Методические указания к лабораторной работе №2

Тема лабораторной работы: «Определение дефектов сварных соединений цветным методом контроля»

Цель – изучить цветной метод контроля качества сварных соединений.

Аппаратура, материалы:

1. дефектоскопические материалы,

2. сушильный шкаф (ГОСТ 13471-77*);

3. микроскоп ММИ (ГОСТ 8074-82*);

4. лупа бинокулярная 10-кратного увеличения (БЛ-1, БЛ-2),

5. кисть жесткая КФ или КР из истины (ГОСТ 10597-87) для нанесения индикаторного пенетранта;

6. кисть мягкая из волоса пушнины для нанесения проявителя;

7. пневматический краскораспылитель С-765

8. окрасочный агрегат СО-74;

9. щупы по ГОСТ 882-75*;

10. салфетки обтирочные светлые из тканей мадаполам, бязь, миткаль, батист, сатин, ветошь

Краткие теоретические сведения

Цветной метод контроля предназначен для выявления поверхностных дефектов и их протяженности направления и характера распространения. Этот метод позволяет контролировать изделия любых размеров и форм, изготавливаемых из неферромагнитных черных и цветных металлов и сплавов, бетона, пластмасс, стекла, керамики и любых других твердых конструктивных материалов, которые не растворяются и не набухают в дефектоскопических материалах (ДМ).

При проведении контроля на поверхность образца наносят слой подкрашенной проникающей жидкости (чаще всего смесь из 20% скипидара, 80% керосина и 10 г краски «Судан-4» на 1 дм³ жидкости) и выдерживают 15-20 мин. Затем поверхность промывают 50%-ным раствором кальцинированной соды и просушивают. Далее на поверхность шва наносят тонкий слой проявляющей суспензии – раствора каолина в воде или спирте (400 – 500 г каолина на 1 дм³жидкости).

Рисунок 4 - Схема выявления единичной трещины

1 – поверхностный дефект, 2 – нанесенный слой индикаторного пенетранта

При просушке краска диффундирует из дефектов и окрашивает каолин в красный цвет. Для лучшей выявляемости дефектов поверхность шва осматривают дважды: через 3-5 мин и через 20-30 мин.

Частицы каолина обладают хорошими сорбционными свойствами, однако водная каолиновая суспензия плохо смачивает металл, поэтому в неё добавляют эмульгатор – моющее средство типа ОП-7.

Рисунок 5 – Индикаторный след дефекта

3 – проявитель пенетранта, 4 – ширина индикаторного следа дефекта (Х), 5 – контролируемый объект.

Существуют несколько способов заполнения полостей дефектов проникающей жидкости.

Капиллярный способ – самопроизвольное заполнение полостей дефектов проникающей жидкостью, наносимой на контролируемую поверхность смазыванием, погружением, струйно, распылением с помощью сжатого воздуха, фреона или инертного газа.

Вакуумный - заполнение полостей дефектов проникающей жидкостью при пониженном давлении в полостях.

Компрессионный – заполнение полостей дефектов проникающей жидкостью при воздействии на неё повышенного давления.

Ультразвуковой - заполнение полостей дефектов проникающей жидкостью при воздействии на неё ультразвуковых колебаний.

Деформационный - заполнение полостей дефектов проникающей жидкостью при воздействии на объект контроля упругих колебаний звуковой частоты или статического нагружения, увеличивающего ширину раскрытия трещин.

Осмотр деталей при цветном методе контроля проводят в три этапа. Сначала визуально проверяют качество нанесения проявителя, затем проводят общий осмотр поверхности для обнаружения рисунка дефектов, после этого анализируют выявленный индикаторный рисунок.

При контроле ответственных изделий в авиастроении, судостроении, энергетическом, машиностроении, химическом, нефтехимическом, транспортном, очень важно в неразрушающем контроле атомных и тепловых электростанций.

Объекты контроля – изделия из металлов, преимущественно неферромагнитных; изделия из неметаллических материалов и композитные изделия любой сложной конфигурации.

Изделия из ферромагнитных материалов контролируют в тех случаях, если имеются трудности с намагничиванием изделий или сложная конфигурация поверхности изделия создает большие градиенты магнитных полей, что затрудняет выявление дефектов.

Требования безопасности

1. К выполнению контроля качества сварных соединений цветным методом допускают лиц, прошедших специальный инструктаж по правилам техники безопасности, электробезопасности и противопожарной безопасности при производстве контроля в условиях монтажа с записью о проведении инструктажа в специальном журнале.

