Стилоскопирование сварных швов

Во время сваривания металлических изделий на поверхности шва, а также внутри него, могут образовываться различные дефекты. Любой из них снижает качество соединения, так что при воздействии нагрузок данное место может сломаться. Некоторые из них приводят к разгерметизации полости, так как в них присутствуют микротрещины, что недопустимо для эксплуатации таких изделий. Но при температурном воздействии, которое возникает от сварочной дуги или газа, некоторые легирующие элементы могут испаряться. Чтобы выявить наличие дефектов еще перед непосредственным использованием деталей, существуют различные способы. Одним из таких является стилоскопирование сварных швов. Этот метод настроен на то, чтобы определить количество легирующих элементов в шве. Здесь применяется спектральный анализ.

Стилоскопирование сварных швов

Стилоскопирование сварных швов и основного металла применяется для трубопроводов, котлов и прочих изделий, которые производятся из легированной стали. Когда металл раскаляется до высокой температуры, от него исходит пар. У каждого металла имеется свой уникальный спектр, по которому и можно определить, что именно входит в состав. При сваривании легированных металлов зачастую используют добавочные материалы, которые призваны компенсировать недостаток возникающий за счет выгорания. Стилоскопирование сварных швов для нержавейки и других металлов может проводиться два раза. Если первый раз получаются удовлетворительные результаты, то необходимости в повторном анализе не возникает, но в ином случае процедура проводится второй раз, только на этой раз увеличивается количество точек. Если и в этот раз результаты неудовлетворительные, то проводится химический анализ деталей. Этот анализ является уже окончательным. Если во время него удалось найти несоответствие требованиям, то стилоскопирование проходят все однотипные сварные швы, которые выполнял этот же сварщик.

Стилоскопирование сварных швов металла

Для проведения процедуры используется специальное устройство, которым является стилоскоп. Он может применяться как в лаборатории, так и в цеху. Определение, к какой именно марке металла относится тот или иной фрагмент, определяется оператором данного аппарата. Такой метод практически не применяется в частной сфере или при работе с металлоконструкциями, обладающие относительно небольшой ответственностью. Он актуален в тех местах, где нужно точное соблюдение состава. Это может быть сварка нержавеющей стали и других высоколегированных сплавов.

Преимущества

• Благодаря такому методу можно не разрушая изделие узнать его состав;
• Аппараты безопасны для человеческого здоровья;
• Техника может размещаться непосредственно в рабочем цеху;
• Работает в узконаправленной области.

Недостатки

• Данный способ достаточно сложен в исполнении и требует специальной подготовки операторов;
• Обучение оператора для работы на начальном уровне требует около двух месяцев, а для нормального анализа человек должен проработать около полугода, чтобы разбираться во всех нюансах полученных данных;
• Сложно определять наличие примесей;
• Результаты очень сильно зависят от субъективного человеческого фактора и опытности оператора;
• Здесь невозможно узнать содержание серы, углерода и фосфора в сталях, хотя эти элементы могут оказаться очень вредными для металла;
• Длительная работа здесь хоть и не оказывает радиационного воздействия, как это происходит при рентгенографическом контроле сварных соединений, но со временем портит зрение.

Устройство и принцип работы установки

Разобравшись с тем, что такое стилоскопирование сварных швов, стоит более подробно остановиться на том, что такое стилоскоп и как он работает. Это устройство, которое обладает автоколлимационную оптическую систему. На этой системе имеется фотометрический клин. Прибор ограждается кожухом корпуса. В самом стилоскопе имеется встроенный генератор дуги.

Одной из особенностей устройства является то, что его оптическая схема вытянута в горизонтальном направлении. От источника света излучение проходит в щель, которая расположена в трехлинзовой осветительной системе. У каждой линзы имеется свое фокусное расстояние, которое составляет 50, 60 и 70 мм. Благодаря этому, щель получает равномерное освещение. Ее размер составляет всего 0,02 мм. Щель вырезают в металлической пластине, располагаемой на стеклянной детали, которая приклеена к осветительной линзе.

Стилоскоп

Пучок света направляется на объектив при помощи трапециевидной призмы. Фокусное расстояние в данной призме составляет 275 мм. Одна диспергирующая призма закрепляется неподвижно. Еще в одной призме имеется зеркальное покрытие, которое может поворачиваться. Это необходимо для того, чтобы спектр мог переместиться точно в поле зрения окуляра. Когда лучи попадают на посеребренный катет подвижной призмы, то они проходят еще через две предыдущие и попадают на зеркало. И только отражаясь от него попадают в окуляр, где их и может рассмотреть оператор.

Принцип работы стилоскопа

В приборе может быть несколько сменных окуляров. Зачастую используются аксессуары с увеличением на 13 или 20 крат. Чем меньше увеличение, тем выше поле зрения. Это особенно полезно, когда происходит анализ спектров, в котором относительно небольшое количество линий. Фотометрический клин располагается в фокальной плоскости окуляра. Это узкая полоска платинового слоя, закрепленная между двух стеклянных пластин. Благодаря ему, возможности аппарата становится значительно более широкими. Он дает равномерное освещение щели, но интенсивность спектра при этом становится относительно небольшой. Дуговой генератор, идущий в комплекте с устройством, ставится непосредственно под спектральным аппаратом

Методика проведения анализа

Стилосокпирование сварных швов проводится по ГОСТ 7122-81. Для начала изделие подготавливается перед анализом. С него убирают все лишние части, такие как шлак, частички металла и поверхность зачищают. Затем образец располагают возле медного электрода стилоскопа и зажигают разряд. Он может быть дуговым, искровым или комбинированным. В это время оператор наблюдает, какой цветовой спектр был у этого разряда. Во время вращения ручки прибора можно просмотреть весь спектр от красной до фиолетовой области. Особенно хорошо просматриваются те участки, которые соответствуют цвету примесей.

Поиск такой области осуществляется по атласу для стилоскопа. Когда оператору удалось идентифицировать такую линию, то он сравнивает яркость ее свечения с теми линиями, которые граничат с основой. Далее, по соответствующим таблицам из того же атласа он определяет концентрацию примеси относительно яркости ее свечения. Для точного определения результатов опыты проводятся несколько раз.

Меры безопасности

Этот способ является вполне безопасным для человека, так что здесь достаточно применять элементарные меры электробезопасности. Не следует допускать перегрева прибора, а если это уже случилось, то нужно дать ему остыть.