Виды контроля сварных швов и соединений

Содержание

Для того чтобы сварное соединение соответствовало заданным требованиям по качеству, необходимо контролировать его, начиная с контроля подготовки шва, продолжая контролировать во время сварки и заканчивая проверкой уже готового сварного соединения. Исходя из этого, различают следующие виды контроля сварки: предварительный, текущий и окончательный.

Виды контроля сварных соединений

Предварительный контроль

Предварительный контроль включает в себя проверку качества свариваемого металла и материалов для сварки. Кроме этого, контролируют подготовку сварных кромок и сборку свариваемых деталей, исправность оснастки для сварки, сварочного оборудования и приборов. Кроме этого, необходимо провести испытания стали на свариваемость, которые включают в себя механические испытания, металлографический анализ и испытания на вероятность образования холодных трещин и горячих трещин при сварке.

Текущий контроль сварки

Текущий контроль ведут непосредственно во время сварочных работ. При этом проверяют соблюдение технологии сварки (соблюдение режимов сварки, качество зачистки промежуточных сварных швов, заварку сварочных кратеров, выполнение предварительного и сопутствующего подогрева, при необходимости и другие моменты).

Окончательный контроль сварки

При окончательном контроле проверяют уже готовые сварные соединения. Готовое сварное изделие должно полностью удовлетворять требованиям, предъявляемым к нему.

Суммарная трудоёмкость всех контрольных операций может достигать до 30% от общей трудоёмкости изготовления сварной металлоконструкции. Объём контроля зависит от того, насколько высоки требования, предъявляемые к металлоконструкции, от сложности технологии сварки и от квалификации контролирующего персонала.

Какими методами контролируют сварные соединения?

Контроль сварных соединений производится с помощью следующих методов контроля: внешним осмотром, металлографическим анализом, химическим анализом, с помощью механических испытаний, просвечиванием рентгеновскими, или гамма-лучами, ультразвуковую дефектоскопию, магнитную дефектоскопию. Для достоверного контроля, сварное соединение необходимо очистить от шлака, окалины и сварочных брызг.

По своей сути, способы контроля сварки можно разделить на две группы: методы разрушающего контроля и методы неразрушающего контроля сварных соединений. О каждой из этих групп будет сказано чуть ниже по тексту.

Методы разрушающего контроля сварных соединений

Методы разрушающего контроля сварки – это различные испытания сварных образцов, позволяющие определить параметры сварного шва и зоны термического влияния. К таким методам относятся механические и металлографические испытания, а также химический анализ. Чаще всего такие испытания выполняют на контрольных образцах и реже – на самом изделии. Контрольные образцы должны из того же материала, что и само изделие, и свариваются они по той же технологии.

Металлографические исследования сварных соединений

Металлографический анализ заключается в засверливании и протравливании поверхности металла 10%-ным водным раствором хлорида меди и аммония. При этом засверленная поверхность должна проходить и через металл сварного шва, и через основной металл. Время протравливания составляет 2-3мин. По окончании протравливания остатки хлорида меди смывают водой.

После этого протравленную поверхность осматривают невооружённым взглядом (макроструктурное исследование), или, используя оптические приборы (макроструктурное исследование). При осмотре определяют качество провара и наличие внутренних сварных дефектов. При сварке ответственных металлоконструкций, металлографические исследования проводятся в расширенном объёме. Для их проведения применяются специальные микро- и макрошлифы, изготовленные из сваренных вместе контрольных пластин, или пластин, вырезанных непосредственно из сварного соединения.

Макроструктурное металлографическое исследование проводят невооружённым глазом, или с помощью лупы или увеличительного стекла. При таком методе контроля можно определить характер расположение видимых сварных дефектов.

При микроструктурном анализе исследуют структуру сварного шва и переходной зоны с помощью оптических приборов, дающих увеличение в 50-2000раз. Микроструктурное исследование позволяет определить наличие шлаковых включений в металле шва, обнаружить прожоги и несплавления, увидеть мельчайшие трещины и поры в металле и оценить величину зёрен металла.

Химический анализ сварного соединения

При проведении химического анализа устанавливают химический состав сварного шва, основного металла и электродов и определяют их соответствие установленным стандартам на изготовление сварного изделия. Химический анализ должен проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 122-75, в котором оговорены методы отбора проб для химического и спектрального анализа.

Механические испытания сварного соединения

Для проведения механических испытаний чаще всего изготавливают специальные контрольные образцы из того же металла по той же технологии, что и сварное соединение. В некоторых случаях проводят испытания на образцах, вырезанных из сварного соединения.

При проведении механических испытаний определяют таких механические свойства соединения, как предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твёрдость и максимальный угол загиба и пластичность металла. Форма и размеры образцов, взятых для испытаний, должны соответствовать ГОСТ 6996. Согласно этому стандарту, испытывают металл сварного шва, зону термического влияния и основной металл.

Методы неразрушающего контроля сварных соединений

К методам неразрушающего контроля сварки относят способы, позволяющие проверить качество металла шва и переходной зоны без их разрушения. К этим методам относятся внешний осмотр сварного соединения, а также исследования при помощи электромагнитных, акустических воздействий и при помощи различных веществ, проникающих в сварной металл.

С помощью подобных методов можно определить наличие различных дефектов в сварном соединении, их характер, величину и расположение. Эти возможности и определили общее название этих методов – дефектоскопия. О том, какие бывают виды дефектоскопии, и о неразрушающем контроле сварки подробно рассказано на странице: «Неразрушающий контроль сварных соединений, методы контроля».

Качество сварочных работ и сварных соединений сильно влияет на прочность конструкций или герметичность резервуаров. Несоответствие сварных швов заданным характеристикам приводит к разрушениям конструкций с катастрофическими последствиями, то же относится и к системам, работающим с сосудами и трубопроводами под давлением.

Поэтому после сварочных работ в обязательном порядке готовое изделие подвергают испытаниям и контролю на предмет обнаружения дефектов в сварных соединениях.

Все процедуры по контролю над качеством сварки определены ГОСТом или руководящими документами. В них также указаны допустимые нормы погрешностей. После испытаний составляется акт и протоколы с результатами измерений.

Методы проверки

Контроль качества сварочных работ, выполняемых на производстве, может быть разрушающим и неразрушающим. Первые методы используются выборочно. Проверяется одно или несколько изделий из большой партии, или часть металлоизделия в строительной конструкции.

Оно проверяется по различным параметрам определенным протоколом испытаний. Но главным образом используют специальные приборы или материалы позволяющие проверить качество сварных соединений без разрушения конструкции.

Основными способами неразрушающего контроля качества сварки являются:

• визуальный;
• капиллярный;
• проверка на проницаемость;
• радиационный;
• магнитный;
• ультразвуковой.

Имеются и другие способы и виды контроля качества сварки, но в силу своей специфики они не получили распространения.

Проверка состояния сварных швов не является одноразовым актом, это результирующий этап, который показывает, как работает система контроля качества на предприятии.

Для минимизации дефектов сварочных соединений проводят операционный контроль работ. Регулярно проводится аттестация, на которой комиссия сначала дает разрешение на сварку контрольного соединения. При прохождении сварщиками этого испытания проверяются теоретические знания.

Перед началом работ проверяется квалификация сварщика, у него должно быть удостоверение на право сваривания определенных марок стали и наряд-допуск.

Инженер по сварке и контролер из службы техконтроля проверяют качество сборки, состояние кромок, работоспособность сварочного аппарата, контролирует температуру прогрева, если это предусмотрено нормативно-технической документацией.

Контроль качества сварочных материалов осуществляется с момента поступления их на предприятие и до использования на сварочном посту. Проверку электродов проводят на каждом этапе хранения и использования, при необходимости их прокаливают.

При непосредственном проведении работ проверяют, какой режим сварки используется, дуговая сварка, аргонодуговая или иной вид сварки. Проверяют порядок наложения швов, размеры слоев и всего соединения.

Если предусмотрены специальные требования в проектно-технической документации, то и их реализацию. По завершении сваривания проверяет наличие клейма сварщика.

Внешний осмотр

Любая проверка качества сварных швов начинается с визуального контроля. Осматривают все 100% сварных соединений. Сначала проверяют геометрию и форму шва.

Визуальный контроль помогает выявить, наряду с наружными, часть внутренних изъянов. Так, переменные по габаритам валики швов и неравномерные складки говорят о непроварах, возникающих из-за частых обрывов электрической дуги.

Перед началом работ со сварных соединений удаляют шлак, окалины прочие загрязнения. Чтобы лучше можно было разглядеть дефекты, швы обрабатывают азотной кислотой (10%). Это придает матовость шву, что облегчает поиск изъянов.

После обработки кислотой необходимо провести тщательную протирку спиртом, чтобы предупредить ее вредное влияние на сплав.

Для повышения качества проверки можно использовать фонарь и оптическую лупу. Для контроля геометрических размеров применяют штангенциркуль и шаблоны.

Капиллярный метод

Данный способ контроля использует свойство жидкости затягиваться в очень мелкие капилляры. Быстрота и степень проникновения внутрь материала связана с его смачиваемостью и диаметром капилляров. Больше смачивается сплав и тоньше капилляры – глубже проникает жидкость.

Капиллярный способ контроля качества шва позволяет иметь дело не только с любыми металлами, но и с керамикой, пластмассой, стеклом. Главное его применение связано с проявлением внешних изъянов, которые невозможно или трудно определить невооруженным глазом. Иногда, используя, к примеру, керосин, можно обнаружить сквозные дефекты.

Способ очень простой, работает со времен возникновения потребности проверки сварочных швов. Для него даже разработан специальный ГОСТ 18442-80.

В капиллярном методе контроля качества сварки используют пенетранты – вещества, имеющие малое поверхностное натяжение и сильный цветовой контраст.

Проникая в дефектные зоны, и подсвечивая их, пенетранты визуализируют изъяны сварки. Их делают на основе воды, керосина, масла для трансформаторов и прочих жидкостей.

Наиболее чувствительные пенетранты могут проявить дефекты диаметром от 0,1 микрона. Капиллярный метод контроля качества сварки эффективен для дефектов до 0,5 мм шириной. При больших диаметрах пор или трещин он не работает.

Способ с применением пенетрантов заключается в очистке поверхности, нанесении контрольной жидкости и проявлении изъянов. Очень эффективен способ контроля сварных соединений с помощью керосина.

Несмотря на разнообразные приборы контроля качества сварки, проверку этим способом используют до сих пор. С одной стороны наносят раствор мела, дают время для сушки, затем с другой стороны шов смазывается керосином. Бракованные места проявляются через несколько часов в виде темных пятен.

Проверка сварных соединений на проницаемость

В случае применения сварки при изготовлении резервуаров требуется контроль герметичности. Для этого проводят испытания на непроницаемость соединений. Контроль качества проходит с применением газов или жидкостей.

Суть метода основана на создании большой разности давлений между наружной и внутренней областью емкости. При сквозных изъянах в сварном шве жидкость или газ будут переходить из области с высоким давлением в область с низким давлением.

В зависимости от используемого вещества и способа получения избыточного давления контроль проницаемости осуществляют пневматикой, гидравликой или вакуумом.

Пневматический способ

Применение пневматического метода контроля качества сварки требует накачивания резервуара каким-либо газом до давления величиной 150% от номинального.

Затем все сварные швы смачивают мыльным раствором. В местах протечек образуются пузыри, что очень легко фиксируется. Для лучшей визуализации используют добавку аммиака, а шов покрывают бинтом пропитанным фенолфталеином. В местах протечек появляются красные пятна.

Если нет возможности накачать емкость, то применяют способ обдува. С одной стороны шов обдувается под давлением не менее 2,5 атмосферы, а с другой обмазывается мыльным раствором. Если имеется брак, то он выявится в виде пузырьков.

Гидравлический способ

При гидравлическом способе контроля качества сварки проверяемая емкость заполняется водой или маслом. В сосуде создается избыточное давление, которое больше номинального в полтора раза.

Затем в течение определенного времени, обычно 10 минут, область вокруг шва обстукивают молотком со скругленным бойком. При наличии сквозного дефекта сварки появится течь. Если избыточное давление невелико, то время выдержки резервуара увеличивают до нескольких часов.

Магнитная дефектоскопия

Явление электромагнетизма используется в магнитных дефектоскопах. Каждый металл имеет свою степень магнитной проницаемости. При прохождении через неоднородные материалы магнитное поле искажается, что говорит о присутствии инородных элементов внутри структуры.

Это используется в приборе для контроля качества сварки. Он вырабатывает магнитное поле, которое проникает в исследуемый металл. Неоднородности фиксируются магнитопорошковым или магнитографическим способом.

В первом случае на сварной шов наносят ферромагнитный порошок. Там где происходит скопление порошка вероятнее всего непровар, нет сплошного соединения. Порошок может быть сухим или влажным, с примесью масла или керосина.

Во втором случае на шов накладывают ферромагнитную ленту. Затем ее пропускают через прибор, где анализируют все аномалии, зафиксированные на ленте, и определяют дефекты сварки.

Магнитный способ контроля качества имеет ограничения, связанные с самим принципом действия прибора. Он может проверять качество сварных соединений только ферромагнетиков, к которым некоторые стали и цветные металлы не относятся. Соответственно, такой способ контроля имеет ограниченное применение.

Ультразвуковая дефектоскопия

Для контроля качества сварки применяют ультразвук. Принцип действия аппарата основан на отражении ультразвуковых волн от границы соединения двух сред с различными акустическими свойствами.

