Средства измерения для контроля качества выполнения строительно-монтажных работ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ 

УНИВЕРСИТЕТ

 

ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

 

Кафедра гражданского строительства и прикладной экологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по НИРС на тему

Средства  измерения для контроля качества выполнения

Строительно-монтажных  работ

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент  гр. 5015/6

Чижков А.К.

 

Руководитель: Богданов Ю.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2012. г

 

Оглавление

1. Введение 3

2. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ 3

3. ЭЛЕКТРОРАДИОГРАФИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ 18

4. ОСОБЕННОСТИ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТОЧЕЧНЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 22

5. Литература 33

 

 

1. Введение

 

В данной работе рассмотрены  методы  и приборы контроля качества металлических конструкций, а также  особенности контроля качества точечных сварных соединений.

2. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ

 Ультразвуковой  метод контроля предназначен  для выявления в швах стыковых, угловых, тавровых и нахлесточных  сварных соединений непроваров, трещин, несплавлений, пор и шлаковых  включений, размеры которых находятся  в пределах чувствительности  метода. Характер дефектов и их  действительные размеры не определяются.

Ультразвуковой  метод контроля осуществляется в  соответствии с требованиями ГОСТ 14782-76, ГОСТ 20415-82 и с учетом действующих  отраслевых стандартов на ультразвуковой контроль.

Ультразвуковому контролю подлежат сварные соединения с полным проплавлением свариваемых элементов, удовлетворяющих требованиям дефектоскопичности, когда:

соотношение ширины валика (размеров катетов в угловых, тавровых и нахлесточных) в стыковых соединениях и толщины металла  в соединении обеспечивает возможность  прозвучивания всего сечения  шва акустической осью ультразвукового  луча;

имеется свободный  доступ к околошовной зоне (зоне контроля) контролируемого участка  шва с обеих сторон одной плоскости  стыкового соединения и соединения внахлестку и с одной из плоскостей привариваемого листа таврового  соединения;

с противоположной  поверхности листов в зоне контроля отсутствуют приваренные монтажные  элементы, а также вмятины, подрезы, "поджоги" и брызги металла, которые  могут привести к отражениям от них  ультразвуковых колебаний;

радиус кривизны свариваемых листов в любом сечении  не меньше 500 мм.

 Ультразвуковой  контроль проводят после исправления  дефектов, обнаруженных при внешнем  осмотре и измерении соединения, а также после термической  обработки. Необходимость контроля  после термической обработки  оговаривается в технической  документации на контроль.

Примечание. Допускается  осуществлять ультразвуковой контроль сварных соединений с конструктивным непроваром корня шва (см. прил. 11), а также в конструкциях с криволинейными поверхностями, радиус кривизны которых не менее 50 мм, по методике, аналогичной методике, изложенной в прил. 12.

 Ультразвуковой  контроль может производиться  вслед за сваркой после остывания  металла в зоне перемещения  преобразователя ниже 60°С.

Для обеспечения  нормальных условий работы дефектоскописта, обусловливающих надежность и достоверность  контроля, последний должен производиться, как правило, при температуре  не ниже 5°С.

 Ультразвуковую  дефектоскопию сочетают с методами  рентгено- и гаммаграфирования для  контроля сварных швов, если необходимо:

уточнить размеры  и характер выявленных ультразвуком дефектов;

повысить надежность и объективность контроля путем  выборочного просвечивания участков, в которых по данным ультразвуковой дефектоскопии отсутствуют недопустимые дефекты;

проверить квалификацию дефектоскописта при ультразвуковом контроле.

Условия и порядок введения ультразвукового  контроля

 Предпосылкой  к введению предприятием ультразвукового  контроля конкретных сварных  соединений является наличие  данных, подтверждающих надежность  обнаружения недопустимых дефектов. Эти данные могут быть получены  в результате предварительных  экспериментальных исследований, проведенных  данным предприятием по контролю  этих соединений, или в результате  практического применения ультразвуковой  дефектоскопии на другом предприятии  для контроля аналогичных по  всем параметрам (вид и размеры  соединения, технология сварки) соединений.

