Приложение 9 (справочное). Особенности контроля сварных соединений различных конструкций

Приложение 9
(справочное)

Особенности контроля сварных соединений различных конструкций

1. Стыковые сварные соединения

1.1. Особенностью стыковых сварных соединений с V-oбразной разделкой кромок без подкладных колец является наличие неровностей в корне шва - превышение проплава металла и смещений кромок. Отраженные от неровностей сигналы при контроле прямым лучом совпадают по времени с сигналами, отраженными от надкорневых несплошностей, обнаруженных однажды отраженным лучом.

На рис. П9.1 приведена схема обнаружения надкорневых несплошностей и неровностей корня шва. Участок развертки "а" является зоной появления эхо-сигналов от несплошностей, расположенных в корне шва. Участок "х" является зоной появления эхо-сигналов как от несплошностей, расположенных непосредственно над корнем шва, так и от превышения проплава (зона совпадения). Участок "б" является зоной появления эхо-сигналов, отраженных от несплошностей в верхней части шва.

Примечание. Корневой частью соединения считают слой толщиной 1/3 Н, но не более 5 мм, считая от внутренней поверхности сварного соединения.

1.2. Смещение кромок стыкуемых труб отличают от несплошности в корне шва по следующим признакам:

эхо-сигнал от смещения располагается на экране там же, где и корневые несплошности;

смещение кромок из-за разной толщины стыкуемых труб характеризуется наличием сигнала при прозвучивании только с одной стороны шва по всему периметру или на большей части периметра. В этом случае следует измерить толщину стенок труб;

смещение кромок из-за несоосности стыкуемых труб характеризуется появлением сигналов при прозвучивании с разных сторон шва в диаметрально противоположных точках (рис. П9.2);

амплитуда эхо-сигнала при прозвучивании с одной стороны обычно выше первого браковочного уровня, а с другой - ниже контрольного.

1.3. Превышение проплава металла в корне шва отличают от несплошности по следующим признакам:

эхо-сигналы от превышения проплава имеют как различные координаты на экране, так и амплитуды при прозвучивании с разных сторон шва. Кроме того, для сварных соединений толщиной < 15 мм используют дополнительные признаки:

эхо-сигнал от превышения проплава располагается на экране в зоне "х";

превышение проплава обычно выявляют при меньшем расстоянии между преобразователем и швом, чем при выявлении надкорневых несплошностей.

Образование превышения проплава наиболее вероятно на участках, выполненных сваркой в нижнем положении.

В горизонтальных стыках провисания располагаются более равномерно и образуются реже, чем в вертикальных стыках. Величину превышения проплава определяют по методике, разработанной предприятием-изготовителем и согласованной с головной материаловедческой организацией.

Примечание. Если при пооперационном радиографическом контроле корневой части шва на радиограмме имеется изображение превышения проплава, то оценку качества соответствующих участков корневой части шва допускается проводить только по результатам радиографического контроля.

1.4. Размеры смещения кромок при УЗК не определяются.

2. Стыковые соединения с подкладными кольцами

2.1. Несплошности, располагающиеся над корневым слоем, могут быть выявлены или прямым, или однажды отраженным лучом (рис. П9.3). В последнем случае время прихода сигналов от подкладного кольца и несплошности может быть одинаковым.

Для того чтобы различить эти сигналы и избежать ошибки в оценке качества сварного соединения, необходимо измерить линейкой расстояния , , от точки ввода луча (или от передней грани преобразователя) до середины усиления шва на испытательном образце. Сигнал от подкладного кольца появляется при меньшем расстоянии между швом и преобразователем, чем сигнал от несплошности, расположенной выше корня шва. В процессе контроля следует периодически сравнивать эти расстояния с измеренными на образце.

Контролируя сварные соединения элементов толщиной от 4,5 до 19,5 мм с углом разделки кромок 14° и менее, не следует приближать ПЭП к шву ближе чем на 6 мм от положения преобразователя, соответствующего максимуму сигнала от подкладного кольца, так как при этом возможно появление дополнительного сигнала от подкладного кольца, который может быть ошибочно принят за сигнал от корневой несплошности.

2.2. Чтобы определить, к какой из кромок стыкуемых труб ближе расположена несплошность в корне шва, руководствуются следующим:

если несплошность в корне шва расположена ближе к линии сплавления с трубой, со стороны которой ведется контроль, то при медленном приближении преобразователя к шву на экране дефектоскопа первым появляется сигнал от несплошности, а затем, когда УЗ-лучи пройдут над несплошностью, частично экранирующей кольцо, на экране появляется сигнал от кольца;

при контроле этого участка шва со стороны второй трубы на экране первым появляется сигнал от подкладного кольца, а затем - сигнал от несплошности. Возможно также одновременное появление сигналов.

2.3. При проведении контроля следует учитывать качественные признаки, позволяющие судить о характере некоторых несплошностей.