Датчик и излучатель плотно прикладывают к исследуемому материалу, после чего устройством вырабатывается ультразвук. Он проходит через весь металл и отражается от задней стенки, возвращаясь, попадает на приемный сенсор, который в свою очередь преобразует ультразвук в электрические колебания. Прибор представляет полученный сигнал в виде изображения отраженных волн.

Если внутри металла присутствуют какие-нибудь изъяны, датчик зафиксирует искажение отраженной волны. Опытным путем установлено, что различные дефекты сварки по-разному себя проявляют на ультразвуковом дефектоскопе. Это позволило провести их классификацию. При соответствующем обучении специалист может точно определить вид брака в шве.

Способ контроля качества сварных соединений ультразвуком широко распространился благодаря простоте и удобству применения, относительно недорогому оборудованию, безопасности использования по сравнению с радиационным методом.

Минусом способа является трудность расшифровки графического изображения. Контроль качества соединения может сделать только сертифицированный специалист. Его проблематично использовать для контроля крупнозернистых металлов типа чугуна.

Радиационный метод

Для контроля качества сварки используют радиационные методы и устройства. По сути это тот же рентгеновский аппарат, используемый в больницах, или прибор с источником гамма-излучения, приспособленный для облучения сварных соединений.

Он основан на способности этих лучей, проникать через любые материалы. Интенсивность проникновения зависит от вида исследуемых веществ. Благодаря этому на фотопленке, стоящей за исследуемым изделием, остается изображение, характеризующее состояние данного материала.

Все дефекты сварки в виде неоднородностей выявляются на пленке. Метод контроля очень точный, но дорогой и вредный для людей, требует подготовительных работ по установке защитных экранов и проведения организационных мероприятий.

Оформление документации

Для проведения сварки предусматривается специальный журнал. Он является первичным документом, оформляющийся по требованиям СНиП. Проектная организация составляет перечень узлов в металлоконструкции, которые необходимо сдать заказчику с оформлением сварочных документов.

Помимо журнала, сварочные работы сопровождает схема стыков, прилагаются сертификаты на расходные материалы (электроды, флюс или присадочную проволоку) и акты по контролю качества снаружи изделия.

Если проводились ультразвуковые или иные специфические исследования, то результаты и заключения по ним также прилагаются.

Все это позволяет говорить о качестве сварке и надежности конструкции. Только после сдачи в полном объеме сварочной документации производятся дальнейшие процедуры по принятию металлоконструкций объекта.

Контроль сварных швов условно можно разделить на 2 этапа – до проведения сварочных работ (предупреждающий образование дефектов) и в процессе эксплуатации металлоконструкций (выявляющий уже имеющиеся дефекты).

Попробуем рассмотреть более детально каждый из этих этапов.

Контроль, предупреждающий образование дефектов сварки.

В нем учитываются и контролируются следующие параметры:

Подготовка сварки, контролируются:

• Состояние и свойства рабочей поверхности
• Сварочное оборудование и расходные материалы (электроды, флюсы, присадки и пр.)
• Квалификация специалистов
• Качество и свойства свариваемых и сварочных материалов
• Порядок наложения швов и дальнейшая зачистка швов

Все сварочные работы регламентируются НД. Сборку под сварку и разделку швов осуществляют по стандартам и техническим условиям.

После проведения всех работ и начала использования металлоконструкций появляется необходимость в выявлении дефектов, возникающих в процессе эксплуатации.

И тут мы переходим к тому, каким образом стоит контролировать и выявлять имеющиеся дефекты.

Способы контроля качества сварных швов и соединений

Самый простой, наименее затратный, но при этом позволяющий обнаружить только самые значительные дефекты способ – внешний. Внешний контроль швов включает в себя не только визуальный осмотр, но также обмер сварных швов, замеры кромок и прочие процедуры.

Внешний осмотр и обмеры швов – наиболее простые и широко распространенные способы контроля их качества. Они являются первыми контрольными операциями по приемке готового сварного узла или изделия. Этим видам контроля подвергают все швы независимо от того, как они будут испытаны в дальнейшем.

Внешним осмотром швов выявляют наружные дефекты: непровары, наплывы, подрезы, наружные трещины и поры, смещение свариваемых кромок деталей и т.п. Визуальный осмотр производят как невооруженным глазом, так и с применением лупы с увеличением до 10 раз.

Всякий контроль сварных соединений начинается с внешнего осмотра, с помощью которого можно выявить не только наружные дефекты, но и некоторые внутренние. Например, разная высота и ширина шва и неравномерность складок свидетельствуют о частых обрывах дуги, следствием которых являются непровары.

Перед осмотром швы тщательного очищаются от шлака, окалины и брызг металла. Более тщательная очистка в виде обработки шва (промывкой спиртом и травлением 10%-ным раствором азотной кислоты) придает шву матовую поверхность, на которой легче заметить мелкие трещины и поры.

Обмеры швов позволяют судить о качестве сварного соединения: недостаточное сечение шва уменьшает его прочность, слишком большое – увеличивает внутренние напряжения и деформации. Размеры сечения готового шва проверяют по его параметрам в зависимости от типа соединения. У стыкового шва проверяют его ширину, высоту, размер выпуклости со стороны корня шва, в угловом – измеряют катет. Замеренные параметры должны соответствовать ТУ или ГОСТам. Размеры швов контролируют обычно измерительными инструментами или специальными шаблонами.

Внешний осмотр и обмеры сварных швов не дают возможности окончательно судить о качестве сварки. Они устанавливают только внешние дефекты шва и позволяют определить их сомнительные участки, которые могут быть проверены более достоверными способами.

После проведения визуального контроля швы могут контролироваться металлографическими исследованиями, химическим анализом, механическими испытаниями, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука.

Металлографические исследования (разрушающий контроль)

Заключаются в следующем: высверливается отверстие, проходящее через шов и основной металл. Поверхность отверстия протравливают 10%-ным водным раствором двойной соли хлорной меди и аммония в течение 1-3 мин. Осадок меди удаляют водой. Протравленную поверхность осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы. При этом выявляют качество провара и наличие внутренних дефектов. Для ответственных сварных конструкций производят более полные металлографические исследования макро – и микрошлифов из специально сваренных контрольных пластин или из пластин, вырезанных из сварных соединений.

Химическим анализом определяют состав основного и наплавленного металлов и электродов, а также их соответствие установленным техническим условиям на изготовление сварного изделия. Методы отбора проб для химического и спектрального анализов описаны в ГОСТ 7122—81.

Механические испытания проводят либо на специально сваренных контрольных образцах, либо на образцах, вырезанных из сварного соединения. С их помощью определяют предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость и угол загиба.

После того как визуальный осмотр завершен, следует его просвечивание. Эта процедура требует использования рентгена или гамма-лучей.
При проверке рентгеном аппарат устанавливают с внутренней стороны металлоконструкции. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью рентгена можно увидеть места, где сварочное оборудование оказало недостаточное воздействие – на пленке они будут отмечены пятнами более темных оттенков, чем основной цвет соединений. С помощью подобного метода происходит выявление трещин в металлоконструкции, непроваров, шлаковых включений и других деформаций, незаметных при внешнем осмотре.

Рентгенографическим способом можно контролировать металлические соединения толщиной не более 6 см.

Контроль непроницаемости сварных швов и соединений

Сварные швы и соединения ряда изделий и сооружений должны отвечать требованиям непроницаемости (герметичности) для различных жидкостей и газов. Учитывая это, во многих сварных конструкциях (емкости, трубопроводы, химическая аппаратура и т.д.) сварные швы подвергают контролю на непроницаемость. Этот вид контроля производится после окончания монтажа или изготовления конструкции. Дефекты, выявленные внешним осмотром, устраняются до начала испытаний. Непроницаемость сварных швов контролируют следующими методами: капиллярным (керосином), химическим (аммиаком), пузырьковым (воздушным или гидравлическим давлением), вакуумированием или газоэлектрическими течеискателями.

Контроль керосином основан на физическом явлении капиллярности, которое заключается в способности керосина подниматься по капиллярным ходам – сквозным порам и трещинам. В процессе испытания сварные швы покрываются водным раствором мела с той стороны, которая более доступна для осмотра и выявления дефектов. После высушивания окрашенной поверхности с обратной стороны шов обильно смачивают керосином. Неплотности швов выявляют по наличию на меловом покрытии следов проникшего керосина. Появление отдельных пятен указывает на поры и свищи, полос – сквозных трещин и непроваров в шве. Благодаря высокой проникающей способности керосина обнаруживаются дефекты с поперечным размером 0,1 мм и менее.

Контроль аммиаком основан на изменении окраски некоторых индикаторов (раствор фенолфталеина, азотнокислой ртути) под воздействием щелочей. В качестве контролирующего реагента применяется газ аммиак. При испытании на одну сторону шва укладывают бумажную ленту, смоченную 5%-ным раствором индикатора, а с другой стороны шов обрабатывают смесью аммиака с воздухом. Аммиак, проникая через неплотности сварного шва, окрашивает индикатор в местах залегания дефектов.

Контроль воздушным давлением (сжатым воздухом или другими газами) подвергают сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также резервуары, цистерны и т.п. Это испытание проводят с целью проверки общей герметичности сварного изделия. Малогабаритные изделия полностью погружают в ванну с водой, после чего в него подают сжатый воздух под давлением, на 10 – 20% превышающим рабочее. Крупногабаритные конструкции после подачи внутреннего давления по сварным швам покрывают пенным индикатором (обычно раствор мыла). О наличии неплотностей в швах судят по появлению пузырьков воздуха. При испытании сжатым воздухом (газами) следует соблюдать правила безопасности.

Контроль гидравлическим давлением применяют при проверке прочности и плотности различных сосудов, котлов, паро-, водо- и газопроводов и других сварных конструкций, работающих под избыточным давлением. Перед испытанием сварное изделие полностью герметизируют водонепроницаемыми заглушками. Швы с наружной поверхности тщательно просушивают обдувом воздухом. Затем изделие заполняют водой под избыточным давлением, в 1,5 – 2 раза превышающим рабочее, и выдерживают в течение заданного времени. Дефектные места определяют по проявлению течи, капель или увлажнению поверхности швов.

Магнитографический способ проверки качества необходим, чтобы обнаружить поле рассеивания, образующееся там, где есть дефекты. Способ заключается в намагничивании поверхности детали, после чего область полей появляется сверху магнитной ленты, которую прижимают на поверхность швов. Весь процесс проверки металлоконструкции фиксируется с помощью дефектоскопа, а после информация считывается и, таким образом, устанавливается, есть ли на швах дефекты. Подобный метод позволяет выявлять наличие трещин, пор, непроваров, шлаковых включений и других дефектов, возникающих в процессе сварки. Также с помощью магнитографического метода можно определить наличие на поверхности швов поперечных трещин, широких непроваров или округлых пор, однако с поиском дефектов подобного рода данный метод справляется несколько хуже. Использовать его можно только для металлических заготовок, толщина которых не превышает 1.2 см. Ультразвуковой способ проверки качества часто используется для оценки на соответствие ГОСТ стали и изделий из цветного металла.

Ультразвуковой способ заключается в направлении звукового колебаний на поверхность металла и последующего отражения, чтобы выявить возможные дефекты. Для получения ультразвуковой волны используют несколько пьезоэлектрических кварцевых пластин, которые фиксируются в щупе. После колебания ультразвуковой волны, которые отражаются от металла, улавливаются специальным устройством – искателем, который преобразует ультразвуковой луч в заряженный электричеством импульс, переходящий к усилителю, а затем воспроизводящийся с помощью индикатора. Для того чтобы ультразвуковой способ был эффективен, перед тем, как ультразвуковой луч направляют на металл, его поверхность предварительно покрывают автолом или компрессорным маслом.

Химический метод контроля на соответствие ГОСТ заключается в обработке поверхности швов фенолфталеиновым раствором, перед этим поверхность необходимо тщательно зачистить, удалив все шлаки и загрязнения. После нанесения раствора место обработки накрывается тканью, которая пропитывается азотнокислым серебром (раствор 5%). Этот метод позволяет выявить наличие локальных течей: на этих местах серебро приобретет серебристо-черный вид, а фенолфталеин – красный.

Для того чтобы определить, насколько плотность сварного шва соответствует ГОСТ, применяют метод пробы керосином. Благодаря ему можно найти самые маленькие дефекты, размер которых может быть около 0.1 мм. Для выявления дефектов качества швы покрываются каолином или мелом с одной стороны, и смачивается керосином с другой. При наличии проницания в шве, на поверхности каолина или мела появятся жирные пятна желтого цвета. Появляются они не сразу, поэтому проверка на ГОСТ этим методом проводится не менее 4 часов.

Основан на капиллярной активности жидкостей – их способности втягиваться, проникать в мельчайшие каналы (капилляры), имеющиеся на поверхности материалов, в том числе поры и трещины сварных швов. Чем выше смачиваемость жидкости и чем меньше радиус капилляра, тем больше глубина и скорость проникновения жидкости. С помощью капиллярного контроля можно контролировать материалы любого вида и формы – ферромагнитные и неферромагнитные, цветные и черные металлы и их сплавы, керамику, пластмассы, стекло. В основном, капиллярный метод применяют для обнаружения невидимых или слабовидимых невооруженным глазом поверхностных дефектов с открытой полостью. Однако с помощью некоторых материалов (керосина, например) можно с успехом обнаруживать и сквозные дефекты.

