стилоскопирование металла что это
Стилоскопирование. Определение химического состава сварного шва для увеличения прочности изделия
Во время соединения металлов путем сваривания внутри шва или на его поверхности за счет высокой температуры дуги могут появляться практически незаметные дефекты. Любой из них отрицательно влияет на прочность конечного изделия, так как мельчайшие трещины могут привести к разгерметизации.
Что такое стилоскопирование сварных швов, в чем суть данного метода
Существует несколько методов, применение которых позволяет выявлять мелкие дефекты шва перед использованием. Один из самых доступных – стилоскопирование, в основе которого лежит спектральный анализ. Способ направлен на выявление количества легирующих примесей в сварном шве. Иными словами, можно определить химический состав металла в месте соединения.
ГОСТы, используемые для работы
Существует несколько документов, четко регламентирующие все нюансы, связанные с процессом стилоскопирования:
Области применения
Контролю подвергаются любые изделия, выполненные из легированной стали (в ее состав, помимо стандартных примесей, вводят специфические элементы для достижения желаемой прочности, стойкости и других показателей. К таким элементам относится хром, азот, никель и др).
Химический состав шва проверяют у любых емкостей и труб, которые впоследствии будут подвергаться воздействию высокого давления и химически агрессивных сред.
Метод актуален для тех производств, где важно четкое соблюдение состава сплавов. Он не используется на небольших частных предприятиях, металлоконструкции которых не нуждаются в высоком уровне контроля.
Технология
Процедура проверки несложная, но требует наличия специального оборудования и определенных навыков оператора.
Используемое оборудование
Стилоскоп – оборудование, которое позволяет провести стилоскопирование. Бывает двух типов: стационарный (используется в лаборатории) и переносной (подходит для производств).
Независимо от размера, они очень похожи и обладают рядом идентичных узлов.
Главный элемент стилоскопа – электрод, основной функцией которого является зажигание дуги на изделии. Чаще всего его изготавливают из стали, вольфрама или меди и устанавливают на головку прибора. При помощи шлифовального круга (реже токарного станка) конец электрода необходимо затачивать, чтобы он корректно работал. Специалист должен иметь при себе целый набор сменных электродов, потому что замеры можно производить только один раз, после чего они нуждаются в очередной коррекции.
Второй основной элемент стилоскопа – генератор, подсоединенный к корпусу. Благодаря ему, на сам стержень подается ток, который, в свою очередь, возбуждает дугу. От нее исходит свет, который, проходя через пары металла, проникает в щель. Ее ширина в зависимости от типа прибора колеблется от 0,01 до 0,02 мм.
Один из ключевых элементов стилоскопа – ряд линз, благодаря которому, можно определить точный химический состав примесей.
Трехлинзовая система, или фотометрический клин имеет разные фокусные расстояния. Он сначала принимает пучок света на две призмы, который затем отражается и направляется в объектив окуляра. Такая система, как правило, сменная и имеет разную степень увеличения.
Порядок проведения процедуры
Преимущества и недостатки метода
Метод широко распространен, благодаря ряду положительных аспектов:
Несмотря на то что метод прост и безопасен, его применение затрудненно из-за некоторых недостатков:
Стилоскопирование металла что это
СТИЛОСКОПИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ И СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Дата введения 2002-11-22
ЛИСТ УТВЕРЖДЕНИЯ
РД 26.260.15-2001
СТИЛОСКОПИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ И СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Генеральный директор ОАО «ВНИИПТхимнефтеаппаратуры»
Заместитель генерального директора ОАО «ВНИИПТхимнефтеаппаратуры»
Заведующий отделом стандартизации
Заведующий отделом N 29
Заведующий лабораторией N 56
Разработчик, старший научный сотрудник
Зав. сектором стандартизации
Заместитель генерального директора по научно-производственной деятельности
Председатель ТК 260 «Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее» В.А.Заваров 2001
1 РАЗРАБОТАН ОАО «Волгоградский научно-исследовательский и проектный институт технологии химического и нефтяного аппаратостроения» (ОАО «ВНИИПТхимнефтеаппаратуры) по заданию Госгортехнадзора России.
Курдюмова A.M., Гурьева Л.В., Мирочник В.Л., Хапонен Н.А.
