Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Методи контролю якості зварювальних з’єднань.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
ІКТА
Факультет:
СІ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2016
Тип роботи:
Курсовий проект
Предмет:
Інші
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
ІКТА
Кафедра метрології, стандартизації та сертифікації
/
Курсовий проект з дисципліни
«Контроль та діагностика в технологічних процесах»
на тему:
« Методи контролю якості зварювальних з’єднань.»
Анотація
Якість зварювальних з’єднань визначають такими факторами, як технологія виробництва, сфера застосування, вимоги до якості та багато інших. Адже використання будь якої зварної деталі впливає на безпеку вашого життя тому методи контролю якості зварних з’єднань є невід’эмною частиною перед застосуванням зварювальних з’єднань в різних галузях промисловості.
У першому розділі курсової роботи розглядається основні поняття зварювання.
У другому розділі курсової роботи описуються методи контролю якості зварювальних з'єднань.
У третьому розділі курсової роботи описується технологія проведення
ультразвукового методу контролю.
ANNOTATION
The quality of welded joints is determined by factors such as production technology, scope, quality requirements and many others. After using any welded parts impact on your life as methods of quality control of welded joints is part to the use of welded joints in different industries.
The first section of the course work is considered fundamental concepts welding.
The second section of the course work describes methods for quality control of welding joints.
The third section of the course work is described technology of
ultrasonic control method.
ЗМІСТ
Вступ
1 РОЗДІЛ. Основні поняття зварювання…………………………......................6
1.1 Класифікація зварювання, види зварювальних швів…………...…6
1.2 Дефекти зварних зєднань……………………………………………10
1.3 Зварювання тертям з перемішуванням в світовому суднобудуванні………………………………………………………………………..16
1.4 Нормативні посилання………………………………………………23
2 РОЗДІЛ. Методи контролю якості зварних з’єднань…………………… …25
2.1 Візуально-оптичний метод контролю…………………………….25
2.2 Радіографічний метод контролю…………………………………..27
2.3 Ультразвукова дефектоскопія………………………………….…30
2.4 Капілярна дифектоскопія…………………………………………..33
2.5 Магніто-порошковий метод контролю…………………………...34
2.6 Метод визначення напружено-деформованого стану металоконструкцій(коерциметри)…………………………………………….38
3 РОЗДІЛ. Технологія проведення ультразвукового методу контролю……..44
3.1 Ультразвукові дефектоскопи……………………………………….48
3.2 Проведення обстеження ділянки газопроводу ультразвуком…..53
Висновок………………………………………………………………….............56
Список використаної літератури………………………………..........................57
ВСТУП
Актуальність теми полягає у забезпеченні високої якості зварювальних робіт і є однією з найважливіших задач в галузі зварювання, значущість якої все більше зростає із збільшенням кількості використання зварних з‘єднань у різних сферах людської діяльность.
Підвищення надійності конструкції визначається відповідністю матеріалів та устаткування технічним вимогам і дотримання технології зварювання з одного боку, та забезпеченням достовірного контролю якості з іншого. На сьогоднішній день відомими методами контролю якості проводять лише вибірковий контроль швів, що не завжди є виправданим через імовірність пропуску браку. Відомі методи, як руйнівного так і неруйнівного контролю якості трудомісткі, пов’язані із використанням складного обладнання, залученням спеціально підготовлених фахівців. Вартість операцій неруйнівного контролю може становити до 20 – 25 % від загальної вартості виробу, а трудомісткість контролю порівняна з трудомісткістю зварювання. На можливість застосування цих способів контролю суттєво впливає конфігурація виробу, а також спосіб зварювання.
Важливою проблемою є створення надійних і довговічних зварних конструкцій безпечних у використанні та для навколишнього середовища, що можуть працювати на землі, під водою і в космосі, при великій різниці температур, в агресивних середовищах і при інтенсивному опромінюванні. За допомогою зварювання і споріднених технологій створюється більше половини валового національного продукту промислово розвинутих країн.
Метою курсової роботи є ознайомлення з методами контролю якості зварювальних з’єднань , та визначення причини утворення дефектів зварювання.
Завданням курсової роботи є дослідження різних видів методів контролю та визначення причин утворення дефектів у процесі виготовлення зварювальних з’єднань.
РОЗДІЛ 1
ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ЗВАРЮВАННЯ
Зварювання – це процес одержання нероз'ємного з’єднання шляхом встановлення міжатомних зв'язків між зварюваними частинами при їх місцевому або загальному нагріванні, пластичною деформацією або їх спільною дією.
1.1 Класифікація зварювання, види зварювальних швів
Залежно від виду енергії зварювання поділяють на три класи: термічний, термомеханічний та механічний.
