Возникают они вследствие недостаточного притупления кромок, большого зазора между ними, завышенного сварочного тока при небольших скоростях сварки. Особенно часто прожоги наблюдаются при сварке тонкого металла и при выполнении первого прохода многослойного шва. При автоматической сварке прожоги могут появиться при плохом поджатии флюсовой подушки или медной подкладки.

Недоваренные кратеры образуются в случае резкого обрыва дуги в конце сварки. Они уменьшают сечение шва и могут явиться очагами разрушения.

Рис.1.З. Дефекты макроструктуры в швах: а. в - непровар по кромке; б-непровар по середине шва; г -непровар в угловом шве; д - непровар в корне шва и трещины; е - поры

Дефекты макроструктуры

К дефектам макроструктуры, выявленным при увеличении не более чем в 10 раз, относятся газовые поры, шлаковые включения, непровары, трещины (рис.1.3).

Рис.1.2. Наплывы (а -в) и подрезы (г - е) в сварных швах, выполненных в го­ризонтальном положении и на вертикальной плос­кости

Газовые поры образуются в сварных швах вследствие быстрого затвердевания газонасыщенного расплавленного металла, при котором выделяющиеся газы не успевают выйти в атмосферу. Такой дефект встречается при повышенном содержании углерода в основном металле, наличии ржавчины, масла и краски на кромках основного металла и поверхности сварочной проволоки; использовании влажного или отсыревшего флюса.

Газовые поры могут быть распределены в шве отдельными группами в виде отдельных включений. Иногда образуются сквозные поры-свищи. Степень пористости шва и размер отдельных пор во многом зависят от того, как долго сварочная ванна находится в жидком состоянии, которое позволяет образующимся газам выйти из шва.

Шлаковые включения являются результатом небрежной очистки кромок деталей и сварочной проволоки от окалины, ржавчины и грязи, а при многослойной сварке - неполного удаления шлака с предыдущих слоев.

Шлаковые включения различны по форме (от сферической до игольчатой) и размерам (до нескольких миллиметров), Они располагаются в корне шва, между отдельными слоями или в наплавленном металле.

Непроваром называют местное несплавление основного металла с наплавленным или несплавление между собой отдельных слоев шва при многослойной сварке. Причин непроваров много: плохая очистка металла от окалины, ржавчины, грязи, малый зазор в стыке и т.д. При автоматической сварке под флюсом непровары обычно образуются в начале процесса, когда основной металл недостаточно прогрет.

Трещины разделяют на горячие и холодные в зависимости от температуры их образования. Холодные трещины образуются в интервале 0-300°С, выходят на поверхность шва и хорошо заметны. Горячие образуются при кристаллизации, расположены внутри шва и их трудно выявить.

 

Дефекты микроструктуры

Дефектами микроструктуры сварного соединения являются микропоры и микротрещины, нитридные, кислородные и другие неметаллические включения, крупнозернистость, участки перегрева и пережога.

Наиболее опасным дефектом является прожог, при котором в структуре металла шва появляется большое количество окисленных зерен с малым сцеплением.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

На реальных сварных соединениях проанализировать характер дефектов и сделать заключение о нарушении технологического процесса сварки.

 

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

 Сварные образцы с дефектами.

 Макрошлифы сварных швов.

 Микрошлифы сварных швов.

 Лупа с 4-кратным увеличением.

 Микроскоп.

 Шаблоны.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

1. Тщательно осмотреть образцы сварных соединений с угловыми и стыковыми швами. Установить дефекты формы и размеров шва, зарисовать их.

2. На темплетах макрошлифов при помощи лупы выявить дефекты макроструктуры, зарисовать их форму и расположение.

3. Подготовленные и протравленные микрошлифы обследовать на микроскопе ЮМ-7, сделать заключение о выявленных дефектах.

4. Проанализировать результаты.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Как классифицируются сварочные дефекты?

2. Перечислить основные дефекты формы шва.

3. Назовите основные дефекты макроструктуры.

