Виды контроля сварных соединений

Контроль качества сварных швов и соединений

21.11.2016

Контроль сварных швов условно можно разделить на 2 этапа – до проведения сварочных работ (предупреждающий образование дефектов) и в процессе эксплуатации металлоконструкций (выявляющий уже имеющиеся дефекты).

Попробуем рассмотреть более детально каждый из этих этапов.

Контроль, предупреждающий образование дефектов сварки.

В нем учитываются и контролируются следующие параметры:

Подготовка сварки, контролируются:

Состояние и свойства рабочей поверхности
Сварочное оборудование и расходные материалы (электроды, флюсы, присадки и пр.)
Квалификация специалистов

Качество и свойства свариваемых и сварочных материалов
Порядок наложения швов и дальнейшая зачистка швов

Все сварочные работы регламентируются НД. Сборку под сварку и разделку швов осуществляют по стандартам и техническим условиям.

После проведения всех работ и начала использования металлоконструкций появляется необходимость в выявлении дефектов, возникающих в процессе эксплуатации.

И тут мы переходим к тому, каким образом стоит контролировать и выявлять имеющиеся дефекты.

Способы контроля качества сварных швов и соединений

Внешний контроль

Самый простой, наименее затратный, но при этом позволяющий обнаружить только самые значительные дефекты способ – внешний. Внешний контроль швов включает в себя не только визуальный осмотр, но также обмер сварных швов, замеры кромок и прочие процедуры.

Внешний осмотр и обмеры швов - наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Всякий контроль сварных соединений начинается с внешнего осмотра, с помощью которого можно выявить не только наружные дефекты, но и некоторые внутренние. Например, разная высота и ширина шва и неравномерность складок свидетельствуют о частых обрывах дуги, следствием которых являются непровары.

Перед осмотром швы тщательного очищаются от шлака, окалины и брызг металла. Более тщательная очистка в виде обработки шва (промывкой спиртом и травлением 10%-ным раствором азотной кислоты) придает шву матовую поверхность, на которой легче заметить мелкие трещины и поры.

Обмеры швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое - увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения готового шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом - измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры швов контролируют обычно измерительными инструментами или специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более достоверными способами.

После проведения визуального контроля швы могут контролироваться металлографическими исследованиями, химическим анализом, механическими испытаниями, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука.

Металлографические исследования (разрушающий контроль)

Заключаются в следующем: высверливается отверстие, проходящее через шов и основной металл. Поверхность отверстия протравливают 10%-ным водным раствором двойной соли хлорной меди и аммония в течение 1-3 мин. Осадок меди удаляют водой. Протравленную поверхность осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы. При этом выявляют качество провара и наличие внутренних дефектов. Для ответственных сварных конструкций производят более полные металлографические исследования макро - и микрошлифов из специально сваренных контрольных пластин или из пластин, вырезанных из сварных соединений.

Химическим анализом определяют состав основного и наплавленного металлов и электродов, а также их соответствие установленным техническим условиям на изготовление сварного изделия. Методы отбора проб для химического и спектрального анализов описаны в ГОСТ 7122—81.

Механические испытания проводят либо на специально сваренных контрольных образцах, либо на образцах, вырезанных из сварного соединения. С их помощью определяют предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость и угол загиба.

Радиографический контроль

После того как визуальный осмотр завершен, следует его просвечивание. Эта процедура требует использования рентгена или гамма-лучей.
При проверке рентгеном аппарат устанавливают с внутренней стороны металлоконструкции. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью подобного метода происходит выявление трещин в металлоконструкции, непроваров, шлаковых включений и других деформаций, незаметных при внешнем осмотре.

Рентгенографическим способом можно контролировать металлические соединения толщиной не более 6 см.

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений

Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняются до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным ходам - сквозным порам и трещинам. В процессе испытания сварные швы покрываются водным раствором мела с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов. После высушивания окрашенной поверхности с обратной стороны шов обильно смачивают керосином. Неплотности швов выявляют по наличию на меловом покрытии следов проникшего керосина. Появление отдельных пятен указывает на поры и свищи, полос - сквозных трещин и непроваров в шве. Благодаря высокой проникающей способности керосина обнаруживаются дефекты с поперечным размером 0,1 мм и менее.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (раствор фенолфталеина, азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве контролирующего реагента применяется газ аммиак. При испытании на одну сторону шва укладывают бумажную ленту, смоченную 5%-ным раствором индикатора, а с другой стороны шов обрабатывают смесью аммиака с воздухом. Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает индикатор в местах залегания дефектов.

Контроль воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также резервуары, цистерны и т.п. Это испытание проводят с целью проверки общей герметичности сварного изделия. Малогабаритные изделия полностью погружают в ванну с водой, после чего в него подают сжатый воздух под давлением, на 10 - 20% превышающим рабочее. Крупногабаритные конструкции после подачи внутреннего давления по сварным швам покрывают пенным индикатором (обычно раствор мыла). О наличии неплотностей в швах судят по появлению пузырьков воздуха. При испытании сжатым воздухом (газами) следует соблюдать правила безопасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо- и газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Швы с наружной поверхности тщательно просушивают обдувом воздухом. Затем изделие заполняют водой под избыточным давлением, в 1,5 - 2 раза превышающим рабочее, и выдерживают в течение заданного времени. Дефектные места определяют по проявлению течи, капель или увлажнению поверхности швов.

Магнитографический способ проверки качества необходим, чтобы обнаружить поле рассеивания, образующееся там, где есть дефекты. Способ заключается в намагничивании поверхности детали, после чего область полей появляется сверху магнитной ленты, которую прижимают на поверхность швов. Весь процесс проверки металлоконструкции фиксируется с помощью дефектоскопа, а после информация считывается и, таким образом, устанавливается, есть ли на швах дефекты. Подобный метод позволяет выявлять наличие трещин, пор, непроваров, шлаковых включений и других дефектов, возникающих в процессе сварки. Также с помощью магнитографического метода можно определить наличие на поверхности швов поперечных трещин, широких непроваров или округлых пор, однако с поиском дефектов подобного рода данный метод справляется несколько хуже. Использовать его можно только для металлических заготовок, толщина которых не превышает 1.2 см. Ультразвуковой способ проверки качества часто используется для оценки на соответствие ГОСТ стали и изделий из цветного металла.