Методы и виды контроля качества сварных соединений

Методы и виды контроля качества сварных соединений

По своей сути, методы контроля качества сварных соединений можно разделить на две группы: методы разрушающего контроля и методы неразрушающего контроля сварных соединений.

Если виды контроля качества сварных соединений, называемые разрушающими, применяются только к контрольным образцам, для выяснения общих механических свойств, то неразрушающие методы контроля качества сварных соединений служат для массового контроля качества продукции. Так, пооперационный контроль качества сварных соединений производится в большинстве случаев только неразрушающими способами контроля качества соединений, а объем контроля сварных соединений визуально-измерительным методом составляет 100%.

Рассмотрим некоторые неразрушающие методы контроля сварных соединений. Все методы контроля сварных швов можно найти в ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов».

Контроль качества сварных швов и соединений начинается с визуально-измерительного метода. РД 03-606-03(статус: действующий) регламентирует порядок проведения контроля сварных швов. Контроль качества сварного шва ВИК обязателен, так как позволяет менее затратным способом выявить дефекты.

Магнитографический контроль сварных соединений основан на обнаружении полей рассеивания, образующихся в местах расположения дефектов при намагничивании контролируемых сварных соединений. Поля рассеивания фиксируются на эластичной магнитной ленте, плотно прижатой к поверхности шва. Запись производят на дефектоскопе. Дефектоскопия сварных швов магнитнопорошковым методом применяется только для проверки сварных соединений металлов и сплавов небольшой толщины, обладающих ферромагнитными свойствами.

К радиационной дефектоскопии относятся рентгенографический контроль сварных соединений и гаммаграфический контроль сварных соединений. Эти методы заключаются в получении на рентгеновской пленке или экране изображения сварного соединения, просвечиваемого рентгеновским или гамма-излучением.

Ультразвуковой контроль основан на способности ультразвуковых колебаний отражаться от поверхности, разделяющей среды с разными акустическими свойствами. УЗ контроль сварных швов относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Ультразвуковая толщинометрия — одним из акустических методов, для определения технического состояния технологического оборудования. Приборы толщинометрии весьма разнообразны и подбираются индивидуально.

Капиллярная дефектоскопия сварных швов предназначена для выявления невидимых или слабо видимых дефектов. Основой для этого метода дефектоскопии сварных швов послужила способность жидкостей втягиваться и заполнять даже мельчайшие каналы.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ШВОВ

Полуавтоматы для дуговой сварки и их основные узлы

Методы контроля качества сварных соединений могут быть разделены на две основные группы: методы контроля без разрушения образцов или изделий — неразрушающий контроль; методы контроля с разрушением образцов или производственных стыков — разрушающий контроль. Обе группы методов контроля регламентируются соответствующими стандартами. Группа методов контроля, объединенная общими физическими характеристиками, составляет вид контроля. Все виды неразрушающего контроля классифицируются по следующим основным признакам: по характеру физических полей или излучений, взаимодействующих с контролируемым объектом; по характеру аналогичных взаимодействий веществ с контролируемым объектом; по различным видам информации о качестве контролируемого объекта. Существуют десять видов неразрушающего контроля: акустический, капиллярный, магнитный, оптический, радиационный, радиоволновой, тепловой, течеисканием, электрический, электромагнитный. Для контроля качества сварных соединений могут быть применены все перечисленные виды, однако наиболее широкое применение на практике нашли методы: акустический, капиллярный, магнитный,

радиационный и течеисканием. Каждый вид контроля имеет свою оптимальную область применения, отличается определенными достоинствами и недостатками. Поэтому наиболее полную информацию о качестве изделия или сварного шва можно получить только при сочетании различных видов контроля. Наиболее распространенным видом неразрушающего контроля является внешний осмотр и обмер сварных швов, который имеет существенное значение для получения качественных сварных конструкций. Широкое применение получил радиационный вид контроля, осуществляемый с помощью рентгеновского и гамма-излучений, которые проникают через контролируемый объект и изменяют интенсивность излучения в местах наличия дефектов. Это изменение регистрируется на рентгеновской пленке или на пластине (радиографический метод). Радиационные методы позволяют выявить скрытые внутренние дефекты в стыковых швах практически любых материалов. Невозможно обнаружить дефекты только в угловых швах. Из акустических методов контроля наибольшее распространение, получила ультразвуковая дефектоскопия. Хорошо обнаруживаются дефекты с малым раскрытием, типа трещин, газовых пор и шлаковых включений, в том числе и те, которые невозможно определить радиационной дефектоскопией. Среди магнитных методов контроля следует отметить магнитографический и магнитопорошковый. Наибольшее распространение имеет магнитопорошковый метод, так как он позволяет визуально наблюдать расположение ферромагнитного порошка вокруг дефекта. Однако этот метод применим только для контроля ферромагнитных материалов (углеродистые стали). В капиллярном виде контроля используют движение индикаторного вещества, т. е. проникновение индикатора по микропорам и микротрещинам вглубь дефектов как бы по капиллярам. После нанесения индикаторов на поверхность шва и выдержки излишний индикатор удаляют. Оставшийся в дефектах индикатор под воздействием облучения начинает высвечиваться, и тем самым обнаруживаются дефекты сварного шва. При контроле течеисканием также используют движение контрольного вещества для обнаружения течей — сквозных несплошностей в сварных соединениях. С помощью этого вида контроля проверяют герметичность свариваемого изделия. Как правило, это сосуды и трубопроводы, работающие под давлением. Он основан на регистрации специальными приборами или счетчиками утечки индикаторных жидкостей или газов через сквозные дефекты в сварных швах. Контроль герметичности течеисканием может быть применен для любых материалов любой толщины. К основным методам контроля относятся: пневматический, гидравлический, керосиновый, галоидный, химический и люминесцентно-гидравлический. Выбор метода контроля связан с определением возможностей различных методов выявить опасные для работы данного сварного соединения дефекты, их производительностью и стоимостью. Из всего многообразия методов и видов контроля представляется необходимым подробно рассмотреть только основные, широко применяемые в производственных условиях. Осмотр и обмер готового сварного изделия является первым и наиважнейшим этапом приемочного контроля. Прежде всего осматривают все сварные швы и поверхность изделий в зонах термического влияния. Внешний осмотр позволяет обнаружить такие наружные дефекты, как подрезы, незаваренные кратеры, выходящие на поверхность трещины, непровары, наплывы и т. д. При осмотре предварительно очищенной от шлака и брызг поверхности швов и околошовных зон применяют лупы и при необходимости — дополнительное местное освещение. Размеры швов — ширину, выпуклость, плавность перехода шва к основному металлу, катет шва — проверяют с помощью специальных приборов или шаблонов. Из наиболее известных и широко применяемых методов неразрушающего контроля следует кратко описать гидравлические и пневматические испытания, рентген-контроль, испытание керосином. Гидравлическим испытаниям подвергают трубопроводы, резервуары, технологические аппараты и другие объекты с целью проверки плотности и прочности сварных швов. Гидравлические испытания регламентируются стандартом, который предусматривает осуществление их тремя способами: гидравлическим давлением, наливом воды и поливом водой. При испытании гидравлическим давлением изделие заполняют водой, герметизируют и с помощью насоса создают в замкнутой системе необходимое заданное давление (по манометру), выдерживают установленное время, остукивают молотком с круглым бойком вдоль швов и осматривают сварные швы с целью выявления м
ест утечек. Испытания наливом воды проводятся для контроля соединений (швов) открытых сосудов, резервуаров и т. д. Сварные швы протирают и сушат, обдувая воздухом. Заполняют изделие водой и по истечении времени все швы подвергают внешнему осмотру. Этот контроль проводят, как правило, при положительных температурах. Испытания поливом водой проводят в тех случаях, когда есть возможность доступа к сварным швам с двух сторон, но изделия очень громоздкие. С одной стороны поливают водой из брандспойта (давление до 1 МПа), а с другой стороны

производят внешний осмотр с целью выявления течей. Вертикальные соединения поливают снизу вверх. Это метод применяется при сварке и проверке корпусов судов, резервуаров и т. д. Пневматические методы испытаний применяют для контроля сварных швов замкнутых систем — трубопроводов, сосудов и аппаратов. Испытания сжатым воздухом проводятся путем создания испытательного давления, приблизительно на 10—20 % выше рабочего. Швы покрывают пенообразующими составами. В местах, где имеются сквозные дефекты, под действием выходящего воздуха образуются пузырьки, по которым и определяют место нахождения дефекта. Пенообразующие вещества наносят на поверхность швов кистью или пульверизатором. Составы пенообразующих веществ различают и применяют для летнего пользования и для соответствующей работы при отрицательных температурах до —30 °С. Контроль рентгеновским излучением в технике известен как контроль радиационным методом и основан на способности рентгеновских лучей проникать через сварное соединение и воздействовать на регистрирующее устройство (фотопленку). В зависимости от способа регистрации результатов различают три метода радиационного контроля: радиографический, радиоскопический и

радиометрический. Наибольшее распространение получил радиографический метод контроля сварных соединений, поскольку снимок является документом, подтверждающим качество сварного шва. Рентгеновский снимок на фотопленке хранится столько времени, сколько по техническим условиям должно работать изделие. Например, рессивер вагона метро должен работать 10 лет — столько же лет хранится в архиве рентгеновская пленка продольного шва рессивера. Образцы рентгеновских снимков на рис. 118.

Рис. 118. Дефекты сварных швов, выявленные рентген-контролем: а — продольная трещина; б — непровар; в — поры; г — шлаковое включение

Среди известных смесей жидких углеводородов, применяемых для контроля непроницаемости, наиболее широко используется керосин. Это объясняется его свойствами (высокой жидкотекучестью, высокой смачивающей способностью и т. д.), которые обеспечивают четкое обнаружение дефектов. Контроль керосином отличается простотой и общедоступностью, не требует сложного и дорогого оборудования, дефицитных материалов. Различают четыре способа испытания керосином: керосиновый, керосинопневматический, керосиновакуумный и керосиновибрационный. При керосиновом способе сварное соединение простукивают молотком на расстоянии 30—40 мм от шва и тщательно очищают швы от шлака, масла и других загрязнений. Для лучшего удаления шлака и развития несквозных дефектов в сквозные целесообразно в течение 10—15 мин подвергнуть вибрации сварное соединение. После очистки на поверхность шва наносят тонкий равномерный слой меловой суспензии. Меловую суспензию готовят из расчета 350—450 г молотого просеянного мела на 1 дм3 воды. После высыхания суспензии противоположную сторону сварного шва смачивают керосином 5—10 раз. В местах течей на меловой суспензии появляются темные пятна, обозначающие наличие дефектов. Описывать другие методы контроля (как неразрушающего, так и разрушающего) не представляется возможным, так как их на сегодняшний день более сотни, разрабатываются и внедряются все более современные (быстродействующие и более точные). Необходимо отметить некоторые виды испытаний при контроле качества сварных соединений разрушающими методами. Механическим испытаниям подвергаются как отдельные образцы, вырезанные из сварных швов, так и детали и узлы. Эти испытания подразделяются на статические и динамические. Статические испытания подразделяются на следующие виды: растяжение, изгиб, смятие, ползучесть. Динамические испытания — на ударный изгиб, усталость. Проводятся и металлографические исследования для выявления изменений, происходящих в металле при различных режимах сварки и термообработки; различают макроанализ и микроанализ. Кроме указанных методов разрушающего контроля проводят измерение твердости, коррозионные испытания, химический и спектральный анализ сварных соединений. Более подробное ознакомление с различными видами и методами контроля сварных соединений представляется самим читателям при самостоятельном углубленном изучении сварочных процессов.

В этих полуавтоматах с помощью специального блока управления обеспечивается запрограммированная зависимость сварочного тока от

марки электродной проволоки, ее диаметра, режима сварки. Это упрощает настройку полуавтомата. Режим сварки можно задавать

изменением положения ручки регулятора напряжения источника

[4] Для электродов типов Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60 приведенные значения механических свойств установлены в

[5] ОП — обратная полярность, ток постоянный (=) или переменный

(-)■

Покрытые электроды для ручной дуговой сварки и наплавки подразделяются по назначению на группы: 1) для сварки углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей обозначаются буквой У; 2) для сварки легированных сталей — Л; 3) для сварки теплоустойчивых

[6] Цифрой 0 обозначают электроды для сварки или наплавки только на постоянном токе обратной полярности.

[7] — ОП (обратная полярность).

Контрольные вопросы:

[8] Горелка ГЗУ-3 — универсальная; ГЗУ-4 — для сварки чугуна и цвет металлов (кроме меди), а также наплавки, пайки, нагрева.

[9] Горелка типа Г1 — безынжекторная, остальных типов —

инжекторные. ** Горелка ГС-4 предназначена для подогрева, горелка Г2-04 по конструкции подобна ранее выпускавшимся горелкам Г2-02, «Звездочка», «Малютка»; горелка ГЗ-03 заменила выпускавшиеся

горелки «Звезда», «Москва», ГС-3, ГС-3А.

Таблица 62

Техническая характеристика безинжекторных горелок типа Г1

[11] ПМЦ — припой медно-цинковый. ** ПСр — припой серебряный.