 Ультразвуковой  контроль может быть введен  на предприятии после получения  разрешения от головной организации  (или заказчика) при условии  выполнения требований п. 2.23 и при наличии на предприятии квалифицированных специалистов и производственных инструкций по ультразвуковому контролю сварных швов.

 В производственных  инструкциях или технологических  картах (прил. 21, 22) должны быть отражены:

тип и основные размеры  швов, на контроль которых распространяется документ;

максимальные размеры  валика и катетов швов, требования к качеству контактной поверхности  и другие требования к соединению, обеспечивающие его дефектоскопичность;

тип прибора и  преобразователей, основные параметры  контроля и допуски на их отклонение (частота упругих колебаний, угол ввода луча, стрела преобразователя, максимальная условная чувствительность и соответствующая ей максимально  допустимая мертвая зона);

способ прозвучивания (прямым или однократно отраженным лучом), схема сканирования (поперечно-продольное, продольно-поперечное, продольное) и  параметры сканирования (угол ввода  луча, шаг сканирования, пределы  поперечного смещения преобразователя, превышение чувствительности поиска над  чувствительностью оценки) и чувствительность оценки (предельная, условная или эквивалентная):

измеряемые характеристики выявленных дефектов;

признаки и их значения для классификации выявленных дефектов на виды "допустимые", "недопустимые" и "возможно допустимые".

Квалификация  специалистов по ультразвуковому контролю

 Специалисты  по ультразвуковому контролю  в зависимости от их квалификации  разделяются на три уровня:

I - помощники дефектоскописта  (дефектоскописты 1-го и 2-го  разряда);

II - дефектоскописты,  старшие дефектоскописты (дефектоскописты  3-6-го разрядов) и техники-дефектоскописты;

III - ответственные  руководители (инженеры) по неразрушающему  контролю. Требования к подготовке, квалификации и аттестации специалистов  трех уровней изложены в прил. 1.

 К руководству  работами по неразрушающему контролю  допускаются специалисты III уровня.

 К оценке качества  сварных соединений по результатам  ультразвукового контроля допускаются  специалисты II и III уровней.

 К выполнению  контроля допускаются аттестованные  в установленном порядке специалисты  II уровня, а также специалисты  I уровня, прошедшие производственную  стажировку с дефектоскопистом II уровня в течение минимум двух  месяцев.

 Подготовку специалистов I и II уровней следует проводить  в соответствии с "Типовой  программой подготовки дефектоскопистов  по ультразвуковому контролю  качества сварных соединений  в строительных металлоконструкциях  и трубопроводах" (прил. 18). Об окончании курса обучения специалистам выдаются удостоверения.

 Специалисты  III уровня должны быть подготовлены  в соответствии с "Типовой  программой подготовки специалистов  по неразрушающему контролю III уровня".

 При подготовке  специалистов II уровня квалификации  рекомендуется применять тренажеры  для привития им навыков по  соблюдению параметров сканирования.

 Аттестацию специалистов III уровня квалификации производит  специальная комиссия, состав которой  утверждается головной организацией  по неразрушающему контролю или  заказчиком.

В состав комиссии входят представитель ведущего научно-исследовательского института или вуза, представитель  отдела предприятия и инженер  по технике безопасности. Аттестация проводится не реже 1 раза в 5 лет.

 Аттестацию специалистов II и I уровней квалификации проводит  комиссия, в состав которой входят:

главный инженер  и главный сварщик предприятия;

руководитель службы неразрушающего контроля (ОТК или  УЗЛ);

специалист III уровня квалификации по ультразвуковому контролю;

инженер по технике  безопасности.

Состав комиссии утверждается главным инженером  предприятия.