До термічного класу належать види зварювання за допомогою плавлення, в яких для розплавлення металу використовують теплову енергію, такі як:
дугове зварювання – нагрівання здійснюється електричною дугою;
плазмове зварювання – нагрівання здійснюється стиснутою дугою;
газове зварювання – нагрівання здійснюється полум'ям газів;
електрошлакове зварювання – для нагрівання використовують тепло, яке виділяється при проходженні електричного струму через розплавлений електропровідний шлак;
електронно-променеве зварювання – для нагрівання використовують тепло електричного променя, яке виділяється за рахунок бомбардування зони зварювання направленим потоком електронів;
лазерне зварювання – розплавлення здійснюється енергією світлового променя, одержаного від оптичного квантового генератора;
термітне зварювання – використовується тепло, утворене в результаті спалювання термітного порошку, який складається з суміші алюмінію та оксиду заліза.
До термомеханічного класу належать види зварювання, в яких використовується теплова енергія й тиск:
контактне зварювання – із використанням тиску та нагрівання при проходженні електричного струму через контактні поверхні;
дифузійне зварювання - проходить через взаємну дифузію атомів контактних поверхонь при тривалому впливі підвищеної температури і незначній пластичній деформації;
пресове зварювання – нагрівання здійснюється полум'ям газів (газопресове зварювання), дугою (дугопресове зварювання), електрошлаковим процесом (шлако-пресове зварювання), індукційним нагріванням (індукційно-пресове зварювання), термітом (термітно-пресове зварювання)
До механічного класу належить зварювання, яке виконується з використанням механічної енергії й тиску:
ультразвукове зварювання – тиск створюється ультразвуковими коливаннями;
холодне зварювання використовується тиск при значній пластичній деформації без нагрівання;
зварювання вибухом відбувається в результаті викликаного вибухом удару швидкорухомих частин;
зварювання тертям відбувається в результаті стискання і нагрівання зварюваних деталей за рахунок тертя при їх обертанні;
імпульсно-магнітне зварювання – тиск електрода підсилюється імпульсним магнітним полем, завдяки чому подача електрода в період стискання прискорюється настільки, що набирає ударного характеру.
Процеси дугового зварювання називаються механізованими у випадку, коли за допомогою різних приводів і механізмів (електричних, пневматичних, гідравлічних та ін. ) виконуються основні зварювальні операції, наприклад, подача електродного дроту в зону зварювання, підвід електричного струму, подача захисного газу, переміщення зварювальної дуги вздовж шва, подача флюсу тощо. Із механізованих способів зварювання плавленням широко використовуються автоматичне і напівавтоматичне зварювання під флюсом, у захисних газах, електрозаклепками, електрошлакове та ін.
Зварні шви поділяються за видом зварного з’єднання та геометричними параметрами перерізу шва на: стикові й кутові (рис. 1.2). Стикові шви використовують для виконання стикових, торцевих і відбортованих з'єднань. Кутові шви використовують у таврових, кутових і з’єднаннях внапуск. Розміри перерізу швів встановлені ГОСТ 5264-80.
До основних геометричних параметрів зварного шва відносяться; товщина зварюваного металу, ширина шва, підсилення шва, глибина провару, товщина шва (t=h+q) зазор, катет кутового шва, розрахункова висота кутового шва і товщина кутового шва.
/
Рисунок 1.2 Зварні шви класифікуються за:
типом з’єднань: стикові (1), кутові (2), таврові (3), внапуск (4),торцеві (5);
протяжністю: непереривчасті (6), переривчасті (7), переривчасті ланцюгові (8), переривчасті шахові (9);
кількістю шарів (валиків): одношарові (10), багатошарові (11);
формою зовнішньої поверхні: нормальні (12), увігнуті (14), випуклі (14);
відношенням до навантажень: робочі стикові (15), кутові (16), флангові (17), лобові (18), комбіновані (19), косі (20), зв'язувальні (21);
довжиною: короткі (до 300 мм, 22), середні (до 1000 мм, 23), довгі (більше 1000 мм; 24);
характером виконання: однобічні (25), двобічні (26);
положенням у просторі: нижні (27), горизонтальні (28). вертикальні (29),стельові (30), «у човник» (31).
1.2 Дефекти зварювальних з’єднань
У процесі зварювання шва і зоні термічного впливу можуть бути виявленні дефекти, які знижують міцність з'єднання, призводять до негерметичності швів, знижують експлуатаційну надійність виробу. Причини виникнення дефектів різні, тому і заходи щодо їх попередження та усунення також різні.
За місцем розташування розрізняють дефекти:
Зовнішні. Зовнішні дефекти, як правило, можуть бути виявлені при зовнішньому огляді
внутрішні. Для виявлення внутрішніх дефектів застосовують спеціальні методи неруйнівного або руйнівного контролю.
Найбільш характерними дефектами при зварюванні є дефекти формування шва (не провари, пропали, підрізи, напливи). Їх походження пов'язане з порушенням режиму зварювання. Вони можуть з'явитися в результаті неправильної підготовки і складання стику, що зварюється.
