Непроваром (рис. 5.3,а) називають місцеве незплавлення основного металу з наплавленим, а також незплавлення між собою окремих швів при багатошаровому зварюванні. Причинами утворення непроварів є погане зачищення металу від окалини, іржі і бруду, малий зазор, велике притуплення, малий кут зкосу кромок, недостатній зварювальний струм, дуже велика швидкість зварювання, зміщення електрода в сторону від осі шва і т. д.

Тріщини (рис. 5.3,б) також як і непровари є найбільш небезпечними дефектами зварних швів. Причинами їх утворення є внутрішні напруження, які виникають в процесі зварювання. На утворення тріщин впливає підвищений вміст вуглецю, який сприяє закалюванню, а також сірки і фосфора. Холодні тріщини виникають при температурах нижче 100–300о С, вони, як правило, виходять на поверхню і добре помітні.

Рисунок 5.3 – Дефекти макроструктури

Шлакові включення (рис. 5.3,в) утворюються в результаті поганого зачищення кромок деталей і поверхні зварювального дроту від окалини, іржі і бруду. Вони виникають при зварюванні довгою дугою, недостатній величині зварювального струму і занадто великій швидкості зварювання. Шлакові включення послаблюють січення шва і зменшують його міцність.

Пори (рис. 5.3,г) з’являються в зварних швах внаслідок того, що гази, розчинені в рідкому металі, при швидкому охолодження шва не встигають вийти на поверхню і залишаються в ньому у вигляді бульбашок (пор). Причинами утворення пор є: підвищений вміст вуглецю в основному металі; іржа, масло і фарба на кромках основного металу і на поверхні зварювального дроту; занадто велика швидкість зварювання; неправильний вибір марки зварювального дроту і т. д. Пори, так само як і шлакові включення, значно послаблюють січення шва і зменшують його міцність. [1,2,5]

5.2 Класифікація методів контролю зварних з’єднань та їх вибір

Механічні випробування зварних з’єднань звичайно проводять на зразках, вирізаних з окремих ділянок стика. Ці випробування потребують руйнування зразків і тому використовуються вибіркова. Подібне випробування використовують для контролю якості зварних матеріалів (електродів, дроті і флюсу); для вибіркової пробірки механічних властивостей зварних з’єднань, виконаних пресовими методами зварки.

Механічні випробування зварних з’єднань в металу швів проводять на зразках, вирізаних з нитки трубопроводу чи з пробних стиків, зварених з коротких відрізків труб в умовах, аналогічних трасовим.

Крім поопераційного систематичного контролю зварені з’єднання лінійної частини магістральних трубопроводів піддають зовнішньому огляду і контролю, що не руйнує, фізичними методами. Зовнішньому огляду піддають усі зварені стики, для чого кожен стик перед оглядом необхідно очистити від шлаку, бруду і бризів наплавленого металу. При цьому зварені з'єднання не повинні мати тріщин, підрізів глибиною більш 0,5мм, неприпустимих зсувів кромок, пропалів, кратерів і вихідних на поверхню пор, а також інших дефектів формування шва. Ширина шва повинна відповідати технологічної інструкції на конкретний метод зварювання, посилення шва повинне бути висотою 1–3 мм і мати плавний перехід до основного металу.

Найбільше розповсюдження отримали рентгено- і гаммаграфіювання. Радіографічний метод заснований на послабленні іонізуючого випромінювання, яке проходить через контрольований виріб, за рахунок розсіювання і поглинання.

Ослаблене металом зварного шва іонізуюче випромінювання реєструється з допомогою радіографічної плівки. Під дією випромінювання на плівці утворюється приховане зображення, яке стає видимим після фото обробки в проявнику і закріплювачі.

Рентгенівські промені є різновидом електромагнітних коливань і мають довжину хвиль 610-13–10-9м з частотою випромінювання 0,51021–31017Гц. Джерелом отримання рентгенівських променів є рентгенівська трубка, яка має балон з двома електродами – анодом і катодом. Рентгенівське випромінювання генерується при гальмуванні електродів, які випускаються катодом, на аноді. Як правило просвічують 3–15% загальної довжини зварного шва, у особливо відповідальній конструкції просвічують всі шви. Схема просвічування рентгенівським випромінюванням виробу показана на (рис 5.4).

1 – підсилюючі екрани; 2 – рентгенівська плівка; 3 – касета;

4 – рентгенівське проміння; 5 – рентгенівська трубка.

Рисунок 5.4 – Схема просвічування зварних швів

рентгенівським промінням.

Рентгенівський метод контролю оснований на здатності рентгенівських променів проходити через товщину металу і діяти на світлочутливі плівки, яка прикладена з зворотної сторони металу. В тих місцях шва, де є дефекти у вигляді пор, тріщин, шлакових включень, непроварів і раковин, поглинання променів буде менше і вони матимуть більший вплив на плівку. В такому випадку після проявлення на плівці будуть темні плями, по формі і розмірам відповідаючи дефекту. Світлочутливу плівку поміщають між двома підсилюючими екранами в світлонепроникні касеті.

Ультразвукова дефектоскопія зварних з’єднань

Ультразвуковими коливаннями називають механічні коливання пружного середовища, частота яких лежить за порогом чутності людського вуха. Як випромінювачі і приймачі ультразвуку використовують п'єзопластини з п'єзоелектричної кераміки або п'єзокварцу. Випромінювачі і приймачі ультразвукових хвиль називають п'єзоперетворювачами. При подачі на п'єзопластину електричної напруги вона змінює свою товщину внаслідок так званого зворотного п'єзоелектричного ефекту. Якщо напруга знакозмінна, то пластина коливається в такт з цими змінами, створюючи в навколишньому середовищі пружні коливання. При цьому пластина працює як випромінювач. І, навпаки, якщо п'єзоелектрична пластина сприйме імпульс тиску (відображена ультразвукова хвиля), то на її обкладаннях внаслідок прямого п'єзоелектричного ефекту з'являться електричні заряди, величина яких може бути заміряна. В цьому випадку п'єзопластина працює як приймач. Для додатку і знімання електричного поля на протилежних поверхнях п'єзопластини нанесені срібні електроди.

Залежно від напряму коливання частинок розрізняють декілька типів хвиль. Якщо частинки середовища коливаються уздовж напряму розповсюдження хвилі, то такі хвилі називаються подовжніми (хвилями розтягування - стиснення). Якщо частинки середовища коливаються перпендикулярно напряму розповсюдження хвилі, то такі хвилі називають поперечними (хвилями зрушення). Поперечні хвилі можуть виникати лише в