Основные методы контроля качества сварных соединений.

К качеству сварных соединений металлоконструкций ПТМ, особенно кранов, предъявляются весьма высокие требования. Современная техника располагает большим арсеналом средств и ме­тодов контроля качества. К основным из них относятся:

внешний осмотр швов с целью выявления трещин, непроваров, кратеров, подрезов, наплывов, раковин и других дефектов;

контроль геометрических параметров швов при помощи шабло­нов, универсальных измерителей;

проверка швов на отсутствие внутренних дефектов (раковин, газовых пузырей, шлаковых включений, трещин, непроваров), выполняемая путем просвечивания сварных швов рентгеновскими и гамма-лучами (методы рентгено- и гаммаграфирования), исполь­зования ультразвука, применения магнитбо-графических методов обнаружения дефектов сварного шва, капиллярной цветной дефек­тоскопии.

Схемы установок для просвечивания сварных швов рентгено- и гамма-лучами радиоактивных веществ (кобальт — 60, цезий — 137, тулий — 170 и др.) показаны на рис. 71. В обеих схемах рентге­новские и гамма-лучи, проходя через сварной шов 3,в местах де­фектов поглощаются слабее, что фиксируется на пленке 4.

Рис. 71. Схемы просвечивания сварочного шва рентгеновскими (а) и гамма-лучами(б):

1 — лампы; 2 — контейнеры; 3 — сварной шов; 4 — пленка

Величина ослабления рентгеновского или гамма-излучения после прохождения через металл толщиной 8 определяется зави­симостью [48]

где I₀ — интенсивность падающих на контролируемый металл лучей;

µ_м — массовый коэффициент ослабления;

р — плотность металла (вещества), через который проходят лучи.

Источником рентгеновского излучения являются специальные лампы 1. Ампулы с радиоактивными препаратами и лампы поме­щают в контейнеры 2, изготовленные из свинца.

Рис. 72. Самоходная рентгеновская установка для контроля сварных швов:

1 — самоходная тележка; 2 — кронштейн; 3 — рентгеновская трубка; 4 — пластины; 5 —. меха­низм; 6 — портал; 7 — рельсы; 8 — балка; 9 — бак; 10 — двигатель [47]

Промышленная самоходная рентгеновская установка для конт­роля качества сварных швов главных балок мостов кранов (рис. 72) состоит из самоходного портала 6, приводимого в движение меха­низмом 5. На портале установлена самоходная тележка 1, с помощью которой осуществляется поперечное перемещение установленного на ней рентгеновского аппарата. Перемещение рентгеновской трубки 3 в вертикальной плоскости осуществляется при помощи винта, приводимого во вращение двигателем 10. Трубка закреплена на кронштейне 2, позволяющем сообщать ей также угловые переме­щения. Портал движется по рельсам 7, между которыми на стеллаже уложена контролируемая балка 8. Для охлаждения трубки на пор­тале установлен бак 9 с водой и насос. С целью предохранения обслу­живающего персонала от воздействия рентгеновских лучей весь рентгеноаппарат укрыт свинцовыми пластинами 4.

Рис. 73. Схемы к ультразвуковому методу контроля сварных швов:

а — общая схема установки; б — сигналы дефектоскопа; в — схема хода сигналов ультра­звука в металле

Кроме того,при рентгенографировании посторонним лицам запрещается под­ходить к установке ближе чем на 10 м, о чем предупреждают свето­вые сигналы. Скорость перемещения портала 8 м/мин, масса уста­новки 3000 кГ.

Рис. 74. Магнитно-графический метод контроля свар­ных швов:

1 — шов; 2 — электромагнит; 3 — ферромагнитная лента;

4 — аппарат; 5 — усилитель; 6 — осциллограф

' Ультразвуковой метод обнаружения внутренних дефектов ме­талла (газовых пузырей, трещин, неприваров) основан на способ­ности высокочастотных (свыше 20 000 гц) колебаний проникать в металл и отражаться от нижней плоскости («дна»), а также от поверхностей внутренних дефектов (рис. 73). Сигнал от «дна» при­ходит позже, чем сигнал от дефекта, что фиксируется в приемном устройстве искателя. Полученные сигналы преобразуются в элек­трические импульсы, которые затем передаются на экран. Отечест­венная промышленность выпускает ультразвуковые дефектоскопы типа ДУК-11ИМ, ДУК-1 ЗИМ и др.

Магнитно-графический метод контроля основан на различной магнитной проницаемости сплошного металла и металла с дефектом. При этом методе на сварной шов (рис. 74, а) наносится слой масла с примесью очень мелкого железного порошка. Передвигаемым электромагнитом 2 в металле наводятся магнитные силовые линии. Меньшая магнитная проницаемость в местах внутренних дефектов шва фиксируется на ферромагнитной ленте 3, которая затем уста­навливается в аппарат 4 воспроизведения магнитной звукозаписи, соединенный с усилителем 5 и осциллографом 6. При пропускании ленты через аппарат на экране осциллографа возникают кривые, по характеру которых можно судить о характере дефекта шва.

Методы капиллярной цветной дефектоскопии основаны на свойстве пористых и дефектных участков металла всасывать в ка­пилляры жидкости, обладающие высокой смачивающей способностью («Судан-IV») и окрашенные в яркий (темно-красный) цвет. При этих методах на зачищенную поверхность шва наносят слой цветной жидкости, затем жидкость удаляют, шов зачищают и на него нано­сят слой белой краски. Через некоторое время в местах дефектов появляются ярко-красные рисунки, соответствующие контурам дефектных мест.

ЛЕКЦИЯ№6