Надежность эксплуатации сварных соединений зависит от их соответствия нормативно-технической документации, которая регламентирует конструктивные размеры и форму готовых сварных швов, прочность, пластичность, коррозионную стойкость и свойства сварных соединений. Сварные соединения, выполненные …

Для предупреждения пожаров необходимо соблюдать следующие противопожарные мероприятия. Постоянно следить за наличием и исправным состоянием противопожарных средств (огнетушителей, ящиков с сухим песком, лопат, пожарных рукавов, асбестовых покрывал и т. д.). …

Виды контроля сварных швов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Проведение контроля сварных соединений должно соответствовать также ГОСТ 3242-54, регламентирующему следующие виды контроля сварных швов  [c.65]

Виды контроля сварных швов  [c.241]

При контроле сварных швов следует иметь в виду, что в около-шовной зоне возможно расслоение металла, затрудняющее определение координат дефекта. В случае обнаружения дефектов при контроле сварного шва зону, в которой дефект обнаружен наклонным ПЭП, следует дополнительно проконтролировать прямым ПЭП для уточнения характера дефекта и определения истинного значения глубины залегания дефекта.  [c.337]

В виде отдельных транспортабельных блоков контур был поставлен заказчику. Изготовленный контур был подвергнут гидравлическому испытанию пробным внутренним давлением 40 МПа с последующим 100 % контролем сварных швов кольцевых — магнитно дефектоскопией снаружи и цветной изнутри футеровки и мембраны — цветной.  [c.63]

Если конструкторской документацией предусмотрено применение наряду с другими видами контроля также вскрытие швов, то объем его должен соответствовать требованиям отраслевой инструкции. Визуальный послойный контроль сварных швов и их вскрытие проводят для определения качества швов по наличию в них наружных и внутренних дефектов, а также возможных отклонений конструктивных элементов сварного соединения от требований нормативно-технической документации.  [c.201]

Рассмотрим контроль сварных швов, получаемых контактной стыковой сваркой. Дефекты контактной сварки имеют наибольшую площадь в плоскости сварного стыка. Поэтому они плохо выявляются другими методами контроля, например радиографическим. Для соединений, полученных контактной стыковой, диффузионной, высокочастотной сваркой, и других подобных видов сварных  [c.65]

Способы контроля сварных швов и сварных изделий разнообразны. Выбор того или иного способа определяется характером и видом конструкции, степенью ее ответственности и наличием контрольно-испытательных средств.  [c.229]

Рентгеновское просвечивание — наиболее совершенный метод контроля сварных швов без их разрушения, использующий сложное стационарное или передвижное оборудование серийные рентгеновские аппараты — для контроля стали толщиной до 80—100 мм бетатроны— для просвечивания стали толщиной до 500 мм. и выше. На фиг. 8 изображен общий вид наиболее распространенной цеховой установки типа РУП-1. Она включает рентгеновскую трубку в защитном кожухе 1, служащую для преобразования электрической энергии в рентгеновское излучение универсальный штатив 2 для установки трубки генераторное устройство 3 (в двух блоках) для питания трубки током высокого напряжения (до 200 кв) масляный насос 4 циркуляционной системы охлаждения трубки пульт управления установкой 5.  [c.673]

При контроле сварных швов при помощи ультразвука необходимо иметь в виду одно важное обстоятельство, ограничивающее применение этого метода для контроля сварки некоторых видов оборудования.  [c.198]

Чувствительность настраивают по искусственным дефектам в образцах, изготовленных из материала изделия. В СССР общепринята оценка чувствительности по искусственному дефекту в виде отверстия с плоским дном (рис. 14, а, б). Мерой чувствительности служит площадь дна этого отверстия. В США и ряде других стран при контроле поковок и проката чувствительность настраивают по плоскодонному отверстию, а при контроле сварных швов — по отражению от цилиндрического отверстия (рис. 14,в). В некоторых случаях при контроле наклонным искателем в качестве искусственного дефекта используют угловой отражатель (рис. 14, г) в виде зарубки, выполненной специальным зубилом в образце или непосредственно в изделии.  [c.222]

Наружный и внутренний осмотр конструкции, включая все резьбовые соединения, проводят в соответствии с [31, 57, 81, 84, 106-109]. При визуальном и измерительном контроле объекта определяют состояние изоляционного покрытия (наличие адгезии, трещин, нарушений сплошности и механических повреждений). Оценку состояния изоляционного покрытия трубопроводов и системы ЭХЗ осуществляют согласно ГОСТ 9.602-89 и методике [77]. Устанавливают наличие и размеры поверхностных дефектов конструкции трещин, вздутий, рисок, рванин, надрывов, закатов, вмятин, сплошной или локальной (язвы, каверны, питтинги) коррозии. При наличии на дефектном участке диагностируемого объекта продольного или кольцевого сварных швов отмечают их дефекты трещины, кратеры, вмятины, подрезы, поры, смещение кромок, виды коррозионных поражений.  [c.161]

Повышение чувствительности люминесцентного метода возможно за счет применения капиллярно-вакуумного способа, разработанного в Институте электросварки им. Е. О. Патона [491. В случае применения этого способа над исследуемой поверхностью создают разрежение давление воздуха, действующее на пенетрант в направлении выхода дефектов на поверхность. При сравнении чувствительности контроля герметичности сварных швов нахлесточных соединений стенки резервуара обычным люминесцентным и предложенным методами по количеству обнаруженных течей во втором случае было выявлено почти в 4 раза больше сквозных дефектов. Наблюдался быстрый рост индикаторных пятен в местах дефектов, а из отдельных течей пенетрант выходил в виде тонких струек. Швы проявителем не покрывали.  [c.116]

При контроле изделия подвергают внешнему осмотру с целью выявления внешних дефектов и измерению для проверки чертежных размеров, отсутствия перекосов, коробления и т. д. Кроме этого, в зависимости от указаний, проведенных в технических условиях, изделия подвергают специальным видам контроля — просвечиванию рентгеновскими или гамма-лучами, испытаниям на плотность сварных швов, магнитному, люминесцентному и другим видам контроля.  [c.565]

При контроле стыковых соединений сварных конструкций из листового проката типа цилиндров низкого давления, резервуаров и т. п. применяется так называемая керосино-меловая проба . При этом методе контроля сварные швы покрывают водным меловым раствором с той стороны, которая более доступна для устранения выявленных дефектов. После высыхания мелового раствора производят тщательную обмазку швов керосином с противоположной стороны. Керосин благодаря малой вязкости и незначительному поверхностному натяжению обладает способностью проходить через мельчайшие поры и, при наличии дефектов в швах, выступает на окрашенной мелом поверхности в виде жирных точек или полосок, которые со временем расплываются в пятна.  [c.96]

Просвечивание сварных швов до последнего времени являлось основным видом контроля ответственных изделий. Выбор объектов для просвечивания и процентное соотношение контролируемых участков швов определяются правилами Госгортехнадзора [47], [48], согласно которым просвечиванию подлежат сварные стыки трубопроводов 1-й и 2-й категорий, сварные швы сосудов, работающих под давлением, и другие элементы ответственных конструкций. Как правило, просвечиванию подлежат от 5 до 25% общего количества стыков или протяженности швов. Техника просвечивания определяется требованиями ГОСТ 7512—55.  [c.96]

Недостатком УЗ-контроля является то, что этот метод не позволяет получить данные об изменениях структуры материала и обнаружить дефекты, например, в виде мест холодной сварки , не дающих граничных эффектов. Так же, как и с помощью рентгеновского контроля, по данным УЗ-контроля нельзя судить о прочности и долговечности сварных швов.  [c.380]

К прецизионным способам неразрушающего контроля относят голографию. Голография, как и метод светового сечения, основан на фиксации возникающего под действием механических или термических нафузок удлинения. Такие деформации могут являться показателем качества сварного шва [132]. Методом голографии в лучах ОКГ в результате интерференции световых лучей на поверхности контролируемого изделия выявляются по смещению интерференционных полос самые незначительные различия в деформации основного материала и материала шва, которые могут быть вызваны скрытыми дефектами сварных швов. Основными достоинствами способа являются отсутствие разрушений близкие к рабочим условия испытаний возможность установления дефектов в виде участков шва, где контакт поверхности есть, а сварки нет высокая чувствительность независимость от состояния поверхности и от геометрии контролируемого объекта. При количественном анализе результаты  [c.380]

Визуальное наблюдение за выполнением сварки позволяет избежать значительной части дефектов сварного шва. Правильность режима сварки контролируют по внешнему виду получаемого сварного шва проверяют эффективность газовой защиты. После сварки корневых швов и зачистки их от шлака контроль с помощью лупы  [c.29]

В зависимости от степени ответственности сварной конструкции нормативной документацией назначаются виды контроля и его объемы., то есть число сварных стыков или протяженность сварных швов, которые должны быть проконтролированы (в % общего объема заваренных одним сварщиком или от общей протяженности швов на данной конструкции).  [c.146]

Контроль керосином. Вследствие малой вязкости керосин способен проникать без давления через мельчайшие неплотности. Это свойство керосина использовано для контроля сварных швов, доступ к которым открыт с двух сторон. Со стороны, которая наиболее удобна для устранения дефектов, шов покрывают водным раствором мела. После высыхания мела шов с противоположной стороны смачивают керосином с помощью кисти, из краскопульта, бачка керосинореза, паяльной лампы. При наличии в швах дефектов керЬсин выступает на окрашенной мелом поверхноспи в виде жирных точек или полос, которые с течением времени расплываются в пятна. Оставшийся после контроля в дефектном месте керосин при испарении может вызвать образование пор. Поэтому керосин вместе с дефектом следует тщательно удалить. Для ускорения процесса проникания керосина применяют предварительный подогрев сварных швов до 60—70°С.  [c.181]

Цветная или люминесцентная дефектоскопия. Этот вид контроля проводится обычно в сочетании с гамма-графированием для контроля сварных швов, имеющих склонность к образованию трещин. Характеристики метода см. в п. 43.  [c.169]

Вакуумный контроль сварных швов используется в тех случаях, когда пневматический или гидравлический контроль почему-либо невозможен. Суть метода заклю-ется в создании вакуума и регистрации проникновения воздуха через дефекты на доступной стороне шва. Этот вид контроля согласно СН 375-67 применяется при испытании на плотность цистерн, газгольдеров, вертикальных резервуаров и других конструкций, позволяет обнаруживать поры размером от 0,004 до 0,005 мм. Производительность этого метода до 60 пог. м сварных швов з час. Контроль осуществляется вакуумной камерой  [c.202]

Магнитографический контроль сварных швов разработан ВНИИСТ. Он широко применяется при контроле сварных швов магистральных трубопроводов. На сварной шов трубы накладывают ферромагнитную пленку, а затем намагничивают шов соленоидом или дисковым магнитом. В зависимости от вида и величины дефектов шва в соответствующих местах пленки будет та или иная степень. намагниченности. Магнитные сигналы преобразуют в звуковые с помощью магнитофона или наблюдают на экране осциллографа. Аппараты для магнитографического контроля с осциллографом позволяют проверять сварные швы со скоростью 0,5… 1 м/мин. Кроме высокой производительности они отличаются большой точ-  [c.158]

Керосин, имеющий относительно низкие поверхностное натяжение и вязкость, хорошо смачивает все металлы и поэтому должен быть выбран за основу смачивающих составов для люминесцентной дефектоскоиии, а в некоторых случаях (например, для контроля сварных швов или выявления трещин в резервуарах) может применяться в чистом виде без каких-либо добавок. Применение керосина для цветной дефектоскоиии ограничивается тем, что краски в керосине не растворяются и даже в лучшем случае дают только суспензию мелких частиц краски.  [c.64]

Рабочие частоты в этом дефектоскопе могут быть от 1 Мгц и ниже, что позволяет о бна-руживать дефекты в виде расслоений в прокатанном металле от I см и более при толщине стали до 20 мм. При большей толшине стали обнаруживаются (кроме контроля сварных швов) крупные дефекты.  [c.108]

ГЛАВА XXIV КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ швов I. Виды контроля при сварке  [c.403]

Для эксплуатируемых в Великобритании реакторов на тяжелой воде (трубы высокого давления, паровые ресиверы [154]) и реакторов, охлаждаемых газом [Магнокс, AGR (усовершенствованный газоохлаждаемый реактор)] тоже разработаньи устройства для дистанционного управления ультразвуковым контролем. В одном из сообщений Энергетического комитета Великобритании [384] описывается приспособление для ручного контроля сварных швов на реакторах Магнус с прогрессивной обработкой данных в режимах он-лайн или оф-лайн для получения разверток типа В, С и D (имеется в виду развертка типа С с одной стороны с цветным графиком для различения величины амплитуд [730]. Для измерения толщины оксидного слоя в таких реакторах применяется ультразвуковая спектроскопия [1181, 1117].  [c.593]

Магнитографический контроль применяется при контроле сварных швов магистральных трубопроводов. Метод заключается в следующем состояние сварного шва записывают на специальную пленку, применяемую для магнитной звукозаписи. Для этого на сварной шов трубы накладывают ферромагнитную пленку, а затем намагничивают шов соленоидом или обкатывают дисковым магнитом. В зависимости от вида и дефектов шва в соответствующих местах пленки будет та или иная степень намагниченности. Для воспроизведения записанных на пленку дефектов ее пропускают через специальное устройство, преобразующее магнитную запись в звуковую (магнитофон) или электрическую (электрофонный осциллограф). Наиболее совершенные аппараты для магнитографичес-  [c.360]

