Консультация
Проверка качества сварных соединений является обязательным этапом при возведении металлоконструкций. Визуального осмотра бывает недостаточно, чтобы обнаружить скрытые дефекты. Для детального обследования эксперты применяют разрушающие и неразрушающие методы контроля. Выбор способов и средств зависит от вида сварного соединения, ответственности конструкции, доступности места обследования и контрольного оборудования.
Виды сварных соединений
Сварное соединение — основной вид неразъемных соединений в металлоконструкциях. Включает сварной шов и термическую зону влияния вокруг. Шов представляет собой участок затвердевшего металла, который во время сварки был нагрет до температуры плавления.
По форме профиля швы бывают стыковыми и угловыми. С помощью первых образуются стыковые соединения, скрепляющие кромки или торцы деталей. Толщина соединяемых элементов не ограничена, концентрация напряжений в шве низкая. В силу доступности контроль проводится надежными способами.
Угловые швы используются для создания следующих видов соединений:
- крестообразных, когда части деталей располагают под прямым углом к привариваемой плоскости;
- угловых с расположением элементов под углом 90 градусов и произвольным;
- внахлест с частичным перекрытием друг друга или сваркой с использованием накладки;
- тавровых, где торец одного элемента приварен к боковой поверхности другого под прямым или острым углом.
Отдельно выделяют проплавочные швы, которые получаются в результате полного расплавления металла наложенных деталей. Используется в тавровых, нахлесточных соединениях и при креплении электрозаклепками.
Строительную арматуру собирают в каркасы крестообразными, стыковыми, тавровыми, нахлесточными соединениями. Рациональные типы соединений, способы сварки для каждого класса арматуры регламентированы ГОСТ 14098-2014.
По передаче напряжений сварные соединения делятся на рабочие и связующие. Рабочие предварительно рассчитывают на прочность, так как они воспринимают эксплуатационные нагрузки. Связующие лишь фиксируют детали в определенном положении.
По протяженности швы бывают прерывистыми, сплошными. Прерывистые не применяют в активно нагружаемых конструкциях. Двусторонние прерывистые могут располагаться в цепном или шахматном порядке.
Для толстого металла используют швы в несколько проходов. Многослойность также используется, если необходимо уменьшить зону термического влияния.
Основные дефекты сварных соединений
Сквозные, наружные и внутренние изъяны по классификации дефектов сварных соединений ГОСТ Р ИСО 6520-1-2012 разделяют на 6 основных групп:
- трещины — продольные, поперечные и радиальные, видимые и микроскопические;
- твердые примеси;
- отклонение формы, размера;
- полости;
- непровар, несплавление;
- прочие.
К получению некачественного соединения приводит отступление от технологии и стандартов, использование непригодного материала или некорректно работающего оборудования.
Способы контроля
Обследование осуществляется визуально, физическими и механическими методами согласно ГОСТ 3242-79. Наиболее доступным является визуальный контроль сварных соединений. Перед осмотром с поверхности удаляют внешние загрязнения, окалину, шлак. В качестве очистителя используют азотную кислоту, спирт, для замеров — штангенциркуль, шаблон, линейку или рулетку, лупу.
Арматурные и закладные сварные изделия при визуальном осмотре согласно ГОСТ Р 57997-2017 проверяют на отклонение от линейных размеров, осадку и смещение стержней в стыках.
К визуально-инструментальным методам оценки относится стилоскопирование сварных соединений. Применяется на первом этапе контроля или в случае, когда к качеству не предъявляются высокие требования. Принцип действия стилоскопа заключается в определении легирующих добавок методом спектроскопии.
Прибор может обнаружить:
- марганец, титан;
- никель, хром;
- вольфрам, молибден;
- ванадий, кремний.
Метод имеет ряд недостатков. Он неприменим для определения углерода и серы. Информативность зависит от уровня подготовки эксперта. Однако современные приборы оснащены камерами и видеозапись анализа можно тщательно изучить.
