Innovative method of quality control of welded joints using the magnetic memory of metal

 

На 12-й международной специализированной выставке сварочных материалов, оборудования и технологий WELDEX Россварка 23.10.12-26.10.12 ООО “Энергодиагностика” представил новый метод диагностики – экспресс метод контроля остаточных сварных напряжений и деформаций на основе магнитной памяти металла.

Существующие традиционные методы неразрушающего контроля (радиографический, магнитный, ультразвуковой, цветной и т.п. ) направлены на поиск контрольного дефекта, превышающего допустимые нормы и требуют зачистки контролируемой поверхности. Они не позволяют осуществлять раннюю диагностику сварных соединений на стадии их предразрушения, не всегда полностью обеспечивают надежность конструкции.

На надежных сварных соединений влияют уровень и равномерность напряжений, искажение геометрии, структурные измерения в сварном шве, пластические деформации и другие факторы. Поэтому был разработан метод диагностики, интегрально оценивающий состояние стыка, основанный на магнитной памяти металла.

Магнитная память металла -последствие, которое проявляется в виде остаточной намагниченности металла изделий и сварных соединений, сформировавшейся в процессе их изготовления и охлаждения в слабом магнитном поле, или в виде необатимого изменения намагниченности изделий в зонах концентрации напряжений и повреждений от рабочих нагрузок (слабое магнитное поле – геомагнитное поле и другие внешние поля мало напряженности).

Метод магнитной памяти металла – метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния на поверхности изделий с целью определения зон концентрации напряжений, дефектов, неоднородности структуры металла и сварных соединений.

Собственное магнитное поле рассеяния изделия – магнитное поле рассеяния, возникающее на поверхности изделия в зонах устойчивых полос скольжения дислокаций под действием рабочих или остаточных напряжений или в зонах максимальной неоднородности структуры металла.

Метод контроля МПМ осуществляется без зачистки металла и специального намагничевания (используется остаточная намагниченность от поля сварки или от поля Земли) и позволяет:

– определять на сварном шве или вблизи него зоны концентрации остаточных напряжений (КН) – основные источники развития повреждений;

– контролировать угловые сварных соединения;

– определять необходимость и качество термической обработки сварных швов;

-выполнять контроль точечной контактной сварки;

-выполнять экспресс-анализ качества новых и старых сварных соединений по уровню и распределению остаточных напряжений;

-выполнять функции ферритолитрии в сварных швах и изделиях из аустенитного и ферритно-аустенитного класса.

Метод осуществляется с помощью малогабаритных приборов, имеющих автономное питание и регистрирующие устройства. Приборы контроля не имеют аналогов, серийное их изготовление организовано в России на предприятиях “Энергодиагностика” /г. Москва/. Приборы аттестованы в Госстандарте РФ.

На рис. 1. представлена схема контроля МПМ сварного соединения трубы двухканальным датчиком прибора типа ИКН-1М-4. феррозондовые преобразователи 1 и 3 располагаются при контроле по зонам термического влияния (ЗТВ) с обеих сторон шва, преобразователь 2 расположен между ними посередине, а преобразователь 4 расположен вертикально в противоположную сторону и предназначен для отстройки от внешнего магнитного поля.

Приборь - сканер
Рис.1. Схема контроля стыковых сварных соединений труб четырёхканальным датчиком прибора ИКН-1М-4: 1, 2, 3 – феррозондовые преобразователи сканирующего устройства для регистрации поля Нр на поверхности сварного шва; 4 – феррозондовый преобразователь для отстройки от внешнего магнитного поля Нр; 5 – колёса привода измерителя длины; ΔLб – базовое расстояние между феррозондовыми преобразователями.

 

На рис.2а приведены результаты контроля МПМ, распределенные поля остаточной намагниченности Нр с двух сторон стыка, характеризующее его удовлетворительное состояние, а на рис. 2б неудовлетворительное состояние стыка с зонами концентрации напряжений (КН).

 

Рисунок полейРис. 2а. Распределение поля остаточной намагниченности Нр с двух сторон стыка, характеризующее его УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЕ состояние Рисунок (б)Рис. 2б. НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНОЕ состояние стыка с зонами концентрации напряжений (КН).

ООО “Энергодиагностика” предлагает приборы контроля с использованием метода магнитной памяти металла измерители концентрации напряжений типа ИКН, датчики и сканирующее устройства, дефектоскопы вихретоковые и электромагнитные индикаторы трещины типа ЭМИТ, а так же программные продукты “МПМ-Система” и “МПМ-Ресурс”.

Контроль производится в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 24497-1-2009 “Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 1. Термины и определения. Часть 2. Общие требования. Часть 3 Контроль сварных соединений”, ГОСТ Р 52330-2005 “Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования.” ГОСТ Р 53006-2008 “Оценка ресурса потенциально опасных объектов на основе экспресс-методов. Общие требования”, РД 34.17.431-95 “Методические указания по технической диагностике сварных соединений трубопроводов и сосудов”, РД 34.17.446-97 “Методические указания по техническому диагностированию труб поверхностей нагрева паровых водогрейных котлов”, РД 51-1-98 ” Методика оперативной компьютерной диагностики локальных участков газопроводов с использованием магнитной памяти металла”.

ООО “Энергодиагностика” разработала методические указания и методики контроля, согласованные с Ростехнадзором, различных изделий. Например “Методические указания по техническому диагностированию трубопроводов”.

Независимый орган НОАП НК ООО “Энергодиагностика” проводит обучение, подготовку и аттестацию специалистов в области неразрушающего контроля, в том числе и по контролю напряженно-деформированного состояния по методу магнитной памяти металла.

 

 Авторы статьи:

к.т.н., доцент кафедры МК МГСУ
Оботуров Василий Иванович

ст. преподаватель кафедры МК МГСУ
Бажин Григорий Михайлович

 

95 total views, 1 views today

ARTICLES AND MATERIALS