Згідно ГОСТ 23055—78* виділяють шість видів дефектів:
пористість шва: сферична, канальна, ланцюг цеп пір, група пір, лінійна (протяжна) (рис.1.3);
шлакові і металеві включення, приєднання розділяються на шлак компактний, шлак лінійний, металеві включення приєднання, поверхневі поверховий, зверхній включення приєднання(рис.1.4);
несплав: по кромках і між шарами багатошарового шва(рис.1.5);
непровар в корені одностороннього однобічний шва без підрізу і з із підрізом, двостороннього двобічний шва, меж шаровий не провар багатошарового шва (рис 1.6);
тріщини: поперечні і подовжні(рис.1.7);
дефекти форми шва: надмірний провар кореня (прожиг, протік), нерівності (напливи, вм'ятини і ін.), підрізи, не співпадання кромок (рис 1.8).
/
Рисунок 1.3 Пористість шва
/
Рисунок 1.4 Шлакові і металеві включення
/
Рис.1.5 Несплав.
/
Рис.1.6 Непровар і повний непровар.
/
Рис.1.7 Тріщини.
/
Рис.1.8 Дефекти форми шва.
Всі ці дефекти погіршують механічні властивості зварних з'єднань і, отже, працездатність конструкцій. Частина із них, такі, як зовнішня пористість і зовнішні включення приєднання, прожоги, не щільність шва, підрізи, вм'ятини, недостатні розміри швів і посилень, повинна бути виправлена справлена негайно при виявленні силами зварювача зварювальник, що допустив припуститися дефект. Не провари, внутрішню пористість, включення приєднання, напливи, різкі переходи і надмірну опуклість, грубу лускову можна виправити справити тільки лише шляхом вирубки вирубування або шліфовки дефектних місць з із подальшою наступний заваркою, якщо це потрібно.
Особливу увагу слід приділити попередженню та ,запобіганню непроварів, які утворюються при неправильній формі оброблення стикового шва, дуже занадто великому притупленні і малому зазорі або внаслідок поганого очищення кореня шва перед виконанням під варильного валу, а також зворотного шва при двосторонній двобічний зварці. Небезпека непровару полягає в тому, що при навантаженні виробу в процесі експлуатації непровар створює концентрацію напруг. Напруги, що у цьому місці, можуть у кілька разів перевищувати середні напруги у виробі, а це призводить до руйнування виробу при навантаженнях, значно менших, ніж розрахункові. Непровари обов'язково усувають підваркою дефектних ділянок.
Металургійні та теплові явища, що відбуваються в процесі формування і кристалізації зварювальної ванни, служать причиною виникнення тріщин у металі шва і біляшовній зоні, пор, шлакових включень, а також несприятливих змін властивостей металу шва і зони термічного впливу. Дефекти цієї групи можуть з'явитися при використанні неякісних вихідних матеріалів, сирих електродів або електродів, що не відповідають зварюється матеріалу.
Істотне значення має стан зварювальної оснастки, обладнання. Для попередження дефектів виконують перевірку якості вихідних матеріалів, їх підготовки до зварювання, стану поверхні, а також перевірку обладнання та оснащення. У процесі зварювання суворо контролюють режим, стежать за зачисткою проміжних швів, за правильної заваркою кратерів, своєчасним виконанням необхідної термічної обробки з'єднання.
Не припустимими дефектами зварних з'єднань є тріщини. Подібно непровару, вони служать концентраторами напружень. Для усунення виявлених тріщин у дефектному місці роблять вибірку металу і проводять ручну підварки.
/
рис. 1.9. Заварка одинакої тріщини: 1 — місця засверлювання ; 2 — місця підігріву зварюванням.
Іноді буває досить перед підваркою засвердлити кінці тріщини для запобігання її поширення при підварюванні.
Менш небезпечні пори. Вони мають округлу форму і не створюють небезпечної концентрації напруг, тому незначна кількість таких дефектів іноді допускається, однак їх розміри і кількість на певній довжині шва суворо регламентуються технічною документацією на виріб.
При контактній зварці до зовнішніх дефектів можуть бути віднесені глибокі вм'ятини від електродів, виплески металу, зсув осей заготовок, до внутрішніх дефектів - пори, тріщини, включення.
Питанням якості в нашій країні постійно приділяється пильна увага. Впроваджувана на підприємствах система державного приймання виробів передбачає організацію контролю якості, своєчасне виявлення дефектів, їх аналіз та прийняття оперативних заходів щодо їх попередження . Якість зварних з'єднань забезпечується постійним контролем всього виробничого циклу:
Попереднім(контроль матеріалів та обладнання)
Поточним (контроль у процесі виконання зварювальних робіт)
Остаточни (контроль зварних заготовок і виробів)
1.3 Зварювання тертям з перемішуванням в світовому суднобудуванні
Зварювання тертям -це зварювання тиском із нагріванням металу в зоні з'єднання внаслідок тертя його поверхонь під час обертання або зворотно-поступального руху однієї поверхні відносно іншої.