Не реже одного раза в год специалисты I и II уровней  квалификации должны проходить переаттестацию. В случае перерыва в работе более  шести месяцев специалист должен быть подвергнут внеочередной переаттестации.

 Проверка практических  навыков и знания по ультразвуковому  контролю сварных соединений  или аттестация и переаттестация  специалистов I и II уровней квалификации  должна проводиться на специальных  тренажерах, образцах соединений  с моделями дефектов, на образцах  соединений с реальными дефектами.  Тип и количество образцов  соединений, контролируемых каждым  специалистом, устанавливает квалификационная  комиссия.

 Результаты аттестации  или переаттестации оформляются  протоколами и соответствующими  записями в удостоверениях (см. прил. 19 и 20).

 Специалисты  любого уровня квалификации, показавшие  неудовлетворительные знания при  аттестации или переаттестации, а также специалисты I и II уровней  квалификации, имеющие перерыв в  работе более шести месяцев,  лишаются права на выполнение  контроля впредь до прохождения  переаттестации.

Специалисты I и II уровней  квалификации, имеющие перерыв в  работе более года, лишаются права  на выполнение контроля впредь до прохождения  полного курса теоретической  и практической подготовки, двухмесячной стажировки на предприятии и соответствующей  аттестации.

Специалисты I и II уровней  квалификации, которые по данным инспекционного контроля дважды в процессе ультразвуковой дефектоскопии в течение года пропустили недопустимые дефекты в  сварных соединениях, лишаются права  на выполнение контроля с соответствующей  записью во вкладыше удостоверения  впредь до прохождения соответствующей  переподготовки и аттестации.

Организация работ по контролю 

Для разработки производственных инструкций (технологических карт) на ультразвуковой контроль, выполнения контроля, ревизии, технического обслуживания и ремонта аппаратуры, а также  обобщения и анализа результатов  контроля с целью оценки стабильности и уровня технологического процесса сварки на предприятии должно быть организовано подразделение (лаборатория, группа) ультразвукового контроля.

 Администрация  предприятия (организации) выделяет  для подразделения соответствующие  помещения, достаточные для хранения, ревизии и ремонта дефектоскопов  и преобразователей, проведения  учебно-методических и подготовительных  к контролю работ, оформления  документации.

 Работники, выполняющие  ультразвуковой контроль, должны  быть обеспечены спецодеждой.

 При наличии  в подразделении более пяти  дефектоскопов должен быть организован  участок ремонта дефектоскопов  и преобразователей.

 Подразделение  ультразвукового контроля организуется  и действует на основании Положения  о подразделении (лаборатории  или группы), утвержденного руководителем  предприятия. В Положении должен  быть оговорен, в частности, порядок  представления заявок на ультразвуковой  контроль.

 Места контроля  в заводских условиях должны  обеспечивать удобное для дефектоскопистов  расположение контролируемых участков  соединения, быть оснащены разъемами  сети электропитания 127/220В, 50 Гц и  шинами для заземления аппаратуры.

 При контроле  в условиях монтажа и ремонта  металлоконструкций:

леса и подмостки  должны обеспечивать удобное взаимное расположение дефектоскописта, аппаратуры и контролируемого участка соединения, защиту их от осадков; при температуре  воздуха ниже 5°С должны быть оборудованы  соответствующие тепляки;

не должно быть ярких  источников света (постов электросварки, резки и т.п.);

не должны проводиться  работы, загрязняющие воздух и вызывающие вибрацию контролируемого соединения;

должны быть приняты  меры к защите экрана дефектоскопа при работе в дневное время  или при основном искусственном  освещении от попадания прямого  света.

 Требования представителей  подразделения ультразвукового  контроля по созданию условий,  необходимых для обеспечения  надежного ультразвукового контроля, являются обязательными для администрации  предприятия (организации), представляющей  соединения на контроль.

