Проведение неразрушающего контроля сварных соединений

Неразрушающий контроль качества сварных соединений (НКСС) является ключевым звеном обеспечения прочности и эксплуатационной безопасности металлоконструкций в строительстве, машиностроении. Входящие в его состав мероприятия проводятся непосредственно после полного завершения сварочных работ и позволяют получить оперативную, объективную информацию о структуре металла, его физических и химических свойствах с учетом вида материала и толщины сварного шва. Методы НКСС и их выбор для конкретных условий определяет ГОСТ 17635-2018. В соответствии с положениями этого документа, неразрушающий контроль качества сварных соединений проводится силами независимых специализированных организаций, имеющих соответствующую лицензию и аккредитацию. В Москве и Московской области услуги по НКСС оказывает строительная лаборатория «ТехЛабКонтроль». Испытания выполняются специально подготовленными операторами-дефектоскопистами, квалифицированными по нормативам стандарта ISO 9712. работа выполняется на договорной основе, оперативно, недорого, с гарантией достоверности полученных результатов.

Методы НКСС

Государственный стандарт 17635-2018 устанавливает полный перечень методов НКСС и, основываясь на требованиях к качеству того или иного изделия, определяет условия их выбора для конкретного металла с учетом толщины шва. Основной принцип испытаний – получение актуальных данных о технических параметрах металла без физического воздействия и механических повреждений поверхности изделий. Методы неразрушающего контроля сварных соединений по ГОСТ 17635-2018:

• визуально-измерительный;
• вихретоковый;
• магнитопорошковый;
• капиллярный;
• радиографический;
• ультразвуковой.

Выбор метода контроля сварных соединений производится с учетом вида металла, технологии сварки, длины и конфигурации шва, требуемого уровня его качества и характера ожидаемых дефектов. При необходимости, исследования могут проводиться неоднократно несколькими способами, в том числе и иными, например, тепловым анализом структуры металла по ГОСТ 18353–79 с использованием тепловизора. Перед началом работы производится сбор необходимой для этого информации, разработка и утверждение плана, содержащего сведения об объеме и последовательности испытаний.

Правила и порядок контроля качества сварных швов различными методами

Каждый из методов неразрушающего контроля качества сварных соединений имеет собственную специфику и применяется в условиях, установленных ГОСТом 17635-2018. Определяющее значение при этом имеет вид металла, тип соединения (стыковое, тавровое), время начала испытаний после завершения сварочных работ.

1. Визуально-измерительный контроль

Это самый быстрый, но достаточно субъективный способ оценки качества сварного шва. Он считается предварительным и предшествует другим, более точным методам. В ходе работы производится тщательная очистка от шлака и загрязнений, детальный осмотр соединения с использованием оптики и механических средств измерения на предмет выявления сколов, трещин, видимого непровара, наплывов и других очевидных дефектов. По результатам визуального контроля принимается решение о необходимости проведения дальнейших обследований, выбираются наиболее рациональные методы дефектоскопии. 

2. Вихретоковый контроль

Данный метод неразрушающего контроля сварных соединений основан на регистрации изменений электромагнитного поля, создаваемого в зоне шва наведенными индукционными токами. В зависимости от объема работы, в исследованиях используется портативный (ручной) дефектоскоп или стационарная автоматизированная установка. Способов вихретокового контроля несколько – амплитудный, фазовый, амплитудно-фазовый, частотный, модуляционный и другие. Метод позволяет решить широкий спектр задач, связанных с обследованием сварного шва – выявить поверхностные и подповерхностные неслошности, остаточные напряжения, измерить толщину, оценить качество обработки.  

3. Магнитопорошковый контроль (магнитная дефектоскопия)

Сущность метода заключается в оценке состояния магнитного поля, наведенного на проверяемое изделие. При наличии в сварном соединении дефектов, магнитный поток будет изменять свое направление, огибать их. Визуализировать это можно с использованием специального прибора или предварительной посыпкой зоны анализа ферримагнитным (железным) порошком, который наглядно отразит линии магнитного поля в естественном или искаженном виде. К недостаткам метода можно отнести невозможность оценки качества сварки меди, алюминия и некоторых других металлов, не воспринимающих магнетизм. 