Ультразвуковой способ заключается в направлении звукового колебаний на поверхность металла и последующего отражения, чтобы выявить возможные дефекты. Для получения ультразвуковой волны используют несколько пьезоэлектрических кварцевых пластин, которые фиксируются в щупе. После колебания ультразвуковой волны, которые отражаются от металла, улавливаются специальным устройством – искателем, который преобразует ультразвуковой луч в заряженный электричеством импульс, переходящий к усилителю, а затем воспроизводящийся с помощью индикатора. Для того чтобы ультразвуковой способ был эффективен, перед тем, как ультразвуковой луч направляют на металл, его поверхность предварительно покрывают автолом или компрессорным маслом.

Химический метод контроля на соответствие ГОСТ заключается в обработке поверхности швов фенолфталеиновым раствором, перед этим поверхность необходимо тщательно зачистить, удалив все шлаки и загрязнения. После нанесения раствора место обработки накрывается тканью, которая пропитывается азотнокислым серебром (раствор 5%). Этот метод позволяет выявить наличие локальных течей: на этих местах серебро приобретет серебристо-черный вид, а фенолфталеин – красный.

Для того чтобы определить, насколько плотность сварного шва соответствует ГОСТ, применяют метод пробы керосином. Благодаря ему можно найти самые маленькие дефекты, размер которых может быть около 0.1 мм. Для выявления дефектов качества швы покрываются каолином или мелом с одной стороны, и смачивается керосином с другой. При наличии проницания в шве, на поверхности каолина или мела появятся жирные пятна желтого цвета. Появляются они не сразу, поэтому проверка на ГОСТ этим методом проводится не менее 4 часов.

Капиллярный контроль

Основан на капиллярной активности жидкостей - их способности втягиваться, проникать в мельчайшие каналы (капилляры), имеющиеся на поверхности материалов, в том числе поры и трещины сварных швов. Чем выше смачиваемость жидкости и чем меньше радиус капилляра, тем больше глубина и скорость проникновения жидкости. С помощью капиллярного контроля можно контролировать материалы любого вида и формы - ферромагнитные и неферромагнитные, цветные и черные металлы и их сплавы, керамику, пластмассы, стекло. В основном, капиллярный метод применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов с открытой полостью. Однако с помощью некоторых материалов (керосина, например) можно с успехом обнаруживать и сквозные дефекты.

Методы контроля качества сварных соединений

Среди обязательных этапов любых сварочных работ находится проверка качества швов. Благодаря такому подходу, специалист может выявить недоработки, которые негативно сказываются на прочности соединения. Своевременное устранение производственных дефектов позволяет продлить срок службы металлоконструкции. Как проверить качество сварного шва? Конечно, это можно оценить визуально. Но это далеко не точный и не единственно доступный метод контроля.

Ни один специалист, даже самый опытный, визуально не сможет определить наличие пустот и трещин внутреннего характера. Здесь необходим совершенно иной подход. На больших предприятиях качество мониторится контроллером сварочных работ. А во всех остальных случаях ответственность ложится на плечи самого исполнителя. Далее мы рассмотрим разные существующие варианты проверки швов, помимо визуального контроля.

СОДЕРЖАНИЕ

Методы контроля качества сварных швов
Визуальный контроль
Капиллярный контроль
Проверка сварных швов на герметичность
Магнитное поле
Ультразвук
Радиография
Заключение

Методы контроля качества сварных швов

На практике применяются разные средства технического контроля, которые отличаются нюансами в работе; обладают разными достоинствами и недостатками. Тем не менее, весь их функционал ориентирован на то, чтобы определить прочность и долговечность сварочного шва. Качество соединения двух металлических заготовок можно предсказать. Ведь в большей части оно зависит от мастерства исполнителя и качества используемых расходников. Обладая этими данными, несложно предусмотреть итог контроля. Однако, лучше выполнить несложные процедуры контроля, чтобы объективно убедиться в надежности соединения.

Самым распространенным способом определения качества сварного шва остается визуальный. Наряду с ним используются магнитный, капиллярный и радиационный виды контроля. Конечно, существуют и другие варианты, но перечисленный выше являются максимально простыми и наиболее часто востребованными. Желательно практиковать пооперационный контроль качества. Сначала сварочный шов осматривается, после этого выполняется капиллярное исследование образца и т.д.

Читайте также: Дефекты и способы испытания сварных швов

Визуальный контроль

Наиболее доступный способ определить качество сварных соединений. Для внешнего осмотра не нужны никакие дополнительные приборы или материалы. Достаточно иметь хорошее зрение и обладать внимательностью к деталям. Сварное соединение необходимо рассматривать как можно тщательнее. Говорить о хорошем качестве можно только тогда, если нет видимых дефектов, сколов, трещин; а шов характеризуется одинаковой шириной (высотой) по всей длине. Очень важно, чтобы не было грубых дефектов сварки: складок, наплывов, непроваренных участков.

Чтобы максимально эффективно контролировать качество сварного шва, стоит в перечень используемых инструментов включить хорошую лампу, лупу, штангенциркуль и рулетку. Эти инструменты понадобятся, чтобы найти дефект, определить его размеры и наметить пути устранения проблемы. Простейшие приспособления, конечно, не позволяют полноценно контролировать качество сварки, но станут первым шагом на пути к этому.

Читайте также: Визуальный контроль качества сварных соединений

Капиллярный контроль

Проверенный временем способ дает возможность проверить сварной шов на прочность. Суть его сводится к тому, что для проверки применяются специальные жидкости с высокой текучестью. Они проникают в самые тонкие пустоты, которые принято называть капиллярами.

Данный метод дает возможность проверить качество сварного соединения с любого состава. Он отлично подходит в ситуациях, когда есть потребность в проверке скрытых дефектов сварного соединения при ограниченном бюджете на проверку. Здесь нет потребности в дорогостоящем оборудовании, а исполнить манипуляции сможет даже новичок.

Жидкости, которые применяются в капиллярной методе оценки, называются пенетрантами. Это походное слово от английского «penetrant», что переводится как «проникающая жидкость». Для них характерно малое поверхностное натяжение. Благодаря такому свойству, субстанция легко проникает в капилляры, которые могут образоваться во время сварки. Говоря проще, пенетранты проникают в пустоты, окрашивают их, делая видимыми для человеческого глаза.

