Методическое пособие по ВК 2016. Методическое пособие Испытания и неразрушающие методы контроля визуально-оптический метод контроля (Сварные соединения и обработанные изделия) Разработал Хатько В. В. 2016 2

82
♦
Чрезмерные зазоры между кромками свариваемых заготовок (элементов конструкции) и повышенные углы разделки между свариваемыми кромками;
♦
Завышенные сварочный ток и напряжение на дуге, малая скорость сварки;
♦
Неправильная подгонка свариваемых кромок;
♦
Неправильное перемещение электрода в процессе сварки или неправильный угол наклона сварочной проволоки при автоматической сварке;
♦
Недостаточная квалификация сварщика;
♦
Неисправность сварочного оборудования, измерительных приборов и др.
Прожоги– сквозное проплавление свариваемых элементов конструкции.
Этот дефект может быть вызван следующими причинами:
♦
Чрезмерными зазорами между стыкуемыми кромками свариваемых элементов;
♦
Неплотным прилеганием металлической подкладки или флюсовой подушки при автоматической сварке под флюсом;
♦
Завышенной тепловой мощностью, вызванной чрезмерной величиной сварочного тока или чрезмерной мощностью сварочной горелки;
♦
Низкой скоростью сварки и др.
В практике прожоги часто встречаются при сварке тонкостенных конструкций и сварке стыковых
швов, выполняемых с глубоким проваром, а также при сварке снизу, вверх вертикальных угловых
швов.
Подрезы – углубление в основном металле, расположенное вдоль границы шва сварного соединения.
Причины образования подрезов:
♦
Чрезмерная тепловая мощность дуги;
♦
Неправильное положение электрода и низкое напряжение в дуге при автоматической сварке под флюсом;
♦
Слишком тугоплавкий флюс при электрошлаковой сварке, способствующий отжиманию ползунов;
♦
Низкая квалификация сварщиков и др.
Наплывы и натеки – это излишне наплавленный металл около кромок шва, наплывший или натекший в процессе сварки на перегретый основной металл и не сплавившийся с ним.
Причины образования наплывов и натеков:
♦
Неправильное пространственное положение шва;
♦
Недостаточно точное направление электрода (электродной проволоки) по оси шва – смещение его в одну из свариваемых кромок;
♦
Неправильно выбранный электрический режим сварки (сила тока, длина дуги и т.п.);
♦
Малая скорость сварки при чрезмерной скорости плавления электродной (присадочной) проволоки;
♦ недостаточная квалификация сварщика и др.
Наплывы и натеки часто сопровождаются более серьезными дефектами – не проварами.
Незаверенные кратеры – углубления в конце шва, образующиеся при внезапном обрыве дуги
(процесса сварки). Кратеры довольно часто встречаются при выполнении коротких прерывистых швов.
Основная причина возникновения этого дефекта – недостаточная квалификация сварщика.
Поры, выходящие на поверхность наплавленного металла шва, образуются в результате растворения в металле газов.
Поры приобретают вид вытянутых кверху цилиндрических полостей, которые иногда называют свищами.
Образованию свищей способствует вязкий шлак с плохой газопроницаемостью, через который
вышедшие на поверхность наплавленного металла газы удалиться окончательно не могут.