4. Перечислите основные дефекты микроструктуры.

5. Относятся ли деформации сварной конструкции к дефектам?

6. Укажите причину образования пор.

7. Назовите основные причины образования трещин.

8. При каких нарушениях режимов появляются подрезы?

9. В каких участках шва возможны непровары?

10. Когда образуются шлаковые включения?

 

 

Лабораторная работа 2

 

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМ МЕТОДОМ

Цель работы - ознакомиться с оборудованием и освоить технику люминесцентного контроля сварных соединений.

Общие сведения

 

Для обнаружения поверхностных дефектов используются возможности капиллярной (пенетрационной) дефектоскопии, заключающейся в изменении светоотдачи дефектных участков, т.е. изменении контрастности дефектного и неповрежденных мест. Методы капиллярной дефектоскопии используют для контроля соединений на магнитных и немагнитных материалах. Капиллярная дефектоскопия базируется на следующих явлениях: капиллярном проникновении, сорбции и диффузии, световом и цветовом контрастах. Основным при этом является заполнение дефектных полостей, открытых с поверхности, специальными свето- и цветоконтрастными индикаторными веществами.

В качестве жидкостей, смачивающих полости дефектов, используют растворы органических люминофоров и красителей. При освещении детали ультрафиолетовым светом можно четко выявить дефект по яркому свечению заполняющего его люминесцирующего раствора (люминесцентный метод).

Для надежного отыскания дефекта следует как можно больше люминофора или красителя извлечь из микрополости дефекта на поверхность. В этом состоит второй этап контроля - проявление. Проявляющие вещества способствуют наиболее полному проявлению индикаторного вещества. При люминесцентном методе используются три варианта проявления: сорбционный, диффузионный и без проявления.

Наиболее распространен сорбционный вариант. На деталь очищенную от излишков индикаторной жидкости, наносят сорбент в виде порошка ("сухой способ") или в виде суспензии ("мокрый способ"). Люминесценция индикаторного раствора, поглощенного сорбентом, дает четкую и контрастную картину расположения дефектов.

Диффузионный способ проявления использует диффузию люминесцирующего раствора в слой специального лакового покрытия, не обладающего собственной люминесценцией.

Метод контроля без проявления заключается в том, что после про-питки и очистки деталь нагревают, заменяя проявление. Индикаторная жидкость при нагревании выходит из полости дефекта, затвердевает и об-разует индикаторную полосу, люминесцирующую под действием ультрафиолетового излучения.

Чувствительность люминесцентного метода дефектоскопии зависит от ряда факторов, основными из которых являются: применяемое люминесцирующее вещество, толщина слоя этого вещества, способность проникать в полости дефектов, вид и мощность источника ультрафиолетового излучения

Цвет люминесценции зависит от состава жидкостей пенетрантов (табл. 1).

 

Таблица 1

Методика выполнения работы

 

Изучить устройство люминесцентного дефектоскопа. Обследовать угловые и стыковые швы сварных соединений на дефектоскопе ЛД-4. Сделать заключение об обнаруженных дефектах.

 

Приборы и оборудование

 

При выполнении работы используют: люминесцентный дефектоскоп ЛД-4; образцы сварных соединений из стали, алюминия и других материалов; окись магния, масло, керосин.

 

Порядок выполнения работы

I. Изучить люминесцентный дефектоскоп ЗД-4 по техническому описанию и заводской инструкции.

2. Подготовить сварные образцы для контроля. Очистить от шлака и загрязнений их поверхности.

3. Нанести на поверхность швов люминесцирующие растворы. Выдержать 15-20 мин.

4. Удалить жидкость с поверхности образцов. Просушить в струе теп-лого воздуха.

5. Проявление. На сухой шов нанести слой порошка окиси магния. Извлечение люминофора из трещины.                       

6. Сварной шов рассмотреть в ультрафиолетовом свете дефектоскопа. Для качественного выявления дефектов использовать лупу. 

7.. Зарисовать форму обнаруженных дефектов.