Зазвичай зварювання тертям застосовується при виготовленні деталей, які мають форму тіл обертання. Спів вісно розташовані деталі стискуються зварюваними поверхнями з певним зусиллям, а одній із деталей надається обертання. При обертанні відбувається притирання торців та інтенсивне тепловиділення. Забруднення разом із розігрітим до пластичного стану металу витискаються зі стику. Після досягнення в стику достатньої температури відносне переміщення деталей миттєво припиняють і стискують їх із певним зусиллям осадки. У цей момент і утворюється з'єднання.
Тепловий режим при зварюванні тертям має важливе значення. Якісне з'єднання утворюється в результаті встановлення металічних зв'язків між ювенільними поверхнями деталей. Плівки різної природи, що є на з'єднувальних поверхнях, руйнуються при терті та видаляються із зони зварювання внаслідок значної пластичної деформації. Для досягнення необхідної деформації метал нагрівається під впливом теплоти, що виділяється при терті. Механічна енергія перетворюється в теплову локалізовано в тонких при поверхневих шарах. Робота, що витрачається на подолання сил тертя, перетворюється в теплоту, яка нагріває метал до необхідних температур.
Необхідною умовою утворення якісного з'єднання є пластична деформація металу в зоні стику. Її вимірюють величиною зближення деталей в осьовому напрямку і називають величиною осадки. Під дією температури та тиску в зоні зварювання витіснений метал утворює «комірець», який захищає зварювані поверхні від зовнішнього середовища. Його розміри та форма, як і ширина зони термічного впливу, залежить від зварюваних металів та параметрів режиму зварювання.
Основними параметрами режиму зварювання є частота обертання, тиск і час нагрівання, тиск проковування (осадки) і величина осадки металу. Машини для зварювання тертям мають досить високі осьові зусилля і швидкість обертання та повинні забезпечувати швидкий запуск і миттєву зупинку руху деталей відносно одна до одної.
З усього створеного людиною корабель містить найбільшу кількість зварних швів. Технологією зварювання визначається надійність корабля і його вартість. Корпус великого корабля може містити зварні шви загальною довжиною до 1000 км. При цьому вартість зварювальних операцій не повинна перевищувати 7% загальної вартості корабля.
У сучасному суднобудуванні зварювання тертям з перемішуванням широко застосовується для зварювання наступних компонентів: палубних панелей, панелей бічних стінок, перегородок і міжповерхових перекриттів, алюмінієвих профілів корпусу і надбудови, вертолітних майданчиків, військово-морського транспортного флоту, щогл вітрильних суден, рефрижераторних установок
Збірка катамарана з застосуванням FSW з зварених з допомогою FSW стандартних блоків подібна збірці іграшковою човни. Всі складальні одиниці точно підходять один до одного, зміни конструкції супроводжуються відповідними змінами складальних вузлів. Низький підведення тепла під час зварювання супроводжується екстремально низькими залишковими напругами, роботи зі складання під зварювання зведені до мінімуму. Економія часу і грошей очевидна.
/
Рис 1.11 Можливі нові конструктивні рішення із застосуванням FSW.
Так як застосування FSW створює суттєві конкурентні переваги, інформація про фактичні заощадження та практичних додатках цієї технології зварювання широко не афішуються. Можливість промислового виготовлення складальних вузлів високого ступеня готовності. Високий рівень повторюваності і відтворюваності окремих блоків, забезпечення якості при мінімальних відхиленнях. Гнучкість і функціональні можливості промислового обладнання дають можливість користувачу розробляти нові рішення в найкоротші терміни. Виготовлені складальні вузли перевірені і затверджені такими компетентними установами, як DNV, RINA і Germanischer Lloyds.
Найвищий рівень прямолінійності панелей забезпечує легкість збірки і, відповідно, мінімум ручного зварювання. Скорочення робіт на вирівнювання днищ і перекриттів при підготовці їх до покриттів є також джерелом зменшення витрат замовника при використанні панелей FSW. Одне з найбільш переконливих переваг зварювання тертям з перемішуванням – зварені деталі готові до використання. Витрати на шліфування, полірування, вирівнювання виключені. Конструктивні компоненти готові до складання відразу після зварювання. Однак необхідно зазначити, що конструкції, розроблені під MIG – або TIG зварювання - ручне або напівавтоматичне дугове зварювання неплавким електродом в середовищі інертного захисного газу, не завжди підходять для застосування FSW. Обмежуючим фактором є відносно високі сили притиску деталей, що зварюються. Іноді необхідно притискний пристрій або зміна конструкції. Проте один раз сконструйоване затискний пристрій забезпечує недосяжний раніше рівень повторюваності ( Рис. 3.) Для вирішення цієї проблеми ідеально підходить досвід HAGE Sondermaschinenbau GmbH по розробці і виробництву автоматичного обладнання. Необхідні пристрої завантаження, затиску, подачі, разжима і розвантаження деталей конструюються та виготовляються "під ключ" з одних рук.