 Соединения, представляемые  на контроль:

должны быть очищены  от брызг металла, отслаивающейся окалины, грязи и пыли в зонах шириной  по 200мм от шва по всей длине контролируемых участков;

не должны иметь  недопустимых подрезов и превышений ширины валика (размеров катетов) над  установленными соответствующим стандартом;

не должны иметь  наплывов и резких перепадов, создающих  отражения ультразвуковых колебаний  и не позволяющих выявить дефекты.

Дополнительные  требования к подготовке соединения под контроль, предъявляемые представителями  подразделения ультразвукового  контроля, должны быть выполнены работниками  предприятия, представляющего соединения на контроль, включая зачистку зоны перемещения преобразователя при  неудовлетворительном для ультразвукового  контроля состоянии поверхности  проката и зачистку заподлицо  с основным металлом валика шва в  корне стыкового соединения с V-образной разделкой листов кромок толщиной менее 20 мм.

Шероховатость поверхности  при механической обработке зон  должна быть не более Rа 6,3 по ГОСТ 2789-73.

 Контроль сварных  швов должен проводиться звеном  из двух дефектоскопистов. Допускается  выполнение контроля одним дефектоскопистом, если при этом гарантируется  безопасность работы и достоверность  результатов контроля.

 Швы, проверенные  каждым звеном (дефектоскопистом) за  смену, должны подвергаться выборочному  инспекционному ультразвуковому  контролю в объеме не менее  5 %. Инспекционный контроль выполняется  дефектоскопистом более высокого  разряда или уровня квалификации. В случае обнаружения при инспекционном  контроле неправильной оценки  качества шва сварные швы, проверенные  данным звеном (дефектоскопистом), должны  быть подвергнуты этим звеном  повторному контролю с выдачей  новых заключений. Представитель  заказчика или ОТК предприятия  (организации) имеет право потребовать  повторного контроля отдельных  участков ответственных сварных  соединений.

Аппаратура

 Для ультразвукового  контроля должна применяться  аппаратура отечественного производства, включающая:

ультразвуковой  импульсный дефектоскоп;

преобразователи, серийно  выпускаемые промышленностью;

стандартные образцы;

испытательные образцы, если они предусмотрены производственной инструкцией (технологической картой) на контроль;

вспомогательные устройства и приспособления для соблюдения заданных параметров сканирования, если применение их предусмотрено производственной инструкцией (технологической картой) на контроль;

специальные преобразователи  и вспомогательные приспособления и шкалы для измерения характеристик  выявленных дефектов с целью идентификации  их по классам, если применение этих преобразователей, приспособлений и шкал предусмотрено  производственной инструкцией (технологической  картой) на контроль.

Допускается применение преобразователей, изготовленных на предприятии и аттестованных  в установленном порядке, а также  зарубежной аппаратуры с техническими характеристиками, отвечающими отечественной  аппаратуре и прошедшие аттестацию в установленном порядке.

 Параметры ультразвуковых  дефектоскопов следует регистрировать  в объективном документе контроля, соединяющем информацию о наличии  акустического контакта в процессе  сканирования соединения, реализованных  параметрах сканирования и об  условных размерах и месторасположении  выявленных на этапе поиска  возможных дефектов. Допускается  применение ультразвуковых дефектоскопов  без объективного документа контроля.

 Дефектоскопы  должны работать в импульсном  режиме. Частота излучаемых упругих  колебаний должна составлять 2,5МГц  ± 10%. Динамический диапазон изменения  амплитуды эхосигнала на входе  дефектоскопа, наблюдаемого на индикаторе (экране электронно-лучевой трубки), должен быть не менее 10 дБ.

Допускается применять  дефектоскопы с преобразователями, излучающими упругие колебания  с частотой 1,8 и 5 МГц, для контроля сварных соединений по вновь разрабатываемым  методикам.

 Дефектоскопы  должны иметь аттенюатор с  ценой деления не более 2 дБ, звуковой индикатор, громкость  звука которого пропорциональна  амплитуде принимаемого эхосигнала, и глубиномер для определения  координат расположения выявленных  отражателей.

