4 (1016818), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Визуальные и измерительные методы контроля сварных швов -наиболее простые и широко распространённые. Обычно внешним осмотром контролируют все сварные изделия независимо от применения других видов контроля. Внешний осмотр во многих случаях достаточно информативен и наиболее дешев и оперативен. Внешним осмотром невооружённым глазом или с помощью лупы выявляют прежде всего дефекты швов в виде трещин, подрезов, пор, свищей, прожогов, наплывов, непроваров в нижней части швов:
Сварные швы часто сравнивают по внешнему виду со специальными эталонами. Геометрические параметры швов измеряют с помощью шаблонов или измерительных инструментов (рис. 4.31). Эти
параметры должны соответствовать техническим условиям (ТУ) или стандартам (ОСТ, ГОСТ).
Для дистанционного визуального контроля поверхностей в труднодоступных местах (например, корень шва трубопровода) применяют переносные видеоэндоскопы (рис. 4.32). Комплект видеоэндоскопа составляют зонд (катушка с зондом), источник света, блок пневматического управления гибким зондом, обеспечивающий изгиб (артикуляцию) зонда в широком диапазоне.
Несмотря на то, что внешний осмотр и обмер сварных швов — высокоэффективные средства обнаружения дефектов, они не дают возможности окончательно судить о качестве сварки, так как определяют только внешние дефекты шва и позволяют установить сомнительного качества его участки, которые могут быть проверены другими методами.
Непроницаемость сварных швов - это одно из требований, предъявляемых к изделиям замкнутого типа (сосудам, трубопроводам). Контроль на непроницаемость (герметичность) контролируют капиллярным, компрессионным и вакуумными методами.
Капиллярные методы контроля основаны на явлении капиллярного проникновения жидкости, обладающей высокой смачивающей способностью, в сквозные дефекты. При контроле на одну поверхность изделия, предварительно очищенную от загрязнений, обильно наносят проникающую жидкость, например, керосин, а на другую - адсорбирующее покрытие в виде меловой обмазки, содержащей 350-480 г молотого мела (или каолина) в 1 л воды. После определённой выдержки контролируемое соединение осматривают, выявляя сквозные дефекты по жёлтым пятнам керосина на меловой обмазке. Метод керосиновой пробы позволяет выявить сквозные дефекты с эффективным диаметром более 0,1 мм.
Другие капиллярные методы течеискания основаны на использовании пенетрантов- красок (цветной метод) или люминофоров (люминесцентный метод). Этими методами пользуются для выявления поверхностных дефектов, например, трещин, имеющих раскрытие более 1 мкм, а по протяжённости - соизмеримых со средним размером зерна сплава.
При проведении люминесцентного контроля на поверхность контролируемого изделия распылением или погружением
Рис. 4.32. Применение эндоскопов для контроля качества продукции:
а - оптическая система эндоскопа; б - общий вид эндоскопа с гибким световодом (флексоскопа); в - головка флексоскопа; г - диагностирование авиационного двигателя
наносят индикаторный пенетрант, способный проникать в дефекты / (рис. 4.33, а). В простейшем случае это, например, смесь 15 % трансформаторного масла и 85 % керосина, которая светится под действием ультрафиолетовых лучей. Для улучшения пропитки полостей пенетрантом иногда применяют дополнительный нагрев, ультразвук, повышенное или пониженное давление (воздуха или инертного газа).
После некоторой выдержки избытки пенетранта удаляют с контролируемой поверхности изделия. Поверхностные и сквозные дефекты при этом остаются заполненными пенетрантом 2 (рис. 4.33, б). Затем на контролируемую поверхность наносят проявитель 3 (рис. 4.33, е) в виде порошка или суспензии. Проявитель (порошок талька или углекислого магния) «вытягивает» оставшийся в поверхностном дефекте пенетрант. Пенетрант при этом несколько расплывается над дефектным участком, образуя так называемый «индикаторный след». Извлечение и локализация пенетранта у кромок дефекта достигается диффузионными и сорбционными силами проявителя. Осмотр поверхности осуществляется при ультрафиолетовом облучении 4 (рис. 4.33, г). Люминесценция индикаторного раствора даёт чёткую контрастную картину поверхностных дефектов,
В самопроявляющемся варианте после пропитки деталь нагревают, и сама индикаторная жидкость, выходя из полостей, затвердевает, образуя следы дефектных полостей.
Цветной контроль или метод красок проводят примерно по той же технологии. На очищенную предварительно поверхность детали наносят слой подкрашенной проникающей жидкости. Затем следуют выдержка, промывка, сушка. Проявление осуществляют порошком или суспензией (например, 300-500 г каолина в 1 л воды или спирта). При просушивании краска (например, «Судан») окрашивает каолин в красный цвет. Дефекты хорошо видны при осмотре поверхности шва простым глазом или через лупу, а мелкие - в микроскоп.
Компрессионные методы контроля основаны на создании в испытуемом изделии (замкнутой системе) избыточного давления пробного вещества (жидкости или газа) и регистрации на наружной поверхности изделия мест течи этого вещества. В зависимости от типа пробного вещества различают жидкостные и газовые методы течеискания.
Жидкостный (гидравлический) метод течеискания применяется при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо-, газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Сварные швы с наружной стороны тщательно обтирают или обдувают сжатым воздухом до получения сухой поверхности. После заполнения изделия водой насосом или гидравлическим прессом создают испытательное (обычно в 1,5 раза больше рабочего) давление. Дефектные места определяют по появлению течи, просачиванию воды в виде капель или запотеванию наружной поверхности шва или вблизи него. Такой метод контроля позволяет выявлять течи диаметром около 10~3 мм.