/
Рис. 1.12 LAYOUT верстата STIRMATIC DH20 для одночасного двостороннього зварювання FSW алюмінієвих профілів.
Одним з основних переваг методу є можливість одержання вільних від теплових деформацій гомогенних швів. На підприємстві Sapa, Швеція, проводиться зварювання панелей довжиною до 25 м і шириною до 3,5 м. Зварювання відбувається при температурі близько 480°C, що набагато нижче температури плавлення алюмінію 660°C. Панелі з'єднуються без будь-яких додаткових матеріалів, отже, матеріал шва точно такий же, як матеріал зварюваних деталей. В результаті безпосередньо після зварювання виходить, що панель не вимагає доопрацювання, шов високої міцності і чистоти. Можлива одночасне двостороннє зварювання ( Рис. 1.).
/
Рис.1.13 Зварювання палубних панелей довжиною до 25 м і шириною до 3,5 м.
Створений і запатентований Pechiney Marine новітній високотехнологічний композитний матеріал на основі алюмінію (Sealium®—Sea Aluminium) має найкращі характеристики з усіх існуючих на сьогодні сплавів на основі алюмінію: легкість, унікальну стійкість до корозії, вкрай низьку «втому» металу, міцність зварювальних швів. Тільки через кілька років Sealium® став міжнародної промислової посиланням для особливо швидкохідних кораблів. FSW успішно застосовується для комплексних рішень для конструкцій з Sealium® [2]: панелі і ребра жорсткості виготовляються з однакового матеріалу максимальне зниження ваги і досягнення прекрасних антикорозійних якостей раціональне використання екструдованих профілів.
/
Рис. 1.14 Середня секція однокорпусного судна із сплавів алюмінію
Зварювання тертям з перемішуванням може бути застосована для будь-яких типів суден з алюмінієвих сплавів, від жорстких надувних човнів довжиною 5 м і військових патрульних суден довжиною 50 м до розкішних круїзних суден довжиною понад 200 м. На підприємствах Tamano Mitsui Engineering & Shipbuilding (MES) в Японії FSW була використана для будівництва пасажирського і вантажного судна з максимальною швидкістю 42.8 вузлів. Цього судна дали назву «Лайнер Вищої якості Огасавара». Воно може бути використано для одночасного транспортування транспортувати до 740 осіб і до 210 тонн фрахту (Рис. 4). Це судно було успішно випробувано в хвилях 2 м заввишки.
/
Рис.1.15 Японський "Super Liner Ogasawara" від MES має швидкість до 42.8 вузлів.
Зварювання тертям з перемішуванням - новий метод зварювання, який швидко знайшов широке промислове застосування, починаючи з його винаходу в TWI 1991. Першим і одним з основних застосувань FSW є суднобудівна промисловість, в якій вона успішно використовується для зварювання алюмінієвих екструдованих профілів і алюмінієвих профілів великих розмірів. Зварювання тертям з перемішуванням була сертифікована багатьма класифікаційними товариствами, включаючи ABS, BV, DNV, GL, Lloyds and RINA. В даний час багато дослідницькі проекти спрямовані на удосконалення і подальший розвиток процесу зварювання тертям з перемішуванням сталі, титану та інших перспективних матеріалів. Промислова реалізація зварювання тертям з перемішуванням набагато простіше реалізації інших зварювальних процесів. Оператор не повинен володіти особливою кваліфікацією і навичками, так як повторюваність процесу і якість зварювальних швів забезпечуються автоматично. Замовник не повинен вкладати величезний капітал в зварювання тертям з перемішуванням, однак він може отримати величезну вигоду внаслідок скорочення часу виробничого циклу і поліпшення якості зварювальних швів.