Простейшим и обязательным видом контроля готового изделия является осмотр выполненных сварных швов и прилегающего к ним района с целью выявления дефектов в виде трещин, непроваров, подрезов и пр. Для сварных соединений из аустенитных сталей осмотр производится на предварительно прошлифованной и протравленной поверхности швов. В качестве травителя наиболее часто используется реактив Марбле. Травление отполированной поверхности рекомендуется также в ряде случаев и для сварных конструкций из перлитных теплоустойчивых или хромистых сталей.  [c.95]

Для контроля качества сварных швов и ответственных отливок широко применяется просвечивание рентгеновскими лучами или гамма-лучами (радиопросвечивание). Просвечивание сварных швов или отливок рентгеновскими или гамма-лучами имеет своей целью определение сплошности металла, т. е. выявление наличия дефектов в виде непроваров, шлаковых включений, пор и трещин.  [c.274]

Замена просвечивания сварных швов другими видами контроля (микро- и макроисследование, засверливание) может производиться в каждом отдельном случае по согласованию с местным органом Госгортехнадзора РСФСР.  [c.92]

С помощью радиационных методов контроля выявляются трещины, непровары, непропаи, включения, поры, подрезы и другие дефекты. Результаты контроля наглядны (кроме обычной радиометрии), поэтому по сравнению с другими методами неразрушающего контроля при радиационном контроле легче определить вид дефекта. Как правило, не требуется высокая чистота поверхности сварных швов и изделий, можно контролировать сравнительно большие толщины.  [c.350]

В гидравлических методах в качестве проникающего вещества используется жидкость, обычно вода, которая подается под давлением с одной стороны шва. Дефект обнаруживается по появлению жидкости с противоположной стороны шва. Применяются различные варианты гидравлического контроля. При испытаниях избыточным гидравлическим давлением в изделие подается вода под давлением, которое в 1,5…2 раза превышает рабочее. Изделие выдерживают определенное время, следя за давлением по манометру, затем обстукивают молотком, течи выявляются в виде струек и отпотевания поверхности контролируемого изделия. Этим методом выявляются дефекты диаметром до 0,001 мм. Гидравлические испытания под давлением менее опасны, чем пневматические, так как жидкость несжимаема и течь ведет к падению давления без взрыва. Для открытых сосудов и корпусов возможен контроль наливом воды. Возможны испытания сварных швов поливом воды под давлением от 0,1 до 1,0 МПа и осмотром места течи с противоположной стороны. При этом способе контроля выявляются дефекты диаметром от 0,5 мм. При люминисцентно-гидравлическом методе негерметичность шва определяется по течи и свечению индикаторной жидкости. Иногда в индикаторную жидкость добавляют радиоактивные вещества, которые дают возможность фиксировать очень мелкие дефекты с помощью датчиков ионизирующего излучения.  [c.358]

По результатам визуального послойного контроля сварные швы признают непригодными и исправляют, если будут выявлены следующие дефекты трещины всех видов и направлений, свищи и пористость наружной поверхности шва смещение и совместный увод кромок свариваемых элементов свыше норм, предусмотренных ОСТ 26-291—71 несоответствие формы и размеров швов требованиям стандартов, технических условий или чертежам на изделие. По результатам вскрытия сварные швы признают непригодными и исправляют, если будут выявлены следующие внутренние дефекты трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, в том числе микротрещины, выявленные при микроисследовании, непровары (несплавления), расположенные в-сечении сварного соединения (между отдельными валиками и слоями шва и между основным металлом и металлом шва), свищи, поры в виде сплошной сетки единичные шлаковые и газовые включения глубиной свыше 10 % толщины стенки s и более 3 мм, длиной более 0,2 s при s до 40 мм и длиной более 8 мм, при S свыше 40 мм цепочки пор и шлаковых включений, имеющие суммарную длину дефектов более толщины стенки на участке шва, равном десятикратной толщине стенки, а также имеющие отдельные дефекты размерами, превышающими указанные выше скопления газовых пор и шлаковых включе11ий на отдельных участках шва свыше 5 на 1 см площади шва, максимальный линейный размер отдельного дефекта по наибольшей протяженности не должен превышать 1,5 мм, а сумма линейных размеров не должна превышать 3 мм.  [c.201]

---

Виды контроля сварных швов и соединений. Контроль

Данный модуль предназначен для проверки знаний по теме «Виды контроля сварных швов и соединений»

Категория пользователей
Преподаватель, Обучаемый

Контактное время
15 минут

Интерактивность
Высокая

Дисциплины
Тематика среднего профессионального образования / Сварочное производство

Уровень образования
Профессионально-техническая подготовка, повышение квалификации

Статус
Завершенный вариант (готовый, окончательный)

Тип ИР сферы образования
информационный модуль

Ключевые слова
Разрушающий контроль

Автор

Левин Юрий Юрьевич к.т.н

Тел. — :+7-495-341-9536, :+7-495-341-9537

Издатель

Научный Центр внедрения телекоммуникационных технологий «ГРАЖДАНСКАЯ СЕТЬ» АНО

Научный Центр внедрения телекоммуникационных технологий «ГРАЖДАНСКАЯ СЕТЬ»

Россия, 115561, Москва, Москва, ул. Ключевая, д.4, корп.2,

Тел. — :+7-495-341-9536, :+7-495-341-9537
Сайт — http://www.urbannet.ru
Эл. почта — [email protected]

Правообладатель

Министерство образования и науки России Федеральный орган исполнительной власти

Министерство образования и науки России

Россия, 115998, Москва, ул. Люсиновская, д. 51,

Внимание! Для воспроизведения модуля необходимо установить на компьютере проигрыватель ресурсов.

Характеристики информационного ресурса

Тип используемых данных:
text/xml, text/html, text/javascript, image/png, audio/mpeg

Объем цифрового ИР
1 548 156 байт

Проигрыватель
multi-os

Категория модифицируемости компьютерного ИР
открытый

Признак платности
бесплатный

Наличие ограничений по использованию
нет ограничений

Рубрикация

Ступени образования
Среднее профессиональное образование

Целевое назначение
Учебное

Тип ресурса
Открытая образовательная модульная мультимедийная система (ОМС)

Классы общеобразовательной школы

Уровень образовательного стандарта
Федеральный

Характер обучения

Контроль качества, виды контроля работ при монтаже резервуаров вертикальных стальных РВС применяемые в работе ПО «ВЗРК»

Существуют следующие виды контроля качества выполняемых работ:

• Входной контроль – заключается в проверке наличия сопроводительных документов (паспорт, сертификат, соответствие ТУ условиям контракта на поставку и т.д.) по которым устанавливают возможность применения материалов, комплектующих деталей.


• При операционном контроле – во время выполнения или после завершения конкретной технологической операции определяют соответствие технологических параметров проектной и технологической документации.
• Приемочный контроль качества осуществляют на основании данных входного контроля, а так же периодических (выборочных) приемосдаточных испытаний.

Для обеспечения качества выполнения ремонтно – строительных работ необходимо осуществлять технический надзор который включает:

• Проверку соответствия выполненных работ проектным решениям;
• Осуществление контроля за производством скрытых работ с составлением актов на скрытые работы;
• Контроль за соблюдением правил техники безопасности при производстве работ;
• Осуществление приемки готовых конструкций

Контроль качества сварных соединений

При сооружении, ремонте и реконструкции резервуаров применяются следующие виды контроля качества сварных соединений:

• Механические испытания сварных соединений образцовых свидетелей;
• Визуальный контроль всех сварных соединений резервуара;
• Измерительный с помощью шаблонов, линеек, отвесов, геодезических приборов и т.д.;
• Контроль герметичности (непроницаемости) сварных швов с использованием проб «мел-керосин», вакуумных камер, избыточного давления воздуха или цветной дефектоскопии;
• Физические методы для выявления наличия внутренних дефектов: радиография или ультразвуковая дефектоскопия;
• Гидравлические и пневматические прочностные испытания конструкции резервуара.

Методы и объемы контроля всех сварных соединений конструкций резервуара, нормативы для оценки дефектности сварных швов и последовательность работ должны быть указанны в проектной документации (ППР).

Качество швов сварных соединений для креплений сборочных и монтажных приспособлений должно быть не ниже качества основных швов.

К недопустимым внешним дефектам сварных соединений относятся трещины любых видов и размеров, наплывы, грубая чешуйчатость, наружные поры, прожоги, свищи.

Контроль непроницаемости, герметичности швов сварных соединений следует как правило производить пузырьковым или капиллярным методом.

Контроль герметичности швов сварных с использованием «мел-керосин» следует производить путем обильного смачивания швов керосином, на противоположной стороне шва покрытого водной суспензией мела не должны появляться пятна.

Сварные соединения днищ резервуаров, центральных частей плавающих крыш и понтонов следует проверять на непроницаемость вакуумированием, а сварные соединения закрытых коробов понтонов – избыточным давлением.

Радиографический контроль (рентгено- или гамма просвечивание) выполняется только после приемки сварных соединений по визуальному контролю и применяется для контроля стыковых сварных швов стенки и стыковых швов окраек днищ в зоне сопряжения со стенкой резервуара, при этом контролируются:

• Рулонные полотнища стенок резервуара;
• Стенки резервуаров полистовой сборки;
• Монтажные стыки полотнищ в объеме 100%;
• Все радиальные швы кольцевых окраек днищ – в зоне примыкания нижнего пояса стенки

 

Магнитопорошковой или цветной дефектоскопии подлежат:

• Места удаления технологический приспособлений;
• Сварные швы приварки люков и патрубков к стенке резервуаров после их термической обработки

 

Гидравлические испытания проводят:

• С целью окончательной проверки прочности конструкции основания, корпуса, днища, кровли;
• В соответствии с индивидуальной программой испытаний разработанной проектной организацией для каждого конкретного резервуара;

Гидравлические испытания следует проводить при температуре окружающей среды не ниже +5С наливом воды до верхней проектной отметки или максимально допустимого уровня и выдержкой под нагрузкой не менее 24ч для РВС до 20 000 м³ и не менее 72ч для РВС свыше 20 000 м³

Резервуар считается выдержавшим испытания если в течение испытуемого времени не появятся течи на поверхности стенки и по краям днища, уровень воды снижаться не должен.

Производственное Объединение «Волгоградский Завод Резервуарных Конструкций»- ПО ВЗРК применяет в своей работе все необходимые виды контроля качества выпускаемой продукции и производимых монтажных работ.

Основываясь на указанных этапах контроля сварки наше предприятие имеет возможность давать гарантию на заводские сварные швы на весь срок службы резервуаров при их надлежащей эксплуатации!

 

 

 

Визуальный осмотр сварных швов

Визуальный осмотр сварного шва — важное мероприятие, выполняемое для проверки целостности и прочности сварного соединения. Это экономичный вид деятельности, не требующий дорогостоящего оборудования. Он должен выполняться опытным инспектором. Основные обязанности инспектора по сварке:

• Соответствие нормам
• Контроль качества
• Контроль документации

Требования к визуальному осмотру:

1. Освещенность (не менее 350 люкс) минимум), но рекомендуется проводить визуальный осмотр при освещенности более 500 люкс.
2. Глаз инспектора должен находиться в радиусе 600 мм от поверхности проверяемого объекта, а угол обзора не должен быть меньше 30 градусов.

(также прочтите «Диапазон толщины для квалификационных испытаний сварщика»)

Другие вспомогательные средства, которые могут потребоваться при визуальном осмотре:

• Сварочные калибры (Рисунки 2a и 2b)
• Измерители сварных зазоров
• Измерители линейного перекоса (Hi-Low)
• Увеличительное стекло (от X2 до X5)
• Зеркальный бороскоп или волоконно-оптическая система обзора (когда доступ ограничен)

Визуальный осмотр можно выполнить в три этапа;

• Перед сваркой,
• Во время сварки и
• После сварки

Перед сваркой: Инспектор должен быть ознакомлен с применимыми правилами и стандартами / чертежами / процедурами сварки (WPS и PQR).Квалификация сварщика должна проводиться перед производственной сваркой. Инспектор должен подтвердить материал и просмотреть MTC. Сварочные материалы также должны быть проверены перед сваркой. Перед сваркой также необходимо проверить подготовку и соосность стыков. После подтверждения всех параметров (как указано выше) инспектор сварки может разрешить сварщику начать производственную сварку. Если предварительный нагрев применим, то температура предварительного нагрева должна быть подтверждена перед началом сварки.

( Рисунок 3 показывает неправильную поверхность канавки и корневой зазор, инспектор по сварке должен видеть подготовку канавки и корневой зазор перед сваркой)

Во время сварки: Инспектор должен проверить процесс сварки и параметры сварки в соответствии с в соответствии со спецификацией процедуры сварки (WPS) в любое время во время сварки. Инспектор должен контролировать корневые и корневые проходы, а также температуру между проходами. Сварочные материалы также необходимо проверять во время сварки.

(Также прочтите, Как написать спецификацию процедуры сварки — WPS)

После сварки: После завершения сварки идентификационный номер прошивается рядом с местом соединения. Выполняется полный визуальный осмотр, и любые повреждения поверхности или дефекты должны быть отремонтированы в соответствии с утвержденной процедурой. Следующие дефекты (или неоднородности) могут быть обнаружены при визуальном осмотре:

[Чтобы узнать больше о дефектах сварки, нажмите здесь]

( Рисунок 4: Инспектор по сварке проверяет размер усиления сварного шва с помощью сварочного манометра с мостовым кулачком )

Необходимо провести обследование размеров, чтобы убедиться в размерах детали после сварки.После удовлетворительного завершения сварки составляется соответствующая документация.

