Тема 13. Контроль сварочных материалов

К сварочным материалам (СМ) относят плавящиеся и неплавящиеся электроды, присадочную проволоку, различные флюсы и защитные газы.

В настоящее время в соответствии с РД 03-613-03 в России действует Система аттестации сварочных материалов (САСв). Это комплекс требований, определяющих правила и процедуру аттестации СМ, используемых при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств, применяемых на опасных производственных объектах.

САСв определяет структуру и принципы формирования аттестационных органов, виды и порядок аттестации СМ, порядок ведения реестров САСв Национального аттестационного комитета по сварке и контролю (НАКС).

Организационная структура САСв включает в себя Ростехнадзор РФ, НАКС и Аккредитованные аттестационные центры (АЦ).

Аттестацию СМ подразделяют на первичную (ПА), дополнительную (ДА), периодическую (ПРА) и внеочередную (ВА).

ПА проходят СМ, которые ранее не были аттестованы для сварки технических устройств.

ДА проходят СМ, прошедшие ПА, при расширении области их применения и в случае введения новых НТД или изменения действующих.

ПРА проходят СМ раз в 3 года для продления срока действия Свидетельства об аттестации.

ВА проходят СМ при введении территориальными органами Ростехнадзора РФ запрета на их применение для проведения сварочных работ.

Аттестация СМ производится в аккредитованных АЦ, имеющих «Аттестат соответствия» и зарегистрированных в Реестре САСв.

АЦ должен располагать квалифицированными кадрами и аккредитованной испытательной лабораторией, оснащенной оборудованием, приборами и приспособлениями для проверки характеристик и технологических свойств сварочных материалов, испытания свойств различных зон сварных соединений согласно требованиям действующих НТД для технических устройств, указанных в «Аттестате соответствия».

Процедура аттестации СМ начинается с подачи заявки от организации изготовителя или поставщика СМ по программам, разработанным НАКС и согласованным с территориальным органом Ростехнадзора РФ.

На каждую партию аттестуемого СМ одной марки Заказчик предоставляет в АЦ следующую информацию и документацию:

- организация-изготовитель, тип и марка СМ, назначение и группа свариваемых материалов, оригинал или заверенная копия сертификата качества;

- вид аттестации, способ сварки, виды свариваемых деталей, типы сварных соединений и пространственные положения при сварке;

- нормативные и фактические свойства и характеристики СМ по данным выходного контроля;

- НТД на технологию изготовления СМ и проведение сварочных работ с их использованием.

На основании заявки заказчика и прилагаемой к ней документации АЦ назначает аттестационную комиссию, которая разрабатывает программу испытаний СМ и согласовывает ее с территориальным органом Ростехнадзора.

Процедура аттестации СМ включает в себя проведение общих, практических и специальных испытаний, которые проводятся в аккредитованной испытательной лаборатории АЦ.

Общие испытания заключаются в проверке соответствия параметров СМ требованиям НТД по двум направления: проверке документации и качества изготовления.

При общих испытаниях СМ контролируются следующие параметры:

- наличия сертификата и ТУ на изготовление;

- проверку сохранности упаковки и наличия на ней этикеток, срока годности;

- проверку внешним осмотром состояния и геометрии поверхности;

- прочность покрытия электродов и сварочной проволоки;

- химический состав и влажность (покрытые электроды, сплошные и порошковые проволоки, флюсы и защитные газы).

Электроды принимают партиями. Они должны быть герметично упакованы в пачки, с этикетками с указанием типа, марки, диаметра, назначения, стандарта на изготовление, завода-изготовителя, номера партии и даты изготовления.

Контроль внешнего вида осуществляют выборочным путём определенного количества электродов (0,1 % от каждой партии) из разных пачек.

Отобранные электроды подвергаются тщательному внешнему осмотру. При этом измеряются следующие обнаруженные дефекты: поры, вмятины, риски, задиры и волосные трещины, участки растрескивания и сколы покрытия и оголённые участки стержня. Недопустимым дефектом считается наличие окалины и ржавчины на стержне под покрытием электрода. Покрытие электрода на его торце должно быть снято под углом 30-45⁰. На контактный торец электрода должен быть нанесен слой ионизирующего покрытия, облегчающего первоначальное зажигание дуги. С другой стороны ближе к контактной части стержня на покрытии должна быть нанесена марка электрода. Маркировка должна визуально определяться после трехкратной прокалки в печи перед использованием электродов.