83
Сквозные дефекты
К сквозным дефектам относят дефекты типа свищей, прожогов, трещин и сплошных непроваров,
которые проходят сквозь наплавленный металл шва или основной металл. Сквозные дефекты обуславливают не герметичность сварного соединения.
Причины образования сквозных дефектов те же, что внешних и внутренних дефектов.
ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Трещины и их разновидности.
Трещины – частичное местное разрушение сварного соединения.
В наплавленном и основном металле трещины появляются вследствие развития собственных
напряжений, которые могут возникнуть в металле в результате следующих причин:
♦
Литейной усадки и структурных превращений или изменения объема при переходе металла их жидкого состояния в твердое;
♦
Неравномерного распределения температуры при нагреве или охлаждения свариваемого объекта;
♦
Сварки деталей из конструкционных легированных сталей в жестко заделанных контурах;
♦
Большой скорости охлаждения при сварке углеродистых сталей, склонных к закалке на воздухе;
♦
Проведения сварки при низких температурах, понижающих пластические свойства металла;
♦
Засоренности основного и присадочного металла вредными примесями серы и фосфора;
♦
Наличия в сварных соединениях других дефектов, являющихся концентраторами напряжений, обуславливающих образование трещин, и др.
В зависимости от температурных условий, при которых возникают трещины, их подразделяют на
холодные, возникающие при температуре до 300°С, и горячие, возникающие при температуре 1100-
1300°С.
В зависимости от расположения относительно оси сварного соединения трещины подразделяют на продольные и поперечные; по расположению в сварном соединении – на трещины в наплавленном металле, трещины в основном металле или в зоне термического влияния.
В зависимости от размеров трещины подразделяют на макротрещины, имеющие сравнительно большой размер по глубине, протяженности и раскрытию, и микротрещины, обнаруживаемые вооруженным глазом.
В зависимости от характера напряжений (сжатие или растяжение), возникающих в элементах сварных конструкций, трещины могут быть закрытые, трудно обнаруживаемые (в сжатых элементах) или открытые, хорошо видимые (в растянутых элементах).
Непровары и их разновидности.
Непровар – отсутствие сплавления между наплавленным и основным металлом (в корне шва или по кромке) или между слоями шва.
При непроваре отсутствует структурная связь между прилегающими друг к другу объемами металла в сварном соединении. Непровар возникает в тех случаях, когда расплавленный электродный металл попадает на нерасплавленный основной металл. На поверхности соприкосновения расплавленного и основного металла сохраняется тонкая окисная пленка, снижающая прочность сцепления между ними.
Непровар часто встречается в вершине угла, по скосам свариваемых кромок, между параллельными валиками и между валиками, наложенными друг на друга при многослойной сварке.
Характерная особенность непровара состоит в том, что он заканчивается в металле шва ответвлениями
("усами") в виде трещины.
Причины образования непроваров:
♦
Недостаточная тепловая мощность дуги (малый ток, излишне длинная или излишне короткая дуга); электроды из легкоплавкого материала, вследствие чего жидкий металл заполняет шов на неоплавленные свариваемые кромки;
♦
Чрезмерная скорость сварки, при которой свариваемые кромки не успевают расплавиться;
♦
Значительное смещение электрода на одну из свариваемых кромок, когда расплавленный металл натекает на вторую нерасплавленную кромку, прикрывая непровар;

84
♦
Малая величина зазора или малый угол скоса кромок, что затрудняет расплавление основного металла;
♦
Неудовлетворительная зачистка кромок под сварку от ржавчины, краски, окалины, масла и других загрязнений;
♦
Блуждание или отклонение дуги под влиянием магнитных полей особенно при сварке на постоянном токе, когда основание столба дуги располагается в одном месте, а жидкий металл стекает на другой участок нерасплавленного основного металла;
♦
Наличие в зазоре разделки кромок остатка флюса при автоматической сварке, что вызывает непровар вершины угла шва;
♦
Неправильное положение или слишком большое сечение присадочной проволоки, укладываемой в разделку шва, что затрудняет расплавление основного металла;
♦
Неполное удаление шлака при многослойной сварке, образовавшегося при наложении предыдущего валика;
♦
Неудовлетворительное качество основного металла, сварочной проволоки электродов, флюсов и т.п.;
♦
Неудовлетворительная работа сварочного оборудования – колебание силы сварочного тока и напряжения дуги в процессе сварки;
♦
Низкая квалификация сварщика.
Пористость наплавленного металла.
Поры (пористость) в наплавленном металле шва – различной величины пузырьки (обычно сферической формы), заполненные газами.
Газовые пузырьки возникают вследствие интенсивных реакций газообразования в объеме металла и большой скорости его затвердевания, не позволяющей пузырькам газа подняться на поверхности расплавленного металла шва. При сварке стали основной источник газообразования в большинстве случаев – это реакция выгорания углерода за счет окислов, растворенных в расплавленном металле
(ванне), с образованием окиси углерода, нерастворимой в металле.
Возникшие в жидком металле пузырьки газа могут быстро расти за счет диффузии в объем пузырька газов, растворенных в металле, и в первую очередь водорода. К числу газов, вызывающих пористость или имеющих определенное значение для образования пор при сварке, так же относятся азот, пары воды и в малой степени углекислый газ и метан. При охлаждении растворимость газов в металле уменьшается, и часть газов стремится выйти в атмосферу. Газы, встречая сопротивление кристаллизующегося металла, не могут полностью выйти из металла шва и образуют в нем внутренние поры, раковины или выходящие на поверхность свищи.
Равномерная пористость обычно возникает при постоянно действующих факторах: загрязненность основного металла, по свариваемым поверхностям (ржавчина, масло и т.д.), низкокачественные электроды или флюсы и т.д.
Групповые поры в виде отдельных скоплений образуются при местных загрязнениях или при отклонениях от заданного (установившегося) режима сварки (при обрыве или случайных удлинениях дуги, при нарушении сплошности обмазки, при сварке в начале шва, в кратерах и т.п.).
Основные причины образования пор в швах сварных соединений:
♦
Повышенное содержание углерода в основном металле или присадочном материале;
♦
Повышенная влажность электродного покрытия, флюса или проведение сварочных работ в сырую погоду;
♦
Наличие в некоторых электродных покрытиях крахмала, декстрина и других органических составляющих, в результате разложения которых может происходить насыщение металла шва окисью углерода или водородом;
♦
Плохая очистка кромок свариваемого металла от ржавчины, краски, масла и других загрязнений;
♦
Высокая скорость сварки, приводящая к быстрому затвердеванию сварочной ванны.
Шлаковые и окисные включения.

