Оценка качества сварных соединений
Результаты контроля оценивают с точки зрения соответствия измеренных характеристик дефектов максимально допустимым значениям тех же характеристик по действующим для контролируемого сварного соединения нормам. Для особо ответственных сварных соединений по тем же нормам оценивают качество око - лошовной зоны. Более точные способы оценки с учетом формы и реальных размеров дефектов используют методы, изложенные в разд. 3.3.
В качестве примера ниже приведены нормативы, применяемые при контроле тепловых электростанций согласно РД 34 15.027-93 [289]. Их основные показатели представлены в табл. 5.3. Уровень фиксации (контрольный уровень) - на 6 дБ ниже уровня браковки, т. е. фиксируются более мелкие дефекты.
В указанном документе приведены площади плоскодонных отверстий S. В табл. 5.3 указаны также размеры зарубок площадью S', амплитуды эхосигналов от которых имеют ту же величину, что и от площади S, в соответствии формулой S' = S/G. Пересчетный коэффициент G определен по рис. 2.39 для ОК с плоскопараллельными поверхностями и углов ввода, применяемых при контроле сварных соединений указанной толщины. Ширина и глубина (высота) зарубок рассчитаны с учетом ограничений, оговоренных в разд. 2.2.2.3, с точностью до 0,1 мм. Для толщин более 40 мм зарубки, как правило, не применяют.
Согласно многим нормативным документам (в том числе приведенному выше) в сварных швах допускаются только компактные несплошности, поэтому необходимо классифицировать несплошности на компактные (точечные) и протяженные. В России классификацию производят по методике, изложенной в разд. 3.2.4 по абсолютному признаку. Обычно сравнивают измеренную условную протяженность AL несплошности (в разд. 3.2.4 использовано обозначение Лх) с условной протяженностью АЬ0 плоскодонного отражателя эквивалентной площадью 5'бр, равной наибольшей допустимой площади одиночной несплошности для данной толщины изделия, и расположенной на глубине залегания исследуемой несплошности. Преобразователь перемещается перпендикулярно плоскости падения, т. е. вдоль сварного шва. Несплошность считают протяженной, если AL > AL(b и компактной, если AL<L0 или AL < 10 мм.
Допускается определять AL0 о формуле, предложенной В. Г. Щербинским [350]:
AL0 = 0,2rXy[N/a,
где N - разность между браковочным и контрольным уровнями чувствительности, дБ; г — расстояние от пьезоэлемента до несплошности вдоль УЗ-луча: г ~ гм + гпр,
где г№ и гпр - соответственно расстояния в металле и призме преобразователя, мм; а - радиус (полуширина) пьезоэлемента в плоскости, ортогональной плоскости про - звучивания, мм; X - длина волны УЗ - колебаний, мм.
При N = 6 дБ формула имеет вид
AL0= 0,48г^/а, (5.9)
что соответствует формулам и графикам для диаграмм направленности преобразователя (см. разд. 1.3 и 3.2.4; принятое цифровое значение ак sin 9 = 1,5 по рис. 1.49 соответствует среднему между круглой и прямоугольной пьезопластинами). При работе преобразователями типа ИЦ и ПНЦ на частотах 1,8 и 2,5 МГц можно принимать а/ = 15,5 мм-МГц, тогда для поперечных волн в стали расчет рекомендуется проводить по формуле
AL0 = 0,1 г.
При толщине сварных соединений, меньшей или равной 30 мм, AL0 принимают равным 7 мм, а при толщине 30 ... 50 мм AЬ0 принимают равным 10 мм.
Чаще всего применяют двухуровневую систему оценки качества (см. разд.
3.1.5) . Качество сварных соединений оценивают баллом 1 - неудовлетворительное или баллом 2 - удовлетворительное.
