Качество сварочных работ определяется тем, насколько прочным получился шов. При этом контроль соединения должен быть неразрушающим, что заставляет мастеров после завершения операции обращаться к специальным методам проверки. В некоторых случаях допускается и внешний осмотр без приборов, но в случае с ответственными конструкциями визуальным контролем нельзя ограничиваться. Его может дополнить цветная дефектоскопия сварных швов – один из наиболее эффективных, удобных и достоверных методов анализа подобных соединений.
Особенности метода проверки
Данный способ проверки сварных швов относится к капиллярным, но ориентируется исключительно на внешнюю дефектовку. То есть с его помощью нельзя проверить внутреннюю структуру зоны соединения, в отличие, например, от ультразвуковой дефектоскопии. Обычно такой проверке подвергаются металлы, склонные к трещинообразованию. Кроме того, цветной контроль позволяет эффективно выявлять выходящие на поверхность несплошности.
Что касается принципа проверки, то он базируется на чувствительности металлов к взаимодействию с дефектоскопическими цветными материалами. Вопреки распространенному мнению анализ в качестве контролируемых сведений использует не характеристики поверхности заготовки, а изменения, спровоцированные путем раздражения структуры химическими веществами. На процессах химического воздействия и основывается метод цветной дефектоскопии, который позволяет обрабатывать информацию об изменениях и на выходе предоставлять данные о выявленных недостатках металла.
Сам метод как таковой редко используется один. Обычно его применяют в общем комплексе проверки – вместе с ультразвуковым. Сначала следует цветной анализ, а затем ультразвуковая дефектоскопия.
Применяемые материалы
Как уже говорилось, дефектоскопия не обходится без применения специальных химических веществ. Стандартный набор для цветной дефектоскопии включает в себя три типа компонентов: индикаторный пенетрант, очищающее средство и проявитель. То есть контроль цветной чувствительности будет активизирован за счет трехэтапной обработки рабочей зоны. На каждой стадии применяются специальные материалы.
Пенетранты – это, по сути, красящие вещества, которые могут быть представлены в разных видах. Применяются также и порошковые средства, но для их использования должны вводиться и дополнительные операции термического воздействия или смешивания с жидкостями. Подходящие конкретному металлу пенетранты для цветной дефектоскопии подбираются на основе нескольких эксплуатационных свойств. Учитывается, в частности, огнеупорность, экологичность и токсичность, исключение необходимости последующей зачистки и т. д.
Требования к месту проведения контроля
Проводить операцию дефектоскопии можно только в специально подготовленном помещении. Важно учитывать требования к коммуникационному оснащению места, к характеристикам воздуха, техническому обеспечению и т. д. Помещение должно проветриваться, не иметь источников открытого пламени или интенсивного нагрева. Освещение должно быть общим и местным, приближенные к месту операции светильники должны иметь защиту от теплового воздействия.
Следует изначально позаботиться и о создании оптимального микроклимата – только в благоприятных условиях может быть качественно проведена цветная дефектоскопия. ГОСТ 18442-80, в частности, указывает на то, что воздух должен быть сухим и теплым – при необходимости для достижения этих характеристик можно воспользоваться инфракрасным подогревателем, который обеспечит сушку проявителя на уровне 5 °С. Техническое оснащение будет зависеть от способов нанесения химических компонентов. В частности, для нанесения того же пенетранта могут использоваться краскораспылители, аэрозольные баллончики, кисти и т. д.
Подготовка основы шва
Участок соединения также подготавливается к операции дефектоскопии. Если на поверхности имеются выраженные шероховатости или загрязнения, то можно воспользоваться мелкозернистым материалом и произвести легкую обработку. Далее выполняется обезжиривание. Для этой задачи можно использовать один из компонентов набора дефектоскопии, но важно, чтобы он именно обеспечивал эффект обезжиривания, а еще лучше – повышал чувствительность контроля. Не рекомендуется использовать для таких целей керосин, но можно применять бензин и ацетон. Если же в помещении отсутствует вентиляция, то обезжиривание выполняется только водными растворами на основе порошкообразных синтетических средств низкой концентрации. Если планируется цветная дефектоскопия небольшой по размеру детали, то можно применить и полное погружение в обезжиривающий состав. В остальных случаях используется или техника распыления на целевой участок, или нанесение ветошью, смоченной в растворе.