2.4. Трещины в корне шва, как правило, начинаются от зазора, образованного кромкой стыкуемой трубы и подкладным кольцом. Распространяясь по наплавленному металлу, трещины выходят после первого или второго слоя на его середину. В связи с этим окончательным признаком трещин в корне шва является то, что они частично или полностью экранируют сигнал от подкладного кольца (рис. П9.4) только при контроле со стороны той из стыкуемых труб, у кромки которой они берут свое начало. При контроле шва с противоположной стороны трещина не экранирует подкладное кольцо и УЗ-лучи свободно проходят в него. На экране дефектоскопа возникают два сигнала - от подкладного кольца и трещины. Сигнал от подкладного кольца имеет примерно ту же амплитуду и пробег на экране, как и на участках, где несплошность отсутствует. Трещины с этой стороны выявляются значительно хуже, а при небольшой высоте могут совсем не выявляться. На рис. П9.4 показана схема выявления корневой трещины высотой 3 мм.

2.5. Непровар, расположенный выше корневых слоев сварного шва, мало или совсем не экранирует отражение от подкладного кольца. На экране при контроле с обеих сторон шва возникают сигналы от подкладного кольца и несплошности. Расстояние между этими сигналами несколько больше, чем в случае несплошностей, расположенных в корне шва. В некоторых случаях от несплошности и подкладного кольца на экране наблюдается несколько сигналов.

2.6. Для шлаковых включений или пор характерно наличие на экране дефектоскопа импульсов, быстро исчезающих или появляющихся вновь при незначительных перемещениях преобразователя в продольном или поперечном направлении. Скопление мелких шлаковых включений или пор в наплавленном металле дает на экране один сигнал или группу близко расположенных.

2.7. Прожог подкладного кольца характеризуется следующими признаками. На экране дефектоскопа левее сигнала от подкладного кольца появляется сигнал от прожога. При этом амплитуда эхо-сигнала от кольца с прожогом меньше, чем без прожога. При перемещении преобразователя вдоль образующей трубы на экране дефектоскопа в зоне расположения сигнала от подкладного кольца появляется один сигнал с двумя вершинами или два сигнала в непосредственной близости друг от друга. При контроле с разных сторон шва форма и характер изменения сигналов от прожога аналогичны. Если прожог переходит в непровар наплавленного металла, то он обнаруживается как непровар.

2.8. Зазор между подкладным кольцом и основным металлом трубы сопровождается появлением на экране дефектоскопа сигнала в том же месте, что и от несплошности в корне шва (непровар, трещина) и поэтому может оказаться причиной ложного забракования сварного шва. Отличительными признаками зазора являются следующие. При плавном перемещении преобразователя вдоль образующей трубы к шву сначала появляется сигнал от подкладного кольца, а затем от зазора. При этой сигнал от подкладного кольца имеет такую же амплитуду, как и в месте шва, где зазора нет. Следует также учитывать, что зазоры величиной до 0,5 мм, как правило, не обнаруживаются, а до 1 мм дают эхо-сигналы, меньше или примерно равные первому браковочному уровню.

3. Угловые соединения штуцеров (патрубков)

3.1. Перед началом контроля рекомендуется разметить сварное соединение согласно рис. П9.5.

3.2. Контроль сварного соединения в разных секторах проводят в соответствии со схемами, приведенными на рис. П9.6.

3.3. Контроль проводят перемещением преобразователя между краем усиления шва и границей зачищенной зоны штуцера. При сканировании преобразователь следует поворачивать вокруг точки ввода так, чтобы обеспечить перпендикулярность его относительно оси шва. Однако в процессе сканирования преобразователь не должен постоянно находиться в перпендикулярном к оси шва положении, так как при этом ухудшается контакт с поверхностью штуцера.

В течение 2-3 циклов перемещения преобразователя прозвучивается весь объем шва в данном сечении, после чего преобразователь смещается вдоль шва и цикл сканирования повторяется.

3.4. При контроле угловых сварных соединений о наличии несплошностей в сварном шве судят по результатам измерения координат. При контроле сварных соединений с толщиной стенки штуцера < 20 мм точно измерить координаты не удается, поэтому о наличии несплошностей в шве судят по положению преобразователя относительно края усиления шва. Для этого при появлении эхо-сигнала в рабочей зоне развертки следует измерить расстояние от точки ввода преобразователя до ближайшей границы усиления шва (рис. П9.6), если эхо-сигнал на экране расположен вблизи левой границы рабочей зоны развертки, или , если эхо-сигнал расположен вблизи правой границы. Измеренные значения или сравнивают с соответствующим# данными табл. П9.1. Совпадение измеренных и табличных значений с точностью мм свидетельствует о наличии несплошностй. При контроле сварных соединений с толщиной стенки штуцера 20 мм и более измеряют координаты h и х, действуя по п. 4.6.3.