85
Шлаковые включения в шве сварного соединения – небольшие объемы, заполненные неметаллическими веществами – шлаками окислами, не успевшими всплыть на поверхность металла шва и застрявшими в металле.
Образование шлаковых включений в значительной степени зависит от скорости затвердевания жидкой ванны. При высокой скорости затвердевания (при сварке электродами с тонкой обмазкой) количество шлаковых включений очень велико. При сварке качественными электродами, дающими много шлака, расплавленный металл дольше находится в жидком состоянии и неметаллический включения имеют время всплыть на поверхность металла. При сварке качественными электродами наплавленный металл мало засорен шлаковыми включениями.
Шлаковые включения при определенных условиях могут стать очагом образование трещин. Это объясняется тем, что в процессе нагрева или охлаждения вследствие большой разницы величины коэффициентов теплового расширения шлаков и металла в последнем могут возникнуть значительные температурные напряжения, способствующие зарождению трещин в металле шва.
Окисные включения (пленки) могут возникать при всех видах сварки. В сварных швах алюминиевых сплавов они имеют вид тонких плоских пленок произвольного очертания. Влияния окисных пленок на механические свойства сварных соединений может быть сильнее, чем влияние пор, шлаковых и металлических включений.
Причины возникновения шлаковых и окисных включений:
♦
Загрязненность поверхностей свариваемых кромок ржавчиной, маслом и т.д.;
♦
Плохая очистка (или отделимость) шлака от поверхности шва при многослойной сварке;
♦
Остывание ванны жидкого металла (малый слой шлакового покрытия) что затрудняет всплывание на поверхность более крупных включений;
♦
Высокая плотность или тугоплавкость шлака;
♦
Некачественное электродное покрытие (покрытие дает вязкий густой шлак или оно нанесено больше положенного); низкая квалификация сварщика и др.
Металлические включения. В практике наиболее распространены вольфрамовые включения при
сварке алюминиевых сплавов.
Вольфрамовые включения обычно возникают при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом. При этом может возникать мгновенная нестабильность дуги и появление одновременно с вольфрамовыми включениями окисных включений. Вольфрамовые включения могут располагаться внутри шва и на поверхности соединений в виде брызг. При попадании вольфрама в жидкую ванну он обычно погружается на дно ванны. Вольфрам в алюминии не растворим и обладает большей плотностью. Вольфрамовые включения, как правило, образуются в местах обрыва дуги, при этом вольфрам отлагается ввершине кратеров, где часто образуются трещины.
Тема 8 Классификация дефектов в соответствии с критериями приемки.
8.1 Оформление результатов контроля в соответствии с действующими нормами. Условная
запись дефектов.
ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ
1. Операции контроля должны производиться с учетом климатических характеристик и требований размещения аппаратуры, изложенных в паспорте и инструкции по эксплуатации.
2. Контроль объектов должен осуществляться в соответствии с методикой контроля на конкретные типы аппаратуры и объекта и включать в себя следующие операции:
- установку объекта контроля и аппаратуры в требуемое положение;
- введение объекта в режим контроля (освещение, устранение смещения или вибрации и т.п.);
- наблюдение и (или) измерение контролируемого параметра;
- контроль качества объекта посредством сравнения его со стандартным образцом и другим способом;
- обработку результатов.