На практике используются разные растворы, каждый из которых можно приготовить самостоятельно. Они отличаются не только химическим составом, но и свойствами. На практике чаще всего применяются пенетранты, изготовленные на основе воды либо другой органической жидкости – бензола, скипидара и т.д. Именно они наиболее чувствительны к самым незначительным дефектам.

Для улучшения качества и увеличения скорости работ, вы всегда можете воcпользоваться нашими верстаками собственного производства от компании VTM.

Проверка сварных швов на герметичность

На капиллярно методе испытания сварочного шва не заканчиваются. Важно определить степень герметичности стыка. Метод, который применяется в данных целях, называется по-разному: пузырьковый, гидроиспытание, течеискание и много иных вариаций. Их объединяет общая суть – обнаружение дефектов герметичности.

Герметичность стыка проверяется при помощи газа или жидкости. Суть метода идентична капиллярному. Разница заключается только в том, что кислород, азот или вода подаются под высоким давлением. Субстанции распределяются по пустотам и в случае негерметичности стыка, выходят наружу. Классификация методологий зависит от вида применяемого материала. Он бывает гидравлическим или пневматическим. Последний делится на подвиды: вакуумный или нагнетательный.

Пневматический метод контроля базируется на использовании воздуха или газовоздушной смеси, которые подаются к тестируемой области под давлением. Предварительно место стыка обильно смазывается раствором из воды и мыла. Подвидом пневматического метода является контроль с использованием вакуума. Сварочный шов промазывается мыльным раствором. После этого конструкция или деталь помещается в безвоздушную среду, созданную специальным оборудованием. Если существуют сквозные дефекты, то будут образовываться мыльные пузыри.

Для приготовления мыльного раствора необходимо использовать один кусок мыла на литр воды. В случаях, когда предполагается использовать раствор при отрицательной температуре, необходимо половину воды заменить техническим спиртом. Не лишним будет подключение манометра к емкости, где создается вакуум или нагнетается давление. Изменения в показаниях прибора будут свидетельствовать о наличии дефектов сварочного шва.

Есть очень простой и надежный способ контроля качества шва, который заключается в погружении испытуемой детали в воду. Не требуется ни мыльный раствор, ни герметичные резервуары или нагнетательное оборудование. В случаях, когда присутствуют дефекты, то из детали, погруженной в воду, будут подыматься мелкие пузырьки воздуха. Данный метод называют полевом. Несмотря на свою простоту, он достаточно эффективный.

Еще одна разновидность пневматического контроля основывается на проверке соединений при помощи аммиака. Он подается на соединение вместо воды или газа. Предварительно стыки покрываются бумажной лентой. Аммиак проникает во все доступные полости и, если шов имеет пустоты, то на поверхности бумажной ленты образуются красные пятна.

При гидравлическом методе контроля давление создается при помощи масла или воды. В зависимости от вида металла деталь выдерживается в жидкости от 5 до 15 минут. В это время зона по периметру сварочного шва обстукивается молоточком. Даже при слабых ударах жидкость станет вытекать в случаях, когда шов имеет сквозные дефекты.

Читайте также: Виды сварных соединений и швов

Магнитное поле

В основу метода легла технология использования электромагнетизма в промышленности. С помощью специального приспособления вокруг сварочного шва создается магнитное поле, имеющее свой рисунок электромагнитных линий. Если они ровные, то можно смело сказать, что работа выполнена качественно. В случаях наличия дефектов, линия будут иметь явное искажение.

Для визуализации магнитных линий достаточно на поверхность проверяемых деталей насыпать ферримагнитный порошок. В случае искажения магнитного поля он скапливается в том месте, где присутствует дефект. В силу объективных обстоятельств данный метод приемлем только при работе с ферримагнитными металлами. Качество сварки меди, алюминия, стали с большой долей никеля или хрома проверить не получится. Помимо этого, технология является достаточно затратной. Они востребована только в случаях, когда есть необходимость точной проверки соединения особо важных узлов.

Ультразвук

Для контроля над качеством сварного шва используются также уникальные свойства ультразвука. Звуковые волны по-разному отражаются от монолитной и деформированной поверхности. Сколы и трещины имеют свои акустические особенности, которые фиксируются специальной аппаратурой. Проще говоря, на сварочный шов подается ультразвук. Если он сталкивается с пустотой, сколом или иным дефектом, то отображается от металла под другим углом. Более того, разные виды дефектов отражают ультразвук неодинаково, что позволяет диагностировать их.

Благодаря тому, что ультразвуковой метод диагностики является сравнительно недорогим и стабильно эффективным, он используется повсеместно. Распространению способствует и простота использования. К примеру, не нужно учитывать физико-химические особенности металлических сплавов, как в случаях с магнитным или радиационным контролем. Да и приобретение дорогостоящей оснастки тоже не требуется. Недостатком является необходимость наличия специальных знаний и навыков. То есть для контроля привлекается специалист со стороны. Сварщик выполнить процедуру самостоятельно не сможет.

Радиография

Радиационный контроль сварных швов является миниатюрной версией всем знакомого медицинского рентгена. Гамма-лучи прошивают металл и оставляют свой след на специальной пленке. Соответственно, отображаются и скрытые от глаз внутренние дефекты сварочного стыка. Данный метод является самым передовым и позволяет точно обрисовать картину внутреннего состояния соединения.

Наряду с этим, метод имеет и недостатки. Прежде всего, это необходимость приобретения дорогостоящего оборудования. Другой нюанс – требуется предварительная подготовка специалиста. Плюс ко всему, нельзя работать с оборудованием длительной время, поскольку это негативно сказывается на состоянии здоровья.

С недавних пор есть возможность приобрести цифровой радиограф, работающий с компьютерной программой. Вместо пленки в этом случае применяются многоразовые пластины, которые реагируют с любыми лучами. Ключевое отличие от классического рентген-аппарата заключается в том, что изображение сразу отображается на мониторе компьютера. Его можно масштабировать и редактировать. Перспективой технологии является полная автоматизация процесса.

Заключение

Специалист, выполняющий контроль качества сварных соединений металлоконструкций, должен максимально ответственно относиться к своим обязанностям. От его внимательности зависит функциональность и срок службы конструкции. Нужно фиксировать все отклонения от нормы, которые поддаются диагностированию. Чтобы получить максимально детальную картинку, желательно комбинировать несколько методов контроля. Строго воспрещается прибегать к методам, которые могут нанести вред сварному соединению.

