ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Контроль и испытание сварных конструкций из "Сварные конструкции паровых и газовых турбин " Высокие требования к надежности работы основных узлов турбин заставляют обратить особое внимание на операции контроля и испытания конструкций, с помощью которых определяется качество их изготовления. [c.93] Дефекты сварных конструкций вызываются различными отступлениями от разработанного технологического процесса, нарушениями выбранных режимов сварки и последовательности технологических операций или являются следствием применения некачественных материалов. Поэтому контроль качества сварного изделия должен осуществляться на всех стадиях его изготовления и включать операции контроля материалов, качества подготовки и сборки деталей, контроль изделия в процессе сварки и контроль готовой продукции. Только в этом случае может быть обеспечено высокое качество сварной конструкции. Контроль готового изделия следует рассматривать лишь как часть общего комплекса контрольных испытаний. [c.93] В качестве примера разрушения изделия от имеющихся дефектов на фиг. 49 приведена фотография макрошлифа сварного соединения панельной балки котла, разрушившейся после 34 ООО час. работы при 400°. Разрушение проходило по шву и начиналось от шлаковых включений, имевшихся в нем. Как показано на снимке сечения, вырезанного из неразрушившейся части сварного соединения, от шлаковых включений идут многочисленные трещины, развитие которых и вызвало аварию. [c.94] Контроль материалов должен обеспе-, чить соответствие применяемых марок сталей и сварочных материалов требованиям стандартов и технических условий. Он включает в себя определение химического состава и механических свойств используемых плавок сталей и партий сварочных материалов (проволока, электроды, сварочные флюсы и защитные газы). Для сварных конструкций из аустенитных сталей обязательной является также проверка сопротивляемости металла шва образованию трещин, осуществляемая путем сварки жестких технологических проб. [c.94] При изготовлении сварных конструкций обычно вводится практика определения свойств материалов и сварных соединений путем испытания образцов, вырезанных из так называемых контрольных планок, сварка которых выполняется одновременно со сваркой штатного изделия и которые проходят с изделием цикл термической обработки. Подобные испытания предусматриваются соответствующими правилами Госгортехнадзора. [c.94] Эти соображения показывают, что гарантированные свойства отливок или поковок могут быть получены лишь на основании испытания образцов, вырезанных непосредственно из изделия. С этой целью правильность режима термической обработки может быть установлена путем контроля свойств материала головной детали, обработанной по заданному режиму. В практике-изготовления отливок и поковок предусматриваются также припуски на деталях, из которых вырезаются образцы для контроля свойств материала. [c.95] Как указывалось выше, большое влияние на качество сварной конструкции оказывают точность подготовки свариваемых кромок и сборка изделия. Несоответствие формы разделок под сварку и зазоров между свариваемыми элементами требуемым, сборка изделия с большим объемом подгоночных операций могут привести к наличию непроваров в швах, чрезмерному короблению конструкции и появлению в ней трещин. Поэтому контроль операций заготовки и сборки является весьма важным этапом в общей серии контрольных операций, обеспечивающих получение изделий высокого качества. Перед сборкой и в процессе ее проведения должна проверяться с помощью соответствующих шаблонов правильность выполнения разделок под сварку. Перед сваркой должны быть проверены основные размеры сварного узла. Для ряда конструкций, например диафрагм, основные сборочные размеры фиксируются в формулярах. Величины допускаемых отклонений сборочных размеров от проектных обычно оговариваются в соответствующих технических условиях на изготовление конструкции. [c.95] Операции контроля изделия в процессе сварки обычно включают в себя проверку сварочных режимов и осмотр швов по мере их выполнения. Для аустенитных швов распространенным видом дефектов являются мелкие надрывы, не улавливаемые существующими методами контроля готового изделия. В данном случае может рекомендоваться проточка поверхности швов по мере их выполнения со шлифовкой, полировкой, травлением и тщательным ее осмотром. Для конструкций повышенной точности (роторы, диафрагмы и т. п.) в процессе сварки должен производиться также замер деформаций. [c.95] Простейшим и обязательным видом контроля готового изделия является осмотр выполненных сварных швов и прилегающего к ним района с целью выявления дефектов в виде трещин, непроваров, подрезов и пр. Для сварных соединений из аустенитных сталей осмотр производится на предварительно прошлифованной и протравленной