Применение визуального контроля

Содержание

1. Введение…………………………………………………………4

2. Теоретические основы……………………………………….….6

2.1 Применение визуального контроля……………………...…6

2.2 Сварка………………………………………………………...7

2.3 Свариваемость и ее показатели……………………………10

2.4 Классификация трещин сварных соединений…………….10

2.5 Дефекты швов при сварке металлов плавлением…………12

3. Методология проведения контроля……………..………….…25

4. Технические средства…………………………………………. 28

5. Выводы…………………………………………….…………….29

Введение

В настоящий момент визуальный метод неразрушающего контроля является одним из основных методов неразрушающего контроля и технической диагностики (НКТД).

Визуальный контроль - органолептический контроль, осуществляемый органами зрения.

Измерительный контроль – неразрушающий контроль, осуществляемый с применением средств измерений.

Возможности человеческого зрения ограничены, и при осмотре быстро перемещающихся объектов или удалённых объектов, находящихся в условиях малой освещённости, и при осмотре предметов, находящихся в покое на расстоянии наилучшего зрения в условиях нормальной освещённости, человек может испытывать трудности из-за ограниченной разрешающей способности контрастной чувствительности зрения.

Для расширения возможностей глаза используют оптические приборы. Оптический прибор увеличивает угловой размер объекта, при этом острота зрения и разрешающая способность глаза увеличиваются примерно во столько же раз, во сколько увеличивает оптический прибор. Это позволяет увидеть мелкие дефекты, невидимые невооружённым взглядом, или их детали. Однако при этом существенно сокращается поле зрения и глубина резкости, поэтому обычно при визуальном контроле используются оптические приборы с увеличением не более 20-36х.

Оптические приборы – эндоскопы, бороскопы, видеоэндоскопы, микроскопы позволяют осматривать детали и поверхности элементов конструкции, скрытые близлежащими деталями и недоступные прямому наблюдению.

Визуальный контроль с использованием оптических приборов называют визуально-оптическим.

Визуально-оптический контроль и визуальный осмотр - наиболее доступный и простой метод обнаружения поверхностных дефектов деталей.

Визуальный контроль применяется для обнаружения самых явных дефектов конструкций и материалов. Внешний осмотр исследуемого объекта на предмет дефектов производится, как с применением оптических средств, так и без них. Главный недостаток визуального контроля заключается в ограниченности такого метода, поскольку он позволяет исследовать только видимые факторы. Тем не менее, визуальный контроль - необходимое звено комплексной дефектоскопии.

Визуально-измерительным контролем проверяют качество подготовки и сборки заготовок под сварку, качество выполнения швов в процессе сварки и качество готовых сварных соединений (визуальный контроль сварных соединений). Обычно внешним осмотром контролируют все сварные изделия независимо от применения других видов контроля.

Визуальный контроль во многих случаях достаточно информативен и является наиболее дешевым и оперативным методом неразрушающего контроля.

Теоретические основы

Применение визуального контроля

Визуальный и измерительный контроль материала (полуфабрикатов, заготовок, деталей) и сварных соединений проводят на следующих стадиях:

· входного контроля;

· изготовления деталей, сборочных единиц и изделий;

· подготовки деталей и сборочных единиц к сборке;

· подготовки деталей и сборочных единиц к сварке;

· сборки деталей и сборочных единиц под сварку;

· процесса сварки;

· контроля готовых сварных соединений и наплавок;

· исправления дефектных участков в материале и сварных соединениях (наплавках);

· оценки состояния материала и сварных соединений в процессе эксплуатации технических устройств и сооружений, в том числе по истечении установленного срока их эксплуатации.

Внешнему осмотру подвергают свариваемые материалы для выявления (определения отсутствия) вмятин, заусенцев, окалины, ржавчины и т. п. Проверяют качество подготовки кромок под сварку и сборку заготовок.

Визуальным контролем проверяют качество подготовки и сборки заготовок под сварку, качество выполнения швов в процессе сварки и качество готовых сварных соединений. Обычно внешним осмотром контролируют все сварные изделия независимо от применения других видов контроля.

К основным контролируемым размерам собранных под сварку деталей (изделий) относят зазор между кромками и притупление кромок — для стыковых соединений без разделки кромок; зазор между кромками, притупление кромок и угол их разделки — для соединений с разделкой кромок; ширину нахлестки и зазор между листами — для нахлесточных соединений; зазор между листом и кромкой, угол между свариваемыми элементами, а также притупление и угол скоса кромок - для тавровых соединений; зазор между свариваемыми элементами и угол между ними — для угловых соединений.

Детали, узлы или изделия, собранные под сварку с отклонением от технических условий или установленного технологического процесса, бракуют. Средства, порядок и методика визуального контроля предусматриваются технологическим процессом производства или нормативной документацией.

Внешним осмотром невооруженным глазом или с помощью лупы выявляют дефекты швов в виде трещин, подрезов, пор, свищей, прожогов, наплывов, непроваров в нижней части швов. Многие из этих дефектов, как правило, недопустимы и подлежат исправлению. При осмотре выявляют также дефекты формы швов, распределение чешуек и общий характер распределения металла в усилении шва.

Внешний вид поверхности шва характерен для каждого способа сварки, а также для пространственного положения, в котором выполнялась сварка. Равномерность чешуек характеризует работу сварщика, его умение поддерживать постоянную длину дуги и равномерную скорость сварки.

 

Сварка

 

Сварка — процесс получения неразъемного соединения твердых материалов (деталей машин, конструкций и т.п.) посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве и (или) пластическом деформировании.

Применяемые в сварочном производстве методы сварки по способу соединения поверхностей заготовок можно разделить на метод сварки плавлением и метод сварки давлением.

