Стилоскопирование: неразрушающий контроль
4,56 (Проголосовало: 34)
Общий порядок выполнения процедуры неразрушающего контроля установлен положениями приказа Ростехнадзора от 21 ноября 2016 года N 490. Данный нормативный документ определяет общие условия применения методов, безопасных для проведения анализа, а также определяет правила реализации соответствующих работ. Перечень основных методов неразрушающего контроля и типовые технологии их использования описаны в межгосударственном стандарте ГОСТ 18353-79. Указанный стандарт содержит около десяти различных позиций. Кроме того, в нем указывается, что этот список может быть дополнен другими способами проверки целостности объектов.
Определение
Стилоскопирование – это метод, который помогает быстро определить химический состав металла сварного шва на соответствие нормам нормативно-технической документации. Это поможет определить наличие углерода, серы, фосфора, хрома, никеля и т.д.
Общий порядок выполнения процедуры неразрушающего контроля установлен положениями приказа Ростехнадзора от 21 ноября 2016 года N 490. Данный нормативный документ определяет общие условия применения методов, безопасных для проведения анализа, а также определяет правила реализации соответствующих работ. Перечень основных методов неразрушающего контроля и типовые технологии их использования описаны в межгосударственном стандарте ГОСТ 18353-79. Указанный стандарт содержит около десяти различных позиций. Кроме того, в нем указывается, что этот список может быть дополнен другими способами проверки целостности объектов. В этом случае правила и условия их применения должны быть установлены федеральными нормами и правилами, утвержденными приказом Ростехнадзора.
Специальные руководящие документы
Технология проведения проверки целостности объекта методами неразрушающего контроля может существенно различаться в зависимости от следующих факторов:
В зависимости от перечисленных причин проверка объекта может осуществляться с применением той или иной технологии неразрушающего контроля. Для целей унификации процедуры в рамках различных сфер деятельности разрабатываются специальные руководящие документы.
Неразрушающий контроль стилоскопированием: применение метода
Стилоскопирование. Определение химического состава сварного шва для увеличения прочности изделия
Во время соединения металлов путем сваривания внутри шва или на его поверхности за счет высокой температуры дуги могут появляться практически незаметные дефекты. Любой из них отрицательно влияет на прочность конечного изделия, так как мельчайшие трещины могут привести к разгерметизации.
Что такое стилоскопирование сварных швов, в чем суть данного метода
Существует несколько методов, применение которых позволяет выявлять мелкие дефекты шва перед использованием. Один из самых доступных – стилоскопирование, в основе которого лежит спектральный анализ. Способ направлен на выявление количества легирующих примесей в сварном шве. Иными словами, можно определить химический состав металла в месте соединения.
ГОСТы, используемые для работы
Существует несколько документов, четко регламентирующие все нюансы, связанные с процессом стилоскопирования:
Области применения
Контролю подвергаются любые изделия, выполненные из легированной стали (в ее состав, помимо стандартных примесей, вводят специфические элементы для достижения желаемой прочности, стойкости и других показателей. К таким элементам относится хром, азот, никель и др).
Химический состав шва проверяют у любых емкостей и труб, которые впоследствии будут подвергаться воздействию высокого давления и химически агрессивных сред.
Метод актуален для тех производств, где важно четкое соблюдение состава сплавов. Он не используется на небольших частных предприятиях, металлоконструкции которых не нуждаются в высоком уровне контроля.
Технология
Процедура проверки несложная, но требует наличия специального оборудования и определенных навыков оператора.
Используемое оборудование
Стилоскоп – оборудование, которое позволяет провести стилоскопирование. Бывает двух типов: стационарный (используется в лаборатории) и переносной (подходит для производств).
Независимо от размера, они очень похожи и обладают рядом идентичных узлов.
Главный элемент стилоскопа – электрод, основной функцией которого является зажигание дуги на изделии. Чаще всего его изготавливают из стали, вольфрама или меди и устанавливают на головку прибора. При помощи шлифовального круга (реже токарного станка) конец электрода необходимо затачивать, чтобы он корректно работал. Специалист должен иметь при себе целый набор сменных электродов, потому что замеры можно производить только один раз, после чего они нуждаются в очередной коррекции.
