Контроль качества сварных соединений

Характеристика проявителей:

7.3.МЕТОДИКА КАПИЛЛЯРНОГО КОНТРОЛЯ

1.Подготовка объекта к контролю. Очистка поверхности и полостей от всевозможных загрязнений, лакокрасочных покрытий, моющих составов, обезжиривание и сушка (может быть травление).

Способы очистки:

– механическая обработка – шлифование , полирование и т.п. Тщательная подготовка поверхностиопределяетчувствительностьметода;

– ультразвуковая ;

– анодно-ультразвуковая. Изделие помещают в ванну с травительным составом, одновременно воздействуют ультразвуком и электрическим током.

2.Обработка объекта контроля дефектоскопическим материалом. Для сварных швов могут применять капиллярную, вакуумную, компрессионную, ультразвуковую пропитку.

Капиллярная пропитка осуществляется простым погружением объекта контроля в индикаторный раствор либо смазыванием им контролируемой поверхности (кистью, пульверизатором).

Вакуумная пропитка основана на вакуумировании объекта контроля перед нанесением индикаторной жидкости (больше чувствительность и меньше в 3–5 раз время пропитки).

Компрессионная пропитка применяется для отыскания мест течи

идля большей чувствительности и производительности контроля. Иногда при этом подогревают индикаторную жидкость. При этом играет

121

роль не только «насосное» действие изменяющихся объектов, но и температурное изменение капиллярных сил.

Ультразвуковая пропитка – кавитационный эффект на границе жидкость – твердое тело – ускоряет процесс заполнения капиллярных поверхностей.

3.Проявка дефектов. В зависимости от вида проявителя проявка дефектов проводится следующими способами:

–сорбиционная : сухая порошком (каолин, мел), суспензионная (керосин, бензин, вода и их смеси)

–диффузионная : краски, пленки.

–самопроявляющий способ – беспорошковый , когда используется

вкачестве индикатора люминесцентная суспензия. Изделие погружают

всуспензию, затем извлекают. Растворитель быстро испаряется, и кристаллы люминефора оседают по краям дефекта. Под действием ультрафиолетового света они видны;

–самопроявляющий, при котором после пропитки и очистки деталь нагревают. При нагреве специальная индикаторная жидкость выходит из полости и образует индикационный след, люминесцирующий при воздействии ультрафиолета.

4.Обнаружение дефектов и расшифровка. После нанесения на поверхность проявителя ее сушат потоком теплого воздуха, а затем проводят осмотр поверхности изделия дважды через 5 и 20 мин.

Взависимости от вида индикаторного пенетранта осмотр проводят:

–в ультрафиолетовом свете;

–при электрическом или дневном свете (освещенность не менее

500 лк). Осмотр проводят невооруженным глазом или при помощи луп 1,5 и 2х с большим полем зрения.

5.Очистка объекта. Очищают при помощи растворителей, промывкой и другими способами: ультрафиолетовая, анодная электрохимическая обработка и т.д.

Наиболее распространены следующие методы капиллярного контроля:

– люминесцентный – с мокрой и сухой проявкой;

– люминесцентный – с проявкой с помощью лака;

– люминесцентный – без проявки;

– цветовой – с помощью красок. Проявка – как сухая, так и мокрая или с помощью белого лака;

122

–люминесцентно-цветовой (аэро) – используют слабоконцентрированный раствор спиртоводорастоворимого красного флуорокрасителя

сПАВ. Проявитель – лак на основе флуоресцирующего белого пигментного покрытия.

Хорошо выявляются следующие дефекты:

–трещины любого происхождения;

–волосовины , непровары;

–окисные пленки;

–растрескивание металла;

–межкристаллитная коррозия;

–поры ;

–язвенная коррозия;

–эрозионные повреждения поверхности.

Материалы: стали аустенитного класса, алюминий, латунь, титан, для которых неприменимы магнитные методы контроля.

Все методы контроля делятся на четыре уровня чувствительности по минимально определяемому размеру дефекта (табл. 7.1).

123

8. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ, ИЛИ КОНТРОЛЬ ТЕЧЕИСКАНИЕМ

Основными эксплуатационными требованиями к изделиям замкнутого типа (сосуды, трубопроводы и т.д.) является непроницаемость, или герметичность, их стенок и сварных соединений.

Герметичность – это свойство изделия ограничивать проникновение жидкости или газа сквозь элементы конструкций и их соединения. Степень герметичности обычно измеряют величиной течи (утечки) вединицу времени (т.е. измеряется объем вещества, утекающего или натекающего за единицу времени при определенном перепаде давления). Испытания изделий на герметичность выполняют с применением пробных веществ (жидкостей или газов), которые легко проникают через сквозные дефекты и хорошо различимы визуально или с помощью приборов (течеискателей) или других средств регистрации.

Контроль течеисканием позволяет обнаружить в сварных соединениях и основном металле изделий сквозные дефекты типа трещин, непроваров, газовых пор, свищей, прожогов и др.).

По своему происхождению эти дефекты могут быть первичными и вторичными. Ко вторичным относятся холодные и усталостные трещины, сквозные поры и свищи, образованные под действием агрессивной среды, вибрационной нагрузки и т.п.

Величину сквозного дефекта ввиду невозможности измерения его линейных размеров условно оценивают потоком пробного вещества, протекающего через дефект в единицу времени.

Характер движения жидкости или газа через течи зависит от размеров течи, состава среды, перепада давления.