Причины и предотвращение коррозии сварных соединений

Сварное соединение может иметь низкую коррозионную стойкость из-за различного химического состава, остаточных напряжений и металлургической структуры зоны сварки. Коррозии сварных соединений можно избежать путем тщательного выбора свариваемых материалов, присадочного металла, методов сварки и отделки. Однако даже после точного подбора металлов и использования наилучших технологий коррозия сварного шва все еще может возникать по целому ряду причин. (Подробнее см. в разделе Обзор коррозии сварных соединений: причины и методы предотвращения.)

Факторы, вызывающие коррозию сварных швов

На приведенной ниже диаграмме Венна (рис. 1) показано, как материал, окружающая среда и напряжения способствуют возникновению различных типов коррозии сварных швов.

Объявление

Рис. 1. Взаимосвязь между напряжениями, материалами и факторами окружающей среды, приводящими к коррозии сварных швов.

Металлургические, физические и химические изменения, вызванные процессом сварки, влияют на коррозионную стойкость сварного шва. Это приводит к тому, что как зона термического влияния (ЗТВ), так и металл сварного шва корродируют быстрее или медленнее, чем основной металл. Возможны также случаи равномерной коррозии по основному металлу и металлу шва или коррозия основного металла без нарушения целостности металла шва.

Рис. 2. Пример коррозии вокруг сварного соединения.

Металлургические факторы

Циклы нагрева и охлаждения, возникающие в процессе сварки, обычно влияют на состав поверхности и микроструктуры наплавленного металла и прилегающего основного металла. Это может снизить коррозионную стойкость как основного металла, так и материала сварного шва.

К факторам, снижающим коррозионную стойкость, относятся загрязнение затвердевающей ванны, рекристаллизация и рост зерен в ЗТВ сварного шва, образование несмешанных зон, выделение вторичных фаз и микросегрегация.

Тем не менее, коррозионную стойкость можно поддерживать, уравновешивая состав сплава для предотвращения осаждения, защищая поверхности горячего и расплавленного металла от химически активных газов из среды сварки, выбирая соответствующие параметры сварки, удаляя обедненный хромом основной металл и удаляя обогащенные хромом оксиды с окрашенных поверхностей.

Типы и причины коррозии сварных швов

Сварные швы подвержены всем видам коррозии; однако они более восприимчивы к формам, возникающим из-за различий в составе и микроструктуре. Конкретными видами коррозии являются гальваническая коррозия, коррозия под напряжением, водородное растрескивание, межкристаллитная и точечная коррозия.

Различия в составе основного металла, ЗТВ и металла сварного шва приводят к условиям, способствующим гальванической коррозии.
Восприимчивость к водородсодержащим средам часто приводит к растрескиванию.
Остаточные сварочные напряжения приводят к коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC).
Присутствие водорода в процессе сварки приводит к водородному растрескиванию сварных соединений. Водород может образовываться из-за неправильно прокаленных или плохо хранящихся электродов, наличия примесей и влаги в свариваемых компонентах или присутствия влаги во флюсе.
Неровности сварного шва, такие как поверхностные дефекты, могут выступать в качестве предпочтительных мест, которые приводят к локальным коррозионным воздействиям.

Гальванические пары

Различные составы основного металла и присадочного металла могут привести к гальваническим парам. Это приводит к возникновению электрохимической разности потенциалов и делает некоторые участки сварного шва более активными.

Гальваническая коррозия является особенно серьезной проблемой, когда сварное соединение используется в суровых условиях, например в морской воде. (Дополнительную информацию см. в разделе Коррозионная усталость сварных соединений морских морских сооружений.) Поэтому необходимо тщательно выбирать соответствующий присадочный металл для суровых условий.

Распад при сварке нержавеющей стали

Во время сварки нержавеющих сталей могут образовываться участки, подверженные коррозии. Процесс, называемый сенсибилизацией, обусловлен образованием карбида хрома по границам зерен. Сенсибилизация истощает запасы хрома в областях, прилегающих к границе зерна, что приводит к образованию локализованных гальванических элементов.

Если содержание хрома падает ниже 12%, необходимых для поддержания пассивной пленки, область становится восприимчивой к коррозии и, вероятно, подвергается межкристаллитному разрушению. Эта атака приводит к разрушению сварного шва и чаще всего встречается в ЗТВ.

Сенсибилизация может быть сведена к минимуму с помощью высокотемпературного отжига и закалки после сварки. Это повторно растворяет хром на границах зерен и предотвращает образование карбида хрома в процессе охлаждения.

Воздействие на ЗТВ может быть сведено к минимуму за счет снятия напряжения после термообработки после сварки (PWHT). Тем не менее, гораздо легче избежать этого эффекта путем выбора соответствующего материала и надлежащих процедур сварки, таких как:

Использование низкоуглеродистой нержавеющей стали, такой как 304L и 316L, и, следовательно, предотвратить образование карбида.
Использование термообработки после сварки.
Использование стабилизированных сплавов, легированных ниобием или титаном, таких как 347 и 321 соответственно. Ниобий и титан являются сильными карбидообразователями, которые реагируют с углеродом и предотвращают истощение хрома.

Примечание. Дополнительную информацию о различных марках нержавеющей стали см. в разделе «Введение в нержавеющие стали».

Преимущественная коррозия сварных швов (PWC)

Преимущественная коррозия сварных швов возникает в сварных швах при воздействии морской воды и других агрессивных сред. Состав металла сварного шва обычно оптимизируется для улучшения его механических свойств; это делает их более анодными, чем основная сталь, что приводит к более высокой скорости коррозии по сравнению с их основными металлами.

Причины коррозии включают:

Различия между составом основного металла и металла сварного шва может быть достаточно для образования гальванического элемента и коррозии.
Полученная после сварки микроструктура может изменить и снизить коррозионную стойкость металла сварного шва.
Различия в микроструктурах ЗТВ после сварки и основного металла могут привести к локальному разрушению околошовной зоны.

Преимущественная коррозия сварных швов с большей вероятностью возникает, когда материал находится в контакте с высокоэлектропроводной средой, такой как морская вода. Однако это также может происходить в CO ₂ среды с более низкой электропроводностью.

Предпочтительная коррозия металла шва сводится к минимуму за счет добавления легирующих элементов, чтобы сделать металл шва более катодным, чем соседний основной металл.

Методы сварки для минимизации коррозии

Оптимизированный выбор материалов и процедур сварки могут помочь в получении коррозионно-стойкого сварного шва. Полное проплавление сварного шва, обработка после сварки и предотвращение чрезмерного усиления сварного шва являются одними из эффективных способов минимизации геометрических эффектов сварного шва.