5.3. Нормы оценки допустимости несплошностей в сварных соединениях (для тепловых электростанций)
Номинальная толщина соединения, мм |
Уровень браковки |
Допустимое количество компактных дефектов на 100 мм длины |
||||
Площадь плос - кодонного отверстия, мм2 |
Эквивалентная зарубка |
|||||
При угле ввода, ° |
Ширина, мм |
Глубина мм |
||||
2 .. |
. 3 |
0,6 |
75 |
0,8 |
0,7 |
6 |
3 .. |
. 4 |
0,9 |
73 |
1,0 |
1,0 |
6 |
4 .. |
. 5 |
1,2 |
70 |
1,4 |
1,2 |
7 |
5 .. |
. 6 |
1,2 |
70 |
1,4 |
1,2 |
7 |
6 .. |
. 9 |
1,8 |
70 |
2,0 |
1,3 |
7 |
9 .. |
10 |
2,5 |
65 |
2,2 |
2,0 |
7 |
10. |
. 12 |
2,5 |
65 |
2,2 |
2,0 |
8 |
12 . |
. 18 |
2,5 |
65 |
2,2 |
2,0 |
8 |
18 . |
.. 26 |
5 |
60 |
3,5 |
2,4 |
8 |
26 . |
.. 40 |
7 |
50 |
2,0 |
2,2 |
9 |
40 . |
.. 60 |
10 |
10 |
|||
60 . |
.. 80 |
15 |
Не рекомендуется |
11 |
||
80 .. |
. 120 |
20 |
11 |
Примечание. Суммарная протяженность несплошностей в корне шва должна быть не более 20 % от внутреннего периметра. В сечении шва допускаются только компактные не- сплошности. |
Баллом 1 оценивают сварные соединения с несплошностями, измеренные характеристики или количество которых превышают максимально допустимые значения по действующим нормам. Баллом 2 оценивают сварные соединения с несплошностями, измеренные характеристики или количество которых не превышают установленных норм.
Сварные соединения считают ограниченно годными (балл 2d), если в них обнаружены несплошности, амплитуда эхосигнала от которых больше уровня фиксации, но меньше браковочного уровня, указанного в таблице, а условная протяженность и количество несплошностей меньше указанных в примечании и таблице значений. Сварные соединения считают абсолютно годными (балл 26), если в них не обнаружены несплошности, амплитуда эхосигнала от которых больше уровня фиксации. Уровень фиксации (во многих документах он назван контрольным) на 6 дБ ниже браковочного.
В ограниченно годных сварных соединениях выполняют по крайней мере одно из измерений дефектов, рассмотренных в разд. 3.2. Практически все нормативные документы требуют измерения условной протяженности. Реже требуется измерение условной высоты дефектов, расстояния между ними, отнесение дефектов к компактным или протяженным, развитым или неразвитым по высоте. Оценку конфигурации дефектов обычно выполняют только, когда принимают решение об удалении дефекта в конструкции, плохо поддающейся ремонту.
Недопускаются дефекты типа поперечных трещин. При этом исходят из того, что несплошности, ориентированные поперек оси шва, как правило, относятся к трещинам. Как отмечалось, контроль на поперечные трещины обычно проводят на чувствительности вдвое более высокой, чем на продольные.
Несплошность считают поперечной, если амплитуда эхосигнала от нее при озвучивании наклонным совмещенным преобразователем вдоль шва (независимо от условной протяженности) Дпоп не менее чем на 9 дБ больше, чем при озвучивании поперек шва. Если разница амплитуд эхо - сигналов в указанных направлениях озвучивания меньше 9 дБ, несплошность считают продольной. При измерении ориентации несплошности валика шва в месте измерений должен быть удален и заглажен заподлицо с основным металлом.
Несплошность считают или объемной, или плоскостной в зависимости от измеренных значений идентификационных характеристик (признаков) по ГОСТ 14782-86. Во многих документах, например [289], не предусмотрено каких-либо отличий в браковочных нормах для объемных и плоскостных несплошностей, но при принятии технического решения о необходимости ремонта сварного соединения результаты упомянутых выше измерений учитываются.
Идентификационные признаки измеряют способами, приведенными в разд.
3.2.7. В качестве идентификационных признаков рекомендуется использовать измерения коэффициента формы, соотношение амплитуд сигналов при контроле дельта методом, измерения с помощью системы "Парус", дифракционно-временной метод. Также рекомендуется использовать признак развития несплошности по высоте. Оптимальный способ идентификации формы и измерения истинных размеров несплошности - с помощью дефектоскопов с когерентной обработкой сигналов и визуализацией дефектов, а именно, с помощью акустической голографии (см. разд. 2.2.5.6 и 3.2.7.6).
Если обнаруженная несплошность расположена в пределах ближней зоны преобразователя, ее окончательную оценку рекомендуется производить другим преобразователем с длиной ближней зоны, меньшей расстояния до несплошности, или сравнением с нормативным отражателем максимально допустимой эквивалентной площади, выполненным в образце на глубине залегания несплошности. Такие случаи должны быть отмечены в журнале и заключении по результатам контроля отдельной строкой.
При контроле сварных соединений с проточкой под подкладное кольцо оценку дефектов проводят для номинальной толщины сваренных элементов в зоне проточки.
При экспертном или дублирующем контроле результаты контроля двумя де - фектоскопистами считают сопоставимыми, если эквивалентные площади одной и той же несплошности отличаются не более, чем в 1,4 раза (на 3 дБ).