Выбор метода течеискания определяется:

–уровнем требованийкстепенигерметичностииспытуемыхобъектов;

–направлением ивеличинойрабочейгазовойнагрузки наоболочку;

–пробными веществами, доступными к применению. Направление и величина нагрузки при испытаниях по возможно-

сти должны совпадать с рабочим давлением в связи с возможными деформациями материала оболочки и появлением течей.

124

При цветном методе в состав пробной жидкости добавляют веще- ства-пенетранты – краски .

При люминесцентном методе добавляют люминесфоры – адсор - бирующие вещества – те же проявители, что и при капиллярных методах контроля.

8.2. КОМПРЕССИОННЫЕ МЕТОДЫ

Компрессионные методы контроля основаны на создании в испытуемом изделии (замкнутой системе) избыточного давления пробного вещества и регистрации на наружной поверхности изделия места течи пробного вещества.

8.2.1. Жидкостные методы

Гидравлический метод течеискания применяется в качестве обязательного при контроле различных замкнутых систем (сосуды давления, паровые котлы, нефтехимаппаратура и др.), работающих под давлением.

Контролируемое изделие заполняют рабочей жидкостью или водой, герметизируют, а затем с помощью гидравлического насоса создают в нем избыточное давление и выдерживают под этим давлением некоторое время, после чего производят визуальный осмотр наружной поверхности изделия. Признаком дефекта является появление капель жидкости или отпотевание наружной поверхности. Такой метод позволяет выявлять дефекты течи диаметром ≈ 10–3 мм. Гидравлическим испытаниям должны предшествовать радиационный или ультразвуковой контроль, если они предусмотрены техническими условиями.

Люминесцентно-гидравлический метод отличается тем, что в состав пробного вещества добавляют люминофор, и осмотр наружной поверхности проводят в ультрафиолетовом свете.

Обычно испытания на герметичность совмещают с гидравлическими испытаниями изделия на прочность и проводят их при давлении в 1,1–1,5 раз превышающих рабочие.

При контроле в условиях серийного производства, например спи- рально-шовных и продольно-шовных труб для газонефтепроводов, применяют специальные испытательные стенды.

Гидравлические методы иногда применяют и для открытых сосудов, например отстойников. В этих случаях контроль сосудов производят наливом в них жидкости, обстукиванием и осмотром наружной поверхности швов.

126

8.2.2. Газовые методы

Эти методы являются более чувствительными, чем жидкостные, так как пробное вещество – газы – значительно легче проходит через мелкие сквозные дефекты.

Газовыеметодыконтроляприменяюттолькодлязамкнутыхобъемов. Пузырьковый метод заключается в погружении изделия в водяную ванну. С помощью воздуха создается избыточное давление (рис. 8.2).

Регистрация мест течи идет по появляющимся пузырькам.

Рис. 8.2. Схема пузырькового метода:

Если размер изделия велик и в ванну поместить его нельзя, то наружную поверхность изделия покрывают пенообразующим веществом (мыльнымраствором) иместотечиконтролируют помыльнымпузырькам.

Пузырьковый метод позволяет выявить течи диаметром до 10–3 мм. Манометрический метод заключается в регистрации изменения давления внутри сосуда, происходящего в случае его негерметичности с помощью манометров за определенный период (10–100 ч ). Испыта-

тельное давление обычно 1–1,2 от рабочего.

Испытания под высоким давлением воздуха весьма опасны, поэтому проводят их редко и со строгим учетом требований безопасности.

Это испытание проводят для контроля общей герметичности сосудов. Его можно применять для периодической проверки эксплуатируемого оборудования, работающего под давлением, без каких-либо дополнительных операций (рис. 8.3, 8.4).

127

Иногда требуется обнаружить течи значительно меньше тех, которые могут выявляться методами, указанными выше. Такие дефекты определяются галоидным и гелиевым методами.

да, анод и коллектор, которые раскалены до 800–900 °С и разделены воздушным или вакуумным промежутком.

Рис. 8.6. Схемаконтроляспособомгалогенного щупа:

1 – баллон сфреоном; 2– 5 – вентили; 6 – контролируемое изделие; 7 – щуп; 8 – механическийнасос; 9 – компрессор ; 10 – конденсатор

129

При попадании в этот промежуток молекул фреона электрический ток через диод резко возрастает, что фиксируется прибором.

Гелиевые методы течеискания. Пробным веществом является гелий, обладающий малым молекулярным весом и, следовательно, хорошей способностью проникать через мельчайшие неплотности.

Индикация газа производится масс-спектрометром.

Гелий, прошедший через сквозные несплошности в испытуемом изделии, попадает в камеру масс-спектрометра, в которой создан высокий вакуум.

Камера находится в магнитном поле и состоит из катода, ионизатора, диафрагмы и коллектора, помещенных в латунный корпус (рис. 8.7).

Молекулы газа, попадающие в масс-спектрометр, под действием потока электронов (эммитируемых раскаленным катодом) ионизируются и превращаются в положительные ионы с зарядом е. Ионы ускоряются электрическим полем, попадают в камеру масс-спектрометра и под действием электромагнитного поля приобретают круговую траекторию движения. В зависимости от массы ионы движутся по разным радиусам. Диафрагмы, расположенные на пути движения ионов, выделяют только ионы гелия, которые попадают в коллектор. При этом происходит увеличение ионного тока, что фиксируется миллиамперметромилизвуком.

Масс-спектрометр позволяет фиксировать ничтожное количество атомов гелия, прошедших через неплотности изделия.

В промышленности выпускается несколько типов масс-спек- трометрических гелиевых течеискателей. Они в основном состоят

130