Выбор материала
Тщательный выбор и подбор сварочных материалов и расходных материалов уменьшит разницу в микро- и макросоставах сварного шва, тем самым снизив гальванические условия.

Подготовка поверхности
Загрязняющие элементы и соединения на свариваемых поверхностях должны быть удалены, иначе нагрев в процессе сварки может вызвать дефекты сварки, растрескивание и снизить коррозионную стойкость околошовных зон или самого сварного шва.

Сера, фосфор и легкоплавкие элементы могут привести к трещинам в ЗТВ или сварном шве. Если углерод или углеродсодержащие материалы остаются на поверхности при сварке, они могут растворяться и образовывать слой с высоким содержанием углерода, что снижает устойчивость к коррозии в определенных средах.

Необходимо следить за тем, чтобы процесс очистки не создавал других проблем. (Подробнее см. в разделе Подготовка поверхности подложки для предотвращения коррозии.)

Конструкция сварного шва

Неправильная конструкция сварного шва может привести к образованию щелей, в которых задерживаются застойные растворы, что в конечном итоге приводит к точечной или щелевой коррозии. Неправильная форма отложений в таблетках, например, будет способствовать турбулентному потоку и приведет к эрозионной коррозии. Наплавки в хорошей конструкции должны иметь относительно плоские валики, которые имеют низкий профиль и минимальное улавливание шлака. Тщательная подгонка также предотвратит заблокированные напряжения. (Подробнее читайте в статье «Как контролировать коррозию путем улучшения конструкции».)

Сварочный процесс

Часто рекомендуется выполнять прочное соединение путем полного проплавления. Это позволяет избежать зазоров под бортом. Кроме того, следует удалять пулю после каждого прохода. Это можно сделать с помощью рубильного инструмента или болгарки. Геометрия сварного шва должна быть спроектирована таким образом, чтобы обеспечить полное удаление коррозионно-активных и гидрофильных остатков флюса.

Использование подложки

Рекомендуется при сварке плит или листов, а также при сварке только одной стороны. Если подложка не используется, нижняя сторона может иметь неравномерное проникновение с пустотами, щелями и чрезмерным окислением. Эти дефекты могут инициировать коррозию в дополнение к снижению прочности сварного шва. Медь является предпочтительным материалом для опорных стержней из-за ее высокой теплопроводности.

Обработка поверхности сварного шва

Необходимо проверить наплавленный металл сразу после сварки. Для максимальной устойчивости к коррозии поверхность должна быть гладкой, равномерно окисленной, без неровностей и других посторонних частиц. Для выравнивания шероховатости и сварочных брызг можно использовать шлифовку, а для выравнивания поверхности можно использовать проволочную щетку. Однако обработка щеткой не рекомендуется для нержавеющих сталей, так как это может нарушить пассивную пленку и снизить ее коррозионную стойкость.

Удаление источников водорода

Использование расходных материалов для сварки, таких как электроды для дуговой сварки металлическим электродом с низким содержанием водорода, очистка сварочных поверхностей и сушка флюса уменьшит присутствие водорода и, следовательно, предотвратит связанное с ним растрескивание, вызванное водородом.

Нанесение поверхностного покрытия

Защитное поверхностное покрытие, нанесенное на сварной шов, а также на основной металл, сводит к минимуму вероятность локальной коррозии, которая может возникнуть из-за изменений в составе металла сварного шва.

Термическая обработка после сварки (PWHT)

Обработка снижает градиенты остаточных напряжений и является эффективным методом снижения подверженности коррозионному растрескиванию под напряжением. PWHT уменьшает градиенты состава и образование микрогальванических элементов. Другая роль обработки заключается в транспортировке водорода из областей сварки и, следовательно, предотвращении водородного растрескивания.

Заключение

Коррозия сварных швов может возникать из-за нескольких отдельных факторов или комбинации факторов. Воздействие этих факторов можно свести к минимуму за счет соответствующего выбора материалов и процедур сварки. Снятие напряжения после сварки, удаление шлака, предотвращение щелей, острых надрезов, черновой обработки и гальванических пар являются одними из основных профилактических мер, которые могут свести к минимуму возможность коррозии сварных швов.

Связанные термины

Сварное соединение
Процесс сварки
Зона термического влияния
Сварочный флюс
Перекристаллизация

Сварочный шлак
Сварочные брызги
Сенсибилизация
Гальваническая пара
Водородный крекинг (HIC)

Поделиться этой статьей

Методы контроля сварных швов: разрушающий и неразрушающий

Методы испытаний сварных швов , перечисленные ниже, очень специфичны и требуют навыков и умений. Эти тесты проверяют квалификацию механика-сварщика, а также качество металла сварного шва и прочность сварного соединения для каждой разновидности металла, используемого в промышленности.

Зачем нужны испытания сварки?

Ошибка в процессе сварки может привести к значительному повреждению металла сварного шва, что приведет к потере прочности, долговечности и разрушению конструкции. Эти 9Методы испытаний сварки 0015 , такие как визуальный осмотр и другие, являются гарантией того, что продукты безопасны для предполагаемого использования.

Обеспечивают соблюдение установленных стандартов плавного хода без множества ошибок и возможных дополнительных затрат.

Методы физических испытаний сварки

Эти типов испытаний сварки можно условно разделить на два типа.

✓ Разрушающий контроль

✓ Неразрушающий контроль (НК)

Эти испытания могут выявить дефекты, обычно невидимые невооруженным глазом.

Разрушающие испытания

Испытания на растяжение и изгиб являются разрушающими, поскольку образцы нагружаются до тех пор, пока они не разрушатся, чтобы получить желаемую информацию.

Эти разрушающие испытания делятся на две категории

✓ Испытания на базе мастерской

✓ Лабораторные испытания, такие как химические, коррозионные, микроскопические и макроскопические испытания с использованием стекол.

Неразрушающие испытания (НК)

Целью этих испытаний является проверка сварного шва без каких-либо повреждений. Они могут включать рентгеновские лучи, гидростатические испытания и т. д., а также называются NDE или неразрушающим контролем и NDI или неразрушающим контролем.