На каждый из обнаруженных дефектов устанавливаются нормы браковки. Так на поверхности покрытия электродов допускаются отдельные поры размером не более 1,5 и глубиной не более 0,5 его толщины. Количество пор не должно превышать двух на каждых 100 мм покрытия. Допускаются также продольные волосные трещины и местные сетчатые растрескивания в суммарном количестве не более двух на электрод. Отдельные продольные риски должны быть глубиной не более 25 %, а местные вмятины не более 50 % толщины покрытия в количестве не более четырех и суммарной протяженностью до 25 мм на одном электроде. Глубина местных задиров не должна превышать 25 % толщины покрытия при их количестве не более двух на электрод. Разность толщины покрытия определяют с помощью микрометра в трех местах центральной части электрода, смещенных на 50-100 мм по его длине и на 120⁰ по окружности. Для электродов диаметром 3,0 мм она не должна превышать 0,12 мм, диаметром 4,0 мм – 0,16 мм. Кривизна электродов длиной 350 мм не должна превышать 0,7 мм, длиной 450 мм – 0,9 мм.

Прочность покрытия проверяют путём изгиба электрода и падения его плашмя на гладкую стальную плиту толщиной 14 мм с высоты 0,5 м – для электродов Ø4,0 мм и более и с высоты 1,0 м – для электродов Ø3,2 мм и менее. При этом покрытие не должно разрушаться. Допускаются частичные откалывания протяженностью не более 5 % его длины. Оценку результатов проверки прочности осуществляют внешним осмотром и измерением обнаруженных участков отколов покрытия с точностью до 1,0 мм. После проверки электроды хранятся в герметичных контейнерах в сухих помещениях. При длительном хранении электроды перед сваркой просушивают.

На неплавящихся вольфрамовых электродах контролируют их диаметр, овальность (в четырёх местах по длине прутка) и состояние поверхности (должна быть гладкой, шлифованной или полированной без вмятин, забоин и рисок).

Сварочную проволоку поставляют в бухтах, катушках или кассетах. Проволока снабжена металлическими бирками, в которых указан стандарт, марка и завод-изготовитель. Каждая партия проволоки должна иметь сертификат. При поступлении проволоки в необходимых случаях производят её очистку от противокоррозионных смазок и окислов.

Очистку от смазок окислов и красок выполняют механическими или химическими способами (механических способ для сталей, химический способ для алюминиевых сплавов).

После очистки, проволока наматывается на кассеты. В последние годы сварочная проволока для механизированной сварки поставляется уже в упакованных кассетах, пригодных к использованию.

В некоторых случаях проводят химический анализ проволоки и затем осуществляют пробную сварку с анализом химического состава и механических свойств наплавленного металла. При сварке обращают внимание на свойства дуги, шлака, характер плавления.

Проволока должна храниться на складах в условиях, исключающих ржавление и загрязнение поверхности. С целью исключения образования ржавчины рекомендуется использовать специальную омеднённую сварочную проволоку.

Сварочная проволока для проверки выбирается из нескольких партий (не менее трех) одной марки, плавки, назначения и диаметра. Последний измеряют микрометром не менее чем в двух местах на расстоянии более 5 м друг от друга. Предельные отклонения по диаметру для проволоки Ø до 4,0 мм составляет 0,09 мм, Ø свыше 4,0 мм – 0,16 мм. Овальность проволоки не должна превышать половину предельного отклонения по диаметру. Поверхность проволоки должна быть чистой и гладкой без трещин, расслоений, пленок, закатов, раковин, забоин, окалины, ржавчины, масла и других загрязнений. При этом допускаются отдельные вмятины, риски и царапины глубиной не более 25 % предельного отклонения по диаметру.

Порошковую проволоку при длительном хранении обязательно следует прокаливать и проверять механические и технологические свойства при сварке образцов.

Порошковую проволоку дополнительно проверяют на коэффициент заполнения методом взвешивания ее образцов длиной 100-150 мм. Коэффициент заполнения К_з представляет отношение веса металлической оболочки к общему весу образца. Допуск на равномерность заполнения проволоки, взятой из разных бухт не должен превышать 5 %. Предельные отклонения для порошковой проволоки Ø 2,4-2,8 мм составляет ±0,10 мм.

Сварочный флюс упаковывают в герметичные мешки с этикетками, на которых должны быть указаны марка флюса, стандарт и завод-изготовитель.

Плавленные флюсы для проверки отбирают из нескольких партий (не менее трех) одной марки в количестве не менее 10 кг от каждой.

Сварочный флюс контролируют на размер зерна путём просеивания через сито с ячейками, соответствующими верхнему и нижнему пределам размеров зерен. Размер зерен наиболее распостраненных стекловидных и пемзовидных флюсов должен находиться в диапазоне 0,25-3,0 мм. Размер зерен, строение и цвет флюса определяют визуально при 3-х кратном увеличении.

Флюс проверяют на содержание влаги, которая не должна превышать 0,1 %. Для этого пробу массой 100 грамм просушивают при температуре 300 ^оС и взвешивают через определенные интервалы времени. Просушивание прекращают, когда результаты взвешивания становятся одинаковыми. Количество влаги определяется по разности между первым и последним взвешиванием. Флюс более чувствителен к влаге, чем покрытый электрод. Поэтому флюс должен храниться в герметичных ёмкостях и перед сваркой обязательно подвергаться просушиванию.