К сварке плавлением относят электродуговую, электрошлаковую, газовую, электронно-лучевую, плазменную, термитную и лазерную сварки. В сварочном производстве в основном используют дуговую сварку, при которой в качестве сварочного источника теплоты используют электрическую дугу. При питании дуги постоянным током дуга горит устойчиво. Сварку изделий, требующих большого подвода теплоты для нагрева кромок, выполняют на прямой полярности, а сварку тонколистовых конструкций и конструкций из нержавеющих и жаропрочных сталей осуществляют при обратной полярности — плюсовая клемма присоединена к электроду, а минусовая - к детали.

Процесс образования сварного соединения плавлением протекает в две стадии:

1) расплавление кромок металла деталей (заготовок), сопровождающееся образованием общего объема жидкого металла;

2) затвердевание этого объема металла. При изготовлении сварных конструкций широко применяют следующие типы сварных соединений: стыковое, тавровое, угловое и нахлесточное.

Стыковые соединения имеют преимущества перед другими типами по прочности и технико-экономическим показателям. На прочность соединения оказывают влияние форма сечения шва. Шов, соединяющий элементы стыкового соединения, называют стыковым, а таврового нахлесточного или таврового - угловым.

В зависимости от числа проходов (слоев), необходимых для получения расчетного сечения шва, различают однопроходный (однослойный) и многопроходный (многослойный) стыковой и угловой швы. Шов, соединяющий заготовки по всей их длине, называют непрерывным, шов, где сваренные участки чередуются с несваренными, называют прерывистым.

Перед сваркой элементы конструкций подвергают соответствующей подготовке. Виды подготовки зависят от материала конструкции, его толщины, а также технологических особенностей свариваемого изделия. Основными параметрами подготовки кромок являются угол раскрытия, величина притупления и зазор.

В настоящее время в промышленности распространены следующие способы дуговой сварки:

- ручная, при которой человек выполняет сварку с помощью инструмента, получающего энергию от специального источника;

- механизированная, выполняемая с применением машин и механизмов, управляемых человеком;

- автоматическая, выполняемая машиной, действующей по заданной программе, без непосредственного участия человека.

При ручной сварке используют электроды с тонким, средним, толстым и особо толстым покрытиями. Тонкое покрытие повышает устойчивость горения дуги, но не защищает металл электрода и сварочной ванны от воздействия окружающей среды (кислорода и азота воздуха).

При сварке электродами со средним, толстым и особо толстым покрытиями создается газошлаковая защита и ее используют в производстве ответственных конструкций.

Ручную электродуговую сварку можно осуществлять металлическим (плавящимся) электродом, угольным электродом без защиты, а также угольным или вольфрамовым электродами в среде защитных газов.

Зажигание дуги производят кратковременным прикосновением конца электрода к металлу свариваемого изделия с последующим отводом электрода на расстояние 3... 4 мм. В момент прикосновения возникает ток короткого замыкания, а напряжение в сварочной цепи с 60... 70 В падает до нуля и торец электрода разогревается до высокой температуры и способен излучать электроны, которые при отрыве от изделия возбуждают электрическую дугу. В электрической дуге поддерживается напряжение 20... 25 В в зависимости от длины дуги и марки электрода.

По положению в пространстве швы разделяют на нижние (а), горизонтальные (б), вертикальные (в), потолочные (г) и переменного положения (д).

Сварка в нижнем положении наиболее удобна. Нормально сформированный шов в большинстве случаев должен иметь ширину, равную 3... 5 диаметрам электрода. Сила сварочного тока в амперах ориентировочно берется равной 40... 50 диаметрам электрода. Вертикальные швы могут выполняться способом снизу вверх и способом сверху вниз. Сварка снизу вверх более удобна. Сварку вертикальных швов производят короткой дугой с незначительными поперечными колебаниями электрода. Сварочный ток берется на 15... 20 % меньше, чем при сварке в нижнем положении. Горизонтальные швы выполнять труднее вертикальных. Варить потолочные швы наиболее трудно и они выполняются при минимально допустимой длине дуги с величиной сварочного тока на 20... 25 % меньше, чем при сварке в нижнем положении.

Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, разделяют на несколько зон, отличающихся макро- и микроструктурой, химическим составом, механическими свойствами и другими признаками: сварной шов, зону сплавления, зону термического влияния и основной металл.

Некоторые литературные источники между зоной термического влияния и основным металлом рассматривают зону теплового влияния. Характерные признаки зон связаны с фазовыми и структурными превращениями, которые претерпевают при сварке металла в каждой зоне.

Сварной шов характеризуется литой макроструктурой металла. Ему присуща первичная микроструктура кристаллизации, тип которой зависит от состава шва и условий фазового перехода из жидкого состояния в твердое.

Зона термического влияния (ЗТВ) - участок основного металла, примыкающий к сварному шву, в пределах которого вследствие теплового воздействия сварочного источника нагрева протекают фазовые и структурные превращения в твердом металле. В результате этого ЗТВ имеет отличные от основного металла величину зерна и вторичную микроструктуру. Часто выделяют околошовный участок ЗТВ или околошовную зону (ОШЗ).

Зона сплавления (ЗС) - это зона сварного соединения, где происходит сплавление наплавленного и основного металла. В нее входит узкий участок шва, расположенный у линии сплавления, а также оплавленный участок ОШЗ.

Четвертой зоной сварного соединения, которой при исследовании хрупких трещин часто пренебрегают, является зона теплового влияния, для нее характерны заметные изменения микроструктуры.

Основной металл (ОМ) располагается за пределами ЗТВ и не претерпевает изменений при сварке.