Типы неразрушающего контроля (НК)

Типы разрушающего контроля Физический сварной шов

Кислота воздействует на края дефектов в основном металле или металле сварного шва и идентифицирует дефекты сварного шва. В состоянии дефекта граница между основным металлом и металлом шва становится подчеркнутой и может четко определить дефект, который в противном случае не виден невооруженным глазом. Это испытание проводят по поперечному сечению сварного шва.

Кислотные растворы, используемые здесь, представляют собой соляную кислоту, персульфат аммония, азотную кислоту или йод и йодид калия для травления углеродистой и низколегированной стали.

2. Направляемый тест на изгиб
Эти управляемые тесты на изгиб используются для определения качества металла шва в корне и на поверхности сварного соединения. Они также оценивают плавление и степень проникновения в основной металл, а также эффективность сварного шва. Испытания этого типа можно проводить на приспособлении. Необходимые образцы для испытаний вытачиваются из уже сваренных пластин, толщина этих образцов должна быть в пределах возможностей нашего приспособления для гибки. Образец для испытаний помещают на опоры штампа, являющегося нижней частью приспособления. Плунжер гидравлического домкрата вдавил в него образец и закрепил видимую форму штампа.

Требование этого испытания выполнено путем изгиба образцов на 180 градусов и теперь признано пройденным. Нет, на поверхности должна быть видна трещина более 3,2 мм в любом измерении. Испытания на торцевой изгиб проводятся на приспособлении, когда шов обращен к сварному шву на растяжение, то есть вне изгиба. Теперь испытание на корневой изгиб выполняется на приспособлении с лицевой стороной шва, находящейся под напряжением, как и снаружи изгиба. Управляемые испытания на изгиб показаны на рисунке.

Примечания:

✓ Толщина листа T-Test

✓ При необходимости можно использовать закаленный валик на плечах

✓ Конкретный размер для 3/7 листа

✓ Все указанные размеры указаны в дюймах.

3. Испытание на свободный изгиб
Этот подход к испытанию на физический изгиб без сварки предназначен для оценки пластичности металла, наплавленного в сварном соединении. Образец для этого испытания получают механической обработкой из сварной пластины со сварным швом, как показано на рисунке А.

Время скругления каждого угла образца в длину по радиусу, не превышающему 1/10 толщины образца. Инструмент маркирует, если таковые ожидаются, по длине образца. Две разметочные линии наносят на лицевую сторону на расстоянии 1,6 мм от края сварного шва. Теперь измерьте расстояние между двумя линиями в дюймах и запишите его как начальное расстояние X. Концы испытуемого образца сгибают под углом примерно 30 градусов, эти изгибы составляют примерно 1/3 длины с каждого конца. Точка сварки расположена по центру, чтобы убедиться, что весь изгиб происходит в сварном шве.

Изогнутый испытательный образец сначала помещают в машину, способную создавать большое сжимающее усилие, и непрерывно изгибают до тех пор, пока трещина не станет более 1/16 дюйма в любом измерении, видимом на поверхности сварного шва. При отсутствии трещин изгибание можно продолжать до тех пор, пока толщина образца не станет 1/4 дюйма или меньше, и можно будет проверить его в тисках. Тяжелый лист обычно испытывается на гибочных приспособлениях или прессе.

Вы можете использовать механический пресс или тиски при проведении испытания на свободный изгиб, лучше обработать верхнюю и нижнюю пластины гибочных устройств, чтобы поверхности были параллельны концам испытуемого образца. Это упражнение предотвратит соскальзывание и выпадение образца из испытательного оборудования при его изгибе.

Испытание сварного металла на свободный изгиб.

После завершения испытания на изгиб после сгибания испытуемого образца расстояние между размеченными линиями измеряется в дюймах и записывается как расстояние Y. Чтобы рассчитать процент удлинения, вычтите число X из расстояния Y, разделите его на X или начальное значение расстояние и умножить на 100. Обычно требованием для прохождения этого испытания является минимальное удлинение на 15% и отсутствие трещин размером более 1/16 дюйма в любом измерении на поверхности сварного шва.

Это свободное испытание на изгиб в основном заменяется управляемым испытанием на изгиб всякий раз, когда мы находим в нашем распоряжении испытательное оборудование Испытание на обратный изгиб.

4. Испытание на обратный изгиб
Это физическое испытание сварного шва, предназначенное для определения качества металла шва и степени проникновения в корень Y стыкового соединения после сварки. Образец или образец, используемые для испытания, аналогичны испытанию на свободный изгиб, за исключением того, что они изгибаются корнем сварного шва в сторону растяжения или наружу. Испытываемые образцы необходимо согнуть 90 градусов без отрыва. Этот физический тест обычно заменяется управляемым тестом на изгиб.

5. Испытание на излом по Нику
Это испытание на излом было разработано для обнаружения в металле шва сварного стыкового соединения любых внутренних дефектов, таких как шлаковые включения, непровар, газовые карманы, окисленный металл и пригоревший металл. Заготовить образец из сварного соединения механической обработкой или резкой кислородно-ацетиленовой горелкой. Каждому краю сустава дается прорезь, прорезанная пилой через центр. Подготовленную часть образца перекрывают двумя стальными блоками. Теперь забивайте образец тяжелым молотком до тех пор, пока участок сварного шва между пазами не разрушится.

Оголенный металл должен быть полностью расплавлен и свободен от шлаковых включений. Газовые карманы, если таковые имеются, никогда не должны быть более 1,6 мм в верхнем измерении. Количество газовых карманов не должно превышать 6.

Для оценки прочности угловых сварных швов используется другой метод испытания на разрыв, который называется Разрыв углового сварного шва. Тест. Здесь усилие прикладывается с помощью пресса, удара молотком и давления испытательной машины к вершине V-образного образца до тех пор, пока угловой сварной шов не разорвется. Теперь осмотрите поверхность излома на предмет прочности сварки.

6. Испытание на растяжение
Испытание на растяжение предназначено для проверки прочности сварного соединения. Часть испытуемой сварной пластины помещают на середину сварного шва в губках испытательной машины. Перед испытанием измеряют ширину и толщину испытуемого образца. Чтобы рассчитать площадь в квадратных дюймах, умножьте это перед тестированием и рассчитывайте, умножая эти 2 цифры, как в формуле на рисунке.

Образец для испытания на физическую прочность сварного шва при растяжении теперь установлен на машине, которая будет оказывать достаточное тяговое усилие, чтобы разрушить образец. Машина для испытаний может быть переносного или стационарного типа. Переносная испытательная машина, работающая по гидравлическому принципу, достаточному для того, чтобы тянуть и сгибать образец, показана на рисунке.

