2.2 Prezentarea Cauzelor Care Duc La Aparitia Acestor Discontinuitati

2.2.1 Fisura

Printre cauzele care pot determina aparitia fisurii se numara: incompatibilitatea chimico- mecanica dintre metalul de adaos si metalul de baza, utilizarea unui curent prea mic la sudare, folosirea unei viteze mari de racire, inclusiv fortarea racirii pentru obtinerea unor avantaje de executie, aplicarea unor tratamente termice postsudare neadecvate care pot produce fisurarea la reincalzire, lipsa preincalzirii sau sudarea cu temperatura de preincalzire insuficienta.

In aceeasi masura se invoca: eliminarea necorespunzatoare a hidrogenului atribuita uneori chiar formelor netehnologice de imbinari, care poate avea ca urmare fisurarea sub cordon sau rigidizarea exagerata a constructiei sudate, soldata de multe ori cu fisurarea lamelara, ordine de sudare necorespunzatoare, prin care se provoaca tensiuni interne mari, manipularea defectuoasa a subansamblelor si ansamblelor mari si puternic bridate, deformarea plastica la cald sau la rece, dupa sudare precum si prezenta altor defecte - sufluri aliniate, crestaturi marginale, arsuri etc.

Fisurile pot fi generate si de tensiunile interne produse intre dendritele cristalizate sub un unghi mic, ca o consecinta a unei forme de rost neadecvate, precum si de tensiunile interne produse prin comprimarea pieselor in cazul sudarii pieselor cu rost insuficient. Printre cauzele majore ale fisurarii la cald, in special la sudarea sub flux, se mentioneaza raportul exagerat dintre latimea si grosimea cusaturii, fapt care determina o solidificare inceata si un transfer intens spre baie a sulfului si fosforului din flux.

Fisurile longitudinale produse de contractia transversala, mai frecvente la sudarea automata, trebuie asociate cu viteze ridicate de sudare, precum si cu prezenta suflurilor. La sudarea unor sectiuni mari cu coordonate inguste, fisurarea este provocata de viteze mari de racire si tensiunile interne care iau nastere.

Fisurile transversale se produc de obicei ca urmare a contractiilor longitudinale prin folosirea unui metal de adaos cu rezistenta la rupere prea mare. Fisurile transversale si fisurile in retea sunt localizate mai frecvent in craterele de capat.

2.2.2 NEPATRUNDEREA

Cauzele producerii lipsei de patrundere sunt folosirea unui curent prea mic de sudare sau a unei viteze de avans prea ridicate, geometria necorespunzatoare a rostului si mai ales a unui unghi insuficient, folosirea unui electrod de diametru prea mare, precum si accesul limitat la rost si pozitia necorespunzatoare de sudare si manipulare a electrodului. Defectul se produce mai frecvent la imbinarile circulare.

2.2.3 INCLUZIUNEA DE GAZ

Dintre principalele cauze care determina acest defect, se mentioneaza: excesul de sulf in materialul de baza sau in cel de adaos, continut ridicat de hidrogen in baie, provenit din impuritatile gazelor de protectie, curent prea mic de sudare, viteze mari de racire, depunerea unui strat prea gros, arc prea lung la sudarea cu electrozi bazici, rost oxidat, impuritati organice, substante de pasivizare, vopsea, umezeala in rost, folosirea electrozilor cu invelisul de protectie fisurat sau partial indepartat, folosirea invelisurilor respectiv a fluxurilor umede, precum si in cazul sudarii la temperaturi joase cand zona incalzita transpira formand pelicula de apa. In cazul in care defectul este provocat de prezenta hidrogenului in sudura sau in zona influentata termic exista pericolul de producere a fisurilor.

2.3 DESCRIEREA DISCONTINUITATILOR

2.3.1 FISURA

Se simbolizeaza cu litera E si este considerata cel mai periculos defect al imbinarii sudate. Fisura se produce fie in timpul solidificarii (fisura la cald), fie dupa racire (fisura la rece), datorita plasticitatii ca urmare a fragilizarii materialului in special prin hidrogenare, in cursul racirii sau tratamentului termic. Fisura poate fi insa generata si ca urmare a nivelului ridicat de tensiuni interne de intindere, precum si datorita unor constituenti duri, instabili, cu coeficienti de dilatare (contractie) sensibil diferiti de cei ai matricii structurale de baza.

Fisurile pot fi clasificate atat dupa directia de propagare in raport cu axa imbinarii, cit si dupa zona de localizare. Din punct de vedere al directiei de propagare, fisurile pot fi longitudinale simbol Ea, transversale, simbol Eb si ramificate sau in retea, simbol Ec. Dupa zona de localizare se deosebesc fisuri in materialul de adaos, fisuri in zona influentata termic sau care traverseaza aceasta zona spre materialul de baza si / sau spre materialul de adaos si fisurile plasate in exclusivitate in materialul de baza.

Parametrii geometrici de caracterizare ai fisurii sunt: lungimea, adancimea, inclinatia fata de axa imbinarii si volumul care delimiteaza zona de extindere a unei retele de fisuri ramificate.

2.3.2 NEPATRUNDEREA

Se simbolizeaza cu litera D. Defectul este determinat de absenta materialului de adaos dintr-o anumita zona a sectiunii rostului.

Defectul se localizeaza de regula la radacina in cazul sudurilor unilaterale (simbol Db), respectiv intre rosturi in cazul sudurilor bilaterale(simbol Dc), fig.2.3. Particularitatile de localizare a nepatrunderii faciliteaza diagnosticarea in cursul controlului nedistructiv, deosebirea ei de alte defecte cum sunt: lipsa de topire si fisura.

Parametrii geometrici care caracterizeaza nepatrunderea sunt: lungimea, inaltimea (h) si latimea (b).

Fig.2.3 Lipsa de patrundere la imbinarea cap la cap:

a- unilaterala; b- intre rosturi

2.3.3 SUFLURA

Se simbolizeaza cu litera A. Se formeaza prin degajare de gaze, in special de azot, hidrogen, sulf si oxigen in cursul procesului de racire datorita scaderii solubilitatii acestor elemente in masa metalica o data cu racirea solutiei si inghetarea lor in masa metalica in cursul solidificarii.

Cantitatea de gaze depinde de raportul dintre presiunea si viteza de miscare relativa a gazelor si viteza de formare a germenilor de cristalizare, respectiv de viteza de cristalizare a baii.

Dupa forma si distributie in sectiunea si lungimea cusaturii, suflurile pot fi de mai multe feluri. Astfel, din punct de vedere al formei se deosebesc sufluri sferoidale, simbolizate Aa, la care lungimea axei mari nu depaseste cu mai mult de 50% pe cea a celorlalte axe si suflurile tubulare simbolizate Ab, la care lungimea axei mari intrece cu peste 50% pe cea a celorlalte axe.

Din punct de vedere a distributiei se deosebesc sufluri izolate, sufluri uniform repartizate, sufluri aliniate, simbolizate Ac, sufluri grupate, simbolizate Ad si sufluri de suprafata cunoscute si sub denumirea de pori.

Suflurile tubulare se formeaza de regula la radacina imbinarii sau intre straturi si evolueaza spre suprafata pe directia gradientului de racire. La sudarea in baie de zgura lungimea lor poate sa atinga chiar sute de mm. Suflurile aliniate se produc numai la sudarea semiautomata si automata.

Suflurile grupate sunt provocate, in majoritatea cazurilor, de inceputul, reluarea sau terminarea defectuoasa a sudarii.

Parametrii care caracterizeaza suflura sunt diametrul si / sau lungimea, distanta minima intre doua sufluri, volumul, care delimiteaza zona in care se gasesc grupate, concentratia liniara sau concentratia volumica.

CAP. 3 PROCEDEE, METODE SI TEHNICI DE CONTROL NEDISTRUCTIV

Se prezinta metodele si tehnicile de control nedistructiv capabile sa semnaleze prezenta fisurilor, incluziunilor de gaze si nepatrunderilor in imbinarea sudata prin topirea tevilor.

MA DE DESCRIEFORRE A DIFERITELOR TEHNICI DE CONTROL NEDISTRUCTIV

Fiecarei tehnici ii este asociat un tabel cuprinzand 6 blocuri:

Metoda

Principii

Obiective

Aplicatii

Limitari

Referinte

3.1.1Metoda

In acest bloc este descris fenomenul fizic care sta la baza tehnicii de control nedistructiv precum si indicatiile (signatura) care apar ca urmare a aplicarii tehnicii descrise.

Descrierea este facuta in termenii transferului de energie, materiale si sau informatie.

3.1.2Principii

Fiecare tehnica poate fi complet caracterizata prin 5 factori principali:

3.1.2.1.Sursa de energie - sau mediul utilizat pentru examinarea obiectului (de exemplu raze x, unde ultrasonice, etc.)

3.1.2.2.Natura semnalelor, imaginii si sau indicatia rezultata din interactiunea cu obiectul supus examinarii (de exemplu atenuarea razelor x sau reflectia ultrasunetelor

3.1.2.3.Metode de detectare a semnalelor rezultate (de exemplu prin foto emulsie, cristal piezoelectric)

3.1.2.4.Metoda de indicare si sau inregistrarea semnalelor (deflexia fascicolului unui osciloscop)

3.1.2.5.Baza de interpretare a rezultatelor: indicatii directe sau indirecte, calitative sau cantitative, analiza signaturii.

3.1.3.OBIECTIVE

In blocul obiective sunt mentionate atributele obiectivului pentru care acesta este examinat nedistructiv. Acestea sunt:

Discontinuitati si separatii ( fisuri, goluri, incluziuni, stratificari)

Structura (structura cristalina, dimensiuni de graunte, segregatii)

Metrologie dimensionala (grosime, diametru , dimensiunea golului, fisurii, etc.)

Proprietati fizice sau mecanice - reflectivitatea, conductivitatea, modul de elasticitate, etc.

Compozitie si analiza chimica - identificarea aliajelor, impuritati, distributia elementelor de aliere etc.

Tensiuni si raspuns dinamic - tensiuni reziduale, cresterea fisurii, uzura, vibratii, etc.

Analiza indicatiei (continutul imaginii, spectrul de frecventa, configuratia cimpului.

3.1.4.APLICATII

In blocul de aplicatii este prezentata utilizarea practica a tehnicii. Informatia cuprinsa in acest bloc este impartita in trei grupe, fiecare cu cate doua subgrupe.

In primul grup sunt incluse materialul precum si forma obiectului.

In al doilea grup sunt incluse posibilitatile de folosire on line" a tehnicii descrise precum si utilizarea sa in general in cadrul controlului de calitate.

Cel de-al treilea grup prezinta componente, structuri, ansamble si sisteme la care tehnica este aplicabila in mod curent.

3.1.5.LIMITARI

Blocul de limitari cuprinde conditiile cerute de tehnica, curpinzand urmatoarele:

Conditii ce trebuie intrunite pentru ca tehnica sa sa poata fi aplicata (acces, contact fizic, prepararea suprafetelor, etc.)

Cerinte privind adaptarea traducatorului sau mediului de incercare la obiectul examinat.

Acest bloc mai cuprinde si factori care:

Limiteaza detectia si / sau caracterizarea fisurilor, masurarea proprietatilor fizice, etc

Limiteaza interpretarea semnalelor si / sau generarea imaginilor digitizate.

3.1.6.Referinte

Blocul de referinte indica locul unde pot fi gasite informatii suplimentare asupra tehnicii de control nedistructiv descrise.