 

  Контрольные вопросы

1. На нем основан капиллярный метод контроля?

2. Для каких материалов можно использовать люминесцентный метод?

3. Какое явление положено в основу капиллярного метода?

4. Приведите примеры индикаторных веществ, используемых для люминесцентного контроля.

5. В чем заключается второй этап контроля?

6. Объясните роль проявителя в технологическом процессе контроля.

7. Какие вы знаете варианты проявления дефектов?

8. В чем сущность сорбционного проявления?

9. От каких факторов зависит чувствительность люминесцентного метода?

 

Лабораторная работа 3

          ПРОВЕРКА ПЛОТНОСТИ СВАРНЫХ ШВОВ КЕРОСИНОМ

Цель работы - ознакомиться с методикой контроля плотности сварных швов керосином.

 

Общие сведения

Во многих конструкциях (резервуары, газгольдеры, трубопроводы и т.д.) сварные швы подвергаются проверке на плотность. Наибольшее рас-пространение при контроле плотности сварных швов получила проверка плотности швов керосином. Испытание керосином основано на способнос-ти многих жидкостей подниматься по капиллярным трубкам, какими в свар­ных швах являются сквозные поры и трещины. Керосин обладает высокой смачивающей способностью и сравнительно малой вязкостью, что обеспечивает большой эффект такого способа контроля. Большое влияние на проникновение жидкости в капилляр оказывает также ее полярность. Предпочтительнее неполярные жидкости, не образующие неподвижных адсорбционных пленок на стенках неплотности - керосин, бензин, спирт. Например, в отличие от воды (полярная жидкость) керосин под действием поверхностных сил проникает в мельчайшие (10^-3-2·10^-4) неплотности в металле. Процесс проникновения жидкости в капилляры - трещины, поры и т.п. - приближенно выражают формулой:     

,

где l - расстояние, проходимое жидкостью по трещине в течение времени t, с;

s - поверхностное натяжение, дин см^-1;

h - вязкость, Г/см;

Q - угол смачивания, град; 

 - коэффициент проникновения для керосина – 42 м с.^-1/2

По формуле можно определить расстояние, проходимое жидкостью в глубину дефекта, или необходимое время.

Испытание сварных швов керосином проводят следующим образом. После внешнего осмотра простукивают молотком или подвергают вибрации основной металл на расстоянии 30-40 мм и тщательно очищают сварное соединение от шлака, ржавчины, масла и других загрязнений. Такое простукивание, или вибрация, способствует лучшему удалению шлака и развитию несквозных дефектов в сквозные.

Затем с помощью пульверизатора сварные швы покрывают меловым рас­твором (350-400 г молотого мела или каолина на I л воды) с той стороны, которая более доступна для осмотра.

После высыхания мелового раствора другую сторону шва обильно смачивают керосином. Смачивание производят обычно путем опрыскивания поверхности шва. При контроле двух сторонних нахлесточных швов керосин впрыскивают под нахлестку через специально просверленные в верхнем листе отверстия. Затем выдерживают необходимое по расчету время 15-60 мин.

Керосин, проникая через неплотности сварных швов, выступает на покрытой мелом поверхности в виде желтых пятен, расположенных в местах дефектов. Таким образом обнаруживают несплошности минимальным диаметром порядка (15…20) х 10^-5 мм.

Дефектные места вырубывают, подваривают и контролируют вновь. Проверка швов керосином имеет ряд недостатков, наиболее существенными из которых являются следующие:  

- необходимость двухстороннего доступа к контролируемому шву, что не всегда возможно;

- проникновение керосина обнаруживается обычно через значитель-ный промежуток времени, зависящий от характера и величины неплотности.

Особенно важное значение имеет длительность испытания при поточ-ном изготовлении сварных конструкций.

Эффективность контроля непроницаемости сварных швов с помощью керосина можно повысить, применяя дополнительную продувку швов сжатым воздухом под давлением 3-4 кГс/см², разрежение атмосферного воздуха с меловой стороны шва с помощью специальных камер, вибрацию швов или их подогрев до 60...70°С. Все эти меры ускорят проникновение керосина через неплотности.