Во время тестирования этой машины на манометре отображается нагрузка в фунтах. Станок стационарного типа показывает нагрузку, приложенную к балансировочной балке. В каждом случае нагрузка регистрируется в момент разрыва. Образцы, разрушенные при испытании на растяжение, показаны на рисунке.

Переносная машина для испытания на прочность на растяжение и изгиб.

Прочность на растяжение определяется напряжением в фунтах на квадратный дюйм. Его рассчитывают, разделив разрывную нагрузку образца на начальную площадь поперечного сечения образца. Приемлемые нормы прочности сварных швов на растяжение: образец должен вытягиваться не менее чем на 90% предела прочности основного металла.

Прочность на сдвиг продольных и поперечных угловых швов оценивают по растягивающему напряжению испытуемых образцов. Ширина испытуемого образца измеряется в дюймах. Испытываемый образец разрывается под действием растягивающей нагрузки и отмечается максимальная нагрузка в фунтах. Прочность на сдвиг определяется путем деления максимальной нагрузки на длину разорвавшегося углового шва. Он отмечен как фунт на линейный дюйм. Прочность на сдвиг в фунтах на дюйм можно получить, разделив прочность на сдвиг в фунтах на линейный дюйм на средний размер сварного шва в дюймах. Образцы изготавливаются шире требуемой и обрабатываются до требуемых размеров.

Неразрушающие испытания

1. Гидростатические испытания
Этот тип физических испытаний методом неразрушающего контроля проводится для проверки качества сварки в закрытых контейнерах, таких как резервуары и сосуды под давлением. Испытание проводят, заполняя сосуд водой и создавая давление, превышающее рабочее давление сосуда. Большие резервуары иногда наполняют водой без какого-либо давления, чтобы установить возможную утечку из-за дефектных сварных швов. Иногда мы можем провести проверку на утечку с помощью масла, когда пар выходит из сосуда и становится видимым просачивание масла.

2. Испытание магнитными частицами
Этот метод контроля или метод физических испытаний сварных швов применяется к сварным швам и изделиям из сталей из магнитных сплавов. Этот тест используется только для ферромагнитных материалов, где осажденный материал также является ферромагнитным. С помощью сильного электрического тока в образце создается сильное магнитное поле.

Поле, в котором ощущается утечка, создается любой брешью, пересекающей поля в тестовой части. Полюса образуются локально из-за возникновения полей утечки. Сформированные полюса притягивают и удерживают магнитные частицы, размещенные на поверхности с заданной целью. Образец дефекта или разрыва, показанный этими частицами на поверхности детали, является индикатором дефекта.

3. Рентгеновский контроль
Этот рентгенографический метод физического контроля позволяет выявить наличие и природу внутренних дефектов в образце сварного шва, таких как трещины, пузыри, шлак и зоны непровара. Мы держим рентгеновскую трубку на одной стороне сваренной пластины образца и рентгеновскую пленку, специально разработанную чувствительную эмульсию, на другой стороне. В случае развития дефектов металлической пластины это проявляется в виде темных пятен и полос. Эти дефекты может интерпретировать оператор, имеющий опыт работы с этими методами контроля.

Рентгенологическое исследование показывает пористость и глубокое проникновение корня, как показано на рисунке.

4. Гамма-тест
Этот радиографический метод физического контроля и контроля сварных швов подобен рентгеновскому методу, за исключением того, что эти гамма-лучи выходят из капсулы сульфата радия, а не из трубки в рентгеновском излучении.

Короткая длина волны гамма-излучения делает его идеальным для проникновения в секции большей толщины. Время, необходимое для экспонирования, больше, чем для рентгеновского излучения, из-за меньшей скорости образования гамма-лучей.

Рентгеновский контроль чаще всего используется при радиографическом контроле, но портативность является уникальной особенностью гамма-излучения.

5. Испытание флуоресцентным проникающим красителем
Этот неразрушающий контроль физического проникновения флуоресцентного вещества предназначен для обнаружения утечек, трещин, пор и несплошностей в материалах. Это лучший выбор для немагнитных материалов, таких как магний, алюминий и аустенитная сталь, для обнаружения любых утечек в каждом типе сварного шва. Краситель смывается водой, обладает высокой флуоресценцией и исключительными проникающими свойствами.

Краситель наносится на тестируемую поверхность кистью, распылением и погружением. Излишки материала удаляют протиркой и ополаскиванием смоченной водой тряпкой. Проявитель можно наносить сухим или влажным способом на поверхность после ее надлежащей очистки. Пенетрант, обработанный проявителем, показывает блестящие флуоресцентные индикаторы в темноте.

Преимущества метода испытания на красители
✓ Экономичный с низкой стоимостью

✓ Простой процесс и его интерпретация

✓ Не требуется особого обучения

✓ Используется для черных и цветных металлов

Недостатки этого физического метода

✓ Может пропустить проблему под поверхностью Краситель

Тип A. Этот тип красителя излучает видимый свет при просмотре с использованием черного света.

Тип B – краситель яркого цвета можно исследовать при обычном свете и легко использовать в полевых условиях.

6. Испытание на твердость

Способность вещества препятствовать вдавливанию локализованного смещения определяется как твердость. Мы можем просто сказать сопротивление износу, истиранию и вдавливанию. Этот неразрушающий контроль обычно используется в лабораториях, но не в полевых условиях. Испытание на твердость используется как средство контроля свойств материалов, поскольку определенная твердость достигается для этого конкретного применения.

Испытание используется для определения твердости металла сварного шва. Внимательно осмотрите сварной шов, чтобы определить местонахождение твердого участка и определить влияние тепла сварки на базовые свойства волоченного основного металла.

Оборудование для определения твердости

Тест напильником

Тест напильником определяет сравнительную твердость очень простым методом. Мы запускаем файл под ручным давлением над тестируемым образцом. Мы можем записать информацию о том, тверже или мягче тестируемый металл, чем напильник, и были ли другие металлы очерчены с такой же обработкой.

Оборудование для определения твердости

Существует большой ассортимент приборов для измерения твердости, и каждое из них предназначено для определенной функции в данной ситуации. Кроме того, для данного металла могут быть разработаны машины более чем одного типа, и полученная твердость может быть удовлетворительно соотнесена. Два распространенных типа машин, используемых для определения твердости металлов:

✓ Твердомер по Бринеллю.