Tabel 3.1 OBIECTIVE SPECIFICE TEHNICILOR DE CONTROL NEDISTRUCTIV AL SUDURILOR

3.2. REPREZENTAREA METODELOR DE CONTROL NEDISTRUCTIV

3.2.1.ULTRASUNETE

Unele proprietati ale ultrasunetelor(reflexia, refractia si atenuarea) permit utilizarea acestora la punerea in evidenta a defectelor pieselor metalice sau nemetalice. In defectoscopie se folosesc unde ultrasonore longitudinale, transversale sau de suprafata cu frecventa de 14MHj, produse prin efect piezoelectric.

Dispozitivele folosite pentru producerea si introducerea ultrasunetelor in piesele controlate se numesc palpatoare. Ele se construiesc in mod diferit, in functie de felul undelor ce trebuie generate - longitudinale, transversale sau de suprafata. Elementul de baza al unui palpator il constituie o pastila de material piezoelectric avand suprafetele mari metalizate si puse in contact cu sursa de alimentare cu curent de inalta frecventa.

Un defectoscop ultrasonic cuprinde in componenta sa un generator de curent de inalta frecventa ce trimite impulsuri palpatorului, un amplificator A, care amplifica semnalele electrice primite de la palpatorul ce receptioneaza semnalele acustice din piesa controlata, si un sistem de redare - de obicei un defectoscop - pe care se pot citi rezultatele controlului.

Dintre metodele de control existente, doua sunt mai raspandite in practica, si anume:

metoda cu impuls transmis sau metoda umbrei la care se folosesc doua palpatoare din care unul emitor E, iar celalalt receptor R. Intrucat defectele reflecta ultrasunetele, existenta lor se poate evidentia masurand amplitudinea semnalului receptionat pe ecranul osciloscopului.(figura 3.2.1 a).

metoda cu impuls reflectat, denumita si metoda ecoului, la care se foloseste un singur palpator E R care, pe rand, lucreaza ca emitor, respectiv ca receptor (efectul piezoelectric este reversibil). Existenta defectului este marcata prin aparitia unui semnal de defect, amplasat intre semnalul de intrare si cel provenind de la fundul piesei F. La aceasta metoda se poate masura si adancimea la care se afla defectul, distantele dintre semnalele de pe ecranul osciloscopului fiind proportionale cu spatiile parcurse de fasciculul ultrasonor in materialul controlat(figura 3.2.1 b).

Fig. 3.2.1. Schemele principalelor metode de control cu ultrasunete

1.piesa sanatoasa;

2.piesa cu defect mic;

3.piesa cu defect mare.

Controlul defectoscopic cu ultrasunete se utilizeaza in scopul detectarii defectelor de profunzime, ajungand pana la adancimi de ordinul metrilor. Cu palpatoare de constructie speciala se pot pune in evidenta si defecte situate in preajma suprafetei.

Raspandirea larga a defectoscopiei cu ultrasunete se datoreaza faptului ca in urma controlului se obtine o cantitate relativ mare de informatii privind pozitia, dar si felul defectului.

3.2.1.1 GENERALITATI

Controlul cu ultrasunete pune in evidenta toate tipurile de efecte interne ale imbinarii sudate. Metoda ultrasonica poate fi folosita si pentru determinari de grosimi de pereti si straturi depuse. Se poate aplica la toate metalele si la materialele nemetalice. Avand o penetrabilitate deosebita, ultrasunetele permit controlul sectiunilor foarte mari(pana la 5-10mm in otel cu structura ferito-perlitica). Limitarile in aplicare sunt determinate numai de structurile grosolane si cu inalt apod de eterogenitate. Aparatele fiind usoare, portabile si autonome, metoda poate fi utilizata cu rezultate deosebite si in conditii de santier. Tehnicile de control, in special controlul imersat, se preteaza la mecanizare si automatizare.

Rezultatul controlului este imediat si sigur, putand identifica cu precizie locul, marimea si adancimea defectelor. Datorita sensibilitatii ridicate a metodei, se pot detecta defecte ale dimensiuni nici (sub 1mm), respectiv fisuri fine, care nu pot fi evidentiate radiografic. Aparatele standard nu sunt echipate cu sisteme automate de inregistrare a defectelor, ca urmare folosirea metodei implica personal cu inalta calificare. Controlul complet automatizat, condus de un microcalculator este de data foarte recenta si permite vizualizarea rezultatului printr-un sistem de televiziune integrat si inregistrarea pe banda magnetica.

Din punct de vedere economic, controlul cu ultrasunete este mult mai ieftin si mai productiv decat controlul cu radiatii penetrante, daca numarul de defecte nu depaseste o anumita limita. Atat investitia initiala, cat si cheltuielile curente sunt sensibil mai mici.

Operatiile de control si de interpretare a rezultatelor reclama personal cu inalta constiinciozitate si competenta, avand o calificare superioara celui folosit pentru aplicarea celorlalte metode de control, scolarizat si autorizat pentru acest domeniu.

SENSIBILITATEA

In conditiile unei talonari si utilizari corespunzatoare, sensibilitatea

metodei de control ultrasonic poate sa atinga ordinul de marime 0,01mm. Gradul de concordanta a parametrilor geometrici ai defectului determinati ultrasonic cu dimensiuni reale este mai scazut decat in cazul controlului radiografic. Nivelele cele mai inalte de semnificatie au fost puse in evidenta in privinta lungimii defectului de tip nepatrundere, precum si in privinta suprafetei defectelor in general, independent de tipul acestora.

Nivelul cel mai slab se obtine in privinta latimii defectului, desfasurata pe directia de examinare.

Pozitia defectului se determina cunoscand pozitia palpatorului la care se receptioneaza amplitudinea maxima a semnalului reflectat. Presupunand ca in aceasta pozitie defectul se afla pe axa de simetrie a fasciculului, la localizarea defectelor sunt posibile doua marje de erori:

eroarea de determinare a pozitiei palpatorului;

eroarea de masurare a coordonatelor defectului.

3.2.1. ULTRASUNETE PRIN METODA PULS-ECOU

3.2.2.RADIATII PENETRANTE

La baza controlului defectoscopic cu radiatii penetrante sta proprietatea unor radiatii( x, ) de a strabate materia solida si de a atenua cu distanta parcursa, dupa o relatie de forma:

I=I₀ e^-μx

In care: Io si I reprezinta intensitatea radiatiei inainte, respectiv dupa parcurgerea distatei x in material iar μ coeficientul de absorbtie a radiatiei.

Pentru a pune in evidenta prezenta defectului piesei este de ajuns sa se sesizeze neuniformitatea intensitatii radiatiei emergente. In functie de modul in care se realizeaza acest deziderat se deosebesc urmatoarele metode de control:

controlul radioscopic la care radiatia emergenta este dirijata asupra unui ecran fluorescent, defectele aparand capete luminoase pe fondul mai putin luminos al ecranului;

control radiografic la care radiatia emergenta atinge un film radiografic pe care il impresioneaza. Dupa prelucrarea filmului defectele apar pe acesta capete de culoare inchisa pe fondul intunecat, reprezentand imaginea piesei controlate;

controlul radiometric la care se masoara intensitatea radiatiei emergente cu aparatura adecvata.

Dintre cele trei metode cea mai folosita este metoda radiografica. Aplicarea ei necesita un montaj aparte cuprinzand:

un ecran din plumb, care lasa sa treaca radiatia numai in portiunea controlata;

o caseta continand filmul radiografic si ecranele intensificatoare, realizate din folii subtiri din plumb, care amplifica radiatia ce impresioneaza filmul;

un ecran din plumb, cu grosime relativ mare care impiedica radiatiile secundare sa ajunga la film;

un indicator de calitate a imaginii, de forma unei placute cu trepte sau gauri sau a unor sirme, a carui imagine pe film permite aprecierea marimii defectelor

Radiatiile x folosite in defectoscopie se obtin cu ajutorul tuburilor Röentgen sau al acceleratoarelor de particule.

Controlul cu radiatii penetrante permite detectarea si localizarea defectelor de profunzime, situate pana la adancimi de circa 90mm (pentru otel) in cazul radiatiilor x.

3.2.2.1.Generalitatii

Controlul cu radiatii penetrante pune in evidenta aproape toate tipurile de defecte din imbinarile sudate. Poate furniza in mod suplimentar indicatii asupra integritatii pieselor montate si asupra variatiilor de grosime. Poate fi aplicat atat cu instalatii fixe si semimobile, cat si cu ajutorul instalatiilor mobile in conditii de santier. Se poate utiliza la majoritatea

materialelor. Recurgandu-se la tehnica fluoroscopica, controlul cu radiatii X se preteaza la automatizare.

Controlul cu raze X utilizeaza surse de energie variabila, pe cata vreme controlul cu radiatii gama, surse de energie constanta si independente de retea. La ambele metode rezultatul se inregistreaza, ramanand ca document al controlului, desi el nu se obtine imediat, ci numai in urma prelucrarii filmului. Limitari apar in primul rand la grosimile controlabile, datorita dependentei adancimii penetrate de tensiunea maxima sau de activitatea sursei. In plus, la configuratii geometrice complexe, in special in cazul sudurilor de colt, aplicabilitatea metodei este limitata datorita manevrabilitatii scazute a surselor, in special a celor de raze X. Gradul de decelabilitate este scazut in general in cazul fisurilor orientate in plan perpendicular pe directia fasciculului. De asemenea extinderea in profunzime a defectelor nu poate fi determinata.

Din punct de vedere calitativ, controlul cu raze X este superior controlului cu raze gama, in special la grosimi mici si mijlocii.

Din punct de vedere economic, costul investitiei initiale este mai mic in cazul surselor gama. Productivitatea costului scade pe masura cresteri grosimi produsului datorita maririi timpului de expunere si a timpului necesar pentru racirea sursei.

Din punct de vedere al protectiei muncii, amandoua metodele implica un pericol de iradiere, in general mai mare in cazul surselor gama. Ca urmare activitatea de control cu radiatii penetrante se poate desfasura numai cu autorizatii oficiale eliberate de organe de supraveghere pentru unitati nucleare, necesitand totodata personal calificat si autorizat in acest scop, precum si respectarea cu strictete a regulilor specifice de tehnica securitatii muncii.

3.2.2.2.Sensibilitatea

Sensibilitatea radiografica reprezinta capacitatea unei radiografii de a reproduce cat mai fidel discontinuitatile din piesa controlata si de a le face sesizabile prin diferente minime perceptibile intre densitatile de innegrire.

ΔD=0,434 G Δif/If

Luand in consideratie, pe de alta parte, ca sensibilitatea se poate exprima ca raport intre dimensiunea celui mai mic defect decelabil Δx si

S=(2,3 ΔD/μe*g*s)*100[%]

Defectul minim detectabil se poate calcula intr-o prima aproximatie exprimand proportionalitatea variatiei intensitatii radiatiilor la parcurgerea defectului de grosime Δx cu variatia densitati de innegrire. Vom avea:

I2/I1=D₂-D₀/D₁-D₀=е^-(μ2-μ1)Dx

unde:

I₂ este intensitatea radiatiei dupa trecerea prin defect I₁ intensitatea radiatiei dupa parcurgerea materialului fara defect

D₂ si D₁ - densitatile de innegrire corespunzatoare

D₀ - densitatea de innegrire initiala (voalul filmului)

μ₁ si μ₂ coeficienti de atenuare in materialul fara defect, respectiv in mediul defectului.

Facand inlocuirea:

D₂-D₁=D₂-D₀-(D₁-D₀),

rezulta:

D₂-D₁/D₁-D₀ + 1 = е^-(μ2-μ1)Dx

Notand fractia cu χ si logaritmand se obtine:

Dx = ln(χ +1)/ μ₁-μ₂

Sensibilitatea radiografica este influentata si de tipul sursei de radiatie. Pe baza unor cercetari recente, nivelele de sensibilitate relativa obtenabile cu indicatori de calitate a imaginii, cu fire, la iradierea cu diferite tipuri de surse, rezulta din figura 3.2.2.2. Se pune in evidenta sporul de calitate la iradierea cu raze X, in special la grosimi sub 20-30mm. Totodata, se observa ca sensibilitatea se mareste pe masura ce energia radiatiilor scade.