2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Техническим комитетом N 260 «Оборудование химическое и нефтегазоперерабатывающее» Листом Утверждения от 20.12.2001
3 СОГЛАСОВАН письмом Госгортехнадзора России N 12-06/959 от 22.11.2002
4 ВЗАМЕН «Инструкции по стилоскопированию основных и сварочных материалов и готовой продукции», согласованной с ГГТН РФ письмом N 12-6/1108 от 10.12.96
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий руководящий документ является переработанным и расширенным продолжением «Инструкции по стилоскопированию основных и сварочных материалов и готовой продукции» согласованной с ГГТН РФ письмом от N 12-6/1108 от 10.12.96 и распространяется на сосуды, аппараты, все детали аппаратов (обечайки, днища, патрубки, сварные соединения и др.), а также на исходные материалы в виде проката, сварочных проволок, промежуточных деталей на различных этапах технологического процесса и т.д.
Настоящий руководящий документ предусматривает определение химического состава вышеназванных объектов методом стилоскопирования с целью установления соответствия типа использованной стали и сварочных материалов чертежам и РД по сварке, отраслевым стандартам и руководящим документам с помощью стационарных и переносных стилоскопов.
РД охватывает марки сталей, наиболее распространенные в нефтяном, химическом и газовом аппаратостроении, к числу которых относятся стали низколегированные 15ХМ, 40ХМФА, 35Х, 10Х2ГНМ, 30ХМА, 16ГС, 09Г2С, легированные 15Х5М, 15Х5ВФ, 12Х8ВФ, 20Х13 и высоколегированные 12Х18Н9, 04Х18Н10, 08Х17Н13М2Т, 10Х17Н13МЗТ, 20Х25Н20С2, ХН32Т, 06ХН28МДТ и др.
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем руководящем документе использованы ссылки на следующие стандарты, правила и другие источники:
ГОСТ 495-92* Листы и полосы медные. Технические условия
ГОСТ 1435-90* Прутки, полосы и мотки из инструментальной нелегированной стали. Общие технические условия
СН 245-71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий
ПБ 03-108-96* Правила устройства и безопасной эксплуатации технологических трубопроводов
ПБ 09-170-97* Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств
ПБ 10-115-96* Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением
Правила по устройству и содержанию лаборатории и пунктов спектрального анализа, обязательные для всех министерств, ведомств и учреждений
РД 009-364-00 Типовая инструкция по организации безопасного проведения огневых работ на взрывоопасных и взрывопожарных объектах
ТУ 48-19-102-82 Молибденовые стержни для переносных стилоскопов
ТУ 48-19-57-73 Вольфрамовые стержни для переносных стилоскопов
Типовая инструкция по организации безопасного проведения газоопасных работ / Утв. ГГТН СССР 20.02.85
ПОТ РО-14000-005-98 Положение. Работы с повышенной опасностью. Организация проведения.
Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей* / Утв. Госэнергонадзор РФ
ВСН 21-77 Инструкция по проектированию отопления и вентиляции нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 В основу РД положены стилоскопические признаки оценки содержания легирующих элементов, выбранные экспериментально в условиях спектральной лаборатории ВНИИПТхимнефтеаппаратуры для сталей, перечисленных в 1.3, при использовании стационарных стилоскопов СЛ-10, СЛ-11, «Спектр» и переносного «Метаскопа» фирмы Крауткремер, ФРГ, а также других марок отечественного производства, применяемых на заводах.
3.2 Стилоскопирование металла свариваемых деталей и металла шва производится с целью установления соответствия марки использованных для сварки материалов требованиям соответствующих НТД и ТУ на изготовление изделия.
Обязательному стилоскопированию должны подвергаться в изготовленном сосуде детали корпуса, находящегося под давлением (обечайки, днища, патрубки, фланцы) из низко-, средне- и высоколегированных марок сталей, а также соединяющие их сварные швы в объеме и местах, установленных заводами-изготовителями.
Стилоскопирование следует производить на зачищенных до блеска участках (площадках) поверхности. Перед стилоскопированием соответствующие участки должны быть замаркированы с таким расчетом, чтобы их можно было легко обнаружить на картах контроля.
Выполнение стилоскопирования металла свариваемых деталей и металла сварного шва следует осуществлять с помощью переносных стилоскопов. На сварных соединениях, выполнявшихся одновременно двумя сварщиками, стилоскопированию должны подвергаться два диаметрально противоположных участка шва. В остальных случаях стилоскопирование может производиться на одном участке.
В случае неудовлетворительных результатов производится повторное стилоскопирование металла свариваемых деталей и металла шва в 3-х различных участках.
При выявлении несоответствия марки используемой стали или сварного соединения хотя бы на одной детали, проверенных в неполном объеме, стилоскопированию должны быть подвергнуты все однотипные детали, сварные соединения, узлы.