✓ Твердомер по Роквеллу

Твердомер по Бринеллю

В этой процедуре образец остается отчеканенным на наковальне машины и прикладывается нагрузка в 6620 фунтов (3003 кг) к твердому стальному шарику, который остался в контакта с поверхностью испытуемого образца. Стальной шарик имеет диаметр 10,2 мм, и груз должен оставаться в контакте в течение 1/2 минуты. Теперь ослабьте давление и измерьте глубину углубления, сделанного шариком на образце, и отметьте глубину. Диаметр углубления более важен, чем углубление, для расчета твердости по Бринеллю. Таблицы чисел твердости по Бринеллю могут быть подготовлены для диапазона диаметров различных оттисков. Эти диаграммы используются для определения чисел Бринелля.

Число твердости по Бринеллю рассчитывается по следующей формуле.

Подробная информация

HB – число твердости по Бринеллю

D – диаметр шарика в мм

d – диаметр восстановленного отпечатка в мм

P – приложенная нагрузка в кг

Твердомер по Роквеллу1 9006 Принцип тестирования здесь такой же, как и у тестера Бринелля. Отличие от тестера Бринелля заключается в том, что здесь требуется меньшая нагрузка для отпечатка меньшего шаровидного/конусообразного бриллианта. Глубину вдавливания можно измерить с помощью шкалы, прикрепленной к машине. Твердость здесь выражается условно в виде чисел Роквелла. Этим числам предшествует буква, такая как «B» или «C», чтобы показать размер используемого шарика, нагрузку для оттиска и шкалу, используемую в конкретном тесте.

Другими доступными тестами являются алмазная пирамида Виккера и стереоскоп.

7. Физическое испытание сварки Magnaflux

Это быстрое неразрушающее физическое испытание сварки для локализации дефекта на поверхности металлической стали и магнитных сплавов или вблизи нее с использованием средств правильного намагничивания с применением ферромагнитных частиц.

Основной принцип проверки Magnaflux

В целом, говоря, что проверка Magnaflux может использовать увеличительное стекло в качестве физического метода проверки сварного шва. Здесь вместо стекла используются магнитное поле и ферромагнитный материал. Метод основан на двух принципах:

✓ Магнитное поле возникает, когда через металл проходит электрический ток.

✓ Мельчайшие полюса образуются на поверхности, где магнитные поля нарушены или искажены.

Когда этот ферромагнитный материал находится вблизи намагниченной части, он по своей природе сильно притягивается к этим полюсам и прочно удерживается там, образуя видимую индикацию.

8. Электромагнитный вихретоковый контроль

Магнитопорошковый контроль поверхностных дефектов черных металлов.

Этот электромагнитный неразрушающий контроль основан на том принципе, что электрический ток всегда протекает в проводнике, подверженном изменяющимся магнитным полям. Этот тест полезен для проверки сварных швов в немагнитных и магнитных материалах и является очень полезным инструментом для проверки галтелей, стержней, труб и сварных труб. Частота может варьироваться от 50 Гц до 1 МГц в зависимости от типа и толщины материала текущих методов. Первое случается, когда проницаемость материала является решающим фактором, а второе, когда электропроводность является элементом рассмотрения.

Испытание здесь включает индукцию электрического тока, подобного току Эдди или Фуко, в испытуемом образце и запись изменений, которые произошли в этих токах, или любых физических различий в испытуемом металлическом образце. Эти тесты могут не только обнаруживать несплошности в тестируемых металлических деталях, но и измерять размеры и удельное сопротивление. Удельное сопротивление пропорционально химическим свойствам, термообработке, ориентации кристаллов и твердости, и о них можно судить косвенно. Эти электромагнитные методы испытаний классифицируются как магнитоиндуктивные и вихретоковые методы.

Метод создания вихревого тока в образце для испытаний состоит в том, чтобы сделать образец для испытаний сердечником индукционной катушки переменного тока. Два способа могут измерять изменения, происходящие в величине и рассеивании этих токов. Первый заключается в измерении резистивной составляющей импеданса вторичной катушки, а второй — в измерении индуктивной составляющей импеданса вторичной катушки. Типы оборудования были разработаны для измерения резистивной или индуктивной составляющей импеданса по отдельности или одновременно для обеих составляющих.

Вихревой ток может индуцироваться в испытуемом образце за счет действия переменного электромагнитного трансформатора. Этот ток имеет электрическую природу со всеми его свойствами. Для генерации вихревых токов образец для испытаний должен представлять собой электрический проводник, введенный в поле катушки, по которой течет переменный ток. Катушка может охватывать образец в виде зонда и, в случае трубчатой формы, наматываться, чтобы поместиться внутри трубы или трубы. Этот ток в металлическом испытательном образце может создавать свои собственные магнитные поля, противодействующие первоначальным магнитным полям. Полное сопротивление вторичной катушки, соединенной с первой в непосредственной близости от испытуемого образца, изменяется под действием вихревого тока. Второй кули часто используется в качестве удобной, сенсорной или приемной катушки. Путь этого вихревого тока может иметь искажения в случае любого разрыва. Вихревой ток может отклоняться или скапливаться в случае разрывов или дефектов. Изменение можно измерить, и оно указывает на дефекты/различия в химической, физической и металлургической структуре.

9. Контроль акустической эмиссии

Акустический метод заключается в ударе по сварному шву и определяет качество по тону.

Это физическое испытание сварного шва является дополнением к другим неразрушающим испытаниям. Они применили это тестирование во время контрольных, периодических испытаний, обслуживания и изготовления. Это испытание включает обнаружение акустических сигналов, генерируемых в результате пластической деформации или любого образования трещин при нагрузке. Эти сигналы имеют широкий спектр с фоновым шумом от многих других источников. Преобразователь, если его стратегически разместить на конструкции, активируется входящими сигналами. Окружающий звук можно значительно уменьшить, добавив фильтры. Источник значимых сигналов маркируется на основе времени прихода на разные преобразователи.

10. Тестирование феррита

Влияние содержания феррита

На сварных швах аустенитной нержавеющей стали естественным образом образуются небольшие трещины даже в условиях минимального ограничения. Эти трещины видны, как правило, поперек линии сплавления шва в проходах сварки при повторном нагреве почти до точки плавления. Эти трещины являются вредными дефектами и трудно переносимы. Влияние этих трещин на качество сварки менее очевидно, поскольку эти микротрещины быстро покрываются прочной аустенитной матрицей.