Fig. 3.2.2.2. Variatia limitei de sensibilitate radiografica in functie de grosime

3.2.2. RADIOGRAFIA CU RAZE X

OPTICO-VIZUAL

Aceasta metoda este foarte simpla si consta in observarea atenta a suprafetelor pieselor cu ochiul liber sau cu ajutorul unor aparate optice (lupe, microscoape, endoscoape) cu putere de marire ajungand la x40. Desi subiectiva, intr-o oarecare masura, metoda permite detectarea unor defecte mari, dar si a unora fine, ajungand chiar la 0,005.0,1 mm deschidere.

Ca orice metoda de examinare ne distructiva aceasta a avut etape de dezvoltare si diversificare, astfel, se poate vorbi despre examinarea vizuala directa a suprafetelor accesibile, in cazul materialelor opace, si despre examinarea interioara a obiectelor transparente, cum ar fi sticla, cuartul, materialele plastice, etc. In ambele cazuri examinarea vizuala serveste le determinarea numarului defectelor, a marimii si formei acestora, finisarii suprafetelor, a nuantei de culoare caracteristica, prezentei de discontinuitati si caracteristicilor functionale ale pieselor. Examinarea vizuala se poate regasi in aproape toate celelalte metode de examinare nedistructiva cu decizie hotaratoare.

Metoda examinari vizuale directe se caracterizeaza prin simplitate, prin usurinta in aplicare, cost relativ scazut, caracteristici care ar fi trebuit sa o situeze printre metodele preferabil de examinare, dar in realitate metoda aceasta a fost si este folosita foarte putin si se poate spune chiar ignorata. Cauzele care au condus la ignorarea acestei metode se regasesc in urmatoarele:

lipsa de experienta si slaba pregatire a operatorului caruia I se care in primul rand o cunoastere aprofundata a obiectului de examinat. Astfel despre calitatea unei suduri, operatorul, aplicand metoda examinarii vizuale directe, poate furniza informatii numeroase ca si deductii si presupuneri logice, astfel: prezenta porilor deschisi la suprafata il conduce pe un operator experimentat spre deductia existentei acestora si in interior prezenta sau absenta fisurilor, orientare si pozitia acestora fata de imbinarea sudata, variatia dimensiunii si formei sudurii (convexitate, supraincalzire, etc.).

diminuarea functiilor vizuale din cauza inaintarii in varsta a operatorului sau din cauza unor leziuni de origine centrala, ce pot produce, la nivelul aparatului vizual, daca sistemul este lezat, tulburari senzoriale, motorii sau senzitive.

Necesitatea unei curatiri corespunzatoare a suprafetei obiectului ce este supus examinarii, suprafata ce trebuie, concomitent sa fie iluminata adecvat, in domeniul spectrului vizibil, si situata la o distanta care sa permita examinarea.

Perceperea imagini poate fi imbunatatita de la caz la caz cu ajutorul instrumentelor optice. Datorita diversitatii instrumentelor optice, este dificil de a

5.face o clasificare riguroasa a acestora, mai cu seama ca intr-un instrument optic poate intra ca parte componenta, fie o piesa optica, fie un sistem optic, celelalte partii ale constructiei pot sa nu joace un rol important.

In cea ce priveste formarea imagini, precum si marirea acesteia, pentru obiectele situate la mica distanta, se utilizeaza instrumente optice de tip lentila, oglinzi, lupe, care au la bara legile geometrice si trigonometrice ale opticii geometrice, fara a merge in detaliu asupra naturii luminii.

Sursele de lumina folosite in examinarea optica nedistructiva pot avea, de la caz la caz, spectru continuu, discontinuu sau monocromatic. Pentru a obtine lungimea de unda dorita, se folosesc surse de lumina (lampi cu vapori de mercur, sodiu sau alti vapori) cu filtre de sticla, lichid sau gaz.

In cazul examinarii fenomenelor ultrarapide, in fotografie, masurari stroboscopice fenomene invizibile cu ochiul liber, se utilizeaza iluminarea intermitenta prin pulsuri luminoase de scurta durata (zeci de μs), obtinuta cu ajutorul lampilor "fulger" in care energia acumulata pe un condensator este transformata descarcarii.

Semnalele de la sursa de lumina, dupa ce aceasta a fort reflectata de catre piesa de examinat, sunt inregistrate vizual sau fotoelectric prin celule fotoelectrice, foto-multiplicatoare, sau un sistem inchis de televiziune.

Domeniul de verificare pentru fiecare metoda de examinare ne distructiva este limitat avand sensibilitatea si puterea de rezolutie maxima numai pentru o anumita parte a domeniului. Acest lucru este valabil si pentru examinarea vizuala-optica.

Factorii se concura la acesta sunt:

Limita de percepere a ochiului tanar, normal.

Limita optica de formare a imaginii, in primul rand a imperfectiunii instrumentelor optice si in al doilea rand a lumini folosite.

Limitele de percepere si apreciere ale personalului examinator (operatorului).

Fata de factorii enumerati mai sus, mai intervine calitatea instrumentelor folosite si intr-o masura mult mai mica precizia examinarii, respectiv eroarea de masura.

In general, echipamentul de examinare vizuala la mica distanta se caracterizeaza prin: puterea de marire cuprinsa intre 1,5x si 2000x; campul de lucru de la 0,1 la 90mm; puterea de rezolutie 0,0002-0,05mm; iluminarea poate fi: in camp luminos, intunecat, oblic, cu lumina polarizata, in faza de contrast sau prin interferenta.

3.2.3.TEHNICI DE CONTROL NEDISTRUCTIV VIZUAL-OPTICE

CAP. 4 METODE SI TEHNICI DE CONTROL DISTRUCTIV

Metoda de control distructiv care poate fi utilizata pentru confirmarea rezultatelor controlului nedistructiv si determinarea influentei discontinuitatilor asupra caracteristicilor mecanice sau de alta natura a imbinarii sudate prin topire a tevilor cu diametrul (ø) 1000mm si grosimea peretelui 15mm este incercarea la tractiune.

4.1 PREZENTAREA METODEI

Deoarece starile de tensiune intalnite in practica sunt extrem de variate, este imposibila determinarea experimentala, in fiecare caz, a caracteristicilor mecanice ale materialelor. Dupa cum este cunoscut din teoria starilor de tensiune limita, o stare de tensiune oarecare se echivaleaza, tensiunea cea mai simpla si cea mai usor de realizate experimental: aceea de la intinderea monoaxiala. In acest fel, comportarea materialelor la intinderea monoaxiala prezinta interes nu numai la solicitarea propriu-zisa la tractiune, ci si pentru toate celelalte stari de solicitare.

Incercarea la tractiune se executa aplicand unei epruvete o forta axiala crescatoare si masurind variatiile corespunzatoare ale lungimii epruvetei. De obicei, incercarea se face pina la ruperea epruvetei. Deformarea epruvetei in functie de forta de tractiune se poate evalua in doua moduri:

prin masurarea distantei dintre doua puncte A si B ale sistemului de prindere (fig. 4.1); masina de incarcat traseaza o curba (fig. 4.2) care arata cresterea fortei aplicate epruvetei in functie de cresterea distantei dintre cele doua puncte; variatia distantei include atat deformatia totala a epruvetei, cit si deformatiile unor piese ale masinii;

prin folosirea unui aparat numit extensometru, fixat pe epruveta intre doua sectiuni aflate la distanta Lo, care masoara variatia distantei dintre aceste sectiuni. Citirea indicatorilor extensometrului se face la anumite intervale de timp, pe masura cresterii fortei de tractiune, astfel incat curba de legatura intre forta si variatia DL a lungimii Lo se poate trasa prin puncte (fig. 4.3)

In ultimul timp au fost construite inregistratoare care se ataseaza masinilor de incercat si care au posibilitatea sa reprezinte continuu o curba ca aceea din fig. 4.3; acestea se cupleaza la sistemul de masurare a fortei, propriu masinii, si la un extensometru care masoara lungimea epruvetei.

Curba din fig. 4.3 se numeste caracteristica epruvetei; in cazul unor epruvete cu dimensiuni diferite, executate din acelasi material, curbele caracteristice (F,DL) nu sunt identice.

Pentru a defini comportarea materialului ar trebui trasata curba caracteristica a materialului care sa exprime legatura intre tensiunea σ si deformatia specifica ε. Intr-o sectiune transversala a epruvetei tensiunea este constanta si se calculeaza cu relatia:

Σ= F/S

in care S reprezinta aria sectiunii transversale variabila in timpul incercarii. Deoarece este foarte dificila masurarea sectiunii epruvetei pe toata lungimea si toata durata incercarii, tensiunea σ=F/S se inlocuieste prin raportul conventional R=F/So, in care So este valoarea sectiunii initiale a epruvetei.

Pe de alta parte, deformatia specifica ε nu este constanta pe lungimea epruvetei pe tot timpul incercarii. De aceea, marimea adimensionala ε se inlocuieste printr-o alta marime adimensionala, numita alungirea totala, notata At si definita prin relatia:

At =100x(Lu - Lo) Lo =100xDL/Lo [%]

in care Lo este lungimea intre rupere, iar Lu este lungimea ultima, adica lungimea epruvetei deformate, masurata intre rupere la aplicarea unei sarcini, sau dupa rupere, atunci aceasta se numeste alungirea la rupere si se noteaza cu litera A si cu un indice numeric.

Curba caracteristica a materialului se obtine, deci, in mod conventional, in coordonate R, At. Forme tipice de curbe caracteristice sunt schematizate in figura 4.4.

In general, curba caracteristica prezinta o portiune liniara OA, in care lungimea epruvetei este proportionala cu forta aplicata. In aceasta zona este valabila legea lui Hooke. Panta dreptei OA reprezinta modulul de elasticitate conventional al materialului : E = tgα; deoarece in aceasta faza a solicitarii starea de tensiune si starea de deformare in epruveta, pe lungimea Lo, sunt omogene se poate scrie E=σ/ε (in aceasta zona a curbei caracteristice axele de coordonate R, At pot fi inlocuite prin σ,ε). Tensiunea corespunzatoare punctului A se numeste limita de proportionalitate.

Urmatorul punct important al curbei caracteristice este punctul B. In zona OB, indepartarea sarcinii face ca epruveta sa-si recapete, intre repere, lungimea initiala Lo, in aceasta zona lungirea epruvetei este, deci elastica. Tensiunea corespunzatoare punctului B poarta numele de limita de elasticitate. Dupa depasirea acestei limite materialul incepe sa capete deformatii remanente (plastice). Deformatiile plastice, apar chiar si in zona de elasticitate, si anume, acele portiuni ale epruvetei in care orientarea cristalelor este nefavorabila. In cazul unor anumite materiale (oteluri, cupru) poate fi considerata existenta

unei portiuni elastice si a unei portiuni de proportionalitate, neglijandu-se deformatiile plastice care se produc chiar de la sarcini mici.

Zona deformatiilor plastice pronuntate (dupa punctul B de pe curba caracteristica, fig. 4.4) poate avea aspecte diferite, in functie de natura materialului. In cazul otelurilor cu continut redus de carbon, in curba caracteristica apare o zona in care deformatiile plastice sunt foarte mari si se produc la o forta exterioara constanta sau descrescatoare (fig.4.4 a). In aceasta faza a incercarii materialul curge", adica se deformeaza, desi sarcina nu mai creste ; pe curba caracteristica se obtine un "palier de curgere". Urmarindu-se, in timpul incercarii, indicatiile sistemului de masurare a fortei (sau avand trasata curba caracteristica) se poate determina momentul in care cresterea fortei inceteaza, in timp ce procesul de deformare a epruvetei continua. Raportul dintre aceasta sarcina si aria sectiunii transversale initiale a epruvetei se numeste limita de curgere aparenta si se noteaza Re. In timpul curgerii sarcina poate inregistra variatii (ca in fig. 4.5) intre o valoare maxima si o valoare minima.