Второй основной элемент стилоскопа – генератор, подсоединенный к корпусу. Благодаря ему, на сам стержень подается ток, который, в свою очередь, возбуждает дугу. От нее исходит свет, который, проходя через пары металла, проникает в щель. Ее ширина в зависимости от типа прибора колеблется от 0,01 до 0,02 мм.
Один из ключевых элементов стилоскопа – ряд линз, благодаря которому, можно определить точный химический состав примесей.
Трехлинзовая система, или фотометрический клин имеет разные фокусные расстояния. Он сначала принимает пучок света на две призмы, который затем отражается и направляется в объектив окуляра. Такая система, как правило, сменная и имеет разную степень увеличения.
Порядок проведения процедуры
Преимущества и недостатки метода
Метод широко распространен, благодаря ряду положительных аспектов:
Несмотря на то что метод прост и безопасен, его применение затрудненно из-за некоторых недостатков:
Что такое стилоскопирование сварных швов
Среди неразрушающих методов контроля сварных швов стилоскопирование металла – самый «древний». Он был внедрен в 30-е годы прошлого века. Применяется для проверки однородности соединений сосудов высокого давления, котлов, трубопроводов, нагруженных сварочных металлоконструкций. Стилоскопированием быстро определяют вредные примеси, хотя точность результата во многом зависит от зоркости оператора, метод надежный. Порядок стилоскопирования сварных швов регламентирован ГОСТ 7122-81, он указывается в нормативно-технической документации для многих видов работ: при производстве трубопроводов, сварных технологических емкостей, опорных конструкций.
Что такое стилоскопирование
Во-первых, это экспресс-метод химсостава сварных соединений, наличия в металле углерода, серы, фосфора, других легирующих элементов. Говоря языком учебников, стилоскопирование швов – это неразрушающий метод контроля, основанный на сравнении спектральных линий испаряющихся паров расплава с эталонными снимками. По спектру сложно определить концентрацию компонентов. Оператор делает оценку «на глазок». Результат стилоскопирования всегда субъективный. Но серьезных аварий после тестирования сварных швов удается избежать.
Область применения
Выявление компонентов, снижающих качество сварных швов, главная цель стилоскопирования. Металл способен насыщаться газами в процессе сварки, элементы выгорают при температуре, превышающей точку плавления. Анализ выявляет нарушения технологии изготовления сварных сосудов, трубопроводов. Под давлением дефектное соединение может лопнуть.
Стилоскопирование металла шва проводят с целью определения химического состава. Фосфор, углерод определяют в искровом режиме, остальные компоненты – в спектре дуги. Качественный контроль необходим при производстве литых изделий. Стилоскопированием определяют марку стали во время приемки металла на склад или при разборе лома. Переносными моделями можно пользоваться в любых условиях, перед сборкой или ремонтом металлоконструкций, при необходимости, проверяют химсостав заготовок.
Преимущества и недостатки
Стилоскопирование популярно из-за:
Исследование связано с воздействием вредных факторов: приходится вдыхать пары металла, если в приборе не предусмотрено вентилирование. Напрягаются глаза.
Порядок проведения контроля
Этапы проведения проверки:
Если при стилоскопировании в сварном шве обнаружены вредные примеси, проводится дополнительный анализ еще в трех точках.
Применяемое оборудование
Производители выпускают стилоскопы двух типов:
Стационарные ограничены параметрами исследуемого узла, они обычно габаритные, устанавливаются в лабораториях. Отличаются высокой чувствительностью, длительной работой, подключаются к стандартной сети. Они не перегреваются, оценка спектра проводится в автоматическом режиме.
Переносные приборы весят от 2 до 5 кг, они идут в комплекте с мобильным силовым модулем. Предназначены для исследования габаритных металлоконструкций, работы в полевых условиях. Для стилоскопирования труднодоступных участков созданы модели с подвижным блоком прожига, он закреплен на гибком оптоволоконном проводе.
Современное оборудование для контроля сварных швов оснащается фотографирующим блоком, компьютером с программой автоматического распознавания спектра по снимку. Такие приборы выдают объективные результаты.