Физические методы
Оценка на базе физических законов позволяет применять сразу несколько методов:
- ультразвуковой — базируется на свойстве звука проходить через различную среду с разной скоростью, отклоняться при изменении плотности в структуре;
- капиллярный — основан на способности пенетранта проникать в дефектные места и указывать интенсивностью цвета на внешние неровности;
- радиографический — создает изображение за счет электромагнитных лучей;
- поиск сквозных протечек — включает поливание водой, продувку воздуха с предварительной обмазкой пенообразующим составом и другие способы.
К обследованию приступают после визуального контроля, который не выявил внешних дефектов. Обнаруженные изъяны перед проверкой должны быть исправлены, а шов зачищен. Наплывы, загрязнения, впадины снизят достоверность показаний приборов.
Ультразвуковой контроль сварных соединений
При обследовании сварных швов строительной арматуры показателен ультразвук. Метод регламентирован ГОСТ Р 55724-2013, ГОСТ 23858-2019, относится к неразрушающему контролю сварных соединений и безопасен в использовании. Обязательная подготовка образца включает внешнюю зачистку и покрытие гелем.
Импульсный излучатель настраивается по характеристикам металла, толщине, типу диаграммы. Щупом, в котором находится излучатель, специалист плавными движениями проводит вдоль сварного шва. Волновые колебания проходят сквозь металл и фиксируются принимающим датчиком.
Результаты записывают в журнал испытаний. Если информации для диагностики не хватает, используют рентгенодефектоскопию.
Радиографический контроль сварных соединений
Метод требует тщательной подготовки оборудования и соблюдения мер безопасности для персонала. Электромагнитное излучение проходит сквозь сварной шов и регистрируется на радиографической пленке. Различная плотность лучей на выходе показывает, насколько однороден металл. Тип устройства, напряжение на лучевой трубке, уровень энергии частиц устанавливаются в зависимости от толщины сварочного шва. За счет программной обработки данных методика достаточно информативна и достоверна.
Механические испытания
Механические испытания сварных соединений необходимы для оценки показателей при статических, динамических, циклических нагрузках. Относятся к разрушающим методам контроля. Основным параметром, который влияет на работоспособность и используется при расчете сварочного соединения, является прочность. Испытание на изгиб, прочности на растяжение стыковых и нахлесточных, на срез или на отрыв соединений точечной сварки позволяет определить предел текучести, временное сопротивление разрыву, модуль упругости.
Циклические испытания или испытания старением предусматривают многократное воздействие на образец для определения предела выносливости. Динамическую нагрузку прилагают ударом, чтобы выявить прочность на изгиб, склонность шва к остаточным деформациям.
Какие требования предъявляются к сварочным материалам, применяемым при сварке контрольных сварных соединений:
- образцы изготавливают тем же способом и из того же материала, что и всю партию, или вырезают из готового сварного соединения;
- качество материалов должно подтверждаться сертификатами соответствия;
- соблюдается технологический процесс, предусмотренный для указанного вида соединения;
- при ручном изготовлении образцов сваркой занимается специалист, ответственный за выпуск контролируемой партии;
- количество образцов должно обеспечивать достоверность полученной информации;
Размеры, форма образцов определяется стандартами или сопроводительной технической документацией.
Оформление итогов
Протокол контроля содержит данные изготовителя, экспертов и организации, проводившей испытания, лицензии и сертификаты. В документ заносят идентификационную информацию об объекте, методах исследования и полученные результаты. Области дефектов обозначают на чертежах. Сварные швы без дефектов маркируют соответствующим образом.
Требования к проведению испытаний
Контроль сварных соединений должен производиться согласно методическим рекомендациям и условиям нормативно-технических документов. Право на работы имеют аккредитованные лаборатории, располагающие достаточной материально-технической базой. Оценку выполняют сотрудники соответствующей квалификации, прошедшие инструктаж по безопасности труда.
УЗ дефектоскопы и другие приборы должны пройти аттестацию и быть откалиброваны. Способы сканирования соединений, погрешности в работе приборов, соблюдение температурного режима и другие требования выполняются согласно стандартам.
Специалисты компании «Инженер Эксперт» в полном объеме проведут испытания сварных соединений. В распоряжении наших инженеров лаборатория, современное оборудование и приборы. По результатам проверки заказчик получает достоверные сведения о качестве произведенных работ, уровне надежности узлов и деталей.