Impartind aceste sarcini la aria sectiunii transversale initiale a epruvetei se obtin limita de curgere superioara Reh si limita de curgere inferioara Rel. Aceste doua caracteristici nu se pot determina prin urmarirea acului indicator al masinii, ci numai din diagramele inregistrate.

La materialele care nu au limita de curgere aparenta (fig. 4.4 b,c), stabilirea acesteia se face conventional.

-limita de curgere conventionala, fiind raportul dintre sarcina corespunzatoare unei alungiri neproportionale prescrise si aria sectiunii transversale initiale a epruvetei, se noteaza Rp, cu un indice numeric reprezentand alungirea neproportionala prescrisa. La oteluri aceasta alungire este de 0,2% si atunci notatia este Rpo,2

-limita de curgere re remanenta (pentru o alungire remanenta prescrisa), notata Rr, reprezentand raportul intre sarcina corespunzatoare unei alungiri remanente (la descarcarea epruvetei) prescrise si aria sectiunii transversale initiale a epruvetei. Alungirea remanenta prescrisa se mentioneaza ca indice la Rr. In cazul otelurilor, uzual, alungirea remanenta este 0,2%, astfel ca limita de curgere remanenta se noteaza Rr0,2.

Toate limitele de curgere se masoara in N mm².

In incheiere acestei prezentari generale a incercarii la tractiune se atrage atentia asupra caracterului conventional al acesteia. Dupa ce se depaseste limita de elasticitate, deformatiile mari pe care le capata epruveta incep sa produca o micsorare importanta a sectiunii transversale. Din aceasta cauza, tensiunea reala din epruveta, egala cu raportul dintre forta de tractiune inregistrata de masina si aria sectiunii momentane reale, este mai mare decat valoarea conventionala obtinuta prin impartirea fortei la aria sectiunii initiale.

Daca in sistemul de coordonate R , At se obtine o curba caracteristica ABCDE conventionala atunci caracteristica reala arata ca in figura 4.6.

Desi in punctul D forta incepe sa scada, tensiunea reala creste in continuare deoarece epruveta se gatuieste iar sectiunea acesteia sacade rapid. Pana la aparitia gatuirii, alungirea specifica era aceeasi pe toata lungimea epruvetei, asa incat alungirea At =Dl Lo si alungirea specifica ε erau identice. Caracteristica reala, dupa punctul D , este crescatoare pana in punctul E . Alungirea specifica reala la rupere este mai mare decat alungirea la rupere determinata cu baza de masurare Lo.

Pentru cazul in care deformatiile epruvetei sunt foarte mari se utilizeaza notiunea de alungire specifica naturala sau efectiva sau logaritmica, data de relatia:

Σ = ∫ dl L=lnL/Lo

in care Lo este lungimea initiala a epruvetei, iar L este lungimea efectiva momentana.

CAP. 5 CONTROLUL NEDISTRUCTIV AL IMBINARII SUDATE PRIN TOPIRE A TEVILOR

5.1IMBINAREA SUDATA PRIN TOPIRE A TEVILOR

5.1.1 ROLUL FUNCTIONAL

Rolul functional al imbinarii sudate prin topirea tevilor este acela de a asigura presiunea interna a fluidelor din conducte.

Conductele servesc pentru transportul fluidelor(apa, lichide tehnologice), abur, gaze de diferite compozitii. Pentru a se asigura un debit de transfer al fluidelor prin conducta suficient de ridicat, fluidul trebuie sa circule cu o anumita viteza.

Debitul este direct proportional cu viteza de transfer. Pentru asigurarea unei anumite viteze de transfer, fluidul trebuie sa aiba o anumita presiune.

Cu cat viteza de transfer va fi mai mare, presiunea trebuie sa fie mai ridicata.

Presiunea de lucru este de 10 atm.

5.1.2. MATERIALUL DE BAZA

Materialul de baza este OL T 45k.

Otelul se elaboreaza in cuptoare electrice, in cuptoare Martin, in convertizoare cu insuflare de oxigen sau prin alte procedee la alegerea producatorului.

Compozitia chimica a otelului pe probe de metal lichid trebuie sa fie conform tabelului 5.1.2.a.

Tabel 5.1.2.a

5.1.2.1. Caracteristicile mecanice garantate pe produs, determinate pe epruvete longitudinale, in conditiile atmosferei ambiante de incercare conform S.T.A.S. 6300/81, sunt date in tabelul 5.1.2.b.

Tabel 5.1.2.b.

Valorile limitei de curgere conventionala functiei de temperatura sunt date in tabelul 5.1.2.c.

Tabel 5.1.2.c

Valorile caracteristicilor de fluaj sunt date in tabelul 5.1.2.d

Tabel 5.1.2.d.

5.1.2.2.CARACTERISTICI FIZICE

Tabel 5.1.2.e.

Tabel 5.1.2.f.

Tabel 5.1.2.g.

5.1.3 TEHNOLOGIA DE FABRICATIE

5.1.3.1. LAMINAREA TEVILOR

Laminarea este procedeul de prelucrare prin deformare plastica - la cald sau la rece - realizat prin trecerea fortata a materialului prin intervalul dintre doi cilindrii care se rotesc in sensuri contrare sau in acelasi sens.

Principalele scheme de laminare sunt:

laminare longitudinala

laminare transversala

laminare elicoidala

Schema generala a procesului de laminare este prezentata in Fig.5.1.3.1.a

Antrenarea continua a materialului metalic intre cilindrii si schimbarea dimensiunilor acestuia se asigura prin prezenta fortei de deformare Fd si a frecarii de contact Ff, dintre materialul care se prelucreaza si suprafata de lucru a cilindrilor.

Pentru definirea elementelor geometrice ale zonei de deformare se presupun indeplinite urmatoarele conditii: cilindrii de laminor au acelasi diametru, se rotesc cu aceeasi turatie, asigura aceeasi valoare a coeficientului de frecare cu semifabricatul si nu sufera deformatii in timpul prelucrarii, semifabricatul are sectiune constanta si aceleasi proprietatii in toata masa.

Obtinerea tevilor cu diametrul (Ø) 1000mm si grosimea peretelui (s) 15mm se face prin laminare elicoidala.

Formarea tevilor sudate elicoidal se face plecand de la o banda, care este impinsa intr-o instalatie de formare, compusa dintr-o matrita alcatuita la randul ei dintr-un bloc metalic cu o suprafata curba, sau, dintr-o serie de role decalate intre ele (fig. 5.1.3.1., b) sudarea tevii se realizeaza cu arc electric sub strat de flux, la interior si exterior, lucru necesar datorita grosimii mari a benzii.

5.1.3.2 TEHNOLOGIA DE SUDARE A TEVILOR PRIN TOPIRE CU    ARC ELECTRIC

Sudarea tevilor cu arcul electric se face prin toate procedeele de sudare, in functie de natura si grosimea MB si de diametrul exterior al tevilor.

Tevile se executa intr-o gama larga de dimensiuni, cu diametre, de (19-1200)mm si grosimi, de (1-12)mm, iar materialele din care se fabrica tevile sunt in general, oteluri carbon, oteluri slab aliate, oteluri inoxidabile austenice, aliaje Cu-Ni, aliaje cu baza Ni.

Dimensiunile tevilor, De si δ sunt corelate intre ele si stabilite prin standarde.

Materialele de adaos utilizate sunt alese in functie de natura MB astfel incat cusatura rezultata sa corespunda prescriptiilor de calitate.

Atunci cand grosimea peretelui depaseste 4-6mm, tevile se prelucreaza dupa cum se arata in figura 5.1.3.

Cele mai utilizate forme de rosturi sunt a,b si c.

Pentru grosimi δ≥10mm, tevile se pregatesc dupa forma 5.1.3.c

		Fig. 5.1.3 Tipuri de rosturi

5.1.3.3 PROCEDEUL SUDARII AUTOMATE SUBFLEX

Procedeul prezinta urmatoarele caracteristici:

miscarile de deplasare a arcului electric in lungul cusaturii si de avans a sarmei electrod sunt corelate cu viteza de topire.

arcul electric si baia de metal topit sunt acoperite permanent cu un strat de zgura si flux care are rolul principal de a proteja arcul si baia de metal topit fata de actiunea oxidanta a aerului si de a participa la procesele chimico-metalurgice din baie. Schema de principiu a sudarii automate sub strat de flux este prezentata in figura 5.1.3.2

Sarma electrod se desfasoara de pe un tambur fiind antrenata de un mecanism cu role care este actionat de un motor electric cu turatie reglabila.

Legarea sarmei electrod la sursa se face prin intermediul unei bucse de contact. In timpul procesului de sudare fluxul este adus dintr-un buncar, in fata sarmei electrod, acoperind in permanenta arcul electric si baia de metalul topit. In comparatie cu procesul sudarii manuale cu electrozi inveliti, sudarea automata sub flux are o universalitate mai redusa, dar prezinta urmatoarele avantaje:

fluxul realizeaza o buna protectie fata de actiunea gazelor din mediul inconjurator si favorizeaza formarea unei cusaturi compacte si aspectuoase:

calitatea sudurii depinde mult mai putin de sudor:

densitatile de curent sunt de 100-200A mm² fata de 10-15A/mm² la sudarea manuala, rezultand astfel o buna patrundere. Aceasta se datoreaza faptului ca lungimea libera a capatului sarmei este mica 20-40mm si aceasta nu se supraincalzeste;

viteza de topire mare, pierderi mici de caldura, productivitate marita;

posibilitatea realizarii unei game largi de imbinari fara prelucrarea marginilor;

cantitate redusa de fum si gaze degajate in procesul de sudare, nefiind necesare conditiei de ventilatie.

5.1.3.3.1 MATERIALE DE BAZA SI DE ADAOS

Materialele de baza ce se pot suda cu acest procedeu sunt:

oteluri nealiate cu putin carbon

oteluri slab aliate

unele oteluri inoxidabile

materiale metalice neferoase

Cu acest procedeu de sudare se ating urmatoarele performante: se pot suda cu o trecere in rost I grosimi pana la 15mm si in rost V pana la 25mm; sudarea se face in curent alternativ

cat si in curent continuu, iar parametrii regimului de sudare sunt cuprinsi intre limitele: Is =200 - 1200 A, Ua =25 - 42 V, Vs =80 -200 cm min.

Materialele de adaos folosite la sudarea sub flux sunt:

sarma electrod, caracterizata printr-un continut scazut de carbon C = 0,10 - 0,12% livrata in colaci. Pentru asigurarea unui contact electric bun suprafata sarmei trebuie sa fie cuprata. Sarmele electrod se produc in urmatoarea gama de diametre de : 2,0 - 2,5 - 3,2 - 4,0 - 5,0 -6,0 - 8,0 - 10,0 - 12,0mm. Compozitia chimica a sarmelor depinde de metalul de baza, care se sudeaza si de fluxul folosit.

fluxul este un material granular, fuzibil format dintr-un amestec de substante naturale sau prelucrate. Fluxul are rolul de a ioniza spatiul din jurul arcului electric, de a proteja baia de metalul topit impotriva oxidarii si de a favoriza procesele metalurgice din baia de sudura.