Устройство и принцип работы
Набор основных узлов у всех стилоскопов одинаковый. Центральная часть прибора – фотометрический клин с трехлинзовой системой, у каждой свое фокусное расстояние. Через него проходит пучок света, попадающий в приемную щель размером до 20 микрон. Затем свет попадает на пару трапециевидных призм. Отражаясь от них, направляется в окуляр. Для удобства работы делают съемные окуляры с разной кратностью увеличения, чтобы можно было рассмотреть тонкие линии спектра.
Сменными элементами являются электроды, их делают из различных металлов:
В процессе заточки электроды стачиваются. Их заменяют на новые. Генератор монтируется в корпус прибора или делается самостоятельным узлом.
Принцип действия стилоскопа основан на способности металла испаряться под действием дуги. По свечению паров методом спектрального анализа определяется компонентный состав металла. В прилагаемом к прибору атласе представлены световые характеристики основных компонентов сплавов. По яркости свечения операторы судят о концентрации примесей.
Стилоскопирование – один из неразрушающих способов контроля сварных швов. Примеси в металле могут стать причиной внутренних дефектов, снижающих прочность соединения. Контроль проводится на трубопроводах, сосудах высокого давления. Стилоскопом пользуются для определения марки стали.
Ndt Control
Стилоскопирование металла
Стилоскопирование металла — это неразрушающий метод проведения высококачественного спектрального анализа, способный установить легирующие элементы в сварных швах, выполненных с применением легированных присадочных материалов. Метод основан на визуальном контроле путем сравнения яркости полученных спектральных линий в дуговом разряде с нормативными показателями.
Правила и обязательность проведения этой процедуры установлены федеральными нормами и утверждены приказом Ростехнадзора. Такому анализу в обязательном порядке относятся все детали котлов и трубопроводов, которые изготовлены из легированной стали, а также наплавленный металл, образованный на сварных швах, соединяющих их в единое устройство.
Особенности метода, что оценивает и выявляет
Стилоскопирование относится к неразрушающим методам контроля. Он базируется на способности свечения у паров металла в дуговом разряде, полученном между двумя электродов в низковольтной искре. Один из них установлен в форме стального стержня, он выполняет в устройстве функции эталонного электрода, а в качестве второго применяется контролируемый образец.
При дуговом разряде протекает перенос вещества с электродов, при этом происходит заполнение межэлектродного пространства парами раскаленного металла, имеющего свою уникальную линию спектра. Излучение светящихся паров попадает на призму оптической системы стилоскопа, где начинается процесс их разложения, в результате которого получаются спектральные линии с определенною длиной волны, доступные для наблюдения через приборный окуляр.
По результатам стилоскопирования можно провести два вида оценки — качественную по спектрограммам, которые собраны в атласе и входят в комплектацию прибора и количественную — по таблицам сравнительной интенсивности.
С использованием данного метода оценивается химсостав металла сварных швов на наличие: углерода (С), титана(Ti), никеля (Ni), хрома(Cr), вольфрама(W), серы (S) и других элементов.
Такие приборные измерения позволяют установить соответствие качества присадочных материалов на сварном соединении требованиям ГОСТ, РД и других ведомственных нормативных актов.
Важно! Если в результате стилоскопического контроля был получен отрицательный результат, то должен быть проведен повторный контроль элементов и сварных швов, но уже с удвоенным числом контрольных точек.
При вторичном негативном итоге, проводят спектральный либо химанализ исследуемых образцов, результаты которых станут окончательными.
Что такое стилоскопирование сварных швов? С какой целью проводят?
Стилоскопирование швов сварных соединений является одним из видов контроля качества. Несмотря на невысокую точность, он широко применяется при производстве сосудов и трубопроводов с целью быстрого определения легирующих компонентов и некоторых вредных примесей.
Порядок проведения работ, объем и места анализа регламентируются отраслевыми руководящими документами и государственными стандартами.
Стилоскопирование сварных швов – что это такое?
Стилоскопирование – это экспрессный метод оценки химсостава металла сварного шва на соответствие требованиям НТД (нормативно-технической документации). Он основан на визуальном контроле, который заключается в сравнении яркости полученных спектральных линий с эталонными снимками.
Впервые этот метод был внедрен в практику в 30-е гг. XX века и широко применяется в промышленности до сих пор.