Нанесение пенетранта
В первую очередь наносится индикаторный пенетрант. Как и в случае с обезжириванием, выполнять эту процедуру можно посредством распыления, погружения или обработкой кистью – это зависит от характеристик заготовки. Причем нанесение должно осуществляться в несколько слоев (4-6) и так, чтобы каждый предыдущий пласт состава не успевал высохнуть. Также, чтобы цветная дефектоскопия сварных швов показывала оптимально точный результат, каждый последующий слой должен охватывать большую площадь относительно прежнего. Связано это с тем, что каждый новый слой будет растворять контур предыдущего пятна, не допуская резких переходов и наплывов, которые могут быть восприняты как ложные трещины. Если операция производится в условиях отрицательной температуры, то и сам пенетрант должен иметь состояние порядка 15 °С.
Удаление пенетранта
Сразу после несения индикаторную пленку следует удалить, используя чистую салфетку или ткань, не имеющую грубого ворса. Предварительно материал надо смочить в этиловом спирте и очищать поверхность до полной ликвидации покрытия. Проблемы могут возникнуть, если работы ведутся на поверхности шероховатого металла – в таком случае есть смысл воспользоваться легкими абразивами. Далее применяется масляно-керосиновая смесь. Она покрывает всю целевую площадь, а затем также удаляется ветошью или салфетками. На протяжении двух описанных этапов цветная дефектоскопия должна сохранять чистоту и сухость поверхности вокруг шва. Это важно для поддержания точности дальнейших контролирующих процедур.
Нанесение проявителя
Как и в случаях с индикаторными слоями и очищающими составами, проявитель укладывается разными способами – от кисти до пульверизаторов. Главное на этом этапе – соблюсти равномерность и монолитность формируемого покрытия. Поэтому необходимо тщательно проверять инструменты распыления, сопла и другие элементы приборов, которые влияют на качество доставки средства к целевому месту. Все это в дальнейшем повлияет на контроль цветной дефектоскопией, а также на качество последующих проверочных операций. После нанесения проявителя выполняется сушка. Ее можно и не выполнять, дождавшись полимеризации в естественных условиях, но для ускорения процесса допускается применение маломощных точечных нагревателей.
Осмотр контролируемой зоны
Когда проявитель высохнет, можно готовиться к его осмотру, подождав еще примерно 30 мин. Далее контроль методом цветной дефектоскопии предполагает использование лупы, обеспечивающей минимум 5-кратное увеличение. Если применяется техника послойного контроля, то проверка может выполняться уже через 2 минуты после обработки проявителем.
В процессе оценки оператор фиксирует характеристики оставленного пятна – в частности, заносит в журнал размеры контуров, форму и т. д. Главная же задача, которую ставит цветная дефектоскопия, заключается в обнаружении изъянов поверхности, которые четко проявляют себя после завершения процедуры. Выявлены могут быть и механические повреждения, и следы коррозийного воздействия, а также трещины с чрезмерными наплывами.
Безопасность при выполнении дефектоскопии
Требования к мерам безопасности обусловлены угрозами возгорания и взрыва при проведении дефектоскопии. Поэтому необходимо как минимум подготовить спецодежду, включающую в состав хлопчатобумажный халат, головной убор и резиновые перчатки, поверхность которых нужно покрыть тальком. На самом участке должны быть в полном объеме соблюдены меры безопасности. В ходе проведения процедуры не должно быть ни открытых источников огня, ни искр. Если цветная капиллярная дефектоскопия выполняется в регулярном порядке в одном и том же помещении, необходимо установить соответствующие таблички о запрете курения и соблюдении мер пожарной защиты. Ветошь, салфетки и легковоспламеняемые средства следует хранить в огнеупорной таре.
Заключение
Будет неправильно рассматривать данный способ оценки качества сварного шва как оптимальный, выбирая его из общего спектра других методов. Это специально направленный способ обследования, который ориентирован именно на анализ поверхности заготовки. То есть цветная дефектоскопия не является комплексной мерой контроля, но с относительно высокой эффективностью дает информацию о внешних изъянах. Если этот способ дополнить другими методами исследования внутренней структуры шва, то можно получить полные сведения о структуре металла. Далее уже принимается решение о возможной коррекции выявленных дефектов. В некоторых случаях производится вторичная сварка – это будет зависеть от количества и значимости дефектов с точки зрения влияния на прочность структуры заготовки. Иногда дефектовку такого типа применяют и для анализа структуры старых швов и соединений в эксплуатируемых конструкциях.
