ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества

Не отступая от ГОСТ

Первым делом деталь придется очистить от грязи. Для этого действующий стандарт допускает следующие способы обработки:

• Механическая очистка. При ее проведении могут быть задействованы различные технологические приемы. Материал обрабатывают струей абразивного материала, такого как песок или дробь, или просто вручную. Подойдет даже обычная металлическая щетка. Придется приложить усилия и изрядно потрудиться, поскольку если останутся даже незначительные загрязнения, весь труд пойдет насмарку.

Когда механическая очистка произведена, следует приступать к обезжириванию детали. В этом смысле ГОСТ предоставляет возможность выбора из нескольких вариантов. Очистку можно производить:

• Паром, обрабатывая деталь парами органических растворителей.
• Растворителями, самым простым из которых является вода. Для получения лучшего результата в воду иногда добавляют моющие составы. Но, если материал детали позволяет, можно использовать растворители с более высокой химической активностью.
• Химическими реактивами, которые вступают в реакцию при введении в состав раствора.
• Электрохимическим способом, одновременно воздействуя на деталь и химическим раствором, и электрическим током.
• Ультразвуком, который усиливает моющий эффект применяемых растворителей и химических реактивов.
• Термическим способом. Он рекомендуется в тех случаях, когда материал изделия способен выдержать значительный нагрев без ущерба для своей структуры.

Перечисленные методики можно варьировать, в зависимости от имеющихся технологических возможностей. Главное, получить хороший результат. Только после этого следует подвергать деталь обработке пенетрантом.

Далее можно использовать один из нескольких вариантов цветной дефектоскопии. При их выборе все зависит от конкретных возможностей и условий проведения обработки деталей.

Полезные рекомендации

Цвет красителя не важен. Главное, чтобы он был контрастным. Действующий ГОСТ четко нормирует степень освещенности при проведении дефектоскопии. Он также допускает использование люминесцентных красок, для подсвечивания которых рекомендуется использовать источники света с непросвечивающими отражателями. В некоторых случаях, для получения более четкой картины, деталь подвергают нагреву.

Понятно, что не все люди обладают зрением, позволяющим увидеть даже ярко окрашенную линию толщиной в несколько микрон. И поэтому при проведении работ стандарт допускает использование увеличительных стекол и даже микроскопов. Следует добавить, что с помощью цветной дефектоскопии можно не только проверить качество сварных швов, но и легко обнаружить места соединения плотно подогнанных деталей. Это бывает важно в тех случаях, когда приходится разбирать устройства незнакомой конструкции.

Необходимые материалы

Основной материал ― это индикаторная жидкость с добавкой красителя, которая называется пенетрант (от английского слова проникать). Для приготовления простого состава смешивают керосин, трансформаторное масло, скипидар, анилиновый краситель. Пропорции нормируются ГОСТом. Цвет раствора должен быть хорошо виден при нормальном освещении. Обычно его делают темно-красного оттенка. Порошкообразные индикаторы широкого распространения не получили, так как для проведения проверки требуется нагрев или смешивание со специальными жидкостями.

В полном объеме цветная дефектоскопия проводится с применением дополнительных материалов:

1. Проявители необходимы для создания фона, на котором образуется индикаторный рисунок. Их делают из водных растворов мела или каолина, водорастворимой краски белого цвета.
2. Очистителями удаляют пенетрант после проведения контроля. Для очистки возможно применение моющих средств, ПВА (поверхностно-активных веществ), этилового спирта, 50% раствора кальцинированной соды.
3. Гасителем пенетранта смывают проявитель с проверяемой поверхности.

Меры безопасности

Поскольку контроль качества сварных соединений методом цветной дефектоскопии проводится легковоспламеняющимися материалами, персонал обеспечивают спецодеждой из негорючей ткани. Вблизи от места проведения проверки не должно быть источника открытого огня или искр. В помещении для постоянной работы устанавливают таблички с запретом курения и правилами пожарной безопасности. Отработанный обтирочный материал должен складываться в емкость из негорючего материала.

Цветной дефектоскопией невозможно выявить внутренние дефекты. Поэтому при проверке конструкций с высокими требованиями по прочности ее дополняют магнитным, радиационным или ультразвуковым контролем. После получения полной картины о состоянии соединения выбирают способ устранения обнаруженных изъянов.

Технология проведения

При проведении цветной дефектоскопии сварных швов руководствуются требованиями ГОСТ 18442-80. Проверку выполняют при температуре 5 — 50°C в следующем порядке:

1. С поверхности сварных соединений и зоны возле шва металлической щеткой удаляют грязь и шлак. Мелкие шероховатости обрабатывают мелкозернистым абразивом. Очищенную поверхность обезжиривают бензином или ацетоном. Их наносят тряпкой или распыляют. Детали небольшого размера целиком опускают в сосуд с обезжиривающим средством. Если помещение не оборудовано вытяжной вентиляцией процедуру выполняют водным раствором порошковых синтетических составов.
2. После просушки кистью или распылителем наносят 3 — 5 слоев пенетранта и оставляют на 5 — 30 минут. Длительность ожидания зависит от конфигурации соединения и материала заготовок (чугун, нержавеющая или углеродистая сталь, алюминий, пластик). Слои наносят так, чтобы нижние не успевали засохнуть. Каждый новый слой должен быть по площади больше предыдущего. Это позволит избежать ошибок, так как резкий переход или наплыв может быть принят за трещину.
3. Лишний пенетрант удаляют мягкой тряпочкой смоченной очистителем. Поверхность протирают до тех пор, пока на ней не будет следов индикатора.
4. Проявитель равномерным слоем наносят на шов и поверхность рядом с ним. Ждут высыхания или просушивают феном.
5. Для обнаружения изъянов соединение осматривают через лупу с увеличением не меньше 5-кратного. Сначала через 3 — 5 минут и повторно спустя полчаса.

Область применения

Метод цветной дефектоскопии сварных швов хорошо зарекомендовал себя в ситуациях, когда по какой-то причине невозможно использовать более современные технологии контроля. Область его применения широка.

• Судостроение. При монтаже обшивки корпуса или перегородок между отсеками важно обеспечить герметичность сварных швов. Ведь никто не хочет, чтобы спущенное со стапелей судно сразу дало течь.
• Прокладка трубопроводов различного назначения. Неважно, что перекачивается по трубам – обычная вода или ядовитые химикаты, нейтральные или горючие газы. Находясь под давлением, они быстро отыщут себе путь наружу. Утечка воды в жилом здании приведет к затоплению квартир, и придется оплачивать их ремонт. Утечка бытового газа вполне может стать причиной взрыва, при котором погибнут люди.
• Производство различных емкостей. Транспортные цистерны или стационарные резервуары – все они должны быть герметичны. Ведь даже обычная вода стоит денег. А что будет, если через не видимую глазом трещину наружу будет вытекать дорогостоящий химический реагент?
• Строительство домов. Каркасы конструкций из железобетона подвергаются высоким нагрузкам. Чтобы здание высотой в несколько десятков этажей простояло положенный ему срок, качество сварки должно быть безупречным.

Повсюду, где использование сложных, требующих специального оборудования, методов контроля, затруднено, на помощь приходит цветная дефектоскопия. Однако, при всей своей простоте эта технология все же требует аккуратности.

Разные рецепты

Химический состав раствора, используемого для контроля качества сварных швов, бывает различен. В качестве одного из возможных вариантов используют средство, изготовленное по простому рецепту, в состав которого входят следующие ингредиенты:

• Керосин – 65%.
• Трансформаторное масло – 30%.
• Скипидар – 5%.

Добавив в получившуюся смесь небольшое количество органического красителя, например – анилинового, все тщательно перемешивают, после чего можно приступать к работе.

Поскольку обеспечить точный контроль времени удается не всегда, а при длительной обработке водой красящий раствор вымывается из трещин, его избыток можно удалить и другим способом. Например, тщательно протерев деталь ватным тампоном или чистой тканью. После этого приступают к нанесению проявляющего покрытия. Для этого вполне подойдут обычная побелка или водоэмульсионная краска. Высыхая, они впитают в себя оставшийся раствор с красителем, образовав в местах дефекта ярко окрашенные узлы.