С помощью стилоскопирования можно определить наличие следующих веществ в сталях и цветных сплавах:
Данный метод контроля относится к качественному и полуколичественному (субъективному) типу анализа, то есть он применяется в тех случаях, когда отсутствуют высокие требования к точности измерений.
Стилоскопирование проводится также в качестве первого шага оценки качества сварных швов ответственных соединений. Если его результаты не удовлетворяют требованиям НТД, то производятся другие виды исследования, на основании которых делают окончательное заключение о пригодности соединения.
Области применения
Стилоскопический анализ проводится в следующих случаях:
Контроль качества может производиться как в цеховых, так и в полевых условиях (при наличии сети переменного тока для питания источника возбуждения спектра).
Кроме того, благодаря универсальности стилоскопов, их можно использовать для других операций:
Нормативная документация
Необходимость стилоскопирования сварных соединений определяется конструкторской и проектной документацией, техническими нормативами, установленными в организации-изготовителе металлоконструкций и оборудования.
Требования к проведению такого контроля имеются также в отношении следующих объектов:
Чаще всего стилоскопированию подвергают узлы, изготовленные из нержавеющих и жаропрочных легированных сталей для определения хрома и молибдена.
Человеческий фактор и надежность металлоконструкций
Материал деталей подбирается конструктором так, чтобы обеспечить их наилучшую свариваемость. Марка электрода также оговаривается в нормативной документации на проектирование и проведение сварочных работ.
В связи с этим может возникнуть вопрос – с какой целью проводят стилоскопирование металла шва?
Нарушение проектных условий сварки может наблюдаться в том случае, если произошла случайная замена нормативного материала детали или в результате неправильного подбора электрода сварщиком.
Проведение «быстрого» спектрального анализа позволяет предотвратить в последующем аварийный выход из строя установки или разрушение металлоконструкции.
С помощью стилоскопа можно на месте оценить содержание сотых долей элементов в стали и сплавах. Общая длительность данного вида контроля составляет порядка 2-3 минут, не требует сложной подготовки, а изделие после операции контроля может сразу использоваться по своему назначению.
Физические основы метода
Стилоскопирование – это неразрушающий метод контроля, основанный на явлении свечения паров металла в дуговом разряде (низковольтной искре). Последний создается с помощью системы двух электродов, одним из которых является исследуемый образец, а вторым – «постоянный» электрод прибора.
Его изготавливают в виде стального стержня или медного диска. Во время горения дуги осуществляется перенос вещества с электродов, а пространство между ними заполняется раскаленными парами.
Для каждого вида металла характерны свои линии спектра. Излучение светящихся паров направляется в оптическую систему стилоскопа, где в призме происходит его разложение в спектральные линии с определенной длиной волны. Их можно наблюдать в окуляре. Если в спектре присутствуют линии того или иного химического элемента, то это значит, что он имеется в материале сварного шва и наоборот.
Качественная оценка производится по спектрограммам, собранным в атласе, а полуколичественная – по таблицам сравнительной интенсивности. Эти данные прилагаются в комплекте к спектрометру.
Смотрите видео-сюжет про применение неразрушающих методов контроля:
Порядок выполнения анализа
Стилоскопирование сварных соединений осуществляется в следующем порядке:
Если сварной шов выполнен двумя и более сварщиками, то производится контроль каждого участка. При получении неудовлетворительных результатов делают дополнительный анализ в 3 точках.
Смотрите интересное видео — стилоскопирование, спектральный анализ:
Типы стилоскопов
В промышленности выпускают 2 основных вида стилоскопов:
В продаже имеются также гибкие стилоскопы для работы в труднодоступных местах. У таких моделей блок прожига закреплен на оптико-волоконном проводе.
Видео-обзор стилоскопа СЛ-13, который предназначен для эмиссионного визуального качественного и полуколичественного анализа сталей, цветных металлов и сплавов:
Основные параметры приборов
Основными характеристиками стилоскопов являются:
Устройство приборов
Стилоскопы состоят из 2 основных блоков:
Современные модели стилоскопов также оснащены портом USB или аналоговым входом для соединения с цифровыми устройствами, могут иметь ЖК-дисплей и фотографирующее устройство (камеру-окуляр) для сохранения изображения.
Преимущества и недостатки
К преимуществам стилоскопического анализа сварных швов относятся:
Недостатками этого метода контроля являются:
