Візуальний контроль зварних швів: суть проведення і поетапний порядок

У міру вдосконалення технологій виконання зварювальних робіт знижуються ризики утворення різного роду дефектів і відхилень від нормативних параметрів. Проте повністю виключити ризики отримання неякісних з`єднань не дозволяють навіть автоматичні і роботизовані апарати для зварювання. Тому, незалежно від застосованої технологія виробництва зварювальних операцій, після її виконання реалізується процедура комплексної перевірки якості швів. Метод візуального контролю є початковим етапом в рамках загального процесу зварювальної дефектовки.

Основні положення

Контроль зварювальних з`єднань слід розуміти як технологічну процедуру, яка може виконуватися на різних етапах виробничого процесу, але в будь-якому випадку його слід здійснювати в відповідно до нормативних вказівка. До основних принципів даної операції відносяться:

• Контроль виконується стосовно деталей, заготівлях і готовим виробам з метою визначення відповідності даного об`єкта проектним характеристикам.
• При виконанні контролю повинен враховуватися поточний статус об`єкта дослідження, особливості структурних і розмірних параметрів.
• До перевірки допускається тільки кваліфікований персонал, знайомий з технічними правилами візуального контролю по ГОСТу Р ЕН 13018-2014. Крім того, зір безпосередніх учасників перевірки має задовольняти вимогам стандарту ІСО 9712.
• У процесі виконання операцій контролю цільовий об`єкт не повинен піддаватися руйнуванню і механічному впливу, яке в принципі може спричинити зміни в структурі матеріалу і його експлуатаційних характеристиках.

Принципи і завдання методу

Суть даного методу контролю полягає в дослідженні поверхонь цільових об`єктів шляхом зовнішнього огляду. На початковому рівні оператор вивчає зону зварного шва, використовуючи власний зір, але можуть застосовуватися і спеціальні технічні пристрої. Наприклад, оптичні прилади дають можливість дослідження поверхонь в умовах наближення і акцентування зони шляхом світлового випромінювання. Це дає можливість не просто візуального контролю, але і фіксації певних параметрів вже виявленого дефекту.

В результаті огляду повинна сформуватися дефектологическая карта із зазначенням місць пошкодження, вад і відхилень в місці зварного з`єднання. На основі отриманих даних проводиться доопрацювання шва або утилізація деталі в залежності від можливостей відновлення ділянки.

Цільові дефекти для виявлення

До основних дефектів і відхилень зварного шва, які виявляються при зовнішньому контролі, відносяться:

• Непровар. Нещільність або часткове несхожість поверхонь двох деталей через недостатньо розплавлених кромок.
• Увігнутість. Навпаки, був допущений надмірний проплав кореня зварного шва, в результаті чого деформувалася структура основи. В даному випадку візуальний контроль лише фіксує факт наявності дефекту, а його характеристики виявляються методами внутрішнього неруйнівного контролю.
• Підріз. Поглиблення, що йде по лінії сплаву. Допускається через неправильне напрямку дуги при зварюванні або через зовнішнього механічного пошкодження.
• Опуклість. Зазвичай формуються через неправильну подачі захисної газової суміші або при порушенні температурного режиму в ході розплаву.

Застосовуваний інструмент контролю

На базовому рівні застосовуються найпростіші засоби візуального огляду, серед яких лупи, Штангенциркулі, лінійки і косинці. До спеціалізованих апаратів для професійного контролю можна віднести вихрострумові і ультразвукові товщиноміри, які дають уявлення про розмірних параметрах дефектів.

Широко застосовуються при візуальному контролі і шаблони, за якими і без конкретних вимірів можна визначити відхилення характеристик шва від нормативних значень. Таким способом порівняння зазвичай визначаються форми зазорів, крайок і зібраних деталей для подальшого з`єднання. Спеціально для визначення ступеня хвилястості і шорсткості поверхні задіють профілографи-профілометри.

Особливості лазерного візуального контролю

І людський зір, і можливості оптичних приладів мають свої обмеження при дослідженні поверхонь з підвищеною точністю спостереження. Найбільш же ефективним засобом глибинного візуального контролю зварних з`єднань є система лазерного сканування з високоточною камерою. Такі апарати дозволяють робити Тривимірні Графічні знімки ділянок спостереження з моментальним обчисленням похибок шва. Тобто в режимі оперативного аналізу становить карта дефектів у вигляді комп`ютерної моделі.

Причому пристрій не просто дає необхідний перелік вихідних параметрів для подальшого аналізу, а в залежності від закладених алгоритмів обробки даних може самостійно класифікувати з`єднання на основі геометричних показників, виду дефекту і т. д. Модуль сканування з мікропроцесором виносить рішення про можливості подальшого використання деталі з урахуванням тяжкості виявлених відхилень від норми.

Підготовка місця проведення контролю

Згідно з нормативами, роботи проводяться на стаціонарному ділянці, забезпеченому спеціальними платформами, стендами і столами для розміщення досліджуваного об`єкта і обладнання. Нерідко контроль здійснюється в межах виробничої ділянки, що обумовлено мінімізацією логістичних витрат при переміщенні деталей від безпосереднього місця виконання зварювання до зони контролю. В цьому випадку особлива увага приділяється огорож від ділянки, де виконуються технологічні операції. Місце для дослідження підбирається і з урахуванням санітарно-екологічної обстановки, що особливо стосується підприємств хімічної та металургійної промисловості.

Чим краще освітлений робочий ділянку, тим точніше буде результати візуально-вимірювального контролю зварних швів. Освітлення повинно бути досить яскравим для надійного дослідження контрольованої поверхні, але не перевищувати в показнику інтенсивності світіння 500 Лк.