Результаты стилоскопирования на соответствие марки стали использованных материалов требованиям технических условий на изготовление изделия должны быть зафиксированы в специальном журнале с выдачей соответствующих протоколов.
Контроль стилоскопированием не производится:
— при невозможности осуществления контроля вследствие недоступности сварных швов;
— по условиям техники безопасности.
4 СТИЛОСКОПИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА СТАЛЕЙ, СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
4.1 Сущность работы на стилоскопе
Полуколичественный анализ при помощи стилоскопа производится следующим образом: между образцом и вспомогательным или «постоянным» электродом зажигается дуговой разряд. Его излучение направляется на входную щель стилоскопа. Горение дуги сопровождается переносом вещества электрода с одного полюса на другой. Поэтому заточку постоянного электрода необходимо производить перед каждым новым анализом.
Для установления количественного содержания элемента в сплаве пользуются оценкой относительной интенсивности анализируемой линии и линии сравнения.
Однако возможности глаза как измерительного прибора ограничены. Глаз не может достаточно точно определить отношение интенсивностей двух спектральных линий. Но он очень чувствителен к установлению равенства или неравенства интенсивностей двух световых линий (двух спектральных линий). На этом принципе и основан метод количественного анализа с помощью стилоскопа.
4.2 Приборы и материалы. Вспомогательное оборудование
Медные дисковые электроды для стационарных стилоскопов, изготовленные из меди марки М2 (ГОСТ 495), стальные из стали У7 (ГОСТ 1435). Молибденовые и вольфрамовые стержни для переносных стилоскопов (ТУ 48-19-102 и ТУ 48-19-57 соответственно), размеры и форма которых рекомендованы в описании к прибору; комплекты эталонов различных марок сталей, выпускаемых ВНИИСО, необходимые для проверки и разработки стилоскопических признаков оценки содержания легирующих элементов.
Что такое стилоскопирование сварных швов
Среди неразрушающих методов контроля сварных швов стилоскопирование металла – самый «древний». Он был внедрен в 30-е годы прошлого века. Применяется для проверки однородности соединений сосудов высокого давления, котлов, трубопроводов, нагруженных сварочных металлоконструкций. Стилоскопированием быстро определяют вредные примеси, хотя точность результата во многом зависит от зоркости оператора, метод надежный. Порядок стилоскопирования сварных швов регламентирован ГОСТ 7122-81, он указывается в нормативно-технической документации для многих видов работ: при производстве трубопроводов, сварных технологических емкостей, опорных конструкций.
Что такое стилоскопирование
Во-первых, это экспресс-метод химсостава сварных соединений, наличия в металле углерода, серы, фосфора, других легирующих элементов. Говоря языком учебников, стилоскопирование швов – это неразрушающий метод контроля, основанный на сравнении спектральных линий испаряющихся паров расплава с эталонными снимками. По спектру сложно определить концентрацию компонентов. Оператор делает оценку «на глазок». Результат стилоскопирования всегда субъективный. Но серьезных аварий после тестирования сварных швов удается избежать.
Область применения
Выявление компонентов, снижающих качество сварных швов, главная цель стилоскопирования. Металл способен насыщаться газами в процессе сварки, элементы выгорают при температуре, превышающей точку плавления. Анализ выявляет нарушения технологии изготовления сварных сосудов, трубопроводов. Под давлением дефектное соединение может лопнуть.
Стилоскопирование металла шва проводят с целью определения химического состава. Фосфор, углерод определяют в искровом режиме, остальные компоненты – в спектре дуги. Качественный контроль необходим при производстве литых изделий. Стилоскопированием определяют марку стали во время приемки металла на склад или при разборе лома. Переносными моделями можно пользоваться в любых условиях, перед сборкой или ремонтом металлоконструкций, при необходимости, проверяют химсостав заготовок.
Преимущества и недостатки
Стилоскопирование популярно из-за:
Исследование связано с воздействием вредных факторов: приходится вдыхать пары металла, если в приборе не предусмотрено вентилирование. Напрягаются глаза.
Порядок проведения контроля
Этапы проведения проверки:
Если при стилоскопировании в сварном шве обнаружены вредные примеси, проводится дополнительный анализ еще в трех точках.
Применяемое оборудование
Производители выпускают стилоскопы двух типов:
Стационарные ограничены параметрами исследуемого узла, они обычно габаритные, устанавливаются в лабораториях. Отличаются высокой чувствительностью, длительной работой, подключаются к стандартной сети. Они не перегреваются, оценка спектра проводится в автоматическом режиме.