Флюс используют одновременно с проволокой при пробной сварке. При выполнении сварки оценивают устойчивость горения дуги, а после сварки - отделимость шлаковой корки при небольшом простукивании шва молотком.

В необходимых случаях контролируют механические свойства и химический состав наплавленного металла.

Защитный газ поставляют в баллонах, снабжённых этикетками, в которых указывается его марка, состав и завод-изготовитель. В необходимых случаях газ проверяют на наличие примесей.

На наличие влаги газ контролируют путём подачи струи на фильтровальную бумагу. При содержании влаги, превышающей допустимые значения, газ пропускают через осушитель, заполняемый силикагелем (кристаллическое вещество). Для осушки аргона используются осушители с титановой стружкой, нагретой до температуры 400 – 450 ^оС.

Практические испытания СМ проводят после общих в случае их положительных результатов.

Сварочные работы при практических испытаниях должны выполняться аттестованными сварщиками с квалификацией не ниже 5-го разряда на аттестованном оборудовании. Сварку набора контрольных образцов выполняют в пространственных положениях, предусмотренных программой испытаний, в соответствии с заявкой заказчика.

При практических испытаниях проверяют сварочно-технологические свойства СМ. При этом контролируются следующие параметры: род и полярность тока, качество возбуждения, стабильность горения и эластичность дуги, качество формирования шва и отделяемость шлаковой корки, производительность наплавки, санитарно-гигиенические показатели. Покрытие электродов должно плавиться равномерно, козырек должен быть не более 3,5 мм. После сварки на основном металле не должно быть чрезмерного разбрызгивания. Отделимость шлаковой корки проверяют при сварке корневого прохода стыкового соединения с V-образной разделкой пластин размером 150×100×8-15 мм. Коэффициент наплавки должен быть не ниже значения, приведенного в сертификате на аттестуемый СМ.

Выставление экспертных оценок в баллах от 1 до 5 производится членами аттестационной комиссии (АК) в количестве не менее 3-х человек. По каждому показателю сварочных свойств СМ определяется средний балл. СМ считается прошедшим практические испытания, если средний балл по каждому из показателей сварочных свойств будет не менее 4.

Специальные испытания проводятся в случае положительных результатов практических. При этом на КСС контролируются следующие параметры: химический состав наплавленного металла (НМ) и сварного шва (СШ), наличие недопустимых дефектов и механические свойства сварного соединения (СС). Другие виды испытаний (например, на коррозионную стойкость, жаропрочность и т.д.) могут проводиться по решению АК или заявки Заказчика в соответствии с программами, разработанными АЦ и согласованными с Ростехнадзором.

Химический состав наплавленного металла определяют при восьмислойной наплавке на пластины из соответствующего ОМ количественным химическим или спектральным анализом.

Сплошность шва определяют методами визуального и измерительного контроля (ВИК), радиографическим (РК) или ультразвуковым (УЗК) контролем.

Механические испытания проводят в соответсвии с ГОСТ 6996-66. При этом определяются следующие параметры:

- временное сопротивление на разрыв σ_в, МПа (НМ, СШ, СС);

- относительное удлинение δ, % (НМ. СШ);

- угол загиба α, град. (СС);

- ударная вязкость а_н Дж/см² (НМ, СШ);

- твердость HB, HRC (НМ, СШ).

Проверка механических свойств СШ может быть заменена на НМ. Показатели механических свойств определяют как среднее арифметическое результатов, полученных на заданном по НД числе образцов.

По результатам аттестации каждой марки СМ АК оформляет Протокол аттестации с отчетом, в котором приводятся все этапы проведения испытаний в соответствии с программой аттестации. К нему прилагаются заявки на аттестацию СМ, заверенные акты и заключения по контролю качества контрольных сварных соединений (КСС). Протокол подписывается председателем и членами АК, руководителем АЦ и представителем территориального органа Ростехнадзора. При положительном заключении в протоколе НАКС оформляет Свидетельство об аттестации СМ.

В случае отрицательного заключения НАКС по результатам испытаний, приведенных в протоколе АЦ, заказчику направляется обоснованный отказ в выдаче Свидетельства об аттестации СМ.

По окончании срока действия Свидетельства об аттестации СМ (действительно в течение 3-х лет) или при назначении внеочередной аттестации НАКС информирует об этом заявителя, АЦ, проводившую аттестацию и органы Ростехнадзора. После прохождения периодической или внеочередной аттестации выдается новое Свидетельства об аттестации СМ в установленном порядке.

На каждую партию принятых сварочных материалов работниками ОТК организации-потребителя составляется приемочный акт. На некачественные материалы составляется рекламационный акт, направляемый изготовителю.

При выявлении организацией-потребителем партии бракованных СМ, она самостоятельно подает рекламацию поставщику и информирует территориальные органы Ростехнадзора и НАКС о неудовлетворительном качестве поставленных СМ.

Дата добавления: 2013-12-12