 На корпусе  преобразователей должна быть  нанесена метка, соответствующая  проекции точки выхода луча  на боковую плоскость преобразователя.  Отклонение метки от истинного  положения не должно превышать  1 мм. Угол ввода луча не должен  отличаться от номинального значения, указанного в инструкциях (технологических  картах) на контроль более чем  на ± 2°.

Стандартные образцы  должны быть аттестованы в установленном  порядке.

 Указания по  аттестации испытательных образцов  приведены в прил. 2.

 Вспомогательные  приспособления для соблюдения  параметров сканирования должны  обеспечивать перемещение преобразователя  по заданной траектории посредством  механизма (двигателя) или вручную.  Скорость перемещения преобразователя  вручную не должна превышать  100 мм/с.

 Специальные  преобразователи должны быть  рассчитаны на излучение и  прием ультразвуковых колебаний  номинальной частоты 2,5 МГц и  иметь независимо от угла ввода  луча α единые значения параметров  мнимого преобразователя:

размер пьезопластины  преобразователя в плоскости, перпендикулярной плоскости падения луча: аr=6 мм;

размер пьезопластины  мнимого преобразователя в плоскости  падения луча:

                                       (1)

расстояние от центра пьезопластины мнимого преобразователя  до точки ввода луча

                                          (2)

где 2аb, - размер пьезопластины  преобразователя в плоскости  падения луча; r1 -расстояние от центра пьезопластины преобразователя  до контактной поверхности призмы преобразователя; с1, сt - скорости продольной волны в  материале призмы и поперечной в  контролируемом металле соответственно.

Специальные преобразователи  должны быть аттестованы. Рекомендуемые  указания по аттестации приведены в прил. 3.

 Для определения  характеристик выявленных дефектов  могут служить приспособления  для измерения условной ширины  и протяженности выявленных дефектов, а также угла индикации. Конструктивные  варианты приспособлений приведены  в прил. 4.

 Каждый дефектоскоп  должен иметь паспорт или формуляр. Дефектоскопы каждого типа должны  иметь техническое описание и  инструкцию по эксплуатации.

 Каждый преобразователь  должен иметь порядковый номер.  Первоначальные параметры каждого  преобразователя (номинальная частота,  размеры пьезоэлемента, угол ввода  луча в сталь, стрела) должны  быть занесены в "Журнал  учета преобразователей". Изъятие  преобразователей вследствие их выхода из строя должно отмечаться в журнале.

 Проверка работоспособности  с определением основных параметров  дефектоскопов с преобразователями  должна производиться в соответствии  с ГОСТ 14782-86 по методике поверки  дефектоскопов лицом, ответственным  за состояние аппаратуры, не реже  одного раза в месяц. Результаты  поверки должны быть занесены  в журнал учета дефектоскопов.

Подготовка  к контролю

 Перед выходом  на контроль дефектоскоп должен  быть укомплектован преобразователями,  образцами и вспомогательными  приспособлениями, указанными в  производственной инструкции (технологической  карте) на контроль, а также  миллиметровой линейкой, кистью, контактирующей  жидкостью, обтирочным материалом, мелом (краской) и чертилкой  для отметки дефектных участков, ручкой (карандашом) и журналом для  регистрации результатов контроля.

 Работоспособность  дефектоскопа с одним из отобранных  преобразователей должна быть  проверена на стандартном образце  СО-2 путем оценки динамического  диапазона индикатора и погрешности  аттенюатора.

 Погрешность  аттенюатора оценивают путем  измерения амплитуды N (44) и N (15)* эхосигналов от отражателя диаметром  6 мм при озвучивании его с  двух противоположных поверхностей  образца преобразователем с углом  α= 65 ±2° при выведенной временной  регулировке чувствительности.

Погрешность аттенюатора  считается удовлетворительной, если разность амплитуд эхосигналов N (15) - N (44) = 14 ± 1 дБ.