1.4 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ
№ п/п
Обозначение
Название
Стан документа
К-во страниц
1
ДСТУ 2456-94
Сварка дуговая и электрошлаковая. Требования безопасности
чинний
19
2
ДСТУ 2489-94 (ГОСТ 12.3.047-94)
Система стандартов безопасности труда. Контактная сварка. Требования безопасности
чинний
28
3
ДСТУ 2490-94
Побудители тяги однопостовые переносные для аспирационных устройств к сварочным горелкам при полуавтоматической сварке. Общие технические требования и параметры
чинний
11
4
ДСТУ 3014-95
Установки для электронно-лучевой сварки. Методы испытаний и измерений
чинний
54
5
ДСТУ 3072-95 (ГОСТ 30220-95)
Манипуляторы для контактной точечной сварки. Типы, основные параметры и размеры
чинний
18
6
ДСТУ 3159-95
Ресурсосбережение. Нормирование расхода сварочных материалов. Общие требования, методы определения нормативов ручной и механизированной электросварки
чинний
82
7
ДСТУ 3259-95
Приспособления сборно-разборные переналаживаемые для сборки деталей под сварку на плоских поверхностях. Общие требования к проектированию, сборке и эксплуатации
чинний
34
8
ДСТУ 3309-96 (ГОСТ 30275-96)
Манипуляторы для контактной точечной сварки. Общие технические условия
чинний
34
9
ДСТУ 3318-96 (ГОСТ 30261-96)
Оборудование для сварки кольцевых швов. Типы, основные параметры и размеры
чинний
14
10
ДСТУ 3328-96 (ГОСТ 30430-96)
Дуговая сварка конструкционных чугунов. Требования к технологическому процессу
чинний
53
11
ДСТУ 3490-96 (ГОСТ 30482-97)
Электрошлаковая сварка сталей. Требования к технологическому процессу
чинний
46
12
ДСТУ 3761.1-98
СВАРКА И РОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ. Часть 1. Свариваемость. Определение
чинний
12
13
ДСТУ 3761.2-98
Сварка и родственные процессы. Часть 2. Процессы сварки и пайки. Термины и определения
чинний
54
15
ДСТУ 3761.3-98
Сварка и родственные процессы. Часть 3. Сварка металлов: соединения и швы, технология, материалы и оборудование. Термины и определения
чинний
54
16
ДСТУ 3761.4-98
Сварка и родственные процессы. Часть 4. Пайка и лужение. Термины и определения
чинний
33
17
ДСТУ 3761.5-98
Сварка и родственные процессы. Часть 5. Газотермическое напыление. Термины и определения
чинний
24
18
ДСТУ 3951.1-2000 (ISO 9956-1:1995)
Технические условия и процедура подтверждения соответствия технологических процессов сварки металлических материалов. Часть 1. Общие правила для сварки плавлением
чинний
30
Висновок: Якість зварних з'єднань залежить від якості вихідних основних і зварювальних матеріалів, якість збірки під зварювання, дотримання технологій зварювання та інших факторів. Виникнення дефектів в значній мірі пов'язано не тільки з технічними, але і з організаційними причинами. Звідси випливає, що фахівці-технологи зварювального виробництва повинні знати не тільки дефекти зварних з'єднань, властиві різним способам зварювання, методи та обладнання для їх виявлення, а й володіти питаннями організації управління якістю зварювання.
РОЗДІЛ 2
МЕТОДИ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ЗВАРНИХ З’ЄДНАНЬ
Контроль якості зварного шва – необхідна процедура для визначення якості металевої конструкції.
Якщо шов недостатньо щільний, з порушеною герметичністю і іншими деформаціями – все це неминуче позначиться на терміні експлуатації металевої конструкції. Особливо швидко це відбудеться у випадку, якщо конструкція буде перебувати під постійним тиском.
Перед перевіркою металоконструкції на відповідність вимогам ГОСТ, спочатку обов’язково потрібно перевірити, наскільки якісно зроблені шви – на цьому етапі виявляються всі зовнішні і внутрішні недоліки швів, а також виправляються, якщо це можливо. Ретельному контролю піддається кожен готовий виріб перед тим, як його допустять до експлуатації.
До неруйнуючих фізичних методів відносяться: радіаційний (радіографічний) контроль просвічуванням швів; ультразвуковий контроль (УЗД вузда ); магнітний і електромагнітний контроль.
2.1 Візуально-оптичний метод контролю
Основним і найбільш доступним методом контролю якості зварних швів конструкції є зовнішній огляд, який відноситься до візуально-оптичного методу. Цей метод застосовують при вхідному, операційному і приймальному контролі. При операційному контролі перевіряють за допомогою вимірювальних інструментів і шаблонів, відповідність кресленням і ГОСТ підготовлених кромок і зібраних під зварку деталей і конструкцій, а за свідченнями приладів (амперметр, вольтметр і ін.) — режим зварювання і його відповідність заданій технології і порядку накладення швів. Приймальний контроль щодня проводять бригадир, майстер ділянки або ОТК шляхом зовнішнього огляду і при необхідності застосовуючи для огляду лупи із збільшенням від 2 до 20 разів. Для перевірки розмірів швів застосовують шаблони (рис.2.1)
/
Рисунок 2.1.1 Шаблони для вимірювання зварних з'єднань:
а — для вимірювання зазорів в нахлестних і стикових з'єднаннях сполученнях;
б — для вимірювання кутів оброблення кромок;
в — для вимірювання гіпотенузи кутового шва, величини опуклості і перевищення кромок і зазорів
Під час зовнішнього контролю оператор повинен виявити неозброєним оком дефект типу тріщини або точки корозії розміром 0,1 мм і більше.
Дзеркала застосовуються для огляду важкодоступних місць. Їх основна функція - зміна кута зору. Дуже зручні дзеркала з змінним кутом нахилу.