                           

Оборудование и материалы

Сварные образцы, керосин, меловой раствор, пульверизатор, секундомер.

 

 Порядок выполнения работы

1. Провести расчёт времени проникновения керосина через дефект для данного образца.                  

2. Покрыть сварной шов меловым раствором.

3. После высыхания мелового раствора другую сторону шва смочить керосином. Отметить время начала процесса и момент появления желтых пятен. 

4. Сравнить время проникновения керосина через дефект с расчетным.

 

Контрольные вопросы

1. Какие соединения подвергаются испытанию при помощи керосина?

2. Какие дефекты можно обнаружить данным методом?

3. Почему для испытаний используют керосин?

4. Можно ли для испытаний на проницаемость использовать воду?

5. Какого размера дефекты можно обнаружить керосином?

 6. При помощи какого выражения можно определить время проникновения керосина через дефект?

7. Как регистрируются дефекты?

8. Что делают с дефектными местами?

9. Как повышают эффективность контроля данным методом?

10. Какие жидкости можно использовать для контроля непроницае-мости сварных швов?

 

Лабораторная работа 4

ТЕЧЕИСКАТЕЛЕМ

Цель работы — изучить устройство дефектоскопа и освоить методику контроля швов галогенным течеискателем.

 

Общие сведения

Важнейшим эксплуатационным требованием для сварных соединений замкнутых объемов, сосудов и других изделий является сохранение ими герметичности. Герметичность - это способность сварного соединения сохранять в рабочих условиях начальное количество содержащегося в изде-лии вещества. Наиболее распространенная причина потери герметичности сварных соединений - сквозные дефекты. Такие дефекты обнаруживаются газоэлектрическими течеискателями. Они позволяют обнаружить очень малые течи. Поэтому их используют при изготовлении особо ответственных конструкций.

При контроле герметичности с помощью пробных газов используют различные способы индикации первичной информации о наличии течи с обеспечением определенной чувствительности контроля.

Наиболее распространенная единица течи л·мкм/с, т.е. метр за секунду при давлении I мкм.рт.ст. Выбор метода контроля течеисканием зависит от класса герметичности, устанавливаемого проектантами. Наиболее жесткие требования сейчас в атомной энергетике, где для ответственных соединений допустимая утечка не должна превышать 10⁷ –10⁸ л·мкм/с.

Для проверки чувствительности течеискателей и тарировки течеискания применяют контрольные течи. Основным показателем оценки негерметичности изделий (локальной или суммарной) служит сравнительный анализ результатов, полученных при истечении пробного газа через контрольные точки и через неплотности контролируемых соединений.

Контрольные течи могут быть диффузионные и капиллярные. Работа диффузионных контрольных течей основана на диффузии рабочего тела (гелия, фреоно-воздушной смеси и др.) через пористые материалы. Конструктивно они выполняются кварцевыми, с пористой приставкой, имитирующей  участок некачественного сварного шва, и из резины. Работа капиллярных контрольных течей построена на истечении пробного газа через капилляр (щель, трещину и т.п.). Эти контрольные течи работают под избыточным давлением и конструктивно делятся на нерегулируемые и ре-гулируемые.

Существует два типа течеискателей: масс-спектро-метрический (гелие-вый) и галоидно-электрический (галоидный). По схеме галоидного течеискателя (рис.1.1) в испытуемый сосуд подают воздух в смеси с галоидным газом (фреон, SF₆, СCl₄, хлороформ и т.п.) под давлением 0,2 - 0,6 атм. Смесь проходит через неплотности и прогоняется через меж- электродный промежуток щупа (рис.1.2).

Щуп состоит из чувствительного элемента-датчика (рис.1.3) и вен-тиляционного устройства, которое обеспечивает протягивание воздуха, содержащего пробный газ через межэлектродное пространство датчика. Анод щупа нагрет до температуры 800-900°С. Ионы галоидного газа имеют высокий отрицательный потенциал. Попадая в щуп, они вызывают резкое увеличение потока положительных ионов с анода, что приводит к значительному изменению ионного тока. Индикатором служит мил-лиамперметр. Чувствительность галоидного течеискателя позволяет обнаружить утечки до 10 ^–4 л-мкм/с.

Как правило, перед испытанием галоидным течеискателем изделие проверяют менее чувствительными методами гидравлическими и пневматическими с опрессовкой азотом или воздухом.

Принцип действия

Принцип работы течеискателя БГПИ-5 основан на свойстве накаленной платины увеличивать ионную эмиссию со своей поверхности в присутствии газов, содержащих галогены. Чувствительный элемент течеискателя – датчик - представляет собой диод с платиновыми электродами.

Ионы, эмитируемые накаленной платиной, попадают на коллектор диода. При попадании в межэлектродное пространство диода газов, содержащих галогены, ионная эмиссия с поверхности эмиттера увеличивается. Ионный ток диода усиливается и регистрируется стрелочным и звуковым индикатором течи. Структурная схема галогенного течеискателя БГТИ-5 приведена на рис.1.1. 

 

Рис.1.3. Датчик: 1-эмиттер (платиновая проволока ПЛ -1, длина 380 мм); 2 -коллектор; 3-каркас; 4,9 -втулка; 5-основание; 6-винт; 7-П -держатель; 8-гайка;

10- перемычка

 

Измерительный блок включает в себя стрелочный и акустический индикаторы течи, преобразователь и регулятор накала датчика.                     

Стрелочный индикатор течи представляет собой усилитель постоянного тока, на выходе которого имеется стрелочный прибор.                          

Усилитель имеет три диапазона чувствительности. В положении I выходной ток поступает на вход усилителя, в положении 10 - только одна десятая часть входного тока, а в положении 100 -одна сотая часть тока.

В положении I переключателя отклонение стрелки измерительного при­бора на конец шкалы происходит от входного сигнала I мкА, в положении 10 - от входного сигнала 10 мкА, в положении 100 - от входного сигнала 100 мкА.

В положении переключателя "Род работы" - "Контр.пит.", предназна-ченном для контроля напряжения батареи аккумуляторов, прибор с добавочным сопротивлением имеет шкалу 20 В.

 

Конструкция течеискателя

Для удобства работы выносной щуп оформлен в виде пистолета, основная часть которого изготовлена из пластмассы. В передней части щупа размещен датчик. Эмиттер датчика выполнен в виде спирали из платиновой проволоки, навитой на керамический каркас. Коллектор ионов представляет собой цилиндр из нержавеющей стали, внутри которого приварен цилиндр из платиновой фольги (рис.1.2, 1.3).

Оба электрода укреплены на общем керамическом основании и помещены в стальной корпус, который закреплен в пластмассовом корпусе выносного щупа. За датчиком в пластмассовом корпусе размещено вентиляционное устройство, которое представляет собой пластмассовую турбинку, закрепленную на оси малогабаритного электродвигателя.

В комплекте поставки прибора имеется течь Галот -I. Течь представ-ляет собой устройство, дающее постоянный поток вещества, содержащего галогены. Течь предназначена для периодической проверки чувствительности течеискателя.

 

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Изучить устройство течеискателя 0ГТИ-5, обследовать сварной баллон и дать заключение о качестве сварных швов.

 

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

Галоидный течеискатель ВГТИ-5.

Сварной баллон.

Фреон /Ф-12 или Ф-22/.

Контрольная течь Галот-1.

 

 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Сварной баллон заполнить фреоном. Подготовить течеискатель к работе.

Включить тумблер "ПИТАНИЕ". Стрелка прибора должна отклониться до 65-75 мкА, что соответствует напряжению питания 13-15 В.

Включить тумблер "НАКАЛ". При этом должны включаться электро-двигатель и накал датчика. Постепенно увеличить накал датчика, медленно передвигая ось резистора "РЕГ.НАКАЛА" в положение, близкое к крайнему правому. После этого проверить напряжение на батарее аккумуляторов. Для нормальной работы прибора необходимо, чтобы напряжение батареи было не менее 12,5 В.

Прогреть датчик в течение 30 мин., установить начальный ток датчика. Для этого перевести переключатель "РОД РАБОТЫ" в положение 10, нажать кнопку "УСТ. НУЛЯ" и ручкой "УСТ. НУЛЯ" установить стрелку прибора на нуль. Затем резистором "РЕГ. НАКАЛА" установить начальный ток датчика 1-3 мкА.

Перевести переключатель прибора на нуль. Установить резистором "ЧАСТОТА" частоту генератора на пороге срыва или на минималь­ную (2-10ГЦ).

Проверить чувствительность течеискателя. Для этого поднести выносной щуп к течи

Галот-1. При этом стрелка прибора должна отклониться не менее чем на 30 % шкалы, а звуковой индикатор должен дать меняющийся по частоте сигнал. Течеискатель готов к работе.

Для отыскание течи медленно проводить наконечником выносного щупа вблизи проверяемого шва. При появление сигнала (отклонение стрелки прибора и изменение частоты звукового сигнала) щуп нужно удалить от течи, выждать, пока стрелка возвратится на нуль, и провести повторное испытание для уточнения места течи.

Отметить дефектный участок шва.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Основное назначение прибора БГТИ.

2. Каков принцип работы прибора?

3. Какова конструкция выносного щупа?

4. Каково назначение течи Галот-1?

5. Какие вы знаете типы течеискателя?

6. Какое пробное вещество используется а течеискателе?

7. Что такое постоянная течеискателя?

8. Какие вы знаете контрольные течи?

9. Для каких конструкций используется контроль качества газоэлектрическими течеискателями?

10.Как вы понимаете термин " опрессовка пробным веществом"?

 

Лабораторная работа 5

Цель работы - ознакомиться с методом и изучить методику магнии-тографического контроля сварных швов.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Для контроля качества сварных швов на изделиях из ферромагнитных сталей широкое промышленное применение получили магнитные методы контроля.

По методам регистрации магнитных полей и их неоднородностей, обусловленных дефектами сплошности, магнитные методы контроля под-разделяют на магнитопорошковый, магнитографический, магнитоферрозондовый, индукционный, магнитополупроводниковый. Наибольшее распространение получил магнитографический метод.

При магнитографическом методе контроля к поверхности контро-лируемого изделия прижимают эластичную магнитную ленту с имеющимся на ней ферромагнитным слоем, и изделие вместе с лентой намагничи-вается до состояния, близкого к насыщению. В результате намагничивание ферромагнитных частиц ленты определяется суммарной силой, которая слагается из величин основного магнитного поля и поля рассеяния от дефекта, поскольку все дефекты сплошности изотропных сред приводят к возникновению местной неоднородности поля (рис. 1.1).

 

Рис.1.1. Искажение дефектами однородности магнитного поля

 

   На магнитной ленте регистрируется тангенциальная составляющая магнитного поля. Обнаружение участков ленты, намагниченных полем рассеяния в местах дефектов, производится путем считывания магнитной записи с поверхности ленты при помощи воспроизводящих дефектоскопов (рис. 1.2).

Принципиальное отличие магнитографического контроля от других методов контроля магнитной дефектоскопии заключается в следующем:

ферромагнитные частицы на ленте не могут перемещаться, а только меняют свою намагниченность, магнитная лента может использоваться в качестве документа.

Метод применяют для контроля сварных соединений при толщине металла от I до 16 мм. Обычно используют двухслойные магнитные ленты, состоящие из основы и магнитного слоя.

Источником информации о дефекте служит электрический сигнал, возникающий в чувствительном элементе - магнитной головке – воспроиз-водящего устройства. Этот сигнал преобразуется и наблюдается на экране электронно-лучевой трубки дефектоскопа.

На характер сигнала (амплитуду и т.д.) оказывает влияние большое число факторов: режим намагничивания изделия, геометрия поверхности, размеры, форма, глубина залегания и ориентация дефектов, направление намагничивания и считывания информации с ленты, параметры чувствительного элемента - магнитной головки.

 

Рис.1.2.Магнитографический контроль швов:

I- намагничивающее устройство; 2 - сварной шов; 3 - дефект;

4 - магнитная пленка; 5 - электронный усилитель; 6 - блок питания;

7 - генератор развертки; 8 - электронно-лучевая трубка

 

На чувствительность метода сильное влияние оказывают высота и форма усиления, а также состояние его поверхности. Качественный контроль обеспечивается, если высота усиления не превышает 25 % толщины основного металла, с плавным переходом от основного металла к наплавленному и если чешуйчатость не более I мм. Таким образом, лучшие результаты получаются при контроле сварных швов, выполненных автоматической сваркой под слоем флюса или в среде защитных газов. Наиболее часто встречающиеся дефекты (трещины, подрезы и включения) ориентируются в основном вдоль шва. Поэтому швы намагничиваются в поперечном направлении. Для этой цели применяют электромагниты постоянного тока (намагничивающие устройства). Для контроля протяженных сварных швов применяют подвижные намагничивающие устройства (ПНУ), питающиеся постоянным током.

Оптимальные режимы намагничивания сварных швов в каждом конкретном случае определяют экспериментально на специальных тест - образцах, или эталонах, имеющих искусственные дефекты. Эталон должен быть из этого же металла и сварен по той же технологии. Эталонную ленту, снятую на оптимальном режиме намагничивания, используют для проверки и настройки дефектоскопа.

 

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Подготовить стыковое соединение, выполнить стыковой шов автоматической сваркой под флюсом, провести магнитографический контроль и сделать заключение о качестве сварки.

 

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ

Образцы из стали СТЗ размером 400х100х6 мм.

Сварочный пост.

Дефектоскоп МГК-1.

Намагничивающее устройство (ПНУ) с источником питания.

Чистая магнитная лента.

Эталонная лента.

Размагничивающий дроссель.

 

         ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Из двух образцов собрать соединение встык, выполнить сварной шов под флюсом на режиме I = 500 А, U = 32 В, V_св= 36 м/ч.

Остывшее соединение очистить от шлака, брызг и загрязнений. Проконтролировать соединение внешним осмотром.

Отрезок магнитной ленты соответствующей длины наложить внатяг на поверхность сварного шва стороной магнитного слоя к нему. Предва-рительно на одном из свободных концов ленты длиной 100 мм записать '' привязочные '' - данные (№ шва, клеймо сварщика, дату контроля, режим намагничивания и т.п.).

В зависимости от толщины сварного соединения установить необходимый режим (ток) намагничивания согласно данным таблицы.

 

Режим намагничивания

 

Намагничивающее устройство	Ток в амперах при толщине металла в мм
ПНУ- 1	2	4	6	8	10	12	14	16
	1	3	6	10	14	16	18	20

 

Намагничивающее устройство установить так, чтобы шов и магнитная лента находились симметрично между полюсами ПНУ. Включить ток, и ПНУ медленно прокатить вдоль шва.

После намагничивания ПНУ отсоединить от источника и убрать.

Снять ленту и полученную запись воспроизвести на магнито-графическом дефектоскопе.

Проанализировать результаты. Образец размагнитить.

 

Контрольные вопросы

1. В чем состоит сущность магнитографического метода?

2. Как влияет дефект несплошности на магнитное поле?

3. При помощи чего регистрируются дефекты шва?

4. Для каких материалов используется магнитографический метод?

5. Какие вы знаете методы регистрации неоднородности магнитного поля?

 

Лабораторная работа 6

Основные сведения

Ультразвуковую дефектоскопию применяют для обнаружения дефекта (трещин, раковин и др.) в материалах без разрушения.