86 3. Методика контроля должна разрабатываться предприятием - изготовителем объектов контроля и утверждаться в установленном порядке.
ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ
По результатам визуально - измерительного контроля составляется протокол визуального контроля
(дефектограмма объекта контроля).
В протоколе контроля должна быть указана следующая информация (EN ISO 17637 п. 5) :
1. Завод изготовитель элементов сварной конструкции.
2. Наименование лаборатории (органа), которая производила испытания, если они производились не заводом-изготовителем.
3. Обозначение сварной конструкции.
4. Материал контролируемого изделия.
5. Вид сварного соединения.
6. Толщина сварного материала контролируемого изделия.
7. Способ сварки.
8. Критерии приемки.
9. Наименование и расположение дефектов, выходящих за граничные значения критериев приемки.
10. Объем контроля со ссылкой на соответствующую конструкторскую документацию (при необходимости)
11. Средства измерений, используемые при контроле.
12. Результаты контроля со ссылкой на критерии приемки.
13. Ф.И.О. лица, производившего контроль, дата проведения контроля.
Проконтролированное и признанное годным сварное соединение при необходимости должно быть промаркировано. Если требуется документированный протокол визуального контроля проверенного сварного шва, должны быть сделаны фотоснимки и (или) точные эскизы (дефектограмма) с четко различаемыми дефектами.
Рассмотрим составление протокола визуального контроля на примере:
Протокол визуального контроля.
Объект контроля: Стыковое сварное соединение, трубопровода пара и горячей воды, выполненное
при монтаже
Основные размеры: диаметр трубы 157мм, Толщина стенки 8,0мм
Материал: сталь 20
Способ сварки: ручная дуговая сварка
Вид сварного соединения: С17 (ГОСТ 16037-80)
Стадия контроля: Контроль после сварки при монтаже (ПУБЭ трубопроводов пара и горячей воды)
1 Нормативные документы
1.1По методу контроля ГОСТ 23479-79; СТБ 1133-98; EN ISO 17637-2011
1.2 По объему контроля и оценке качества ГОСТ 16037-80; СТБ ISO 6520-1-2009; ПУБЭ трубопроводов
пара и горячей воды
Объем контроля
1.1 Визуального
а) Весь сварной шов и 20мм прилегающих участков основного металла в обе стороны
б) Наличие и соответствие клейма сварщика и маркировки требованиям ТНПА
в) Состояние поверхности и шероховатость
г) Форма шва
д) Наличие дефектов

87
2.2 Измерительного
а) Размеры шва в местах наибольших отклонений (e - ширина и g - высота шва)
б) Величину линейных и угловых смещений
в) Размеры и координаты, выявленных при визуальном контроле дефектов
г) Координаты расположения клейма сварщика
Подготовка объекта к контролю и условия контроля
(Вывод объекта из эксплуатации, удаление изоляции и т.п., способ очистки, размеры очищаемой поверхности, шероховатость, требуемая освещенность)
а) зачистка всего шва и прилегающих участков основного металла не менее 20мм по обе стороны
шва от загрязнений, шлака, следов коррозии, брызг металла, механическим способом.
б) Шероховатость зачищенной поверхности R
a
≤ 12,5мкм
в) Обзор под углом не менее 30
0
г) Осмотр на расстоянии 600мм, расстояние наилучшего контроля 250мм
д) Общая освещенность лицевой поверхности, контролируемого изделия 350люкс, а для надежного
выявления дефектов - 500лк
Средства контроля и принадлежности
Люксметр; образцы шероховатости; лупа просмотровая ЛП-2,5; лупа измерительная ЛИ-3-10;
универсальный шаблон сварщика УШС-3; штангенциркуль ШЦ -1-125-0,1; линейка металлическая
Л300; рулетка, фонарь, маркер.
Начало осмотра
1.Форма шва.
Сварной шов – плотно чешуйчатый, равномерный
1 2 3 4 5 по ширине с плавным переходом к основному металлу.
2. Геометрические размеры шва:
e = 13-16мм; e min
= 13,9мм, e max
= 17,3мм
g = 0.5 – 3мм; g min
= 0.5мм, g max
= 4.5мм,
(k – катет углового шва)
3. Дефекты:
5 1. Трещина продольная
15 2. Кратер
30
3. Наплыв
50
4. Подрезы по всему периметру
85 5. Поверхностная пора (кратер)
Размер до дефекта
№ п/п
Наименование дефекта
Классификация дефекта по СТБ
ИСО 6520-1-2009
Нормы ТНПА
Измеренные значения (отметка о соответствии)
1.
Продольная трещина в металле сварного шва
1011
Не допускается
L=3мм;
Не соответствует
2.
Усадочная раковина
202
Не допускается
D=6мм;
Не соответствует
3.
Наплыв
506
Не допускается
Не соответствует
4.
Прерывистый подрез
5012 h ≤ 0.5мм h = 2,1мм
Не соответствует
5.
Поверхностная пора
2017
D=1,16мм 4 шт. на
100мм шва
D=2.0мм 2 шт.
Не соответствует

88 6.
Превышение ширины сварного шва
5212
e = 13-16мм e
max
= 17,3мм
Не соответствует
7.
Превышение выпуклости стыкового шва
502
g = 0.5 – 3мм g
max
= 4.5мм
Не соответствует
Заключение (о соответствии качества образца требованиям ТНПА)
Сварочный шов не соответствует ТНПА. Несоответствия исправить.
Контроль произвел ______________________ _____________ __________________
(Фамилия, Имя, Отчество) (подпись) (дата проведения)

перейти в каталог файлов