Лупи застосовуються для збільшення роздільної здатності ока, тобто дозволяють розглянути більш дрібні деталі об'єкта контролю. На даний момент для огляду важкодоступних місць, застосовуються відеоендоскопи, що дозволяють оглянути внутрішні поверхні об'єктів які підлягають огляду.
//
Рисунок 2.1.2 Набір для проведення зовнішнього контролю видеоендоскопом MIGS 6300
2.2 РАДІОГРАФІЧНИЙ МЕТОД КОНТРОЛЮ
Заснований на використанні рентгенівських або гамма (г) - випромінювання. Ці іонізуючі електромагнітні випромінювання розповсюджуються хвилеподібно так само, як світло і радіохвилі. Вони відрізняються надзвичайно малою довжиною хвилі, яка в мільйони разів менше довжини світлових хвиль і разом з тим в той же час володіє високою енергією, значно більшій енергії видимого світла. Випромінювання можуть проникати через матеріали з різною інтенсивністю для різних матеріалів, залежною від товщини металу і енергії випромінювання. Ці властивості використовуються в дефектоскопії для виявлення дефектів в зварних швах. З одного боку шва встановлюють джерело випромінювання, а з іншої — детектор, що фіксує відомості про його площині або наявність дефектів. Детектором служить електронно-оптичний перетворювач, рентгенівська плівка, фотопапір і т.п. За відсутності дефектів випромінювання поглинатиметься суцільним металом і опуклий, випуклий шов фіксуватиметься у вигляді світлішоЇ, ніж основний метал, смуги
. Дефекти — непровари, пори, шлакові включення приєднання, підрізи, розкриті тріщини не поглинатимуть випромінювання так інтенсивно, як метал, тому на екрані перетворювача, на плівці або фотопапері вони фіксуватимуться темнішими плямами і смугами на тлі на фоні світлого шва.
Основні переваги радіографічного контролю:
висока чутливість до виявлення дефектів (в середньому 1-2% від просвічуваної товщини);
документальність результатів контролю (радіографічні плівки можуть зберігатися багато років);
наочність результатів контролю (по зображенню дефекту на плівці легко визначається тип дефекту);
застосовність для широкого класу матеріалів (залежно від використовуваного джерела іонізуючого випромінювання можна контролювати і метали, в т.ч. аустенітні сталі і легкі метали, і органічні речовини).
Для радіаційної дефектоскопії використовують рентгенівські апарати і гамма - джерела. У рентгенівських апаратах основним робочим елементом є рентгенівська трубка люлька (рис. 2.2.1). Вона складається з скляного балона, з із якого майже повністю видалено повітря, і у паяних в балон катода і анода. Катод складається з вольфрамової спіралі, при нагріванні якої до високої температури джерелом струму, тільки він випускає електрони. Анод виготовлений у вигляді пластини з вольфраму і молібдену, розташованою під кутом. Електрони катода з великою енергією ударяються об метал пластини і відбиваючись від неї гальмуються, створюючи так зване гальмівне рентгенівське випромінювання — R - лучі . У будівництві використовується декілька типів тип рентгенівських апаратів, що випускаються промисловістю.
Формування рентгенівського зображення на плівці підкоряється всім законам геометричної оптики, тобто відбувається повністю аналогічно утворенню тіні у видимому світлі. Таким чином, різкість зображення об'єкта на плівці безпосередньо залежить від розміру джерела випромінювання і відстаней від нього до плівки і від плівки до об'єкта. Тому, для отримання максимально різкого зображення, касету з плівкою розташовують якомога ближче до контрольованого об'єкту. Контрольований об'єкт і плівка експонуються в перебігу певного часу, після чого плівка вилучається і піддається фотообробці. Фотообробка включає в себе етапи проявлення, фіксації, промивання і сушіння.
/
Рисунок 2.2.1 Схема рентгенівського просвічування: 1 — рентгенівська трубка люлька ; 2 — зварне з'єднання; 3 — касета; 4 — фотопапір; 5 — підсилюючий посилюючий екран; 6 — дефектометр
/
Рисунок 2.2.2 Схема просвічування г- променями:
а— просвічування двох ділянок, б— направлене спрямований просвічування одного шва; 1 — транспортний контейнер; 2 — джерело; 3 — зварне з'єднання; 4 — касета з із фотопапером.
2.3 Ультразвукова дефектоскопія
Метод заснований С.Я. Соколовим, що дозволяє здійснювати пошук дефектів в матеріалі виробу шляхом випромінювання та прийняття ультразвукових коливань, відбитих від внутрішніх дефектів, та подальшого аналізу їх амплітуди, часу приходу, форми та інших характеристик за допомогою спеціального обладнання - ультразвукового дефектоскопа. Є одним з найпоширеніших методів неруйнівного контролю.