 Динамический  диапазон оценивают по ослаблению  Д в децибелах аттенюатора,  которое необходимо для уменьшения  амплитуды эхосигнала от отражателя  диаметром 6 мм в стандартном  образце СО-2 от максимальной величины  до 2-4 мм по экрану индикатора. Динамический диапазон считается  достаточным, если Д>10дБ.

 Дефектоскоп  с преобразователем должен быть  проверен на соответствие стрелы  преобразователя, угла ввода луча, чувствительности, мертвой зоны  и погрешности глубиномера значениям,  заданным в производственной  инструкции (технологической карте) (см. прил. 22) на контроль.

Чувствительность  дефектоскопа с преобразователем должна превышать заданную чувствительность поиска не менее чем на 4 дБ. Мертвая  зона М при чувствительности поиска не должна превышать заданного значения.

Погрешность глубиномера  при измерении интервала времени  должна быть не более ± 1 мкс, а погрешность  при измерении координат отражателя в пределах от 10 до 50 мм не должна превышать  ± 1 мм.

 Проверку стрелы  угла ввода луча следует выполнять  по стандартным образцам СО-3 и  СО-2 по ГОСТ 14782-86.

 Проверку чувствительности  и мертвой зоны следует выполнять  по стандартному образцу СО-2 или  по испытательному образцу. Тип  образца должен быть указан  в производственной инструкции (технологической  карте) на контроль.

 Проверку глубиномера  следует производить по стандартному  образцу СО-2.

Измеренное с  использованием прямого преобразователя  значение времени распространения  ультразвуковых колебаний в прямом и обратном направлениях между рабочими поверхностями образца должно быть равно 20 ± 1 мкс.

Измеренные значения глубины расположения цилиндрического  отражателя диаметром 2bO =6 мм должны быть равны (44 - bO соs α) ± 1 мм и (15 - bO соs α) ± 1 мм.

Подготовка  сварного соединения к контролю и  выбор параметров контроля

 Перед контролем  дефектоскопист должен проверить  соответствие сварного соединения  требованиям производственной инструкции (технологической карты), обеспечивающим  дефектоскопичность соединения. На  соединении и в карте контроля  должны быть отмечены участки  швов, которые не могут быть  проконтролированы из-за неудовлетворительного  качества контактной поверхности  или невозможности доступа к  ним.

 Подготовленные  к контролю контактные поверхности  непосредственно перед контролем  необходимо тщательно протереть  ветошью и покрыть слоем контактирующей  смазки (минеральное масло, технический  глицерин и другие контактные  смазки).

 Для эталонирования  предельной чувствительности по  стандартному образцу СО-2 должно  быть определено отношение коэффициента  прозрачности контактной поверхности  соединения и соответствующего  коэффициента для стандартного  образца в децибелах. Методика  определения отношения коэффициентов  прозрачности приведена в прил. 5.

 Способ прозвучивания  сварного соединения и способ  сканирования, а также угол ввода  луча α и превышение SПП/SПО  предельной чувствительности поиска SПП над чувствительностью оценки SПО должны быть определены  по производственной инструкции (технологической карте). Способ  продольно-поперечного сканирования целесообразно применять на этапе поиска дефектов, способ поперечно-продольного сканирования - на этапе оценки.

Рекомендуемые способы  прозвучивания и настройки чувствительности дефектоскопа приведены в прил. 6-10.

 Шаги сканирования (продольного ΔC1 , или поперечного  ΔCt должны быть определены с  учетом заданного соотношения  SПП/SПО и диаграммы направленности  поля преобразователя. Методика  определения максимального шага  сканирования ΔC* приведена в прил. 13. За номинальное значение шага сканирования при ручном контроле, которое должно соблюдаться в процессе контроля, должны приниматься значения ΔC1= ΔC1* - 1 мм; ΔCt= ΔCt* - 1 мм.