Если в WPS указана послесварочная обработка, то операция должна контролироваться и документироваться. При необходимости термообработки после сварки следует учитывать следующие параметры:

1. Обогреваемая зона
2. Скорости нагрева и охлаждения
3. Температура и продолжительность выдержки
4. Распределение температуры

В дополнение к визуальному осмотру доступен ряд других методов неразрушающего контроля (неразрушающего контроля) для проверки качества сварных соединений, среди которых некоторые из наиболее распространенных методов неразрушающего контроля;

1. Радиографические испытания (RT)
2. Ультразвуковые испытания (UT)
3. Магнитные испытания (MT)
4. Испытания на проницаемость (PT)
5. Электромагнитные испытания (ET)
6. Испытания акустической эмиссии (AET)

Каждый Методы неразрушающего контроля имеют собственное значение и важность. Например, проникающая жидкость очень эффективна и экономична для проверки поверхностных дефектов, тогда как с помощью ультразвукового контроля и радиографии можно проверить всю глубину сварного шва.

Выбор методов неразрушающего контроля зависит от требований. Лицо, привлеченное или назначенное для проведения этих испытаний, должно обладать необходимой квалификацией. Перед проведением экзамена также необходимо определить письменную процедуру тестирования, формат отчетности и применимый кодекс.

Также прочтите P-номер, F-номер и A-номер в сварке (ASME Раздел IX)

Примечание: Я написал эту статью для информационного бюллетеня по сварке в Индии — Том 1: 4 октября-декабря 2018 г. Щелкните здесь, чтобы прочитать этот информационный бюллетень.

Контроль сварных швов

Контроль сварных соединений

• Высокое разрешение, непрерывный контроль высоты, ширины и объема
• Контроль формы и положения сварных швов
• 3D Inspections обеспечивает надежные, надежные, воспроизводимые данные измерений, в значительной степени независимо от эффектов окружающего света и отражения, а также точное расположение тестируемой детали.
• Блеск поверхности / основания не влияет на измерение
• Также можно комбинировать с системой ИК-контроля для выявления дефектов поверхности и геометрических дефектов.

Термографический контроль сварных соединений

• Комплексное решение для неразрушающего контроля металлических сварных соединений: например, Сварка сварного шва или точечной сварки
• Быстрое время проверки
• Бесконтактный контроль
• Высокоточные результаты проверки (как изображение)
• Результаты могут быть автоматически сохранены в базе данных
• Интерфейс автоматизации для обмена данными и управления

Товаров, которые могут вас заинтересовать:

Атинодорос Клипфель

Руководитель отдела продаж

+49 (0) 4531 / 88011-14

Sicong Zhuang

Менеджер по продажам, 3D

+49 / 4531 88011-35

Армин Джеле

Старший менеджер по развитию бизнеса и ключевым клиентам

+49 (0) 4531 88011-25

Роланд Акерманн

Старший менеджер по развитию бизнеса и ключевым клиентам

+49 (0) 4531 88011-12

Мы используем файлы cookie на нашем веб-сайте.Некоторые из них очень важны, а другие помогают нам улучшить этот веб-сайт и улучшить ваш опыт.

Принять все

Сохранять

Индивидуальные настройки конфиденциальности

Детали файлов cookie Политика конфиденциальности Правовая информация

Настройки конфиденциальности

Здесь вы найдете обзор всех используемых файлов cookie.Вы можете дать свое согласие на использование целых категорий или отобразить дополнительную информацию, чтобы выбрать только определенные файлы cookie.

Имя	Borlabs Cookie
Анбитер	Владелец этого сайта
Zweck	Сохраняет настройки посетителей, выбранных в поле cookie Borlabs Cookie.
Имя файла cookie	Borlabs-печенье
Cookie Laufzeit	1 Jahr

Vitronic устанавливает стандарты контроля качества сварных швов | Артикул

.

• Высочайший уровень качества критически важных для безопасности компонентов в автомобильной промышленности

• Немедленный анализ неисправностей обеспечивает быстрое вмешательство в случае производственных отклонений

Поскольку дефекты сварных швов — независимо от их размера — могут привести к серьезным последствиям, все больше и больше международных компаний в автомобильной промышленности полагаются на систему контроля сварных швов VIRO WSI.Автоматическая проверка 24 часа в сутки надежно гарантирует, что только безупречные компоненты попадут в дальнейший производственный процесс.

Непрерывное бесшовное качество с максимальной эффективностью

Система VIRO WSI на основе лазерной триангуляции может быть гибко интегрирована в существующие производственные линии для обнаружения малейших отклонений в паяных и сварных швах. Он проверяет, например, компоненты оси, кузов, колеса, сиденья, выхлопные системы и аккумуляторные модули.Решение для проверки обеспечивает точные, последовательные и воспроизводимые проверки независимо от внешних воздействий. Соблюдаются строгие требования к качеству, а безопасность продукции обеспечивается надежностью. С самого начала исключаются подрывающие репутацию жалобы, связанные с качеством, и дорогостоящие отзывы.

В дополнение к обнаружению дефектов, прямые инспекции на линии позволяют быстро вносить изменения в процесс сварки, уменьшая количество обнаруживаемых дефектов.

VIRO WSI особенно убедителен благодаря удобству в использовании и широким возможностям анализа.

Интуитивно понятный и простой в использовании

Графический дизайн пользовательского интерфейса и интуитивно понятная навигация по системе позволяют легко обучать последовательности проверок и пределы проверок. Пользователи также могут выбирать из широкого диапазона функций конфигурации. Они могут получить доступ к заранее заданным шаблонам стандартных типов швов или автоматически рассчитать частоту сканирования и диапазоны.

Благодаря управляемому обучению и четкой визуализации на экране обученный пользователь может установить параметры для любой будущей программы проверки (или даже создать ее с нуля) для новых или модифицированных компонентов.

Документированные результаты для оптимизированных процессов

Результаты проверки также представлены в очень четком и структурированном формате в различных представлениях системы VITRONIC. Вся информация сразу же рассчитывается для просмотра статистики в реальном времени. Параллельно он хранится в интегрированной базе данных, где он связан с идентификаторами компонентов и швов для последующего отслеживания, оценки и статистики. Это означает, что подробные результаты проверки и параметры легко документируются.С помощью инструмента оценки, поддерживаемого базой данных, и функции статистики в реальном времени отклонения процесса можно обнаружить на ранней стадии.

Интерактивные терминалы визуализации для доработки

Данные, которые собираются во время проверки сварных швов, эффективно поддерживают взаимодействие между человеком и машиной. Система VIRO WSI предлагает дополнительные станции визуализации для ручной доработки. Здесь рабочие могут просматривать результаты проверки отдельных швов компонентов. Кроме того, рабочие могут вводить данные о выполненных доработках в систему и документировать их вместе с результатами проверки.

Как правило, несколько систем VIRO WSI используются на одной линии на этапах производства. Проверенные узлы подвергаются дальнейшей обработке, и швы родительской сборки проверяются. Возможность визуализировать все результаты проверки собранного компонента оказалась очень полезной.

VITRONIC — мировой лидер в области промышленного машинного зрения с более чем 30-летним опытом. Группа компаний, управляемая владельцем, разрабатывает инновационные продукты и индивидуальные решения в быстрорастущих отраслях промышленной автоматизации, автоматизации логистики и транспортных технологий.

• www.vitronic.com

(PDF) Система визуального контроля для выявления и классификации дефектов сварных швов MIG

необходимо, потому что человеческий фактор все еще имеет большое влияние

на оценку. Сварка — это основной процесс соединения, используемый

для изготовления многих инженерных артефактов и конструкций, таких как

автомобилей, кораблей, космических челноков, форм для морских буровых плит и

трубопроводов [2]. Shafeek et al. [1] представила новую автоматизированную систему технического зрения

ed для обнаружения и оценки сварочных дефектов газопроводов

по радиографическим пленкам.Эта система технического зрения

, используемая для захвата изображений для радиографических пленок, может применять

различных алгоритмов обработки изображений и компьютерного зрения для

обнаружения дефектов сварки и вычисления необходимой информации

, такой как длина, ширина, площадь и периметр дефекты.

Shafeek et al. [3] разработал другую систему технического зрения, которая использует различные алгоритмы обработки изображений и компьютерного зрения

, применяемые для захвата изображений рентгенографических пленок

для распознавания дефектов и принятия решений о приемке в соответствии с международными стандартами.Данная система

способна выявлять и тестировать основные типы сварки

дефектов газопроводов, сваренных дуговой сваркой в ​​защитных слоях металла —

ing. Они используются для захвата одиночных изображений для графических пленок Radio-

, которые используются только для выявления подповерхностных дефектов

.

С другой стороны, разработки в области обработки изображений,

компьютерного зрения, искусственного интеллекта и других связанных областях

значительно повысили эффективность методов визуального контроля

.Сообщалось, что около 60–90% всех существующих приложений машинного зрения

были автоматизированы для визуального контроля.

Признак — это значение, описывающее объект в числовой форме,

, и выбор хороших признаков имеет решающее значение для успеха

любого алгоритма классификации. Как правило, 2D-функции предположительно проще, чем 3D-функции [4]. Были описаны эффективные методы

для проверки паяных соединений с использованием трех слоев кольцевых светоизлучающих диодов (СИД)

с

различными углами освещения; Были последовательно получены три кадра изображений

, области сегментированы, а затем

паяных соединений классифицированы с использованием нечеткой функции принадлежности

и классификатора нейронной сети [4].Джаганнатан [5] разработал

новую систему для интеллектуального машинного зрения

паяных соединений волной припоя. Была использована модифицированная интеллектуальная гистограмма с учетом

, которая делит гистограмму уровней серого

захваченных изображений из стыка на разные режимы, а

нейронные сети использовались для идентификации и классификации

дефектных паяных соединений. Алгоритм обратного распространения

использовался для обучения нейронных сетей.После обучения

нейронная сеть успешно идентифицировала

и классифицировала дефекты сварных соединений. Они использовали

изображений, снятых источниками света кольцевых светодиодов

с разными углами освещения в паяных соединениях. В светодиодах кольцевой формы

свет фокусируется в центре изображения

. На сварочных изображениях размеры валиков не соответствуют

круглой форме, и некоторая информация о сварке

валиков отсутствует.Рентгенологические изображения низкого качества имеют

, что привело к разработке различных алгоритмов автоматического обнаружения дефектов

, которые фокусируются на устранении дефектов с использованием различных методов сегментации изображений

[5–7]. Нейронные сети

используются для повышения вычислительной скорости системы для

таких действий, как извлечение и интерпретация признаков [6].

Двумерные изображения, полученные в контролируемых условиях

при хорошем освещении и низком уровне шума — это упрощенная стратегия приложений промышленного зрения

[8].NDT особенно важен для критических применений, где разрушение сварных швов может быть

катастрофическим, например, в сосудах высокого давления, несущих конструкциях

структурных элементов и электростанциях [9]. Лашкиа [10] предложил нечеткое рассуждение

для обнаружения низкоконтрастных дефектов с использованием локальных

характеристик изображения, таких как особый контраст, особая вариация

и расстояние между двумя контрастными областями. Поскольку измерительная система

является оптической, была нанесена на карту только поверхность сварного шва

.Оцифрованное рентгенографическое изображение часто искажается неравномерным освещением, шумом и плохим контрастом [10]. Применяемые критерии контроля, указанные в стандартах

, включают измерение высоты и площади поперечного сечения сварного шва

вместе с обнаружением пористости

, плотности

и поднутрений [7]. Проверка сварных швов

важна не только для обеспечения целостности сварных инженерных артефактов

, но и для улучшения процесса изготовления [11].Da

Silva et al. [12] также пришли к выводу, что отсутствие большого количества образцов

для повышения надежности катиона класса

является общей проблемой при автоматической интерпретации

рентгенограмм сварных швов. Рентгенографические пленки обычно имеют шум

и недостаточный контраст из-за внутренних факторов, задействованных в методе проверки

, таких как неравномерное освещение и

ограниченный диапазон интенсивностей устройства захвата изображения

[13].Ляо и Ли [14] разработали систему обнаружения дефектов сварки

на основе подобранных профилей линий изображения сварного шва и успешно выявили 93,33% различных дефектов из линейных сварных швов. Ван

и Ляо [15] использовали набор параметров для классификации шести возможных дефектов

и получили наивысшую точность 92%. В этой работе

для обучения использовалось 108 наборов данных, а для тестирования использовалось 12 наборов данных

. Тем не менее, 12 тестовых образцов, использованных для

, классифицирующих шесть типов дефектов, считаются небольшими, а об успешности

для отдельного дефекта не сообщается.

различных типов методов, которые характеризуют форму, могут быть просмотрены

из другого контекста, такого как границы и области на основе описания,

и области, локальные и глобальные характеристики формы,

статистическое или синтетическое описание объекта, реконструкция объекта.

способность, или неполная способность распознавания формы [16].