2. При проведении работ по контролю в производственном помещении необходимо включать вентиляцию. Выключать вентиляцию следует через 15-20 мин после окончания работы.

3. На участке контроля необходимо соблюдать правила пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004-85.

4. Все работы по контролю и приготовлению дефектоскопических составов необходимо проводить в спецодежде с применением средств индивидуальной защиты. Необходимо исключить попадания дефектоскопических материалов на открытые участки тела и в глаза.

5. Аэрозольные баллоны с дефектоскопическими составами следует оберегать от ударов, падений и нагревании свыше 50 °С.

6. Запрещается производить работы по контролю на расстоянии менее 20 м от места проведения сварочных работ.

7. После окончания работы следует тщательно вымыть руки теплой водой с мылом. Запрещается мыть руки керосином, бензином и другими органическими растворителями. Прием пищи в помещениях, где проводят работы по контролю цветным методом, категорически запрещается.

8. Во избежание возможного появления зарядов статического электричества и пожара при контроле нельзя применять ветошь из шерстяных, шелковых и синтетических тканей.

Порядок выполнения работы

1 Подготовка к контролю

1.1 С контролируемой поверхности сварного соединения и околошовной зоны должны быть удалены брызги металла, ржавчина, сварочный флюс, масло, окалина и другие загрязнения. Для удаления брызг металла и окалины допускается применять молоток и зубило. В этом случае (и в случае грубой чешуйчатости сварного шва) необходима последующая зачистка шлифмашинкой.

1.2 Ацетон рекомендуется применять для промывки контролируемой поверхности. Его используют для удаления некоторых видов лакокрасочных покрытий, остатков смывок, сложных малолетучих растворителей, для удаления проявляющей краски, а также для чистовой промывки поверхности перед повторным контролем. Растворитель 645 следует применять для удаления с поверхности нитроцеллюлозных лакокрасочных покрытий, масел, жиров и некоторых других загрязнений, а также для удаления остатков смывок, применяемых для снятия лакокрасочных покрытий.

После применения растворителя 645 требуется дополнительно промывать зону контроля ацетоном. Бензин Б-70 следует применять для очистки поверхности от пыли, жировых загрязнений, удаления проникающей жидкости, масляно- керосиновой смеси.

1.3 Очищенную поверхность необходимо тщательно промыть ацетоном с помощью жесткой волосяной щетки, а затем просушить теплым воздухом в течение 15-20 мин. Допускается замена сушки протиркой чистыми салфетками из ткани с последующей выдержкой в течение 10-15 мин. При контроле металлоконструкций закрытого типа (например, внутри резервуара) очистку сварного соединения производят пятипроцентным водным раствором кальцинированной соды с последующей промывкой чистой водой и глубокой тщательной сушкой при повышенной температуре.

2 Проведение контроля

2.1 Пользуясь аэрозольным баллоном, на очищенную и обезжиренную сухую контролируемую поверхность с расстояния 250-300 мм распыляют индикаторный пенетрант. Для обеспечения заполнения полости дефектов пенетрантом его выдерживают на контролируемом участке в течение 5-10 мин. При этом пенетрант наносят 3-4 раза, не допуская подсыхания предыдущего слоя.

2.2 Избыток индикаторного пенетранта удаляют ветошью, щетками, пользуясь пятипроцентным раствором кальцинированной соды, поливая контролируемую поверхность из какого-либо сосуда.

2.3 После промывки контролируемую поверхность осушить теплым воздухом или протереть чистой сухой светлой салфеткой, не промакивая. При наличии на салфетке следов индикаторного состава очистку повторяют.

2.4 Перед нанесением проявителя на контролируемую поверхность баллон необходимо энергично встряхнуть несколько раз до полного перемешивания. Распыление проявителя необходимо производить с расстояния 300-350 мм от контролируемой поверхности. Проявитель следует наносить однократно тонким ровным слоем. Рекомендуется вначале направить пробную струю в сторону от контролируемого объекта, а по окончании напыления отвести струю в сторону и закрыть клапан. Подтеки и наплывы проявителя на контролируемой поверхности не допускаются. Проявитель выдерживают на контролируемой поверхности до полного высыхания, после чего объект осматривают не ранее чем через 10 мин.

2.5 Контролируемый участок сварного шва осматривают дважды: сразу после высыхания проявителя с регистрацией имеющихся дефектов и через 15 мин (для выявления дефектов меньших размеров).

