Контроль сварных соединений

В процессе ремонта трубопроводов и поверхностей нагрева котлов осуществляется контроль качества сварных соединений. Сварные стыки трубопроводов, подведомственные Ростехнадзору, подвергаются следующим видам контроля: испытанию твердости металла шва, внешнему осмотру и измерению, ультразвуковой дефектоскопии (УЗД) или просвечиванию, механическим испытаниям, металлографическим исследованиям, испытанию на плотность. Контроль сварных соединений (за исключением стилоскопирования) производится после термической обработки стыков.

Внешнему осмотру подвергаются корневые слои швов (до заполнения остальной части шва), выполненные аргонодуговой сваркой в стыках без остающихся подкладных колец, а также сварные стыки труб поверхностей нагрева и трубопроводов. Внешний осмотр производится невооруженным глазом (или с лупой 4 — 6-кратного увеличения) с применением источника света и шаблонов или мерительного инструмента. Качество корневого слоя шва по результатам внешнего осмотра считается удовлетворительным, если выдержаны требования по размерам и формированию корневого слоя и не обнаружено трещин, непроваров в конце шва, прожогов и кратеров, наплывов, свищей, а также объемных и поверхностных включений, превышающих нормы дефектов.

Ультразвуковому контролю (просвечиванию) для выявления внутренних дефектов сталей перлитного и мартенситно-ферритного классов подлежат стыковые сварные соединения.

Сущность метода ультразвуковой дефектоскопии и просвечивания (рентгено- и гаммаграфирование) заключается в том, что рентгеновские лучи обладают свойством проникать через непрозрачные тела. Проникая через сварной шов, они ослабляют свою интенсивность, встречая на пути пустоты, шлаковые включения, трещины, лучи, проникающие через металл, воздействуют на фотопленку, установленную позади детали, рассматривая которую после проявления, судят об обнаруженном дефекте по различной затемненности дефектных мест на фотопленке.

Просвечивание гамма-лучами заключается в том, что, так же как и рентгеновские лучи, они обладают свойством проникать через непрозрачные тела и отражать степень их ослабления на фотопленке. В качестве искусственных радиоактивных веществ получили применение изотопы кобальт-60, цезий-137 и др.

Стыковые сварные соединения бракуются, если в них при просвечивании выявлены следующие дефекты: трещины по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла, непровары, незаверенные прожоги, свищи, объемные включения в сварных швах изделий..

Для выявления поверхностных дефектов применяются цветная или люминесцентная дефектоскопия, а для магнитных материалов — магнитная порошковая дефектоскопия.

После намагничивания изделия сварной шов опыливают магнитным порошком или покрывают суспензией этого порошка. На поверхности изделия порошок распределяется неравномерно, по скоплениям порошка определяют расположение дефектов в сварном шве. При цветной дефектоскопии на поверхность наносят подкрашенную жидкость. После просушки жидкость удаляют с поверхности, затем покрывают ее с помощью распылителя тонким слоем каолина, который в местах трещин окрашивается в красный цвет. При люминесцентной дефектоскопии вместо краски применяется люминофор, который в местах дефектов светится при облучении ультрафиолетовыми лучами.

Сварные стыки труб поверхностей нагрева, коллекторов и трубопроводов, подведомственных Ростехнадзору, подвергаются механическим испытаниям на растяжение, изгиб или сплющивание и ударную вязкость. В котлах сварные стыки труб поверхностей нагрева и технологической связи, коллекторов первой и второй категорий подвергаются металлографическим исследованиям для выявления внутренних дефектов, а также учась ков со структурой металла, отрицательно влияющей на свойства сварных соединений.

Сварные стыки труб из сталей перлитного класса разных марок могут не подвергаться механическим испытаниям и металлографическим исследованиям, если они проверены физическим методом. Разнородные сварные соединения перлитных сталей с аустенитными и мартенситно-ферритными подвергаются металлографическим исследованиям микро- и макроструктуры.

Образцы для испытания на растяжение и изгиб с толщиной стенки до 30 мм изготавливаются на всю толщину основного металла. Испытания считаются неудовлетворительными, если временное сопротивление разрыву и угол загиба образца ниже нормы более чем на 10 % и ударная вязкость — на 196 кДж/м².

Сварные соединения бракуются, если при металлографическом исследовании макроструктуры на поперечном шлифе будут выявлены следующие дефекты: трещины любых размеров, видов и направлений; непровары; поры, расположенные в виде сплошной сетки; незаверенные прожоги, свищи; смещение внутренних кромок состыкованных труб, провисания в корне шва, превышающие нормы по глубине; объемные включения. Показатель концентрации дефектов k_R не должен превышать допускаемого значения. При металлографическом исследовании сварных соединений шипов с трубами суммарная протяженность непровара, включая окисные плены и шлаковые включения, не должна превышать 25 % номинального диаметра шипа, а глубина проплавления — не более 50 % толщины стенки трубы.

Испытания сварных соединений на стойкость к межкристальной коррозии (МКК) проводят для аустенитных сталей в соответствии с ГОСТ 6032-75. Вырезанные образцы устанавливают в стеклянную колбу и заполняют раствором, состоящим из 1 л воды, 160 г мед­ного купороса и 100 мл серной кислоты, и кипятят 24 ч. Затем образцы промывают, просушивают и загибают на 90 ^е. Если образцы подвергались МКК, то на растянутой стороне будут видны межкристалитные трещины (при трещине в шве склонен к МКК присадочный металл).

Все сварные соединения котлов и трубопроводов, подведомственных Ростехнадзору, проверяются на плотность гидравлическим испытанием.