Разновидностью контроля гидравлическим давлением является люминесцентно-гидравлический метод,отличающийся тем, что в состав пробного вещества добавляют люминофор и осмотр наружной поверхности изделия проводят в ультрафиолетовом свете.
Иногда для лучшей выявляемости дефектов при гидравлическом методе контроля на наружную поверхность изделия наносят индикаторное покрытие, в состав которого входит вещество (например, ди-натриевая соль флуоресцина), люминесцирующее при попадании на него воды, или сорбент (например, крахмал), удерживающий воду в течение длительного времени.
Газовые методы течеискания - более чувствительны, чем жидкостные, поскольку пробные вещества- газы значительно легче проходят через мелкие сквозные дефекты. Газовые методы контроля применяют для испытания замкнутых объёмов. К основным газо вым методам течеискания относятся: пузырьковый, химический, манометрический, газоаналитический.
Пузырьковый метод заключается в том, что сварные изделия погружают в ванну с водой с таким расчётом, чтобы над изделием был слой воды в 20-40 мм. После этого в изделие от воздушной сети или из баллона подают сжатый газ (воздух, азот, инертные газы) под давлением, на 10-20 % превышающим рабочее. Место течи регистрируют по появлению пузырьков (рис. 4.34). Если размеры изделия велики, и в ванну его не поместить, то наружную поверхность изделия покрывают пенообразующим веществом (мыльным раствором) и место течи фиксируют по мыльным пузырькам.
Химический метод основан на изменении окраски некоторых индикаторов (водного раствора азотнокислой ртути или спиртоводного раствора фенолфталеина) под воздействием щелочей. В качестве щёлочи применяется газ аммиак. В процессе испытаний наружную поверхность шва испытуемого изделия покрывают бумажной лентой или светлой тканью, смоченными 5%-ным раствором азотнокислой ртути или раствором фенолфталеина. Затем в изделие подают смесь воздуха с 1-10 % аммиака. Бумагу (ткань) выдерживают 1—15 мин. Аммиак, проникая через сквозные дефекты, оставляет на бумаге в местах течи чёрные или фиолетовые пятна.
Манометрический метод заключается в регистрации изменения давления внутри сосуда, происходящего в случае его негерметичности, с помощью манометров за определённый период времени. Метод даёт приближённую оценку герметичности, но зато может применяться для периодической проверки эксплуатируемого оборудования, работающего под давлением без каких-либо дополнительных операций.
Рис. 4.34. Схема контроля пузырьковым методом: 1 - редакционный клапан; 2 - манометр; 3 - клапан; 4 - предохранительный клапан; 5 - бак; 6 - жидкость; 7-контролируемое изделие; 8 - вентиль сброса давления
Газоаналитические методы контроля применяют для испытаний ответственных сварных конструкций, так как такие течеискатели достаточно сложны и дорогостоящи. В этих методах в качестве пробных используют газы фреон, гелий, водород и другие, обладающие малой молекулярной массой и, следовательно, высокой проникающей способностью. При контроле, проходя сквозь мельчайшие неплотности сварных швов, газы регистрируются течеискателями, которые по принципу действия бывают галогенными, катарометричес-кими и масс-спектром етрическими.
Действие галогенных течеискателей основано на явлении резкого увеличения эмиссии ионов с платинового анода, нагретого до 800 — 900 °С, в присутствии галогенов (например, фреона).
Катарометрический метод основан на измерении электрического сопротивления нагретой проволоки, изменяющегося в присутствии пробного газа, например гелия или водорода, относительная теплопроводность которых по отношению к воздуху составляет 6 и 7 единиц соответственно.
Масс-спектрометрические, обычно гелиевые, течеискатели - наиболее чувствительные аппараты контроля герметичности. Индикация газа в них осуществляется с помощью масс-спектрометра. Молекулы гелия, попадая в масс-спектрометр, ионизируются и под действием магнитного поля приобретают круговую траекторию движения. Диафрагмы, расположенные на пути движения ионов, пропускают только ионы гелия, которые, попадая на коллектор, приводят к усилению ионного тока.
Схема установки для контроля гелиевым течеискателем приведена на рис. 4.35. В процессе контроля внутренний объём изделия заполняют гелием. Проникающий через неплотность в сварном шве пробный газ улавливается специальным щупом, передвигающимся по поверхности шва, и анализируется в течеискателе. По результатам анализа формируются электрический и звуковой сигналы. Сирена сигнализирует о появлении гелия в течеискателе, а по отклонению стрелки миллиамперметра судят о величине неплотности.
Вакуумным методом пользуются для контроля сварных швов, которые невозможно испытать керосином, воздухом или водой и доступ к которым возможен только с одной стороны. Его широко применяют при проверке сварных швов днищ резервуаров, газгольдеров и других листовых конструкций.
Вакуумный метод течеискания основан на регистрации падения вакуума в замкнутом объёме или на фиксации молекул пробного газа, появившихся в этом объёме.
Наибольшее распространение получил контроль с использованием вакуумных присосок. В этом случае изделие заполняют воздухом (или гелием) с небольшим избыточным давлением, а на его наружную поверхность, предварительно смоченную, например, мыльным
раствором, накладывают вакуумную камеру, в полости которой создают разрежение (рис. 4.36). Контроль ведётся либо по изменению давления в камере, которое отражается на показаниях вакуумметра, либо по появлению в камере гелия, фиксируемого с помощью гелиевого течеискателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