Сбор информации с разных точек зрения может

усилить диагностику, когда одного изображения недостаточно

[17].В соответствии с тенденцией, четыре зоны светодиодов с

различными углами освещения используются для захвата сварных швов

. В этой недавно представленной системе технического зрения двухмерная характеристика

Средние значения серого

извлекаются из сварных MIG-сварок

стыков и классифицируются с помощью нейронного канала обратного распространения

924 Int J Adv Manuf Technol (2012) 61: 923–933

Датчики | Бесплатный полнотекстовый | Система компьютерного зрения для контроля сварки сосудов, работающих под давлением сжиженного нефтяного газа, на основе комбинированных методов цифровой обработки изображений и глубокого обучения

1.Введение

Сосуды под давлением — это закрытые контейнеры, резервуары или трубопроводы, предназначенные для приема и хранения жидкости под давлением, превышающим условия внешнего давления окружающей среды. Они используются в большом количестве отраслей, таких как электроэнергетика, химическая, нефтяная, нефтехимическая и атомная промышленность. Жидкости, содержащиеся в сосудах под давлением, могут иметь определенные характеристики, такие как летучесть, сжимаемость, воспламеняемость или радиоактивность. Цилиндрические сосуды, как правило, предпочтительнее, потому что они создают более простые производственные проблемы и лучше используют доступное пространство [1].Современным отраслям необходимо сократить время производства, чтобы удовлетворить потребности клиентов и добиться более высокой прибыли; отрасли, производящие сосуды под давлением, не являются исключением. Как следствие, применение систематических методологий для мониторинга и предотвращения появления дефектов в производственных цехах по-прежнему является проблемой из-за возрастающей сложности как продуктов, так и производственных систем [2]. Если дефекты, возникшие в процессе изготовления, не обнаружены, сосуд может сломаться в процессе эксплуатации.Разрыв сосуда под давлением может быть опасным, что может привести к утечкам ядовитого газа, пожарам или взрывам, что может привести к значительным человеческим жертвам и материальному ущербу [3]. Таким образом, применение более эффективных стратегий мониторинга на производственных линиях на критических стадиях требуется, чтобы избежать образования или распространения дефектов [4]. Для изготовления сосуда могут быть приняты различные методологии. Тем не менее, основной производственный процесс сосуда высокого давления состоит из следующих этапов: формовка, прессование, прядение, гибка, сварка, послесварочная термообработка, сборка и отделка.При производстве сосудов высокого давления для сжиженного нефтяного газа (СНГ) большое количество дефектов возникает на этапе сварки. Использование методов неразрушающего контроля (NDT) может способствовать раннему обнаружению этих дефектов, позволяя развертывать рентабельные системы контроля и управления линией, которые сокращают дорогостоящие автономные контуры измерения-доработки-оценки. Все более широко применяются методы неразрушающего контроля, такие как радиография, ультразвуковой контроль, испытание проникающей жидкостью, испытание магнитными частицами, фазированные решетки, времяпролетная дифракция и многоэлементные вихревые токи.Томография, акустическая эмиссия, ультразвуковые волноводные и лазерные ультразвуковые методы по-прежнему представляют большой интерес [5]. В последнее время методы неразрушающего контроля, основанные на компьютерном зрении, становятся неотъемлемой частью многих производственных систем из-за увеличения вычислительной мощности и гиперсвязности , а также простой монтаж цифровых фотоаппаратов на производственных линиях. Многие методы трехмерного обнаружения и определения дальности (LiDAR) были исследованы и описаны в литературе [6,7]; однако эти сенсорные системы дороги и требуют больших вычислительных затрат.В настоящее время технологии компьютерного зрения продемонстрировали беспрецедентные преимущества в отрасли; они позволяют обнаруживать дефекты, незаметные для оператора, автоматизировать чрезвычайно утомительные задачи измерения, выполнять визуальный осмотр в опасных условиях, заменять дорогостоящие процедуры контроля качества продукции в конце производственной линии на многоступенчатые системы контроля и т. д.

Толщина стенки 2 мм обычно используется для сосудов высокого давления со сжиженным нефтяным газом на 10 кг. Из-за тонкости стенки критически важно добиться высокой точности совмещения стыкового соединения перед сваркой.Использование структурированного светового зрения широко распространено для оценки выравнивания, поскольку оно позволяет уменьшить эффект визуальных возмущений, обычно встречающихся в цехах.

Многофункциональный монокулярный визуальный датчик, основанный на комбинации поперечных линий и однолинейных лазерных структурированных источников света, был предложен Jichang et al. [8]. Этот метод позволил определить размеры стыковой канавки V-типа на основе однократной обработки изображения. Wang et al. [9] разработал надежный метод распознавания сварных швов в условиях сильного шума, основанный на структурированном световидении.С помощью этого алгоритма точно распознавались стыковые соединения, Т-образные соединения и соединения внахлест. Shao et al. [10] использовали комбинированные пассивные и активные видеодатчики для измерения размеров стыковых соединений с зазором шва менее 0,1 мм. Позже Shao et al. [11], продолжили разработку ранее упомянутой системы, используя фильтр твердых частиц, чтобы сделать ее более надежной. Fan et al. [12] представил метод, основанный на цифровой обработке изображений, для начального совмещения точек при сварке узких роботов. Этот метод позволял обнаруживать центральную точку сварного шва, когда линия лазерной полосы проецируется на стык, и позже он был использован Fan et al.[13] для разработки системы отслеживания сварного шва. Робертсон и др. [14] использовали лазерный профилометр Keyence для оцифровки геометрии сварного шва; это позволило им составить автоматизированный план сварки. Недавно Chen et al. [15] представили метод проверки сложных соединений, который позволил им назначать различные параметры для процесса сварки в зависимости от особенностей региона. Du et al. [16] предложил сверточную нейронную сеть (CNN) для распознавания характерных областей и идентификации сварных швов.Этот CNN проанализировал проекцию лазерной полосы 659 нм на различные типы переходов, получив точность проверки 98,0% в условиях сильного шума.

Сварочные дефекты и несоответствия возникают не только из-за предпосылок. Некоторые из этих дефектов присущи самой сварке. По этой причине необходимо оценить целостность сварного шва, особенно в случае сосудов высокого давления, где сварной шов будет находиться под постоянным напряжением. Использование структурированного светового зрения является ядром многих исследований, в то время как другие подходы компьютерного зрения предлагают анализ рентгеновских изображений, инфракрасных изображений, ультрафиолетовых изображений и т. Д.

Pinto-Lopera et al. [17] предложили систему для измерения геометрии сварного шва с использованием одной высокоскоростной камеры и длиннопроходного оптического фильтра. Соарес и др. [18] представили метод идентификации кромок сварного шва, который позволил им распознавать несплошности. Han et al. [19] и Чжоу и др. [20] использовал алгоритм RANSAC для подгонки линейных функций к лазерной полосе по свариваемой поверхности; что позволило им измерить размеры сварного шва. Ye et al. [21] исследовали использование основанного на модели метода классификации для автоматического сегментирования валика от сварочной поверхности, независимо от расстояния и угла сканера к сварочной поверхности.Подход, основанный на анализе интенсивности пикселей, был предложен Singh et al. [22] для исследования сварных швов в листах из стали П-91. Лео и др. [23] представили систему для обнаружения и отслеживания внутреннего сварного шва в кегах из нержавеющей стали. Zeng et al. [24] предложил метод обнаружения сварных швов, основанный на построении светотени с использованием направленных источников света. Dung et al. [25] сравнили три метода глубокого обучения для обнаружения трещин в сварных соединениях косынки. Khumaidi et al. [26] и Zhang et al.[27] использовали CNN для контроля сварных швов, достигнув точности 95,8% и 93,9% соответственно для классификации трех различных типов дефектов, в то время как CNN, разработанный Bacioiu et al. [28] достигли точности 93,4% при классификации пяти различных типов дефектов. Подход трансфертного обучения был использован Yang et al. [29] для оптического контроля лазерной сварки. Модель глубокой нейронной сети, которая извлекала внутренние особенности рентгеновских изображений, была использована Hou et al. [30] для автоматического обнаружения дефектов сварки с точностью до 97.2%.

Несмотря на то, что существует несколько исследований по проверке перед сваркой и после сварки, они обычно сосредоточены только на одной из этих задач. Отсутствуют исследования по совместному использованию методов компьютерного зрения для обеспечения комплексного контроля сварки в практических условиях цеха, которые могут включать изменение освещения, наличие дыма и механические колебания. Для устранения вышеупомянутых недостатков в данной статье предлагается интегрированная система проверки перед сваркой и после сварки, основанная на технологиях компьютерного зрения, для промышленного применения.

2. Материалы и методы

На этапе анализа сосудов высокого давления для сжиженного нефтяного газа большинство дефектов было связано с перекосом стыковых соединений и неправильной геометрией сварного шва. По этой причине предлагаемая система должна уметь обнаруживать недостатки обоих типов. Система контроля сварки, предлагаемая в этой статье, включает линейный лазерный проектор 650 нм с углом наклона вентилятора 90 °, Raspberry Pi (RPi) 3B, 8-мегапиксельный модуль камеры Raspberry Pi V2, поворотный энкодер Omrom E6B2, дисплей и сервер.Датчики были установлены на этапе сварки в процессе производства сосудов высокого давления для сжиженного нефтяного газа. На этом этапе сосуды были установлены в автоматизированном устройстве, которое позволяло им вращать. Линия лазера проецировалась перпендикулярно суставу с углом падения 30 ° на поверхность сосуда с расстояния 500 мм. Камера была удобно размещена для захвата области падения лазера с расстояния 72 мм. Площадь, захваченная камерой, составляла 65 × 87 мм. Вращение сосуда позволило получить изображения вдоль кругового стыка до и после операции сварки.Предлагается поворотное смещение между изображениями на 6 °. Поворотный энкодер использовался для определения точного момента захвата изображений. Вся обработка данных проводилась в RPi. Соответствующая информация отображалась на дисплее, а также сохранялась на сервере для дальнейшего анализа. На Рисунке 1 показан обзор системы, а на Рисунке 2 показаны изображения, сделанные до и после сварочной операции. Изображения на Рисунке 2 были обрезаны по вертикали для отображения интересующей области, однако горизонтальный размер остался прежним, что соответствует 65 мм на поверхности сосуда.На производственной линии система контроля была реализована в два отдельных этапа: проверка перед сваркой для обнаружения несоосности в соединяемых деталях и проверка после сварки, направленная на оценку размеров сварного шва и проверку того, выполнили ли они технические требования. На рисунке 3 представлены блок-схемы для обеих задач проверки. В следующих подразделах объясняются шаги этих алгоритмов.

2.1. Предварительная обработка

Этап предварительной обработки был одинаковым для обеих задач проверки.После захвата изображения сначала были изменены до 640 × 480 пикселей, а затем обрезаны до 320 × 480 пикселей. Затем они были преобразованы из цветового пространства RGB в оттенки серого, поскольку информация об оттенке и насыщенности не важна для обработки. Третье преобразование проводилось для отделения лазерной линии от фона. Бинаризация на основе адаптивного порога позволила нам достичь этой цели. Порог вычислялся с использованием метода, предложенного Брэдли и Ротом [31], на основе локальной средней интенсивности в окрестности каждого пикселя.Полученные изображения имеют только одно значение на пиксель: 0 или 1; с указанием черного или белого цвета соответственно. После этого преобразования был сохранен только самый большой объект каждого изображения, что способствовало устранению более мелких объектов, создаваемых окружающим шумом. Для упрощения анализа лазерная линия была уменьшена до линии шириной в один пиксель. Пример, демонстрирующий ранее описанные преобразования, можно увидеть на рисунке 4. После этих операций изображения были готовы к обработке.

2.2. Предварительная обработка изображений и принятие решений

В последнее десятилетие искусственный интеллект широко применяется для распознавания образов. Среди доступных методов классификация изображений с использованием CNN описана во многих исследованиях [32,33,34,35]. Этот метод продемонстрировал способность изучать интерпретируемые и мощные функции изображения после правильного обучения. По этой причине он был предложен в качестве метода обработки для оценки изображений перед сваркой, которые необходимо было разделить на две категории: «правильное совмещение» и «неправильное совмещение».Из-за характеристик изображений была предложена архитектура CNN, содержащая несколько слоев. Эта архитектура показана на рисунке 5. Цель первого уровня — служить входом в сеть, отображая каждый пиксель каждого полученного изображения в матрицу. Двумерный сверточный слой выполняет операцию свертки на выходе предыдущего слоя, используя набор фильтров, чтобы изучить особенности, относящиеся к различению изображения «правильного совмещения» от изображения «неправильного совмещения».Операция свертки описывается следующим уравнением:

G [m, n] = (f * h) [m, n] = ∑j∑kh [j, k] f [m − j, n − k],

(1)

где f — входное изображение, отображаемое в матрицу, h — фильтр, а m и n — строки и столбцы соответственно. В этом случае было использовано всего 64 фильтра, а функция активации была «relu», описываемой следующим уравнением: который обычно используется в глубоких нейронных сетях. Уровень объединения понижает дискретизацию результатов предыдущего уровня, отбрасывая функции, что помогает сделать модель более общей и сокращает время вычислений.Используемая методика объединения — это «максимальное объединение», при котором исследуются квадраты функций 2 × 2 и сохраняется только максимальное значение. Выпадающие слои случайным образом удаляют определенные функции, устанавливая их на ноль в каждую тренировочную эпоху, это часто используемый метод для предотвращения переобучения. Сглаженный слой позволяет преобразовать трехмерные данные, полученные из первого выпадающего слоя, в одно измерение. Плотные слои или полносвязные слои изучают отношения между функциями и выполняют классификацию, соединяя каждый нейрон в предыдущем слое со всеми нейронами, которые они содержат.Первый плотный слой содержал 128 нейронов, и их функция активации была «relu», в то время как второй плотный слой содержал только 2 нейрона, что соответствует количеству категорий, которые необходимо классифицировать, и их функция активации была «softmax», описываемой следующее уравнение:

σ (z) i = ezi∑j = 1Kezj, для i = 1,…, K,

(3)

где z — в данном случае результат предыдущего слоя. Эта функция позволяет нам интерпретировать выходные данные сети как вероятности, где категория с наивысшим значением будет прогнозируемым классом.

