Методы контроля плотности сварных швов.

Испытаниям на плотность подвергают емкости для горючего, масла, воды, а также трубопроводы, газгольдеры, паровые котлы и др. Существуют несколько методов контроля плотности сварных швов. Методы испытаний на непроницаемость и герметичность корпусов металлических судов регламентированы ГОСТ 3285-77, метод испытания металлических труб гидравлическим давлением — ГОСТ 3845-75. Нормы и правила гидравлических и воздушных испытаний машин, механизмов, паровых котлов, сосудов и аппаратов судов указаны в ГОСТ 22161—76.

Гидравлическое испытание. При этом методе испытания в сосуде после наполнения его водой с помощью насоса или гидравли­ческого пресса создают избыточное давление. Давление при испытании обычно берут в 1,5—2 раза больше рабочего. Величину давления определяют по проверенному и опломбированному мано­метру. Испытываемый сосуд под давлением выдерживают в течение 5…10 мин. За это время швы осматривают на отсутствие течи, капель и отпотеваний. Для гидравлического испытания применяют не только воду, но и авиационное масло или дизельное топливо (при контроле плотности швов в масляных и топливных баках, трубопроводах).

Кроме того, испытание может производиться наливом воды. Так испытывают вертикальные резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, газгольдеры и другие емкости.

Пневматическое испытание. При пневматическом испытании сжатый газ (воздух, азот, инертные газы) или пар подают в испытываемый сосуд. Сосуды небольшого объема погружают в ванну с водой, где по выходящим пузырькам газа через неплотности в швах, обнаруживают дефектные места. Более крупные сварные резервуары и трубопроводы испытывают путем смазывания сварных швов пенным индикатором. Наиболее распространённым пенным индикатором является водный раствор мыла. Для испытания при отрицательных температурах пригодны, смесь мыльного раствора с глицерином, льняным маслом и др.

При пневматических испытаниях необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. На подводящей магистрали должны быть запорные краны и предохранительные клапаны. Кроме рабочего манометра при испытаниях предусматривают контрольный манометр. При испытании под давлением не допускается обстукивание сварных швов и исправление дефектов.

Вакуум-испытания. Участок шва, проверяемый на плотность, сма­чивают водным раствором мыла. На шов устанавливают вакуум-камеру, представляющую собой коробку с открытым дном и прозрач­ной верхней крышкой из плексигласа. По контуру открытого дна вакуум-камера имеет резиновое уплотнение. Из камеры выкачивают воздух до определенного разрежения. По вспениванию мыльного рас­твора, которое наблюдают через крышку, обнаруживают расположение дефектов. Этот метод нашел применение при контроле стыковых швов днищ резервуаров.

Испытание керосином. Этот метод испытания основан на явлении капиллярности, которое заключается в способности многих жид­костей, в том числе и керосина, подниматься по капиллярным труб­кам (трубкам малого поперечного сечения). Такими капиллярными трубками являются сквозные поры и трещины в металле сварного шва. Одну сторону стыкового шва покрывают водным раствором мела, после высыхания которого другую сторону смачивают кероси­ном. Время выдержки изделия после смачивания керосином зависит от толщины свариваемых деталей: чем больше толщина и чем ниже температура воздуха, тем больше время выдержки.

Испытание аммиаком. Сущность этого метода заключается в том, что испытываемые швы покрывают бумажной лентой или марлей, которая пропитана 5 %-ным водным раствором азотнокислой ртути или фенолфталеином. В изделие нагнетается воздух до определенного давления и одновременно подают некоторое коли­чество газа (аммиака). Проходя через поры шва, аммиак оставляет на бумаге черные (бумага пропитана раствором азотнокислой ртути) или красные (фенолфталеиновая бумага) пятна.

Испытания с помощью течеискателей. При этом методе испытания применяют гелиевые или галоидные течеискатели. При применении гелиевых течеискателей внутри испытываемого сосуда создают ва­куум, а снаружи сварные швы обдувают смесью воздуха с гелием. При наличии неплотностей гелий проникает внутрь сосуда, а затем поступает в течеискатель, где имеется специальная аппаратура для его обнаружения.

В случае применения галоидных течеискателей внутри испытываемого сосуда создают избыточное давление и вводят небольшое количество галоидного газа. Газ проникает через неплотности шва, отсасывается снаружи сосуда и поступает в специаль­ную аппаратуру. По наличию галоидного газа определяют неплотность шва..

Этот метод обладает высокой чувствительностью и применяется для контроля ответственных сварных изделий. Для контроля соединений конструкций атомной энергетики применяют гелиевые течеискатели ПТИ-6, ПТИ-7, имеющие чувствительность контроля 10 ^-7-10 ^-8 м.мкм/см. Значительно меньшую чувствительность (10^-4 м мкм/с) имеют галоидные течеискатели ГТИ-2, ГТИ-3, ВАГТИ-4.

Рентгеновское просвечивание

Рентгеновские лучи являются электромагнитными волнами. Они обладают следующими свойствами: способностью проникать сквозь непрозрачные тела; действуют на фотографическую пленку, как и световые; под действием этих лучей некоторые вещества, например сернистый цинк, светятся (люминесцируют); вызывают ионизацию газов, в том числе и воздуха, и делают его электропроводным; в больших дозах вызывают вред­ное физиологическое действие на живой организм, разрушая его ткани.

В промышленности для просвечивания изделий применяют серийные рентгеновские аппараты типа РУП. Так, аппарат РУП-120-5-1 применяют для просвечивания металла из стали толщиной до 25 мм и легких сплавов толщиной до 100 мм.

Источник излучения (рентгеновскую трубку) помещают на определенном расстоянии от шва, так, чтобы лучи были направлены перпендикулярно к его оси. С противоположной стороны крепят свето­непроницаемую кассету, которая должна плотно и равномерно при­легать к просвечиваемому участку изделия. В кассете расположены рентгеновская пленка и два усиливающих экрана. При просвечива­нии пленку выдерживают под лучами определенное время, называемое экспозицией. Экспозиция зависит от толщины просвечиваемого ме­талла, фокусного расстояния, интенсивности излучения и чувствительности пленки. Усиливающие экраны служат для сокращения экспозиции. После просвечивания пленку вынимают из кассеты и про­являют. Затем негатив промывают и фиксируют для получения стой­кого фотографического изображения. Полученное на негативе изобра­жение участка шва будет неодинаковым по степени потемнения от­дельных мест. Лучи, попавшие на пленку, через дефект поглотят­ся в меньшей степени по сравнению с лучами, прошедшими че­рез плотный металл, и окажут более сильное засвечивающее дейст­вие на определенный участок светочувствительного слоя пленки.

При просвечивании рядом со швом (параллельно ему), со стороны источника излучения, устанавливают дефектометр, который служит для определения глубины залегания и величины обнаруженного дефекта. Дефектометр—это пластинка, изготовленная из того же материала, что и просвечиваемый металл. Толщина пластинки должна быть равна выпуклости шва. На дефектометре имеются канавки различной глубины. При одинаковой интенсивности потемнения пленки под одной из канавок с потемнением дефекта, при известной глубине канавки, определяют величину дефекта (по высоте). Кроме пластинчатых дефектометров применяют проволочные эталоны чувствительности. Качество просвеченного сварного шва определяют сравнением пленки с эталонными снимками, установленными для определенного изделия или группы изделий. Просвечиванием можно обнаружить большинство внутренних дефектов: непровары, поры, включения, крупные трещины.