поверхности швов. В качестве травителя наиболее часто используется реактив Марбле. Травление отполированной поверхности рекомендуется также в ряде случаев и для сварных конструкций из перлитных теплоустойчивых или хромистых сталей. [c.95] При контроле стыковых соединений сварных конструкций из листового проката типа цилиндров низкого давления, резервуаров и т. п. применяется так называемая керосино-меловая проба . При этом методе контроля сварные швы покрывают водным меловым раствором с той стороны, которая более доступна для устранения выявленных дефектов. После высыхания мелового раствора производят тщательную обмазку швов керосином с противоположной стороны. Керосин благодаря малой вязкости и незначительному поверхностному натяжению обладает способностью проходить через мельчайшие поры и, при наличии дефектов в швах, выступает на окрашенной мелом поверхности в виде жирных точек или полосок, которые со временем расплываются в пятна. [c.96] Швы выдерживаются под действием керосина от 15 мин. до 3 час. в зависимости от толщины металла. Для точного определения размеров и места расположения дефектных участков осмотр швов начинают сразу же после смачивания их керосином. [c.96] Широко распространенными методами проверки качества ответственных сварных конструкций являются контроль просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами и ультразвуковой контроль. [c.96] Просвечивание сварных швов до последнего времени являлось основным видом контроля ответственных изделий. Выбор объектов для просвечивания и процентное соотношение контролируемых участков швов определяются правилами Госгортехнадзора [47], [48], согласно которым просвечиванию подлежат сварные стыки трубопроводов 1-й и 2-й категорий, сварные швы сосудов, работающих под давлением, и другие элементы ответственных конструкций. Как правило, просвечиванию подлежат от 5 до 25% общего количества стыков или протяженности швов. Техника просвечивания определяется требованиями ГОСТ 7512—55. [c.96] Выбор рационального метода просвечивания определяется прежде всего толщиной контролируемых элементов [85]. На фиг. 50 приведен график чувствительности рентгеновского и гамма-снимков в зависимости от толщины изделия, из которого видно, что при толщинах до 40 мм более чувствительным является рентгеновское просвечивание, позволяющее выявить минимальные дефекты размерами до 1,5—2,0% от толщины изделия. При толщинах свыше 50 мм более чувствительными становятся у-снимки. Исходя из этого, обычно рекомендуют при толщине изделий до 20 мм использовать рентгеновское просвечивание, а при толщине свыше 50 мм — гамма-просвечивание. В пределах толщин 20- 50 мм в зависимости от ряда условий могут применяться оба метода контроля. При необходимости контроля швов в труднодоступных местах, как правило, благодаря малым размерам ампулы радиоактивного препарата, используется у-просвечивание. [c.96] Приведенное на фиг. 50 сравнение относится к случаю применения для у-просвечивания наиболее распространенного радиоактивного изотопа кобальта (Со ), характеризующегося высокой жесткостью излучения. В настоящее время используются также изотопы цезия ( s ), иридия и тулия (Tu ), обладающие значительно более мягким излучением и обеспечивающие высокую чувствительность при просвечивании малых толщин. [c.96] При проведении контроля методами просвечивания необходимо учитывать, что в ряде случаев имеющиеся дефекты могут быть необнаруженными. [c.96] наиболее характерные для аустенитных швов дефекты в виде мелких трещин типа надрывов этими методами не фиксируются. Далее трещины могут быть вскрыты лишь в том случае, если направление их в глубину материала совпадает с направлением лучей. Представляет значительные затруднения контроль угловых швов. Существенным недостатком рассматриваемых методов является трудность при просвечивании установить глубину залегания дефекта в контролируемом изделии. [c.97] В настоящее время все большее развитие получает метод ультразвукового контроля, основанный на использовании эффекта отражения от дефектов упругих ультразвуковых колебаний с частотой свыше 20 ООО гц. Этот метод позволяет контролировать изделия практически неограниченной толщины. Существенным его преимуществом является возможность установления глубины залегания дефекта. [c.97] Наибольшего применения метод ультразвукового контроля достиг при проверке сварных изделий из перлитных сталей. Для аустенитных сварных соединений использование ультразвукового контроля затруднено в связи с крупнокристаллическим строением шва и проявлением при этом эффекта отражения ультразвуковых волн от границ зерен. Попытки устранить этот эффект с помощью уменьшения частоты колебаний позволили за последнее время применить рассматриваемый метод контроля и для аустенитных сварных соединений при толщинах до 30—50 мм. [c.97] Вернуться к основной статье