Принцип роботи ультразвукової дефектоскопії полягає у тому що звукові хвилі не змінюють траєкторії руху в однорідному матеріалі. Відображення акустичних хвиль відбувається від розділу середовищ з різними питомими акустичними опорами. Чим більше різняться акустичні опори, тим більша частина звукових хвиль відбивається від межі розділу середовищ. Оскільки включення в металі часто містять повітря, що має на кілька порядків більший питомий акустичний опір, ніж сам метал, то відображення буде практично повне.
Роздільна здатність акустичного дослідження визначається завдовжки використовуваної звукової хвилі. Це обмеження накладається тим фактом, що при розмірі перешкоди менше чверті довжини хвилі, хвиля від нього практично не відбивається. Це визначає використання високочастотних коливань - ультразвуку. З іншого боку, при підвищенні частоти коливань швидко росте їх загасання, що обмежує доступну глибину контролю. Для контролю металу найчастіше використовуються частоти від 0.5 до 10 Мгц.
Існує декілька методів збудження ультразвукових хвиль в досліджуваному об'єкті. Найбільш поширеним є використання п'єзоелектричного ефекту. В цьому випадку випромінювання ультразвуку робиться за допомогою перетворювача, який перетворить електричні коливання в акустичні за допомогою зворотного п'єзоелектричного ефекту. Відбиті сигнали потрапили на п’єзопластину через прямий п'єзоелектричний ефект перетворються в електричні, які і реєструються вимірювальними ланцюгами.
/
Рисунок 2.3.1 п’єзоелектричний перетворювач
Також використовуються електромагніто-акустичний (ЕМА) метод, ґрунтований на додатку сильних змінних магнітних полів до металу. ККД цього методу набагато нижче, ніж у п'єзоелектричного, та зате може працювати через повітряний проміжок і не пред'являє особливих вимог до якості поверхні.
Ультразвукове дослідження не руйнує і не пошкоджує досліджуваний зразок, що є його головною перевагою. Можливо проводити контроль виробів з різноманітних матеріалів, як металів, так і неметалів. Крім того можна виділити високу швидкість дослідження при низькій вартості і небезпеки для людини (порівняно з рентгенівською дефектоскопією) і високу мобільність ультразвукового дефектоскопа.
Особливості ультразвукової дефектоскопії є використання п’єзоелектричних перетворювачів вимагає підготовки поверхні для введення ультразвуку в метал, зокрема створення шорсткості поверхні не нижче класу 5, у випадку зі звареними сполукам ще й напрямки шорсткості (перпендикулярно шву). Зважаючи на великий акустичний опір повітря, найменший повітряний проміжок може стати нездоланною перешкодою для ультразвукових коливань. Для усунення повітряного проміжку, на контрольовану ділянку виробу попередньо наносять контактні рідини, такі як вода, масло, клейстер. При контролі вертикальних або сильно нахилених поверхонь необхідно застосовувати густі контактні рідини з метою запобігання їх швидкого стікання.
Для контролю виробів із зовнішнім діаметром менше 200мм, необхідно використовувати перетворювачі, з радіусом кривизни підошви R, рівним 0,9-1,1 R радіусу контрольованого об'єкту, так звані притерті перетворювачі, які в такому вигляді непридатні для контролю виробів з плоскими поверхнями. Наприклад, для контролю циліндричної поковки, необхідно робити переміщення перетворювача у двох взаємно перпендикулярних напрямках, що має на увазі під собою використання двох притертих перетворювачів - по одному для кожного з напрямків.
Як правило, ультразвукова дефектоскопія не може дати відповідь на питання про реальні розміри дефекту, лише про його відбивну здатність в напрямку приймача. Ці величини корелюють, але не для всіх типів дефектів. Крім того, деякі дефекти практично неможливо виявити ультразвуковим методом в силу їх характеру, форми або розташування в об'єкті контролю.
Практично неможливо проводити достовірний ультразвуковий контроль металів з крупнозернистою структурою, таких як чавун або аустенітний зварений шов (товщиною понад 60 мм), через велике розсіювання та сильне загасання ультразвуку. Крім того, скрутний контроль малих деталей або деталей зі складною формою.
2.4 Капілярна дефектоскопія
Застосовується для виявлення поверхневих дефектів (поверхневих тріщин, включень, приєднання) і контролю непроникності зварних з'єднань, тобто їх здатності здібність не пропускати воду або інші рідини в конструкціях резервуарів, баків, експлуатованих наливанням рідини.
Для виявлення поверхневих дефектів добре очищене зварне з'єднання покривають контрастними індикаторними рідинами — пенетрантами . До складу рідини може входити люмінесцентна або кольорова фарбувальна речовина. Володіючи капілярною активністю, тобто здатністю здібність втягуватися в найдрібніші крізні або відкриті з одного боку отвори, пенетрант проникає в поверхневі дефекти і залишається в них після видалення пенетранту з поверхні з'єднання.
27.06.2017 13:06-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора