Визуальный и измерительный контроль представляет собой начальный этап диагностики элементов сварных конструкций и различных механизмов. Этот метод относится к неразрушающим видам контроля, который не требует вывода объекта из эксплуатации и не нарушает его целостность. Визуальный контроль позволяет обнаружить видимые дефекты, классифицировать их и составить заключение о необходимости более детального исследования.
Основные особенности визуального и измерительного контроля
Визуальный и измерительный контроль применяется в двух основных вариантах:
- Внешний осмотр сварных соединений и измерение их геометрических параметров после изготовления партии деталей;
- Активный внешний осмотр — контроль в процессе сварки с оперативной обратной связью для регулирования технологических режимов.
Основными преимуществами данного метода являются:
- Доступность и относительная простота проведения;
- Оперативность получения результатов;
- Возможность выявления поверхностных дефектов без специального оборудования.
К недостаткам можно отнести поверхностность получаемых данных и значительное влияние человеческого фактора при оценке.
Подготовка к проведению визуального и измерительного контроля
Визуальный и измерительный контроль сварных соединений осуществляют до использования других неразрушающих методов контроля, таких как радиационный или ультразвуковой. Перед проведением визуального контроля необходимо:
- Очистить поверхность основного металла и сварных соединений от шлака, брызг металла, ржавчины и других загрязнений.
- Подготовить специальную зону для контроля с хорошим освещением (не менее 500 Лк).
- Обеспечить доступ к контролируемой зоне, которая должна включать поверхность металла шва и примыкающие участки основного металла (околошовную зону).
При визуальном и измерительном контроле сварных соединений контролируемая зона должна включать сварное соединение и определенную ширину участка основного металла (околошовная зона):
- 5 мм — для стыковых соединений при толщине свариваемых деталей до 5 мм включительно;
- номинальная толщина деталей (5-20 мм) — для стыковых соединений, полученных дуговой или электронно-лучевой сваркой;
- 20 мм — для стыковых соединений при номинальной толщине деталей более 20 мм;
- 5 мм — для угловых, тавровых, торцевых и нахлесточных сварных соединений;
- 50 мм — для сварных соединений, полученных с помощью электрошлаковой сварки.
Инструменты для визуального и измерительного контроля
При проведении визуального и измерительного контроля применяют специальный инструментарий:
- Лупы с увеличением до 20×, в том числе измерительные;
- Металлические линейки и штангенциркули;
- Поверочные лекальные угольники;
- Штангенглубиномеры и щупы;
- Угломеры с нониусом;
- Индикаторные толщиномеры и микрометры;
- Эталоны сварных швов и специальные шаблоны;
- Эндоскопы и микроскопы;
- Зеркала для осмотра труднодоступных мест.
Для контроля при изготовлении, строительстве и монтаже обычно используют лупы с увеличением 2×-7×, а для оценки состояния технических устройств в процессе эксплуатации — до 20×.
Техника проведения измерительного контроля
Измерительный контроль геометрических параметров сварного соединения следует производить на участках, указанных в рабочих чертежах, а также там, где соответствие показателей допустимым значениям вызывает сомнение по результатам визуального контроля.
При измерении выпуклости или вогнутости стыкового шва учитывается:
- Если уровни лицевых поверхностей деталей не совпадают, измерения производят относительно поверхности, расположенной выше;
- При разной толщине деталей оценку выполняют относительно линии, соединяющей края поверхности шва в одном сечении;
- Выпуклость шва с обратной стороны оценивается по максимальной высоте поверхности шва относительно соответствующей поверхности деталей.
Выявляемые дефекты сварных соединений
Визуальный и измерительный контроль позволяет выявить следующие типы дефектов:
- Трещины различной ориентации (продольные, поперечные, разветвленные);
- Непровары корня шва и между валиками;
- Подрезы зоны сплавления;
- Прожоги и кратеры;
- Наплывы и натеки;
- Свищи и поры;
- Смещение шва и изменения толщины, не соответствующие стандартам;
- Раковины и расслоения;
- Коррозионные повреждения.
Наиболее опасными дефектами являются трещины, которые могут быть горячими (образуются в процессе кристаллизации) или холодными (образуются на этапе завершения охлаждения шва и после сварки).
Причины образования дефектов сварных соединений
Возникновение дефектов в сварных соединениях может быть вызвано различными факторами:
- Непровар может возникать из-за:
- Загрязнения кромок;
- Неправильной подготовки кромок (уменьшенный угол скоса);
- Недостаточной силы сварочного тока;
- Повышенной скорости сварки;
- Применения электродов чрезмерно большого диаметра.
- Подрезы зоны сплавления появляются вследствие:
- Высокой интенсивности режима (большая сила сварочного тока);
- Завышенной скорости сварки;
- Смещения электрода относительно оси шва;
- Неудобного пространственного положения шва.
- Наплывы возникают из-за:
- Избыточной силы тока при длинной дуге;
- Большой скорости сварки;
- Увеличенного наклона свариваемых деталей при сварке на подъем и спуск;
- Неправильного манипулирования электродом.
Особенности контроля при точечной и шовной сварке
При точечной и шовной контактной сварке возникают специфические дефекты, которые также можно выявить визуальным методом:
- Неправильная форма отпечатка электрода на поверхности детали;
- Глубокие вмятины от электрода;
- Местные прожоги и наружные выплески расплавленного металла;
- Трещины в зоне сварки;
- Выход литого металла на поверхность соединения;
- Раздавливание металла и трещины у кромки соединения.
При внешнем контроле точечных сварных соединений необходимо обращать внимание на форму вмятины от электрода, которая должна быть отчетливо видна, иметь форму окружности и равномерную глубину. При сварке коррозионно-стойких сталей и хромоникелевых сплавов сварная точка должна быть окружена кольцом цветов побежалости желтого оттенка.
Регистрация результатов контроля
По результатам визуального и измерительного контроля составляется документация в виде:
- Акта проверки;
- Протокола контроля;
- Заключения по итогам обследования.
На поверхности проверенного участка также ставится маркировка с указанием результатов проведенной проверки. В зависимости от результатов, заготовка может быть допущена к дальнейшим технологическим операциям или отправлена на ремонт, доработку или утилизацию.
Заключение
Визуальный и измерительный контроль остается важнейшим начальным этапом проверки качества сварных соединений, несмотря на развитие современных технологий неразрушающего контроля. Данный метод позволяет с минимальными затратами выявить наиболее грубые дефекты, которые могут быть устранены без применения специального оборудования. После визуального контроля заготовки направляются на следующие этапы более точного контроля, требующего применения специализированных магнитных, рентгеновских и ультразвуковых аппаратов.