Переносные приборы весят от 2 до 5 кг, они идут в комплекте с мобильным силовым модулем. Предназначены для исследования габаритных металлоконструкций, работы в полевых условиях. Для стилоскопирования труднодоступных участков созданы модели с подвижным блоком прожига, он закреплен на гибком оптоволоконном проводе.
Современное оборудование для контроля сварных швов оснащается фотографирующим блоком, компьютером с программой автоматического распознавания спектра по снимку. Такие приборы выдают объективные результаты.
Устройство и принцип работы
Набор основных узлов у всех стилоскопов одинаковый. Центральная часть прибора – фотометрический клин с трехлинзовой системой, у каждой свое фокусное расстояние. Через него проходит пучок света, попадающий в приемную щель размером до 20 микрон. Затем свет попадает на пару трапециевидных призм. Отражаясь от них, направляется в окуляр. Для удобства работы делают съемные окуляры с разной кратностью увеличения, чтобы можно было рассмотреть тонкие линии спектра.
Сменными элементами являются электроды, их делают из различных металлов:
В процессе заточки электроды стачиваются. Их заменяют на новые. Генератор монтируется в корпус прибора или делается самостоятельным узлом.
Принцип действия стилоскопа основан на способности металла испаряться под действием дуги. По свечению паров методом спектрального анализа определяется компонентный состав металла. В прилагаемом к прибору атласе представлены световые характеристики основных компонентов сплавов. По яркости свечения операторы судят о концентрации примесей.
Стилоскопирование – один из неразрушающих способов контроля сварных швов. Примеси в металле могут стать причиной внутренних дефектов, снижающих прочность соединения. Контроль проводится на трубопроводах, сосудах высокого давления. Стилоскопом пользуются для определения марки стали.
Ndt Control
Стилоскопирование металла
Стилоскопирование металла — это неразрушающий метод проведения высококачественного спектрального анализа, способный установить легирующие элементы в сварных швах, выполненных с применением легированных присадочных материалов. Метод основан на визуальном контроле путем сравнения яркости полученных спектральных линий в дуговом разряде с нормативными показателями.
Правила и обязательность проведения этой процедуры установлены федеральными нормами и утверждены приказом Ростехнадзора. Такому анализу в обязательном порядке относятся все детали котлов и трубопроводов, которые изготовлены из легированной стали, а также наплавленный металл, образованный на сварных швах, соединяющих их в единое устройство.
Особенности метода, что оценивает и выявляет
Стилоскопирование относится к неразрушающим методам контроля. Он базируется на способности свечения у паров металла в дуговом разряде, полученном между двумя электродов в низковольтной искре. Один из них установлен в форме стального стержня, он выполняет в устройстве функции эталонного электрода, а в качестве второго применяется контролируемый образец.
При дуговом разряде протекает перенос вещества с электродов, при этом происходит заполнение межэлектродного пространства парами раскаленного металла, имеющего свою уникальную линию спектра. Излучение светящихся паров попадает на призму оптической системы стилоскопа, где начинается процесс их разложения, в результате которого получаются спектральные линии с определенною длиной волны, доступные для наблюдения через приборный окуляр.
По результатам стилоскопирования можно провести два вида оценки — качественную по спектрограммам, которые собраны в атласе и входят в комплектацию прибора и количественную — по таблицам сравнительной интенсивности.
С использованием данного метода оценивается химсостав металла сварных швов на наличие: углерода (С), титана(Ti), никеля (Ni), хрома(Cr), вольфрама(W), серы (S) и других элементов.
Такие приборные измерения позволяют установить соответствие качества присадочных материалов на сварном соединении требованиям ГОСТ, РД и других ведомственных нормативных актов.
Важно! Если в результате стилоскопического контроля был получен отрицательный результат, то должен быть проведен повторный контроль элементов и сварных швов, но уже с удвоенным числом контрольных точек.
При вторичном негативном итоге, проводят спектральный либо химанализ исследуемых образцов, результаты которых станут окончательными.
Завод УЗСК
Стилоскопирование сварных швов
Для поверхностной оценки качества сварных соединений используется метод стилоскопирования. Он не гарантирует высокую точность, но помогает визуально определить степень вредных примесей и легирующих элементов.
Процесс стилоскопирования регулируется специальными регламентирующими документами и соответствующими стандартами ГОСТ.