Fluxurile folosite mai frecvent sunt:

fluxurile topite, obtinute prin topirea componentilor si granularea amestecurilor, ele au culoare bruna si aspect sticlos prezentand avantajul ca-si pastreaza proprietatile pe o durata relativ mare, nefiind prea higroscopice.

fluxuri ceramice, obtinute prin amestecul mecanic al componentilor este sub forma de pasta umeda, uscarea acesteia si macinarea ei ulterioara. Aceste fluxuri au o culoare cenusiu deschisa si aspect mat, prezentand avantajul ca permit adaugarea de elemente de aliere la sudarea otelurilor aliate. De regula au caracter bazic si sunt higroscopice.

5.2 DEFECTE POSIBILE

Se prezinta defectele posibile cu precizarea:

defectelor datorate naturii materialului de baza;

defectelor induse de tehnologia de fabricatie

defectelor ce ar putea impiedica buna functionare a obiectului controlat

5.2.1 CRESTATURA

Se simbolizeaza cu litera Fc. Ea este o adancitura dispusa longitudinal de-a lungul cusaturii sau intre randuri, fiind cauzata de topirea excesiva a marginii rostului. Crestatura poate fi continua sau intermitenta localizata mai ales la suprafata, uneori insa si la radacina. Parametrii geometrici mai importanti sunt lungimea si adancimea.

Cauzele care genereaza crestatura sunt: utilizarea unui curent prea mare, depunerea unui numar insuficient de straturi. Producerea crestaturii este facilitata in cazul sudarii in plan vertical.

5.2.2 RETASURA

Se simbolizeaza cu litera G. Este o cavitate produsa in interiorul sau la suprafata cusaturii in urma contractiei metalului la solidificarea exagerata a baii datorita modificarilor locale de volum.

Retasura poate fi de doua feluri: retasura interdendritica, care se produce intre dendrite, este orientata perpendicular pe suprafata rostului si are o forma alungita si retasura de suprafata sau craterul, care se produce mai ales la capatul cusaturii, sub forma de depresiune formata la ultimul strat sau la radacina sudurii. Retasura la radacina sudurii se poate interpreta si ca lipsa de patrundere; se simbolizeaza Da.

Principalele cauze care provoaca retasura sunt:

variatiile mari de curent, inclusiv intreruperea acestuia

scaderea temperaturii baii

continutul ridicat in azot si fosfor a materialului de adaos

dezoxidarea necorespunzatoare a baii

5.2.3 INGROSAREA EXCESIVA SAU SUPRAINALTAREA

Consta in exces de metal depus la ultimul strat. Dupa cum rezulta din figura 5.2.3, parametrii caracteristici defectului sunt: lungimea, suprainaltarea h, respectiv raportul h/s, precum si unghiul θ, format intre planul tangent la materialul de baza si planul tangent la suprafata suprainaltarii.

Fig. 5.2.3

5.2.4 CONVEXITATEA EXCESIVA

Consta din exces de metal depus la ultimul strat la imbinarile sudate de colt. Parametrul care caracterizeaza acest defect este ingrosarea Da sau ingrosarea relativa Da/a (fig.5.2.4).

Cauzele care determina cele doua tipuri de defecte sunt: intensitatea prea mica a curentului, viteza de avans insuficienta, miscarea prea lenta a electrodului, precum si depunerea unui numar prea mare de straturi.

Fig. 5.2.4

5.2.5 INEGALITATEA CAPETELOR

Constituie o abatere de la forma de triunghi isoscel a sectiunii sudurii, intrerupandu-se abaterea maxima Dk de la dimensiunea normala a catetei k, respectiv raportul Dk/k

Dintre principalele cauze ale acestui defect se semnaleaza: pozitia necorespunzatoare de sudare, accesul limitat al capului de sudare sau a electrodului, temperatura prea ridicata a baii de sudare.

5.2.6 EXCESUL DE PATRUNDERE

Se simbolizeaza Fa si consta dintr-un surplus de metal la radacina imbinarii, produs prin scurgerea metalului topit prin rost (figura 5.2.6).

Defectul se datoreaza urmatoarelor cauze: curent excesiv de sudare, utilizarea unui electrod prea subtire, viteza de avans insuficienta sau rost cu latime exagerata, topire prea adanca.

Fig. 5.2.6

5.2.7 SCURGEREA DE METAL

Consta din exces de metal la ultimul strat depus, care fiind, foarte fluid se scurge peste materialul de baza nerealizand o legatura metalica. In unele cazuri, acest defect poate deveni periculos datorita concentrarii de tensiuni.

5.2.8 SUBTIEREA

Este o depunere insuficienta de metal in cusatura (figura 5.2.8).Se caracterizeaza prin abaterea h1 de la grosimea nominala.

Defectul se datoreaza unei intensitati ridicate a curentului de sudare, vitezei de avans excesive, prelucrarii exagerate a electrodului si numarului insuficient de straturi depuse.

Fig. 5.2.8.

5.2.9 SUPRATOPIREA

Reprezinta o scurgere de metal datorita gravitatiei. Se caracterizeaza prin abaterea de la grosimea nominala. Principala cauza a acestui defect este temperatura prea ridicata a baii de sudura.

5.2.10.STRAPUNGEREA

Consta din perforarea cusaturii si cufundarea completa a baii. Se intampla mai frecvent la capetele cusaturii in locul de amorsare sau dezamorsare a arcului. Defectul este de asemenea cauzat de temperatura exagerata a baii.

5.2.11.DEZAXAREA SAU DENIVELAREA

Este un defect de aliniere, constand in deplasarea transversala a unei piese in raport cu cealalta. Se caracterizeaza prin distanta dintre suprafetele pieselor imbinate. Defectul are drept cauze prinderea provizorie si asamblarea necorespunzatoare, precum si contractia neuniforma la sudare.

5.2.12.ROTIREA

Este un defect unghiular, constand din deplasarea unghiulara a unei piese in raport cu cealalta. Se caracterizeaza prin marimea abaterii unghiulare α (figura 5.12.12).

Principalele cauze ale acestui defect sunt: pozitionarea, respectiv prinderea necorespunzatoare, ordine de sudare nefavorabila, rost unilateral sau bilateral inegal sau neuniform, diferente de grosime intre cusaturile bilaterale, incalzirea excesiva a pieselor, numar prea mare de straturi.

Fig. 5.2.12

5.2.13.SUDURA ASIMETRICA

Consta din dezaxarea cusaturii fata de axa de simetrie a imbinarii. Principalele cauze care provoaca dezaxarea cusaturii sunt: deficiente de pozitionare - prindere a pieselor, topirea neuniforma a marginilor si prelucrarea gresita a rostului.

5.2.14.LATIMEA NEREGULATA

Consta din variatii de la latimea prescrisa in lungul cusaturii. Defectul se datoreaza prelucrarii neuniforme a rostului, manipularii necorespunzatoare a electrodului, precum si pozitiei defectuoase de sudare.

5.2.15.SUPRAFATA NEREGULATA

Se simbolizeaza cu literele Fb si consta din neuniformitatea suprafetei cusaturii (figura 5.2.15) sub forma de relief pronuntat. Printre cauze se invoca: pozitia inconstanta a electrodului, variatia lungimii arcului si accesul dificil.

Fig. 5.2.16

Reprezinta o neregularitate locala a suprafetei in locul intreruperii arcului electric. Defectul se datoreaza deficientelor de amorsare, intrerupere si conducere a arcului electric.

5.2.17.STROPI

Sunt picaturi de metal topit aderente la metalul de baza. Uneori pot cauza modificari locale superficiale de structura. Se datoreaza folosirii unui curent de sudare prea mare si a unui arc prea lung.

5.2.18.ARSURA

Reprezinta o urma de decarburare superficiala. Provoaca uneori modificari structurale nedorite, in special in cazul aliajelor sensibile la fisurare. Se datoreste amorsarii gresite a arcului sau incercarilor de amorsare si de verificare a formarii arcului.

5.3. METODE DE CONTROL POSIBILE

Se trec in revista toate procedeele si metodele de control care, impreuna, pot semnala toate defectele imbinarii sudate prin topire a tevilor. Va fi intocmita o matrice defecte-metode, cu precizarea aplicativitatii fiecarei metode.

5.3.1. ULTRA SUNETE

Metoda ultrasonica se poate aplica la toate metalele si materialele nemetalice. Avand o penetrabilitate deosebita, ultrasunetele permit controlul sectiunilor foarte mari (pana la 5-10 in otel cu structura ferito-perlitica). Limitarile in aplicare sunt determinate numai de structurile grosolane si cu inalt grad de eterogenitate.

Prin aceasta metoda se pot detecta defectele:

Fisuri

Microfisuri

Sufluri

Pori

Retasuri

Incluziuni

Lipsa de topire

Lipsa de patrundere

Crestaturi

5.3.2. RADIATII PENETRANTE

Prin controlul cu radiatii penetrante se pot pune in evidenta aproape toate tipurile de defecte din imbinarile sudate. Poate furniza in mod suplimentar indicatii asupra integritatii pieselor montate si asupra variatiilor de grosime. Se poate utiliza la majoritatea materialelor.

Prin aceasta metoda se pot detecta defectele:

1. Fisuri

2. Microfisuri

3. Sufluri

4. Pori

5. Retasuri

6. Incluziuni

7. Lipsa de topire

8. Lipsa de patrundere

9. Crestaturi

10. Exces de patrundere

5.3.3. OPTICO-VISUAL

Metodele examinarii vizuale se caracterizeaza prin simplitate, prin usurinta in aplicare, caracteristici care ar fi trebuit s-o situeze printre metodele preferabile de examinare.

Examinarea vizuala serveste la determinarea numarului defectelor, a marimii si formei acestora, finisarii suprafetei, a mantei de culoare caracteristica, prezentei de discontinuitati si caracteristicilor functionale ale piesei.

Se pot detecta defectele:

1. Fisuri

2. Pori de suprafata

3. Retasuri

4. Lipsa de topire la radacina

5. Crestaturi

6. Supratopire

7. Strapungere

8. Subtiere

TABEL DEFECTE-METODE

R-        recomandabil

P-          posibil

S- rezultate slabe

N- nerecomandabile

5.4.METODE DE CONTROL OPTIME

In procesul de productie, pentru asigurarea unui nivel de calitate corespunzator al produselor realizate, examinarile nedistructive au in prezent un rol deosebit de important. Pentru obtinerea unui anumit nivel de calitate si pentru ca examinarile nedistructive sa fie eficiente, este necesar ca, la prescrierea acestora, sa se aiba in vedere o serie de factori, printre care:

Metoda de examinare prescrisa, avand in vedere sensibilitatea si posibilitatea metodei de a pune in evidenta eventualele defecte, accesibilitatea piesei, natura materialului;

Natura, marimea si orientarea eventualele defecte;

Volumul de examinare;

Faza de fabricatie in care trebuie efectuata examinarea, tinand seama si de posibilitatea aparitiei unor eventuale defecte;

Parametrii de functionare a utilajului;

Nivelul si natura solicitarilor elementelor utilajului;

Nivelul de defecte admis in structura respectiva, natura acestora si pe cat posibil, stabilirea interactiunii unor grupe de defecte;

Riscul pe care o eventuala avarie il reprezinta pentru viata oamenilor si distrugerile materiale pe care le poate produce, avand in vedere si modul in care o eventuala rupere se poate manifesta;

Gradul de calificare a personalului operator, iar in unele situatii si responsabilitatea acestuia, in cazul metodelor de examinare care nu permit o inregistrare a rezultatelor( examinari cu pulberi magnetice ,ultrasunete, lichide penetrante);

Costul lucrarilor de control, in functie de metoda de examinare aleasa, comparativ cu valoarea utilajului.

In aplicarea metodelor de examinare nedistructiva, exista limitari privind posibilitatea de folosire a acestora, in principal, datorita formei si dimensiunilor piesei, naturii si orientarii elementului ce urmeaza a fi examinat, precum si naturii materialului folosit pentru executia piesei; in general pentru a se realiza o eficienta maxima la punerea in evidenta a eventualelor defecte, este recomandabila folosirea combinata a diferitelor metode de examinare nedistructiva.

5.4.1.METODA DE EXAMINARE OPTICO-VIZUALA

Metoda examinarii vizuale directe se caracterizeaza prin simplitate, prin usurinta in aplicare, s-o situeze printre metodele preferabile de examinare, dar in realitate, metoda aceasta a fost si este folosita foarte putin si se poate spune chiar ignorat.

Cauzele care au dus la ignorarea acestei metode se regasesc in urmatoarele:

lipsa de experienta si slaba pregatire a operatorului, caruia i se cere in primul rand o cunoastere aprofundata a obiectului examinat;

diminuarea functiilor vizuale din cauza inaintarii in varsta a operatorului sau din cauza unor leziuni de ordine centrala, ce pot produce, la nivelul aparatului vizual daca sistemul este lezat, tulburari senzoriale, motorii sau senzitive;

necesitatea unor curatiri prealabile corespunzatoare a suprafetei obiectului ce este supus examinari, suprafetei ce trebuie, concomitent, sa fie luminata adecvat, in domeniul spectrului vizibil, si situata la o distanta care sa permita examinarea;

Factorii ce concura la limitarea domeniului de verificare la examinarea vizuala:

limita de percepere a ochiului tinar, normal;

limita optica de formare a imaginii, in primul rand a imperfectiunii instrumentelor optice si in al doilea rind a luminii folosite;

limite de percepere si apreciere ale personalului examinator (operatorului);

calitatea instrumentelor folosite si intr-o masura mult mai mica, precizia examinarii respectiv eroarea de masura.

5.4.2 METODA DE EXAMINARE CU ULTRASUNETE

Controlul cu ultrasunete se caracterizeaza prin punerea in evidenta a tuturor defectelor interne ale imbinarilor sudate.

Rezultatul controlului este imediat si sigur, putand indentifica cu precizie locul, marimea si adancimea defectelor. Datorita sensibilitatii ridicate a metodei, se pot detecta defecte de dimensiuni mici(sub 1mm), respectiv fisuri fine care nu pot fi detectate radiografic.

Aparatele standard nu sunt echipate cu sisteme automate de inregistrare a defectelor, ca urmare, folosirea metodei implica personal cu inalta calificare. Aparatele fiind usoare, portabile si autonome, metoda poate fi utilizata cu rezultate deosebite.

Din punct de vedere economic, controlul cu ultrasunete este mult mai ieftin si mai productiv decat controlul cu radiatii penetrante, daca numarul de defecte nu depaseste o anumita limita.

5.4.3 METODA DE EXAMINARE CU RADIATII PENETRANTE

Se caracterizeaza prin costuri relativ mari ale echipamentului folosit la radiografiere (sursa, film, ICI); necesitatea luarii unor masuri speciale de protectie a personalului operator, calificare superioara si autorizata a personalului operator, consum mare de energie.

Permite detectarea discontinuitatilor interioare ale pieselor supuse examinarii avand un domeniu larg de aplicatie, fiind limitat la punerea in evidenta a defectelor superficiale: permite obtinerea unei sensibilitati bune a controlului utilizand indicatoarele de calitate a imaginii.

Pentru stabilirea metodei optime se foloseste o metoda de optimizare, care consta in acordarea de note pentru fiecare procedeu de control. Se tine seama de urmatoarele criterii:

prevederile criteriului de acceptare respingerea;

costuri aferente controlului(consum de materiale, consum de timp, costul aparaturii)

calificarea personalului operatnt

Se intocmeste o matrice metode - caracteristici si se acorda cite o nota de la unu la zece in functie de importanta fiecarei caracteristici. Se trece cite un coeficient de importanta pentru fiecare caracteristica astfel incat ci =10, dupa care se calculeaza nci conform tabelului.

In urma efectuarii tabelului rezulta ca obiectul va fi controlat cu metodele de examinare cu :

ultrasunete 100%

radiatii penetrante 80%

optico vizual 60%

Ultrasunete: costuri medii aferente controlului, calificare inalta a personalului.

Radiatii penetrante:costuri medii aferente controlului, calificare inalta a personalului.

Optico - vizual:costuri foarte scazute aferente controlului, califecare medie a personalului.

5.4.4 CONTROLUL FORMEI SI DIMENSIUNILOR

Se vor utiliza instrumente universale de masura ca:

5.4.4.a Sublerul

5.4.4.b Micrometru

5.4.4.a Sublerul este instrumentul de masura cel mai des folosit la masurarea lungimilor, diametrelor exterioare si interioare.

Sublerul de exterior si interior sunt executate in diferite variante constructive cu doua ciocuri de masurare, cu patru ciocuri de masurare (cate doua de o parte si de alta), cu doua ciocuri normale pentru exterior si cu doua ciocuri inverse pentru interior. Este construit din rigla gradata (diviziune fiind egala cu 1mm), cu unul sau doua ciocuri si cursorul ,cu ciocurilie si vernierul respectiv. Cursorul cu ciocurile sale se poate deplasa pe rigla, si dupa realizarea contactului dintre piesa si suprafetele masurate ale sublerului, se blocheaza cu ajutorul unui surub, pentru ca citirea sa se poata face corect si intr-o pozitie mai comoda.

Sublerele cu valoarea dimensiunii vernierului de 0,05 si mai ales 0,02mm sunt prevazute cu un cursor suplimentar. Acesta se deplaseaza pe rigla odata cu cursorul precedent, dar dupa prinderea aproximativa a dimensiunii piesei, se blocheaza cu ajutorul unui surub.

Cu sublerul obisnuit se pot masura dimensiunile exterioare, dimensiunile interioare ce caracterizeaza suprafetele relativ mari, iar cu ajutorul ciocurilor ascutite se pot masura dimensiunile caracteristice unor suprafete de referinta inguste.

Precizia de masurare a sublerului depinde de numarul de diviziuni in care este impartita scala gradata a vernierului si la lungimea acesteia

5.4.4b Micrometrul este un instrument de masurat cu ajutorul caruia se pot masura dimensiunile liniare ale pieselor, cu precizie de 0,01mm. Exista micrometre pentru exterior si pentru interior, pentru masurarea adincimilor sau pentru masurarea grosimii unor pereti.

Elementul caracteristic tuturor micrometelor este surubul micrometric, executat foarte precis si avand pasul 0,5mm.

Micrometrul pentru exterior se executa numai pentru masurarea unui domeniu relativ mic de dimensiuni: 0,25mm, 25 - 50mm, 50 - 75mm. Partile componente sunt: potcoava la capatul caruia este fixat un brat cilindric, in care se roteste tija filetata si o nicovala. Tamburul este solitar cu tija si surubul micrometric avind o portiune conica gradata in 50 diviziuni(o diviziune este echivalenta cu 0,01mm). Protejarea micrometrului impotriva unor forte mari de strangere este asigurata daca pentru rotirea tamburului se actioneaza asupra rozetei, iar blocarea tijei in pozitia dorita se face cu ajutor unui inel.

5.4.5 CONTROLUL POZITIEI

Planitatea suprafetelor se controleaza cu ajutorul riglelor, care se clasifica in rigle de precizie si rigle de verificare. Riglele de precizie se executa cu precizie inalta si se utilizeaza la controlul rectilinitati prin metoda fantei de lumina. Riglele de verificare, cu suprafata activa lata, se folosesc pentru controlul rectilinitatii si planitatii prin metoda fantei de lumina sau metoda petelor de vopsea.

5.4.6 CONTROLUL OPTICO - VIZUAL

In vederea efectuarii controlului optico - vizual se foloseste ca instrument de lucru lupa.

Lupa este cel mai simplu instrument folosit la examinarea vizuala. Ea are puterea de marire de la 1,5x la 10x, fiind formata dintr-o singura lentila, in general biconvexa ca forma.

La alegerea unei lupe se au in vedere urmatoarele caracteristici: putere de marire, distanta de lucru, corectia cromatica si modul de vizare (monocular sau binocular). In unele cazuri aparatul poate fi echipat cu o scala gradata, ce permite masurarea detaliilor fine de pe suprafata. In cazul in care alimentarea se face la un acumulator sau la retea, se poate folosi si lumina fluorescenta, iar cimpul de lucru poate ajunge si la 50mm.

Se pot pune in evidenta eventuale defecte de suprafata, putind masura deschiderea , lungimea si aria pe care o ocupa aceste defecte.

5.5 PLANUL DE CONTROL NEDISTRUCTIV

Planul de control nedistructiv este prezentat in plansa 3.

5.6 PROCEDURA GENERALA DE CONTROL

Pe baza planului de control nedistructiv se intocmeste procedura generala de control a imbinarii sudate prin topire a tevilor.

1. SCOP

Prin prezenta procedura se stabileste traseul produsului in compartimentul de control nedistructiv.

2. CONTINUT

2.1PRIMIREA SI INREGISTRAREA COMENZII

Inregistrarea comenzii se executa de catre operator in cadrul laboratorului CND, inregistrarea facindu-se intr-un registru unic la care se noteaza comanda, ora si data.

2.2 PREGATIREA PRODUSULUI PENTRU CONTROL

Piesele necesita o degresare inaintea controlului; dupa executarea controlului piesele necesita o degresare si o protectie impotriva coroziunii.

2.3 SUCCESIUNEA OPERATIILOR DE CONTROL

2.3.1 Pornirea instalatiei pentru incalzire;

2.3.2 Etalonarea, calibrarea instalatiei sau aparatului;

2.3.3 Controlul necesar procedurii;

2.3.4 Inregistrarea datelor obtinute(se pot obtine piese conforme sau neconforme);

2.3.5 Intocmirea buletinului de examinare;

ORGANIZAREA CONTROLULUI

2.4.1Fisa de urmarire a CND(anexa 1)

2.4.2Modul de precizare a statutului de control

MODUL DE LUARE A DECIZIEI ADMIS RESPINS

2.5.1CRITERII DE ACCEPTARE

Conditiile de acceptarea a discontinuitatilor din imbinarile sudate, apreciate pe baza indicatiilor aparute pe suprafata, in urma examinarii ultrasunete sunt urmatoarele:

a) nu sunt admise toate tipurile de fisuri, cu exceptia microfisurilor (h·l<1mm²

b) nu sunt admise discontinuitati izolate, ce dau indicatii rotunjite, daca dimensiunea maxima a indicatiei este mai mare de 4mm;

c) se admit cel mult trei discontinuitati cu indicatii rotunjite cu dimensiunea maxima a indicatiei mai mica de 4mm, situate in linie cu conditia ca distanta dintre marginile indicatiilor sa fie de cel putin 1,5mm, iar distanta intre doua grupuri de acest fel sa fie de cel putin 90mm.

2.6 TRATAREA PRODUSULUI NECONFORM

2.6.1 Daca produsul este neconform, se face trimitere la procedura specifica( anexa2).

2.7 RESPONSABILITATI

2.7.1 Seful compartimentului numeste o persoana care intocmeste fisa de urmarire a CND pentru produsul respectiv, pe baza planului de control pina la expedierea produsului.

2.7.2 Seful de laborator este responsabil de asigurarea periodica a autorizarii personalului in conformitate cu normele ISCIR.

2.7.3 Responsabilitatile personalului care efectueaza examinarea cu ultrasunete in conformitate cu cerintele acestei proceduri vor fi autorizate minim nivel 2.

2.7.4 Buletinele de control vor fi semnate si parafate numai de seful de laborator si contrasemnate de seful sectiei.

2.7.5 Seful compartimentului verifica si supervizeaza.

U.P.B

Compartimentul Controlul Calitatii

ANEXA 1

FISA DE URMARIRE A C.N.D.

Denumirea produsului: imbinarea sudata a tevilor

COD.Nr. COMENZII..

