Анализ методов контроля качества сварных соединений и швов

Спектральный анализ является одним из самых эффективных методов анализа состава материала и обнаружения дефектов в его структуре. Для обследования качества сварных соединений, швов и стыков используется диагностическая технология, называемая стилоскопирование. Этот метод позволяет четко определить наличие в металле и различных сплавов определенного состава легирующих элементов. Подобной диагностической процедуре подвергают в обязательном порядке все нагревающие металлические поверхности (котлы, трубопроводы и т.д.) и сварные соединения. Таким образом, можно контролировать качество и марку используемой сварочной структуры. Прибор для получения и изучения спектров называется стилоскоп. Мощность этого аппарата предопределяет его возможности. При обследовании объекта по этой методике происходят некоторые незначительные повреждения. Именно поэтому она легко применяется при исследовании отдельных деталей и сварных конструкций.

Стилоскопическая диагностика используется до начала термической обработки объекта при проведении начальной стадии сварочных работ с применением присадочных легированных структур. Она относится к обязательному способу визуального исследования разнообразных сварочных швов, стыков и соединений. Нормативные требования по использованию этого метода зависят от производственно-технологического цикла объекта обследования. Сфера применения стилоскопирования распространяется на следующие виды диагностических работ:

• обеспечение контроля на присутствие в металлах и сплавах разнообразных металлических структур легирующих элементов;
• контроль на соответствие свариваемых элементов;
• исследование в энергетических устройствах металлических элементов;
• обследование проволочных металлических структур из легкоплавких сплавов;
• оценка качества химического состава крупногабаритных элементов в сварных швах и соединениях;
• обследование объекта на предмет наличия в нем малых количеств легковозбудимых веществ, таких как сера (от 0,2%), кремния (от 0,1%) и углерода (от 0,1%);
• обследование сварных швов и соединений, находящихся под давлением;
• обеспечение контроля качественного состава стальных сплавов;
• исследование сварных швов на предмет наличия в них коррозионных изменений;
• контроль над присутствием в сплавах молибдена и хрома.

Стилоскопическая диагностика применяется в следующих случаях:

• на сварных поверхностях с интервалом 2 метра;
• после устранения повреждений на сварных соединениях;
• на местах изменения сварного шва и соединения;
• после повторной сварки;
• в случае наплавок металлов;
• в случаях, предусмотренных нормативными документами, в том числе в соответствии с ГОСТ 1435-99.

Структурные подразделения, где проводится стилоскопирование, могут быть следующими:

• предприятия машиностроения при диагностической процедуре обследования материалов;
• участки для складского хранения шихтовых материалов;
• сортировочные пункты металлолома;
• лабораторные помещения литейных производств;
• предприятия приборостроения химической и нефтяной промышленности;
• предприятия газовой промышленности;
• различные производственные, строительные и инфраструктурные производства в полевых условиях.

Существует еще один метод, эффективность которого доказана многочисленными испытаниями в области оценки качества сварных соединений, стыков и швов. Он называется цветная или капиллярная дефектоскопия и относится к диагностическим технологиям неразрушающего контроля. Его, как правило, используют для обнаружения поверхностных повреждений и сквозных дефектов в местах сварки. Этот метод позволяет не только их зафиксировать, но и определить их место расположения, размеры и направление на исследуемом объекте.

Посредством этого диагностического способа жидкий индикатор сквозь намоченную капиллярную структуру проникает внутрь обследуемого объекта. Далее идут визуальная оценка и фиксация результатов анализа.

Этапы капиллярной диагностики следующие:

1. Механическое очищение поверхности обследуемого объекта с применением очистителя с последующей сушкой.
2. Использование первого индикаторного вещества посредством погружения в него объекта исследования. Также возможно распыление или нанесение вещества на объект кистью.
3. Освобождение поверхности от оставшегося вещества.
4. Использование второго индикаторного вещества или проявителя.
5. Анализ и контроль полученных результатов.

В результате химической диффузии, которая происходит в результате смешивания жидкостей, все трещины и повреждения на обследуемом объекте проявляются, что позволяет диагносту определить их характер. Чем этот процесс интенсивней, тем серьезней глубина повреждения и его толщина. Именно контрастность диффузионных проявлений является ключевым в этом процессе обследования сварных соединений.

Капиллярная диагностика имеет ряд принципиальных преимуществ. Они заключаются в следующем:

• точность и определенность мелких повреждений на обследуемом объекте;
• значительный рост спектрального обзора всех дефектов на поверхности объектов;
• небольшая стоимость метода.

Но у цветной диагностики есть и свои недостатки, которые ограничивают сферу ее применения. Это:

• отсутствие точности диагностирования при холодных температурных режимах;
• относительно долгий процесс диагностики;
• сложность проведения процедуры;
• высокая зависимость результатов от человеческого фактора и субъективного подхода оператора;
• отсутствие в методе механизированных, а также автоматизированных процессов;
• сложность при хранении индикаторных жидкостей и низкий срок их эксплуатации.

Квалификация специалиста, осуществляющего капиллярную диагностику, является существенным фактором для ее качественного провидения. От него зависит насколько точно будут подобраны необходимые индикаторные жидкости. Этот метод применяется достаточно широко для оценки качества исполнения сварных швов шириной 0,1 см и глубиной 0,3 см. Его применяют надзорные организации, а также практически во всех отраслях промышленности, где существуют сварные металлические конструкции.