Для проверки перед сваркой делается в общей сложности 60 изображений на сосуд, которые анализируются по одному. CNN классифицирует каждое изображение как «выровненное» или «смещенное». При обнаружении первого несовпадающего изображения процесс проверки прерывается, сосуд помечается как дефектный и снимается с производственной линии. Если все изображения классифицируются как совмещенные, сосуд помечается как приемлемый и отправляется на сварку. Вся информация, генерируемая системой, хранится на сервере.

2.3. Постсварочная обработка изображений и принятие решений. Возможности CNN

для классификации изображений замечательны. Однако обработка изображений после сварки подразумевает другую задачу — точную оценку размеров сварного шва. По этой причине был предложен другой подход, основанный на исследовании лазерного профиля. Чтобы определить, где расположен сварной шов на изображении, первая и вторая производные лазерного профиля шириной в один пиксель вычисляются с использованием числовых приближений, описанных в следующих уравнениях, соответственно:

f ′ (x0) ≈ f (x0 + h) −f (x0 − h) 2h,

(4)

f ″ (x0) ≈ f (x0 + h) −2f (x0) + f (x0 − h) h3,

.

(5)

где h — значение шага.Минимальное значение второй производной оказалось характерной чертой центра сварного шва. Максимальные значения второй производной по обе стороны от центра сварного шва оказались характерными чертами кромок сварного шва. На рисунке 6 упомянутые точки показаны в графическом представлении второй производной, а на рисунке 7 — те же точки на RGB-изображении. Оценка размеров сварного шва выполняется с использованием алгоритма лазерной триангуляции. Расчет расстояния между характерными точками кромок сварного шва (левая и правая точки на Рисунке 7) позволяет оценить ширину сварного шва W в пикселях.Расчет расстояния между характерной точкой центра сварного шва и линией, соединяющей характерные точки кромок сварного шва, позволяет оценить высоту H сварного шва в пикселях. Эти значения преобразуются в миллиметры путем применения масштабного коэффициента, зависящего от расстояния между камерой и исследуемой областью.

Для проверки после сварки также анализируются 60 изображений на сосуд, по одному. Для каждого из них вычисляются высота и ширина сварного шва. Если для всех изображений эти значения находятся в соответствующих интервалах (т.е.е., 0,5 мм ≤ H ≤ 1,5 мм и 7,0 мм ≤ W ≤ 9,0 мм), сосуд маркируется как приемлемый и передается для дальнейших операций. Напротив, если для данного изображения любое из этих значений ниже нижнего предела (т. Е. H <0,5 мм или W <7,0 мм), процесс проверки прерывается, сосуд классифицируется как дефектный и удаляется. с производственной линии. Наконец, если для данного изображения любой из размеров превышает верхний предел соответствующих интервалов (то есть H> 1,5 мм или W> 9.0 мм) сосуд по-прежнему помечается как приемлемый, но оператору выдается предупреждение для рассмотрения возможной корректировки параметров сварки для предотвращения потерь материала и энергии. Вся информация, генерируемая системой, хранится на сервере.

3. Результаты

Набор данных, содержащий 1090 изображений, разделенных на 872 изображения для обучения и 218 для проверки, был использован для параметризации CNN. Из общего числа изображений 565 имели значение несовпадения менее 1 мм и были помечены как «правильное совмещение»; и 525 изображений имели значение несовпадения более 1 мм и были помечены как «неправильное выравнивание».Во время обучения точность CNN быстро росла в первые эпохи, а после 35-й эпохи превышала 95,0%, как показано на рисунке 8. Чтобы предотвратить переобучение, модель проверялась после каждой эпохи обучения путем оценки ее с помощью невидимых данных. . Потеря валидации достигла своего минимального значения в 44-ю эпоху, как показано на рисунке 9. После этой эпохи не было улучшения потери валидации в течение 20 последовательных эпох, и по этой причине обучение было преждевременно остановлено. Сетевые параметры для эпохи, когда была достигнута лучшая проверка, были восстановлены и установлены в CNN.Для тестирования модели был использован новый набор данных, содержащий 109 изображений с «правильным выравниванием» и 111 изображений с «неправильным выравниванием». В таблице 1 приведены результаты, полученные в ходе тестирования. Полученная точность составила 97,7%, что демонстрирует, что CNN смогла изучить соответствующие функции для классификации изображений с появлением небольшого количества ошибок, и был сделан вывод, что этот алгоритм был удовлетворительным для задачи проверки перед сваркой. Кроме того, система была разработана для хранения всех данных на сервере; это позволит в будущем создать более крупный набор данных для повторного обучения модели и получения большей точности.С целью проверки точности метода постсварочного контроля было проанализировано 10 сосудов. Для каждого сосуда было проверено в общей сложности 60 измерений. Результаты приведены в таблице 2. Значения соответствуют максимальной абсолютной ошибке (MAE) и максимальной относительной ошибке (MRE) для каждой переменной. В таблице 3 показано сравнение результатов, полученных методом, используемым в предлагаемой системе, и другими, найденными в литературе, демонстрирующей, что ошибки, возникающие при оценке размеров сварного шва, находятся в пределах общего диапазона для обеих переменных.После этого сравнения был сделан вывод, что предложенный алгоритм удовлетворителен для задачи контроля после сварки.

4. Обсуждение

Чтобы оценить производительность предложенной интегрированной системы в реальных производственных условиях, было проанализировано поведение партии, содержащей 1000 сосудов. На каждом этапе все элементы оценивались для определения того, соответствуют ли они требованиям соответствующих операций. Было проведено сравнение между ранее существовавшей системой инспекции, основанной на человеке, и предложенным подходом компьютерного зрения.На рисунке 10 показаны полученные результаты.

Как можно видеть, в ходе проверки перед сваркой система компьютерного зрения показала лучшую производительность, не только отклоняя большее количество несоответствующих элементов (96,3%), чем система, основанная на человеке (47,5%), но и ошибочно отклоняя меньшее количество соответствующих пунктов (0,4% против 1,6%). Поскольку при сварке смещенных деталей образовывались сварные швы с неправильными размерами, доля несоответствующих элементов после операции сварки также была выше для системы контроля, основанной на человеке (11.1% против 7,3%). Наконец, при инспекции после сварки доля истинных положительных результатов была значительно выше для системы компьютерного зрения (94,0% против 59,0%), тогда как доля ложноотрицательных результатов была немного ниже (1,6% против 3,3%).

Из общего анализа всей системы можно отметить, что внедрение компьютерного зрения повысило индекс качества процесса (то есть соотношение между соответствующими элементами и общим количеством произведенных элементов) с 95,0% до 99,5%. Следует отметить, что это важный шаг к производству без дефектов.С точки зрения производительности, индекс соответствия сварки (то есть соотношение между окончательно соответствующими деталями и сварными деталями) был заметно выше для системы компьютерного зрения (91,2% против 86,0%). Этот последний показатель особенно важен, поскольку сварочные операции оказывают значительное влияние на экономику и окружающую среду при оценке жизненного цикла производимых сосудов.

Осмотр сварных швов ВПВ в процессе эксплуатации с использованием угловой балки PA / сканера WeldROVER

Фон

Стальные трубы обычно производятся двумя основными способами.Один из них — это непрерывная разливка расплавленного металла, который соединяется оправкой с образованием бесшовной трубы. Другой — прокатать листовую сталь в цилиндрическую форму и сварить ее по шву. Наиболее распространенным процессом сварки, используемым при производстве сварных труб, является электросварка сопротивлением (ERW).

Труба для ВПВ имеет неотъемлемые свойства, которые делают ее склонной к растрескиванию. Растрескивание происходит преимущественно в сварном шве. Многочисленные катастрофические разрывы трубопроводов и взрывы произошли из-за разрушения шва ВПВ.Управление по безопасности трубопроводов и опасных материалов (PHMSA) издало предписания, требующие проверки находящихся в эксплуатации трубопроводов. Этот тип проверки обычно проводится с использованием устройств, которые называются «Smart Pigs», цилиндрической сборки. содержащее оборудование для испытаний и регистрации данных, которое перемещается по трубопроводу и непрерывно проверяет стенку трубы по мере ее движения.

Свиньи, которые проводят инспекцию (Smart Pigs), используют различные режимы неразрушающего контроля, включая ультразвуковые, для оценки состояния трубопровода.Многие «умные» скребки предоставляют результаты инспекции, которые должны сопровождаться обычным неразрушающим контролем для оценки и подтверждения результатов, потому что, хотя «умные» скребки могут обнаруживать трещины в швах ВПВ, большинство из них не может количественно определить глубину трещин. Швы ВПВ могут иметь указатели общей длины в несколько миль. Трубопроводы с признаками трещин в швах ВПВ раскопаны и тщательно проверены различными средствами неразрушающего контроля. Эта задача потенциально может включать много миль проверки индикации ВПВ.

Оборудование

УЗИ с фазированной решеткой с использованием таких инструментов, как Olympus Omniscan MX2 с соответствующими датчиками, может использоваться для сканирования сварных швов ВПВ с цилиндрической наружной ориентации и может обнаруживать и количественно определять глубину и длину трещин в шве ВПВ. Приспособление WeldROVER можно использовать для перемещения зондов углового луча PA UT вниз по длина трубы.

Пример

На двух фотографиях ниже показано положение WeldROVER на шве ERW.

На этом снимке экрана показан сканер OmniScan MX2 с указанием контрольных пазов EDM, расположенных в шве ERW как на внешнем, так и на внутреннем диаметре.

Вывод

Результаты комбинированного оборудования Olympus, примененного для оценки пластов ВПВ, оказались огромным преимуществом для владельца / операторов трубопровода в их усилиях по определению пригодности трубопровода для продолжения эксплуатации. Совет по исследованиям трубопроводов (PRCI) признал эту технологию и признал ее лидером в оценке швов ВПВ на трубопроводах на месте.

WeldROVER и PA UT могут быть предоставлены компаниям, заинтересованным в проведении проверки интеллектуальной проверки свиней. Он также применим к различным типам длинных швов, таких как двойная дуговая сварка под флюсом на трубах большего диаметра с большей толщиной стенки.

О каких видах сварочных проверок следует знать?

Существуют различные типы сварочных проверок для обеспечения безопасности и надежности труб и конструкций. Многие строительные нормы и правила требуют строгих протоколов для составления спецификаций плана проекта и инструкций по проверке.Хотя современная наука разработала методы и оборудование для проверки сварных швов после их завершения, визуальный осмотр во время сварочной операции всегда будет наиболее эффективным способом получения сварных швов хорошего качества.

Что такое сварочный контроль?

Контроль сварных швов проводится по нескольким причинам, наиболее распространенной из которых является определение того, имеет ли сварной шов подходящее качество для предполагаемого применения.

Чтобы оценить качество сварного шва, у вас должны быть критерии для сравнения характеристик сварного шва.

Нормы и стандарты, разработанные специально для различных сварочных работ, используются во время инспекций сварки, чтобы определить допустимые уровни несплошностей сварных швов. Важно выбрать стандарт сварки, который предназначен для использования в вашей отрасли или области применения, и наличие опытного руководителя сварки должно быть главным приоритетом.

Почему важны сварочные осмотры?

Сварочные инспекции являются неотъемлемой частью управления сварочными работами.Наличие под рукой супервайзера по сварке поможет вам исключить вариативность во время сварочных процессов, что, в свою очередь, принесет пользу вашему проекту, так как ускорит результат и снизит производственные затраты в конце процесса.

Важно, чтобы вы оценили ценность наличия сертифицированного инспектора по сварке, прежде чем начинать какой-либо проект, так как их опыт рассмотрения вашего проекта до того, как вы даже зажжете первую дугу, может сэкономить время, деньги и душевные страдания вашей компании, помогая избежать любых возможных подводные камни.Сертифицированные инспекторы по сварке обладают многолетним опытом, который ваш бизнес сможет извлечь и узнать, как лучше всего подходить к любым проектам, которые продвигаются вперед.

Виды контроля сварки

Контроль покрытия

Проверка покрытия требуется на каждой стадии процесса, чтобы гарантировать соответствие спецификации.

Визуальная оценка и испытание с помощью калибра могут гарантировать адекватный контроль процесса от подготовки поверхности, на которую будет наноситься покрытие, до мониторинга климатических условий и даже оценки толщины сухой пленки.

Проверка полиэтиленовых труб

Осмотр труб

Poly необходим, поскольку сварные соединения могут быть очень уязвимы для дефектов из-за ошибки оператора и несоблюдения проверенных технических требований к процедуре соединения.

Типичные отклонения или ошибки включают отсутствие или неточное соскабливание, несоосность, несоблюдение времени охлаждения и загрязнения.

Проверка труб

Poly гарантирует, что операторы соблюдают проверенную процедуру соединения и делают все возможное, чтобы уменьшить количество ошибок в работе.