2.6 При температуре 15-20°С индикаторный рисунок относительно крупных дефектов образуется через 5-6 мин после нанесения проявляющей краски. Однако во многих случаях индикаторный рисунок формируется примерно через 1 ч. Это наблюдается при выявлении очень узких сжатых трещин, трещин термического или металлургического происхождения, в том числе "горячих" трещин сварки, полости которых сильно окислены и заполнены продуктами окисления, трещин коррозионной усталости и трещин коррозии под напряжением, заполненных продуктами коррозии, и в других случаях. Осмотр зон контроля для обнаружения индикаторного рисунка дефектов при температуре 15-20°С необходимо проводить примерно через 1ч. Если температура ниже 15°С для полного проявления дефектов продолжительность выдержки должна быть увеличена примерно в 1,5-2 раза.

Для ускорения проявления дефектов целесообразно через 10-15 мин после нанесения проявляющей краски прогреть зону контроля потоком теплого воздуха с температурой не более 40-50°С или с помощью термоизлучателей в течение 30-60 мин.

2.7 Осмотру подвергают сварные соединения, на которых слой белой проявляющей краски не имеет пороков и загрязнений: пятен неудаленной проникающей жидкости и масляно-керосиновой смеси, механических повреждений краски, потеков, складок и морщин, отслаивания ее от поверхности металла, непокрытых краской участков поверхности. Детали и узлы с этими недостатками, затрудняющими обнаружение рисунка дефектов, промывают ацетоном и подвергают повторной обработке дефектоскопическими материалами.

2.8 При общем осмотре зоны контроля следует провести поиск рисунка дефектов, затем анализируют рисунок дефектов. Общий осмотр проводят невооруженным глазом или с применением луп, имеющих большое, поле зрения и малое увеличение. Для анализа индикаторного рисунка чаще всего используют оптические средства.

2.9 При анализе индикаторного рисунка обращают внимание на его конфигурацию, цвет, контраст с фоном, место расположения, направление распространения и другие признаки. "Горячие" и кристаллизационные трещины, зарождающиеся в процессе первичной кристаллизации металла шва, выявляются в виде одиночных изломанных поперечных, продольных (по отношению к оси шва) или разветвленных линий на белом или розовом фоне, расположенных, как правило, в осевой части шва или в околошовной зоне.

Холодные трещины сварки также выявляются в виде ломаных линий. По внешнему виду они отличаются от кристаллизационных и "горячих" трещин меньшей шириной. Чаще всего они расположены в околошовной зоне, реже поражают металл шва. Так, например, они могут возникнуть в металле ранее наплавленного шва при его подварке. Усадочные раковины при цветном контроле видны в виде окрашенных узких полостей с неровными краями. Они располагаются чаще всего по оси шва. Нередко около раковин выявляются поры различного размера. Поверхностные поры образуют индикаторный рисунок в виде точек или пятен округлой формы. Они располагаются по оси шва либо у границы сплавления цепочками или отдельными группами.

2.10 При затруднениях по определению наличия и характера дефекта необходимо провести повторный цветной контроль. Перед повторным цветным контролем необходимо удалить с поверхности сварного соединения дефектоскопические материалы, промывая ее ацетоном, а затем просушить в соответствии с ранее изложенными рекомендациями.

3 Обработка и оформление результатов контроля

3.1 Дефекты, обнаруженные в результате проведенного контроля, считать недопустимыми, если их размеры превышают значения, указанные в нормативно-технической документации для определенного типа дефекта.

3.2 Результаты контроля занести в таблицу.

Таблица 6 – Результаты проведенного контроля

№ п/п	Характеристика сварного соединения	Номер сварного соединения на эскизе	Дефектоскоп. материалы	Обнаруженные дефекты	Оценка качества
наименование	диаметр (толщина стенки и т.д.)
1	2	3	4	5	6	7

 

 

 

4. Оформить отчет по лабораторной работе и сделать выводы по её проведению.

Контрольные вопросы

 

1.
В чем сущность цветного метода контроля?

2.
Как подготовить контролируемую поверхность к проведению цветного контроля?

3.
Для чего наносят на поверхность индикаторныйпенетрант?

4.
Какие преимущества цветного метода контроля сварных соединений?

5.
Какие существуют недостатки этого метода?

Рекомендуемая литература: 1. Герасименко А.И. Электрогазосварщик: Учебное пособие для профессионально-технических училищ. – Изд 7-е/Ростов н/Д: Феникс, 2006 – 384 с. 2. Колганов Л.А. Сварочные работы. Сварка, резка, пайка, наплавка: Учебное пособие. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К^о», 2004. – 408с. 3. Троицкий В.А., Валевич М.И. Неразрушающий контроль сварных соединений. – М.: Машиностроение, 1998.- 112с. Заключение Лабораторные работы необходимо постоянно совершенствовать и модернизировать, а иногда и заменять новыми, более полезными, интересными и   современными. Для оптимального усвоения учащимися основных знаний необходимо, чтобы преподаватель правильно, т.е. методически обоснованно, организовал процесс их формирования и управления их усвоением. В данной дипломной работе был проведен анализ учебно-программной документации: профессиональной характеристики, тематического учебного плана и рабочей программы. Было проведено конструирование деятельности учащихся по формированию технических понятий и практических умений, а также обоснование к лабораторной работе, разработаны методические указания к лабораторным работам. Поставленные задачи курсовой работы позволили разработать методический комплекс проведения лабораторного практикума. Разработанный лабораторный практикум позволит подготовить высококвалифицированных специалистов в области неразрушающего контроля качества сварных соединений. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Батышев, С.Я. Профессиональная педагогика [Текст]: учебник для студентов, обучающихся по педагогическим специальностям и направлениям / С.Я.Батышев [и др.]. – М.: Ассоциация «Профессиональное образование», 1997. – 512 с. 2. Башмаков, А.И. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем / А.И. Башмаков, И.А. Башмаков. - М.: ИИД "Филинъ", 2003. - 616 с. 3. Беспалько, В. П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения / В. П. Беспалъко. - М.: 1995. – 336 с. 4. Бордовская, Н.В. Педагогика [Текст]: учеб.для вузов. / Н.В. Бордовская, А.А. Реан. – СПб.: Питер, 2003. – 304с. 5. Выпускная квалификационная работа: учебное пособие. / М.А.Федулова, Д.Х. Билалов.- Екатеринбург: Изд-во ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2011. – 96 с. 6. Гендина, Н.И. Нормативно-методическое обеспечение учебного процесса в вузе. Стандарты высшего учебного заведения [Текст] / Н.И. Гендина, Н.И. Колкова. – Кемерово.: Академия, 1998. – 170 с. 7. Герасименко А.И. Электрогазосварщик: Учебное пособие для профессионально-технических училищ. – Изд 7-е/Ростов н/Д: Феникс, 2006 – 384 с. 8. Колганов Л.А. Сварочные работы. Сварка, резка, пайка, наплавка: Учебное пособие. – М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К^о», 2004. – 408с. 9. Колесникова, И. А. Педагогическое проектирование / И. А. Колесникова, М. П. Горчакова-Сибирская. – М.: Академия, 2007. – 288 с. 10. Кругликов, Г. И. Настольная книга мастера профессионального обучения / Г.И. Кругликов. – М.: Академия, 2007. – 272 с. 11. Николаев, Г.А. Сварка в машиностроении [Текст]: справочник: в 4 т. / Г.А. Николаев [и др.]; под ред. Н.А. Ольшанского. – М.: Машиностроение, 1978. – Т. 1. – 504 с. 12. Николаев, Г.А. Сварка в машиностроении [Текст]: справочник: в 4 т. / Г.А. Николаев [и др.]; под ред. А.И. Акулова. – М.: Машиностроение, 1978. – Т. 2. – 462 с. 13. Сластенин, В.А. Педагогика: учеб.пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / В.А. Сластенин, И.Ф. Исаев, Е.Н. Шиянов; Под ред. В.А. Сластенина. - М.: Издательский центр "Академия", 2002. - 576 с. 14. Троицкий В.А., Валевич М.И. Неразрушающий контроль сварных соединений. – М.: Машиностроение, 1998.- 112с. 15. Эрганова Н.Е. Методика профессионального обучения: учебное пособие. – Екатеринбург: Изд-во РГППУ, 2004. – 150 с. 16. ГОСТ 2.104 – 68. Единая система конструкторской документации. Основные надписи. - Введ. 1971-01-01. – М.: Госстандарт СССР: Изд-во стандартов, 1971. – 35 с. 17. ГОСТ 2.105 – 95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам. - Введ. 1995-08-08. – М.: Гос-стандарт России: Изд-во стандартов, 1995. – 31 с. 18. ГОСТ 7.1-2003. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическое описание документа. Общие требования и правила составления. - Введ. 2003-11-25. – М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2003. – 39 с. 19. Федеральный государственный образовательный стандарт начального профессионального образования по профессии 150709.02 Сварщик № 588 от 12 ноября 2009 года. 20. Шалунова М.Г. Эрганова Н.Е. Практикум по методике профессионального обучения: Учеб.пособие. /Изд-во Рос. Гос. проф.-пед. ун-та. Екатеринбург, 2005. 67с.

линии с неровными краями.горячую правку сложных конструкций.