Неплохо зарекомендовал красящий раствор, изготавливаемый по несколько иной рецептуре.

• Керосин – 80%.
• Трансформаторное масло – 15%.
• Скипидар – 5%.

На каждый литр получившегося состава добавляют в качестве красителя 15 – 20 граммов жирового оранжа или судана 3. Обработанную такой смесью деталь выдерживают 30 – 60 минут, после чего тщательно промывают водой, полностью удаляя с поверхности все следы красящего раствора. Если после этого нанести на поверхность изделия побелку, слой которой должен быть как можно более тонким, то при ее высыхании в местах дефектов будут отчетливо видны полосы и пятна.

Оба состава соответствуют требованиям ГОСТ и рекомендованы к использованию для проведения неразрушающего контроля качества сварных швов.

Капиллярный метод – цветная дефектоскопия

Капиллярный метод контроля (цветная дефектоскопия) основан на капиллярном проникновении специальных индикаторных жидкостей в несплошности материала сварного шва и околошовной зоны и регистрации образующихся индикаторных следов визуально или с помощью преобразователя. Метод позволяет обнаруживать выходящие на поверхность и сквозные дефекты, которые могут быть обнаружены также при визуальном контроле. Такой контроль, однако, требует больших затрат времени, особенно при выявлении слабораскрытых дефектов, когда выполняют тщательный осмотр поверхности с применением средств увеличения. Преимущество цветной дефектоскопии в ускорении процесса контроля .

Основными документами, регламентирующими применение цветной дефектоскопии, являются ГОСТ 18442 — 80, 28369 — 89 и 24522 — 80.

В зависимости от способов получения первичной информации капиллярные методы подразделяют на: Цветной (хроматический); Яркостный (ахроматический); Люминесцентный; Люминесцентно-цветной

Процесс выявления несплошностей капиллярным методом подразделяют на пять стадий:

1. Подготовка объекта (очистка) ;
2. Заполнение полостей индикаторным пенетрантом;
3. Удаление излишков индикаторного пенетранта;
4. Нанесение проявителя;
5. Контроль.

Результат контроля оценивается визуально и может быть задокументирован с помощью фото- и видеоаппаратуры или перенесен на клейкую пленку.

Чувствительность цветной дефектоскопии определяют по размеру наименьших выявляемых дефектов. Согласно ГОСТ 18842 — 80 основным параметром дефекта, по которому оценивают чувствительность, служит ширина его раскрытия. Поскольку глубина и длина дефекта также оказывают существенное влияние на возможность его обнаружения, эти параметры считают стабильными.

Чувствительность метода капиллярной (цветной) дефектоскопии определяется способностью выявления дефектов данного размера. В качестве параметра размера принимается ширина раскрытия дефекта — поперечный размер дефекта на контролируемой поверхности. Нижний порог чувствительности ограничивается количеством пенетранта, достаточным для получения контрастного изображения. В соответствии с ГОСТ 18442-80 установлено пять классов чувствительности: I (ширина раскрытия дефекта – менее 1 мкм); II (от 1 мкм до 10 мкм); III (от 10 мкм до 100 мкм); IV (от 100 до 500 мкм) и технологический класс (ширина раскрытия не нормируется). Класс чувствительности устанавливает разработчик объекта контроля.

Подавляющее большинство дефектов, обнаруживаемых при контроле капиллярным методом (цветная дефектоскопия) , может выявляться при обычном визуальном осмотре, особенно если изделие предварительно протравить и применить средства увеличения. Однако преимущество капиллярных проникающих методов состоит в том, что при их применении угол зрения на дефект возрастает в 10…20 раз (за счет того, что ширина индикаций больше, чем дефектов), а контраст — на 30…50%. Благодаря этому нет необходимости в тщательном осмотре поверхности и время контроля многократно уменьшается.