Дефекты сварных швов и способы контроля качества швов и сварных соединений

Учитывая особенности работы, к листовым конструкциям предъявляются определенные требования: швы должны быть прочными и плотными.

Дефектами сварных швов называют различные отклонения от установленных норм и технических требований, предъявляемых к сварным соединениям. Дефекты уменьшают прочность сварных соединений и могут привести к разрушению всей конструкции. Основными причинами образования дефектов являются: нарушение установленной технологии сборки и сварки, применение несоответствующих требованиям ТУ сварочных материалов, неисправность сварочного оборудования.

Наиболее часто встречающиеся дефекты швов при автоматической сварке:

дефекты формы шва, - к ним относятся неравномерная ширина и высота шва, бугристость, седловины, неодинаковые размеры катетов угловых швов, причиной образования которых является колебание напряжения в сети;

наплывы и натеки, образуются в результате натекания жидкого металла на кромки недостаточно нагретого металла. Они получаются от чрезмерного тока, неправильного наклона мундштука при сварке угловых швов наклонным электродом и большого угла наклона изделия при сварке на подъем;

подрезы, представляют собой продолговатые углубления (канавки), образовавшиеся в основном металле по краям шва и образуются в результате слишком большого сварочного тока и напряжении дуги;

наплавленные кратеры, образуются при резком обрыве дуги;

прожоги - проплавления основного металла с образованием сквозных отверстий, могут образовываться из-за большого зазора, недостаточного притупления, чрезмерного тока при небольших скоростях сварки;

газовые поры, образуются в результате перенасыщения жидкого металла газами;

трещины - наиболее опасные дефекты сварных швов. Возникают как в самом шве, так и в околошовной зоне. Причиной образования трещин является повышенное содержание углерода, а также повышенное содержание в наплавленном металле вредных примесей - серы, фосфора и водорода;

непровары, представляют собой несплавление основного металла с наплавленным. Основные причины непровара - недостаточный ток и смещение электрода в сторону от оси шва.

К основным методам контроля качества сварных швов и соединений при сооружении резервуаров относятся:

внешний осмотр и обмеры сварных швов;

гидравлические испытания;

испытания газами;

испытание плотности швов вакуумированием;

определение неплотностей гелиевым течеискателем;

рентгеновское просвечивание;

просвечивание гамма-лучами радиоактивных элементов;

магнитографический;

ультразвуковая дефектоскопия.

Внешнему осмотру подлежат: оболочка резервуара (стенка, днище, кровля), железобетонный фундамент, теплоизоляция, технологическое оборудование. Цель осмотра - обнаружить вмятины, заусенцы, закаты, грязь, масло, ржавчину и окалины на поверхности свариваемых кромок. Кроме того, проверяют правильность выполнения геометрической формы и размеров разделки под сварку.

Гидравлические испытания. При этом способе контроля сварное изделие герметизируют водонепроницаемыми заглушками и заполняют водой. Затем насосом или гидравлическим прессом в изделии создают давление, в 1,5-2 раза превышающее рабочее. Неплотности сварных швов обнаруживают по появлению в них течи и потения.

Испытание газами. После герметизации газонепроницаемыми заглушками в изделие из баллона подается сжатый газ под давлением, на 25 % превышающим рабочее давление. После этого сварные швы промазывают пенным индикатором. Проницаемость шва и места дефектов устанавливают по проявлению мыльных пузырей на покрытой раствором поверхности шва.

Вакуумный метод контроля плотности сварных швов основан на создании в специальной камере вакуума с одной стороны участка шва и регистрации проникновения воздуха в камеру через имеющиеся неплотности шва. Для определения неплотности в шве служат жидкие пенные индикаторы (обычно водный раствор мыла), которыми перед испытанием смачивают проверяемый шов.

Применение рентгеновских лучей для просвечивания сварных швов основано на свойстве этих лучей проникать через непрозрачные тела и воздействовать на фотопленку, заключенную в специальной кассете. При дефектах в шве рентгеновские лучи ослабляются неодинаково, и на проявленной пленке появляются места с различной затененностью, по которой судят о характере и размерах дефекта.

Сущность магнитографического метода состоит в намагничивании сварных швов и фиксации магнитного потока на ферримагнитной ленте. При дефекте в шве магнитный поток огибает его и на отрезке магнитной ленты, расположенном над дефектом, возникает участок с меньшей намагниченностью. Во время воспроизведения такого участка ленты на экране дефектоскопа возникает соответствующий импульс.

При ультразвуковой дефектоскопии используют ультразвуковые волны, которые представляют собой механические колебания упругой среды. Метод основан на способности ультразвуковых волн проникать на значительную глубину в металл и отражаться от неметаллических включений или пустот, находящихся в металле.