Підготовка до виконання огляду

Незалежно від типу і характеристик досліджуваного об`єкта, його поверхні повинні бути відповідним чином зачищені. Видаленню підлягають будь-які сторонні покриття, що не входять в природну структуру шва. Це стосується окалини, фарби, бруду, слідів іржі і залишився після зварювання шлаку. Не завжди до контролю допускаються і об`єкти, поверхні яких мають кольору побежалости. Якщо контрольована поверхня відноситься до частин працюючого обладнання, то агрегат необхідно зупинити на час досліджень.

Як правило, це відноситься до технологічного обладнання, що пройшов ремонт зварюванням. Йдеться про системи вентиляції, охолодження, компресорних установках і т. д. Особлива увага при підготовці відводиться інструментальному комплекту візуального контролю і витратних матеріалів, які будуть задіяні в ході роботи. Інструменти повинні бути відповідним чином налаштовані, відкалібровані, перевірені на працездатність і точність показань.

Порядок проведення вхідного контролю

Перший етап зовнішнього контролю в рамках виробничого процесу, який ставить за мету перевірку заготовок і деталей перед складальними операціями. На цій стадії виявляються тріщини, заходи, забоїни, розшарування і раковини зварних швів, які несумісні з вимогами подальших технологічних операцій. Згідно з інструкцією з візуального контролю на етапі вхідного огляду, довжина ділянок, які можна перевіряти без допоміжного обладнання, може становити не більше 100 мм.

В іншому випадку задіюються вимірювальні прилади, що дозволяють в потоковому режимі фіксувати геометричні параметри дефектів. До слова, крім безпосередньо зварних швів, на цьому етапі може оцінюватися стан кромок деталей, які ще будуть збиратися за допомогою зварювання.

Облік контрольованих параметрів після зварювання

Основний етап робіт по візуальному огляду деталей, який проводиться після завершення складання конструкцій шляхом термічного зварювання. Основним об`єктом дослідження є наплавлення у вигляді готового з`єднання. Як правило, проводиться пошаровий візуальний контроль зварних швів з фіксацією поверхневих дефектів. Якщо ні можливості точного виявлення і оцінки параметрів свищів, тріщин і ознак руйнування валика шва, то виконується внутрішній аналіз структури з підключенням радіаційної або ультразвукової апаратури.

Вимірювані параметри при контролі

З точки зору вимог до технологічної збірці металевих деталей і конструкцій, більшою мірою важлива не фіксація самого факту наявності дефекту, а його розмірні показники. Відповідно до Інструкції з візуального і вимірювального контролю, при комплексному дослідженні повинні реєструватися наступні величини:

• Ширина, довжина і глибина шва.
• Розмір опуклості шва.
• Параметри сколів, тріщин і раковин.
• Глибина підрізу.
• Катет кутового шва.
• Довжина несплошностей.

В індивідуальному порядку згідно з проектними приписами може складатися і карта взаємного розташування швів. Наприклад, дотримання певної дистанції між точками з`єднань нерідко є умовою забезпечення надійності всієї конструкції, тому облік проміжків розглядається як одна з першорядних величин контролю.

Контроль в рамках заходів щодо усунення дефектів

В процесі ремонту дефектних швів і при відновленні пошкодженої структури металевих деталей також виконуються контролюючі операції, до цілей яких відноситься:

• Відстеження повноти усунення дефекту.
• Виявлення нових дефектів, викликаних застосуванням засобів корекції структури шва.
• Контроль загальної форми дефектної ділянки.
• Контроль чистоти ділянки-зокрема, відстеження забруднень місця з`єднання маслом, продуктами корозії, технічної пилом і т.д.

Також візуальний метод контролю дозволяє утримувати в нормативних рамках параметри механічних операцій, потрібних для виправлення структури зварного з`єднання. Зокрема, контролюється глибина вибірки дефектного шва, ширина зони зачистки, величина оброблення крайок, кути скосів і т.д.

Реєстрація результатів

Дані контролю заносяться в спеціальний журнал обліку, після чого складається документація у вигляді акта, протоколу або висновку за підсумками проведеного обстеження. При виконанні візуального контролю якості на поверхні цільової ділянки також ставиться маркування із зазначенням результатів проведеної перевірки. Наприклад, це може бути клеймо з допуском до подальших технологічних операцій в рамках виробничого процесу. В іншому випадку заготівля відправляється на ремонт або доопрацювання.

Укладення

Технології організації та проведення контрольно-перевірочних операцій стосовно до твердотілим деталей і матеріалів постійно удосконалюються, дозволяючи без пошкоджень об`єкта дослідження виявляти його найдрібніші дефекти. Проте досі активно застосовуються найпростіші способи візуального огляду, істотно обмежені в можливостях точкового контролю.

Дана практика дійсно Незрівнянна за ступенем ефективності з сучасними засобами неруйнівного внутрішнього аналізу тих же зварних швів. Але, як наголошується в інструкції з візуального і вимірювального контролю, зовнішній огляд зачіпає лише найбільш виражені дефекти поверхні, частину яких можна ліквідувати без застосування спеціалізованих апаратів і витратних матеріалів. Іншими словами, з мінімальними витратами на організацію контрольно-технічних заходів виявляється найбільш грубий шлюб. Далі заготовка відправляється на наступні етапи більш точного контролю, що вимагає застосування спеціалізованих магнітних, рентгенівських і ультразвукових апаратів, які недоцільно використовувати при первинному контролі явних поверхневих дефектів.