DATA..PLANUL DE CONTROL Nr..

Decizia finala (A,R) ..Acceptat.

Nota produs neconform ..

ANEXA 2

CONTROLUL NECONFORMITATILOR

ANEXA 3

DATA:

Intreprindere:

BULETIN DE EXAMINARE OPTICO - VIZUALA

Nr:

Produsul:..Subansamblul.

Piesa.Nr.de fabricatieBeneficiar..

1.Conditii de expunere:

Proba nr..

Tipul imbinarii sudate.

Materialul de baza

Procedeul de sudare

Modul de pregatire al suprafetei.

Metoda de examinare (optico-vizual)..

Aparat optic(tip putere(W))..

Distanta piesa-lampa(m).

2. Examinarea s-a efectuat inainte dupa tratamentul termic   

3. Rezultatele examinarii au fost interpretate in conformitate cu prescriptiile tehnice..

Constatindu-seurmatoarele .

Nume si prenume Semnatura

Operator control..

Interpretarea rezultatelor..

Sef laborator

ANEXA 4

Intreprinderea.

Data

BULETIN DE EXAMINARE CU RADIATII PENETRANTE

Nr.

Produsul..Subansamblul..

PiesaNr.fabricatie..Beneficiar

Nr. Plan control..

1.Conditii de executie a examinarii:

2.Examinarea s-a efectuat in procent de .conform planului de examinare

3.Examinarea s-a realizat dupa inaintea tratamentului termic.

4.Rezultatul examinarii radiografice este conform anexei cuprinzandfile.

5.Interpretarea s-a realizat conform prescriptiilor tehnice

Anexa 5

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI

LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE

BULETIN DE EXAMINARE CU ULTRASUNETE

A IMBINARILOR SUDATE PRIN TOPIRE

Nr.

Beneficiar.Adresa..

Comanda Nr.

Data efectuarii examinarii..

Proba Nr.Materialul

Procedeul de obtinere..

Modul de pregatire a produsului pentru examinare

Standardul de metoda folosit..

Criteriul admis respins

Conditii tehnice de efectuare a examinarii

Caracteristici ale aparatului cu ultrasunete:

TipSeriaNivel amplificare..dB;

Domeniul de lucru..mm

Palpatoare tip.FrecventaMHz,cuplant

Metoda de examinare..

Modul de deplasare al palpatorului: ; pasul.mm;

Latimea fisiei de palpare..mm

Examinarea s-a efectuat inainte dupa tratamentul termic.

Rezultatele examinarii.

Fisa de examinare anexata prezentului buletin de examinare continefile.

RESPONSABILITATI

CAP6. PROCEDEUL DE CONTROL CU ULTRASUNETE

Aplicarea procedeului de control nedistructiv cu ultrasunete este favorizata de:

posibilitatea de detectare a unui numar mult mai mare de defecte fata de celelalte metode de control nedistructiv;

forma si dimensiunile obiectului controlat;

configuratia si dimensiunea imbinarii sudate a obiectului;

raportata la obiectul controlat, metoda de control cu ultrasunete este mai ieftina si prezinta o productivitate mai mare.   

In plansa 4 este prezentata o schema generala a controlului nedistructiv.

Pentru controlul cu ultrasunete al imbinarii sudate a tevilor se va folosi metoda cu impuls reflectat.

Se vor utiliza urmatoarele tehnici de examinare:

6.a Tehnica de examinare cu incidenta normala se utilizeaza de pe suprafata imbinarii sudate prelucrate la imbinarile sudate cap la cap.

Traductoarele utilizate la examinare vor avea diametrul mai mic decit grosimea elementului cu marginile prelucrate si frecventa egala sau mai mare de 4MHz.

6.b Tehnica de examinare cu incidenta inclinata.

Traductoarele utilizate la examinare vor avea frecventa de 4MHz si unghiul de patrundere de 80s.

Frecventa optima se alege cit mai joasa, in baza urmatoarelor criterii.

1.rezolutia ceruta in cimp indepartat

2.influenta zgomotului de material care creste cu cresterea frecventei.

3.atenuarea ultrasunetelor, care creste cu frecventa.

4.caracteristica de reflexivitate a fascicului.

Unghiul de patrundere al traductorului se alege in functie de geometria imbinarii sudate, accesibilitatea suprafetelor, grosimea elementului aferent examinarii, astfel:

5.pe suprafete curbe, unghiul de patrundere trebuie ales astfel incit unghiul de incidenta pe suprafata interioara de examinat sa nu depaseasca 70s. Unghiul de incindenta se determina functie de raportul S/D si valoarea unghiului de patrundere.

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCURESTI

LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE

PROCEDURA SPECIFICA DE LUCRU PENTRU

EFECTUAREA CONTROLULUI CU ULTRASUNETE

AL IMBINARILOR SUDATE PRIN TOPIRE A TEVILOR

COD:PL-US-01

Exemplar Nr. : Proprietar: COLEGIUL UNIVERSITAR TEHNIC Nr.1

AL Universitatii Politehnica din Bucuresti

Elaborat    Verificat Aprobat

GRIGORE DANIEL-IONEL

Acest exemplar este defuzat in regim: CONTROLAT

NOTA:

Prezenta procedura de lucru este destinata utilizarii exclusive pentru propriile cerinte.

Utilizarea integrala sau partiala a acestei proceduri in orice scop sau activitate sau reproducerea partiala integrala in orice publicatie si prin orice procedeu (electronic, mecanic, fotocopiere, microfilmare, etc.) este interzisa fara acordul scris al autorului /elaboratorului.

Documentu este difuzat in regim : CONTROLAT INFORMATIV

NOTA:

Prezenta procedura de lucru este destinata utilizarii exclusive pentru propriile cerinte.

Utilizarea integrala sau partiala a acestei proceduri in orice scop sau activitate si reproducerea prin orice procedeu partiala sau totala este interzisa fara acordul scris al autorului.

NOTE EXPLICATIVE

Toate paginile acestei proceduri apartin editiei mentionate pe pagina de garda.

Procedura este supusa reviziilor partiale, ori de cite ori este cazul.

Revizia aplicabila este cea mentioata pe fiecare pagina in parte si in cadrul indicatorului reviziilor

Data reviziei reprezinta data de aplicare a respectivei revizii.

Difuzarea in regim controlat a procedurii si a fiecarei revizii se face pe baza de lista de difuzare

Listele de difuzare se gestioneaza de catre responsabilul calitatii si nu se anexeaza la exemplarele de lucru ale procedurii.

Indicatorul reviziilor se tine la zi, se gestioneaza de catre responsabilul calitatii si nu se anexeaza la exemplarele de lucru ale procedurii.

LISTA DE DIFUZARE

INDICATORUL REVIZIILOR

CUPRINS

1.SCOP

Prezenta procedura are drept scop stabilirea metodologiei de executie corecta a unei examinari ultrasonice,pentru a depista discontinuitatile de tip fisuri,incluziuni de gaze,nepatrunderi care se gasesc in cusatura sau pe zonele marginale si pentru a reduce , pe cit posibil, incertitudinea de detectare.

2.DOMENIU DE APLICARE

Prezenta procedura se aplica la controlul imbinarilor sudate prin topire cap la cap a tevilor cu diametru exterior de 1000mm si grosimea peretelui de 15mm care, in prealabil, au fost supuse sau nu tratamentelor termice si ale caror eventuale defecte constatate prin control vizual au fost remediate.

3.DOCUMENTE DE REFERINTA

3.1 STAS 6914-75 Defectoscopie ultrasonica. Terminologie.

3.2 STAS 9552-87 Controlul ultrasonic al imbinarilor sudate cap la cap prin topire.

3.3 STAS 7048 -81 Defectele imbinarilor sudate prin topire.

3.4 STAS 7802 1-79 Blocuri de calibrare pentru verificarea si reglarea defectoscoapelor. Conditii tehnice de calitate.

3.5 STAS 7802 2-79 Blocuri de calibrare pentru verificarea si reglarea defectoscoapelor.Bloc de calibrare A1.

3.6 STAS 7802 -79 Blocuri de calibrare pentru verificarea si reglarea defectoscoapelor.Bloc de calibrare A2.

3.7 STAS 7802 -79 Blocuri de calibrare pentru verificarea si reglarea defectoscoapelor. Bloc de calibrare A3.

3.8 STAS 7802 5-79 Blocuri de calibrare pentru verificarea si reglarea defectoscoapelor. Bloc de calibrare A4.

3.9 STAS 12505 86 Metode de apreciere a marimii discontinuitatilor.

3.10 STAS R12500 2-87 Etalonarea si reglarea defectoscoapelor ultrasonice.

3.11 STAS R12500 -87 Metode de verificare in exploatoare al defectoscoapelor ultrasonice.

3.12 STAS 8866-82 Controlul ultrasonic al laminatelor din otel.

4. TERMENI FOLOSITI SI DEFINITII

4.1 Procedura: mod specific de a executa o activitate.

4.2 Inregistrare: document care furnizeaza dovezi obiective ale activitatilor efectuate sau ale rezultatelor obtinute.

4.3 Defectoscop ultrasonic: instalatie care permite evidentierea si localizarea unui defect intr-o piesa, cu ajutorul impulsurilor ultrasonice.

4.4 Impuls ultrasonic: impuls emis de palpator.

4.5 Palpator: unitate constructiva cuprinzand unul sau mai multe piezoelemente care emit si sau receptioneaza energie acustica.

4.6 Unghi de patrundere al palpatorului: unghiul din piesa dintre axa fascicolului si normala la talpa palpatorului.

4.7 Palpator inclinat: palpator care emite unde transversale in intervalul dintre unghiurile critice

4.8 Ecoul: impuls ultrasonic reflectat de o suprafata de separare si receptionat de palpator.

5. ABREVIERI

5.1 U.S.:Ultrasunete

6.RESPONSABILITATI

6.1Seful de laborator supravegheaza intreaga activitate din laborator, corectitudinea efectuarii examinarii prin perspectiva prezentei proceduri si a instructiunilor de lucru privind utilizarea aparaturii. Acesta confirma corectitudinea rezultatelor finale si isi asuma responsabilitatea pentru raportul buletinul de examinare si data emiteri acestuia, semnind la rubrica aprobat

6.2Seful entitatii defectoscopie" supravegheaza personalul operator care executa incercarea si verifica insusirea de catre acesta a prevederilor prezentei proceduri, isi asuma responsabilitatea pentru rezultatele partiale, urmareste modul in care se face arhivarea inregistrarilor si semneaza raportul buletinul de examinare la rubrica verificata". Lui ii revine sarcina determinarii gradului de precizie si a incertitudinii de masurare.

6.3Inginerul tehnicianul operator efectueaza examinarea conform procedurii prezente pe care si-a insusit-o in prealabil. El inregistreaza rezultatele examinarii si semneaza raportul buletinul de examinare la rubrica elaborat

7.REGULI DE PROCEDURA

7.1ECHIPAMENTE DE INCERCARE.

-Defectoscop (plansa 5)

-Palpatoare

7.1.1Defectoscopul ultrasonic, traductorul si sistemul defectoscop- palpator se verifica conform STAS 12500

7.1.2Traductoarele utilizate la examinarea pe suprafete curbate trebuie sa satisfaca conditia de adoptare la curba:

R<Dp² 4 (mm)

in care:

R-raza de curbura a suprafetei

Dp-diametrul sau dimensiunea traductorului in directia curburii

7.1.3Reglarea si etalonarea aparaturii se efectueaza conform STAS12500

7.1.4Se utilizeaza palpatoare normale de unde longitudinale, normale dublu-cristal de unde longitudinale si inclinate, generatoare de unde transversale , cu frecventa de 4MHz.

7.1.5Se utilizeaza palpatoare inclinate, functie de grosimea peretelui si diametrul tevi.