Примечание. Сигналы от несплошностей, находящихся выше корня шва, могут быть получены прямым лучом при расстояниях, меньших , и однажды отраженным лучом при расстояниях, больших .

3.5. На внутренней поверхности штуцера после механической обработки могут оставаться мелкие неровности (риски, впадины, бугры) и давать ложные сигналы. Признаком неровностей внутренней поверхности штуцера является несоответствие положения эхо-сигнала на развертке положению преобразователя на поверхности штуцера. Так, если на экране появляется эхо-сигнал у левой рабочей зоны развертки, а преобразователь при этом находится в положении, при котором луч не может попасть в корень шва, то причиной появления эхо-сигнала являются неровности внутренней поверхности.

Таблица П9.1

Положения преобразователей при контроле угловых сварных соединений, мм

Толщина стенки штуцера	x_1 в секторах			х_2 в секторах
	А, Б (Б, В)	Б, Г	1-4	А, Б	Б, Г	1-4
4,5	7	5	5	17-30	17-30	17-30
6	10	5	7	20-32	20-32	20-32
9	20	15	17	35-50	35-50	35-50
11-12	25	20	23	45-60	45-60	45-60
16	23	15	20	40-60	40-60	40-60
18	25	17	21	45-65	45-65	45-65

3.6. При контроле сварных соединений с толщиной стенки штуцера 40-50 мм в центре секторов Б и Г (см. рис. П9.6) может появляться эхо-сигнал от двугранного угла внутри трубы. Признаком принадлежности сигнала двугранному углу является то, что сигнал находится на экране у левой границы рабочей зоны развертки, преобразователь при этом вплотную придвинут к усилению.

4. Сварные соединения секторных отводов

4.1. Особенностью контроля секторных отводов является неперпендикулярность оси шва образующей трубы. При контроле сварных соединений отводов диаметром 160 мм следует перемещать преобразователь перпендикулярно к оси шва. Контролируя соединения секторных отводов меньших диаметров, следует перемещать преобразователь параллельно образующей трубе.

4.2. При оценке качества сварных соединений во избежание ложной браковки необходимо учитывать признаки смешения кромок и превышение проплава по пп. 1.3 и 1.4.

5. Сварные соединения сосудов

При проведении контроля следует учитывать качественные признаки, позволяющие судить о характере некоторых несплошностей. Для сварных швов сосудов характерны непровары (несплавления) в корне Х-образного шва и по кромкам сварного соединения, трещины, шлаковые включения в виде цепочек и скоплений.

5.1. Непровары по кромке характеризуются наличием эхо-сигнала при прозвучивании со стороны основного металла (рис. П9.7, а).

5.2. При контроле совмещенными преобразователями трещины дают небольшие эхо-сигналы или совсем не обнаруживаются (рис - П9.7, б). В этом случае рекомендуется проведение контроля по схеме "тандем".

5.3. Отдельные шлаковые включения и поры характеризуются тем, что при прозвучивании с разных направлений эхо-сигнала слабо изменяют свое расположение и величину на экране дефектоскопа (рис. П9.8). Рыхлость характеризуется появлением широкого эхо-сигнала неопределенной формы (рис. П9.9).

6. Особенностью контроля сварных соединений листовых конструкций является наличие систематически появляющихся эхо-сигналов от неровностей формирования внутреннего и наружного усилений шва. Для исключения возможной ошибки при оценке результатов контроля руководствуются следующими правилами:

6.1. При контроле прямым и однажды отраженным лучами наклонным преобразователем стыковых, а также угловых, тавровых и крестообразных соединений со стороны привариваемого элемента следует исключить из обзора сигналы, появляющиеся на экране дефектоскопа правее границы, соответствующей координате h, равной одной (прямой луч) или двойной (однажды отраженный луч) толщине элемента, как показано на рис. П9.10.

6.2. При контроле наклонными преобразователями стыковых, в также тавровых, угловых и крестообразных соединений однажды отраженным лучом со стороны привариваемого элемента зону перемещения преобразователя при его движении к шву следует ограничить положением, соответствующим отражению прямого луча от зоны, прилегающей к границе усиления шва, на поверхности, противоположной той, по которой перемещают преобразователь (рис. П9.11).

6.3. При контроле наклонными преобразователями угловых и тавровых соединений прямым лучом со стороны основного элемента зону перемещения преобразователя следует ограничивать положением, соответствующим координате X, равной расстоянию от точки ввода до дальней от преобразователя поверхности привариваемого элемента, как показано на рис. П9.11.

6.4. При контроле PC-преобразователем угловых и тавровых соединений со стороны основного элемента зону перемещения преобразователя ограничивают положением, соответствующим появлению эхо-сигнала от противоположной поверхности основного элемента (см. рис. П9.11).