Контроль напряженно-деформированного состояния сварных соединений
Анатолий ДУБОВ,
генеральный директор ООО «Энергодиагностика», профессор, д.т.н. (Москва)
Одной из важных и сложных проблем современного неразрушающего контроля (НК) качества сварных соединений разных типов является поиск и определение в них «слабого звена» в единой комплексной системе факторов «структурно-механическая неоднородность - дефекты сварного шва - конструктивный и технологический концентратор напряжений», то есть зон с высокой неоднородностью напряженно-деформированного состояния или зон концентрации напряжений (ЗКН). Это важно как при изготовлении сварных соединений, так и при их эксплуатации.
Традиционные методы НК сварных соединений, указанные в отраслевых нормативных документах, направлены на выявление дефектов по критериям несплошности (макродефектов) и геометрии. Самый главный фактор, определяющий надежность сварного соединения - распределение остаточных сварочных напряжений, до сих пор в широкой практике не контролируется. Физические методы оценки напряженного состояния сварных соединений по критериям деформационной и структурной неоднородности в отраслевых документах, как правило не представлены.
Широко применяемые методы дефектоскопии, ориентированные только на поиск несплошностей в сварных соединениях, не могут обеспечить достоверную оценку их качества. Кроме того, проблемными задачами традиционной диагностики являются контроль угловых, тавровых, тройниковых сварных соединений, соединений контактной сварки, тонких пластин. Опираясь только на результаты дефектоскопии, технологу-сварщику трудно выявлять причины дефектности шва и совершенствовать технологию сварки.
Очень важной и актуальной проблемой является также контроль остаточных напряжений (ОН) до и после термической обработки сварных соединений при выполнении различных технологических наплавок в результате коробления. Анализ известных методов контроля ОН позволяет заявить об их непригодности к широкому практическому внедрению, прежде всего, из-за больших подготовительных работ - зачистки поверхности с удалением валика шва, построения тарировочных графиков и других.
Обобщая сказанное, можно сделать вывод, что на сегодня не существует ни одного метода и прибора НК для оперативного контроля качества сварных соединений, позволяющих без специальной подготовки поверхности определять слабое звено в единой комплексной системе «концентрация напряжений - дефект».
В этой связи метод магнитной памяти металла (МПМ) представляет большие практические возможности, прежде всего, как инженерный метод экспресс-контроля качества и как метод комплексной оценки сварных соединений по магнитным полям рассеяния, возникновение которых обусловлено формированием остаточной намагниченности в процессе сварки.