7.1.6Unghiul de patrundere si pozitia punctului de incidenta pentru palpatoarele cu talpa adaptata la curbura se stabilesc conform STAS 9552-87.

7.2CONDITII DE MEDIU

Temperatura la suprafata imbinarii sudate sau elementelor imbinarii in timpul examinarii trebuie sa fie cuprinsa intre 0sC si 60sC; temperatura mediului ambiant fiind de minimum 15sC. In conditii de amenajare a locului de munca examinarea se poate efectua si la temperatura mediului ambiant sub 15sC, dar nu mai scazuta de 5sC.

7.3MASURI PREVENTIVE

7.3.1Toata aparatura va fi protejata de actiunea prafului prin folosirea huselor, a cutiilor si a truselor pentru pastrarea accesoriilor.

7.3.2Intrucit tensiunile de lucru din interiorul defectoscopului depasesc 10000V se va verifica, in prealabil , daca aparatul este protejat prin legatura la pamint sau prin priza de alimentare. Se va semnala, imediat, orice defectiune a instalatiei electrice.

7.4STAREA SUPRAFETEI

7.4.1Suprafata de contact dintre palpator si metalul de baza trebuie sa asigure un cuplaj corespunzator, care trebuie mentinut tot timpul examinarii.

7.4.2Neuniformitati de suprafata(stropi de sudura, etc.) cu inaltimea mai mare de 1 10 din lungimea de unda precum si straturi subtiri neaderente de oxizi, vopsea, murdarie, etc. se indeparteaza prin procedee mecanice sau chimice.

7.4.3Starea de suprafata a imbinarii sudate trebuie sa nu influenteze examinarea. In unele cazuri este necesara prelucrarea suprafetei imbinarii sudate chiar daca examinarea se face numai de pe metalul de baza. Suprafata imbinarilor sudate prelucrate trebuie sa prezinte rugozitatea Ra=12.5μm.

7.5 MEDIU DE CUPLARE

Mediu de cuplare trebuie sa prezinte o vascozitate adecvata gradului de rugozitate, temperaturii suprafetei de examinare, pozitiei de control si sa asigure un transfer optim de energie acustica.

Substante recomandate pentru cuplant:

-glicerina,apa, ulei tip M20 STAS751-70, amestec glicerina-apa(50%) pentru suprafete curat prelucrate.

-ulei neaditivat T140 tip II STAS 387-71, pentru suprafete cu prelucrare medie.

Acelasi cuplant se utilizeaza si la calibrarea aparaturii.

7.6 FAZA DE EXECUTIE

Faza de executie a examinarii se stabileste in standardul de produs. Se recomanda ca examinarea cu ultrasunete sa se efectueze dupa examinarea vizuala, cu lichide penetrante sau radiatii penetrante in cazul in care aceste examinari sunt prescrise.

a.       MODUL DE LUCRU

Se foloseste tehnica de examinare prin metoda impulsului reflectat cu ecouri repetate in prezentare A.

7.7.1CONTROLUL METALULUI DE BAZA

7.7.1.1Metalul de baza se examineaza cu ultrasunete in limitele zonei de palpare in proportie de 100% inaintea examinarii imbinarii sudate, pentru evedentierea si localizarea discontinuitatilor care pot influenta examinarea imbinarii sudate.

7.7.1.2Examinarea metalului de baza se face cu incidenta normala utilizind traductoare normale monocristal sau dublucristal conform STAS 8866-82.

7.7.1.3Sensibilitatea examinarii se regleaza pentru evidentierea discontinuitatii minime a carei marime este stabilita prin standardul de produs sau de comun acord intre parti.

7.7.1.4Discontinuitatile evidentiate in metalul de baza cu marimi peste limita stabilita se mentioneaza intr-un buletin de examinare ce se anexeaza buletinului de examinare a imbinarii sudate. In lipsa discontinuitatilor in metalul de baza, buletinul de examinare a imbinarii sudate trebuie sa faca mentiunea-metalul de baza fara discontinuitati semnificative.

7.7.2EXAMINAREA IMBINARILOR SUDATE

7.7.2.1Se foloseste tehnica de examinare cu incidenta inclinata, datorita configuratiei si dimensiunii cusaturii sudate.

7.7.2.2DETECTAREA DISCONTINUITATILOR LONGITUDINALE

Detectarea discontinuitatilor longitudinale din imbinarea sudata se face investigind complet sectiunea transversala a zonei imbinarii pe intreaga lungime.

Se foloseste tehnica de examinare cu incidenta inclinata, de pe ambele parti ale unei fete, clasa de examinare B-plansa 6,a (1si2)

7.7.2.3DETECTAREA DISCONTINUITATILOR TRANSVERSALE

Detectarea discontinuitatilor transversale din imbinarea sudata se face investigind complet sectiunea transversala a zonei imbinarii sudate, pe intreaga lungime.

Se foloseste tehnica de examinare cu incidenta inclinata de pe suprafata metalului de baza, cu fascicol ultrasonic usor inclinat (maxim 20s) spre axa imbinarii, in ambele sensuri-plansa 6,b (3 si 4 sau 5 si 6) in clasa de examinare B.

7.7.2.4STABILIREA FORMEI , ORIENTARII SI MARIMII DISCONTINUITATILOR

Se procedeaza conform prevederilor STAS 9552-87 .

Pentru stabilirea dimensiunilor discontinuitatilor mari se foloseste metoda la -6DB, iar pentru discontinuitatile mici metodele DAC si DAM.

7.7.2.5APRECIEREA NATURII DISCONTINUITATILOR

7.8CALCULUL, EVALUAREA SI EXPRIMAREA REZULTATELOR

7.8.1Rezultatele examinarii se inscriu de catre operator intr-un caiet individual de lucru separat pentru fiecare esantion.

7.8.2In urma examinarii produsele controlate se vor impartii in doua categorii: bune si rebut, prin confruntarea rezultatelor controlului cu prevederile criteriului de acceptare respingere.

7.9GRADUL DE EXACTITATE AL EXAMINARII

Pentru a se lua decizii juste in aprecierea indicatiilor se va folosi metoda compararii ecoului de defect cu ecourile obtinute de la defecte artificiale practicate in piese etalon, blocuri de referinta, blocuri de calibrare,etc.

8.INREGISTRARILE CALITATII

8.1Rezultatele examinarii se inscriu in buletinul de examinare al carui model este prezentat in anexa 1.

8.2In cazul in care exista mai multe produse identice care se examineaza in acelasi mod , buletinului de examinare i se ataseaza un tabel, prezentat in anexa 2.

9.DIFUZAREA PROCEDURII

9.1Exemplarul " se pastreaza in arhiva de catre responsabilul cu asigurarea calitatii pentru trasabilitate si cu dovada obiectiva de asigurarea calitatii.

9.2Exemplarul nenumerotat "se pastreaza de catre responsabilul cu asigurarea calitatii, pentru multiplicare in vederea difuzarii.

9.3Exemplarul " se trimite sefului de catedra.

9.4Exemplarul 2" se trimite sefului de laborator.

9.5Exemplarul " se trimite responsabilului de catedra.

9.6Exemplarul " " se trimite organismului de acreditare.

10ANEXE

ANEXA 1 - buletin de examinare cu ultrasunete

ANEXA 2 - tabel cu inregistrarea rezultatelor controlului cu ultrasunete

ANEXA1

UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCURESTI

LABORATORUL DE DEFECTOSCOPIE

BULETIN DE EXAMINARE CU ULTRASUNETE

A IMBINARILOR SUDATE PRIN TOPIRE

Nr.

Beneficiar.Adresa..

Comanda Nr.

Data efectuarii examinarii..

Proba Nr.Materialul

Procedeul de obtinere..

Modul de pregatire a produsului pentru examinare

Standardul de metoda folosit..

Criteriul admis respins

Conditii tehnice de efectuare a examinarii

Caracteristici ale aparatului cu ultrasunete:

TipSeriaNivel amplificare..dB;Domeniul de lucru..mm

Palpatoare tip.FrecventaMHz,cuplant

Metoda de examinare..

Modul de deplasare al palpatorului: ; pasul.mm;

Latimea fisiei de palpare..mm

Examinarea s-a efectuat inainte dupa tratamentul termic.

Rezultatele examinarii.

Fisa de examinare anexata prezentului buletin de examinare continefile.

RESPONSABILITATI

REZULTATELE CONTROLULUI CU ULTRASUNETE

AL LOTULUI DE PRODUSE Nr. :..

(anexa la buletinul de examinare nr. ..din ..)

Denumirea produselor: ..Cod: .

Comanda nr. : .Beneficiar:

Criteriul A R

Plan de control nr.

Data:

6.2CRITERIUL A R

Criteriile de A R sunt de patru categorii:

criteriul bunului simt

criteriul educativ

criteriul arbitrar

criteriul rational

6.2.1Criteriul bunului simt se refera la aprecierea lucrarii executate chiar de catre executant atat in timpul realizarii cit si dupa.

6.2.2Criteriul educativ consta in aprecierea calitatii unui produs in functie de numarul de functie de raspundere. Adeseori pretentiile sunt 0 defecte. O corelatie intre operator si persoana ierarhic profesionala.

6.2.3Criteriul arbitrar consta in folosirea a unui arbitru " - o norma, un standard sau o intelegere preferabila intre furnizor si beneficiar.

Acest criteriu are la baza o ampla munca inglobata in standard sau in norma fiind

alcatuita pe baza statistica si estimari probabilistice, toate insa fiind facute in caracter general.

6.2.4Criteriul rational se bazeaza pe calcule si rationamente privind influenta defectelor asupra comportarii produsului in exploatare.

Contine particularizari pe produs.

6.3BLOCURI DE REFERINTA

Aprecierea discontinuitatilor identificate se va face prin comparatie cu reflexia obtinuta de la o gaura etalon practicata pe un bloc de referinta executat conform punctelor 6.3.1 si 6.3.2; se pot folosi diagrame sau scale AVG cu conditia corelarii defectului echivalent cu semnalul obtinut de la blocurile de referinta.

6.3.1Blocul de referinta se va executa din acelasi material sau din materiale cu coeficientul de atenuare al ultrasunetelor apropriat de cel al materialului din care sunt executate elementele care urmeaza a fi examinate.

6.3.2Forma si dimensiunile blocurilor de referinta vor fi conform tabelului 6.3.a si plansei 7.

Tolerantele de executie la:

diametrul gaurilor: 0.8mm

adancimea canalelor :

pozitia centrului gaurii in grosime (cotele S , S/2, 3S/4) fata de suprafata blocului: 3mm

6.4RECOMANDARI DE REMEDIERE

In cazul semnalarii unor defecte se aplica metoda de remedier excavare cu flex:

se sapa in imbinarea sudata pina se scoate defectul

se reface sudura in zona excavata

Dupa aceste operatii se reface controlul cu ultrasunete in zona respectiva.

BIBLIOGRAFIE:

Conf. Dr. Ing. Ghe.Amza, Conf. Dr.Ing. M.Voicu - Tehnologia Materialelor, Editura didactica si pedagogica, Bucuresti 1981

Prof. Dr. Ing. Voicu Safta - Controlul Imbinarilor si Produselor Sudate, editura Facla,Timisoara 1984

Prof. Dr. Ing. Ghe. Zgura - Tehnologia sudarii prin topire, Bucuresti 1986

Prof. Dr. Ing. Costica Atanasiu - Incercarea materialelor, Volumul 1, Editura tehnica , Bucuresti 1982

Fiz. Petru Ciorau - Incercarea materialelor, Volumul 3, Editura tehnica, Bucuresti 1986

Stadiul si tendintele standardizarii in domeniul sudarii si al procedeelor conexe, Volumul 4, Timisoara 1989

Conf. Dr. Ing. Gabriel Teodorescu