4. Капиллярный метод дефектоскопии

Этот метод неразрушающего контроля сварных соединений достаточно прост и недорог. Он заключается в визуальной оценке поверхности шва после нанесения на него специального индикаторного состава (раствора фенолфталеина) и контрольного вещества (азотнокислое серебро). При наличии в сворном соединении трещин, проникшая в них жидкость сохранит свой цвет, на поверхности он изменится. На практике иногда используются и другие индикаторы, например, горячее техническое масло и раствор извести. После нанесения на шов, высыхания и обтирки поверхности дефекты сварки (при их наличии) проявят себя видимыми остатками извести.

5. Радиографический контроль

Радиография – эффективный и максимально точный способ дефектоскопии сварных соединений. Он основан на просвечивании обследуемой зоны металлоконструкции рентгеновскими или гамма-лучами, а также обработкой изотопами тулия, кобальта или цезия с фиксацией результатов на фотопленке. При работе могут использоваться как портативные источники излучения, так и стационарные установки. Полученные изображения позволяют оценить степень однородности сварного шва, выявить дефекты и наличие примесей. К преимуществам метода следует отнести точность и оперативность выполнения работы, к недостаткам – высокую стоимость технологического оборудования и наличие радиации, требующей принятия мер для обеспечения безопасности исполнителей.

6. Ультразвуковой метод дефектоскопии (УЗК)

Данный метод контроля качества сварных швов основан на способности высокочастотных звуковых волн реагировать на звукопоглощение сред с различной плотностью и частично отражаться от границ их раздела. Именно это и позволяет с достаточно высокой точностью выявить наличие раковин, непровара, шлаковых включений и других дефектов в сварных соединениях. При обследовании используются специальные приборы, ультразвуковые дефектоскопы с преобразователями, они излучают и улавливают звуковые волны, отражаемые структурой металла. При УЗК сварных швов используют несколько типов волн – продольные, поперечные, поверхностные, продольные подповерхностные. Степень ослабления и искажение сигнала, фиксируемое на дисплее прибора, позволяет судить о наличии, видах размерах и координатах дефектов. Способов УЗК несколько – эхо-импульсный, зеркальный, зеркально-теневой, дифракционный, метод дельта, условия их применения регламентирует ГОСТ Р 55724-2013. Метод УЗК сварных соединений несложен в исполнении, недорог, оперативен, но, несмотря на простоту, правильно интерпретировать полученные результаты могут только опытные дефектоскописты со специальной подготовкой.

Все методы контроля качества сварных соединений достаточно эффективны при оценке прочности и несущей способности металлоконструкций, герметичности трубопроводов. При выявлении дефектов, производится изучение степени их критичности и условий вхождения в категорию допустимых по соответствующему им стандарту или сертификату. При неприемлемом качестве сварки недочеты подлежат устранению, в этом случае необходимо повторно провести неразрушающий контроль сварных соединений в первоначальном объеме. 

Оформление результатов контроля качества сварных соединений

Результаты НКСС по каждому изделию должны быть отражены в протоколе и заключительном отчете, их состав и формы утверждены соответствующими государственными стандартами или ведомственными нормативами. В общем случае, заключительный отчет должен отражать следующее:

• идентификацию предприятия и персонала, производившего контроль;
• место, дату и время производства работы;
• тип контролируемого соединения;
• подробное описание всех этапов контроля;
• ссылки на использованную нормативно-техническую документацию, описывающую методику контроля;
• перечень выявленных дефектов с указанием уровня их критичности.

Отчет передается заказчику для принятия решения о характере дальнейших действий – использования обследованной металлоконструкции или детали по назначению, устранении дефектов сварного шва или изменении технологии производства сварочных работ.