Наш завод ООО «»УЗСК» осказывает услугу стилоскопирование с выездом и стационарно. Вы можете привезти образец к нам на завод или пригласить нашего специалиста с переносным силоскопом к вам на объект.
Для поверхностной оценки качества сварных соединений используется метод стилоскопирования. Он не гарантирует высокую точность, но помогает визуально определить степень вредных примесей и легирующих элементов.
Процесс стилоскопирования регулируется специальными регламентирующими документами и соответствующими стандартами ГОСТ.
Наш завод ООО «»УЗСК» осказывает услугу стилоскопирование с выездом и стационарно. Вы можете привезти образец к нам на завод или пригласить нашего специалиста с переносным силоскопом к вам на объект.
Стилоскопирование сварных швов – что это такое?
Стилоскопирование сварных соединений – это метод неразрушающего контроля, который используется для определения соответствия качества стали и сварочных материалов принятым стандартам. Метод основывается на сравнительном анализе спектральных линий с эталоном, при котором выявляется химический состав сварных швов.
Стилоскопирование – один из самых старых методов неразрушающего контроля. Он начал применяться еще в 30-х годах 20-го века и до сих пор является наиболее популярным способом контроля.
Этот метод позволяет определить в соединениях вещества, снижающие качество соединения, и компоненты, влияющие на качество соединения:
Стилоскопический метод используют либо на 1-ом этапе контроля над качеством сварных швов, либо в том случае, когда к точности расчетам соединений не предъявляются высокие требования. Если результаты визуального контроля не соответствуют техническим требованиям, проводятся более сложные качественные и количественные виды контроля.
Стилоскопирование используется в нескольких случаях:
Для применения стилоскопического метода необходима сеть переменного тока, чтобы питать источник пробуждения спектра, поэтому такой вид контроля возможен в любых условиях.
Стилоскопы применяются и для других целей:
Стилоскопирование незаменимо при контроле качества изделий из нержавеющей или легированной стали для выявления молибдена и хрома.
На каждом предприятии, занимающемся изготовлением сварочного оборудования, устанавливается ряд документов, определяющих случаи стилоскопирования. Это проектная документация, технические нормативы, установленные в соответствии стандартами ГОСТ. Среди них:
Каждый из перечисленных документов составляется на основе общероссийских и международных стандартов.
Человеческий фактор и надежность металлоконструкций
В соответствующих нормативах перечисляются материалы, из которых можно производить те или иные детали и изделия, марки электродов, используемых в процессе сварки.
Стилоскопирование сразу определяет несоответствие материала или использованного электрода нормативам, что поможет предотвратить выход оборудования из строя и аварийную ситуацию, связанную с этим.
На процедуру контроля с помощью стилоскопа уходит несколько минут. В результате определяется даже незначительная часть сплавов, влияющих на качество сварных швов.
Физические основы метода
Пары металла в разряде дуги светятся. На этом физическом явлении и основывается стилоскопический метод. Разряд возникает при соприкосновении двух электродов: на приборе и на исследуемом сварном шве.
Материалом для электрода на приборе служит сталь или медь. С помощью электрода разжигают дугу на сварном шве. Металл раскаляется и образуются пары. Их излучение направляется на прибор, где разлагается на спектральные линии разной длины в зависимости от того, какие химические элементы присутствуют в исследуемом образце, т.е. в сварном шве. Полученные результаты сравниваются с данными спектограммы (для качественного анализа) и таблиц сравнительной интенсивности.
Порядок выполнения анализа
Стилоскопический анализ проводится в несколько этапов. Все операции регламентируются специальной инструкцией.
Таким образом исследуется каждый участок сварного соединения. При неудовлетворительном результате происходит дополнительное исследование.
Существуют несколько видов стилоскопов. Каждый из них имеет свои функции:
Независимо от вида аппарата, задача каждого из них – определить состав компонентов, ухудшающих качество сварного соединения.
Основные параметры аппаратов
При выборе стилоскопов специалист ориентируется на его характеристику. Сюда входит:
Для получения точных результатов нужен не только прибор, но и опытный специалист, способный видеть разницу между спектром в окуляре и образцом в таблице или атласе.
Стилоскопы состоят из 2 основных частей:
На современных стилоскопах присутствует также порт USB или аналоговый вход, который соединяет прибор с компьютером. Возможно комплектование ЖК-дисплеем и камерой-окуляром.
Преимущества и недостатки
Специалисты выделяют у стилоскопа ряд преимуществ, и в то же время отмечают присутствие отдельных недостатков.
Преимуществами прибора являются:
Но в работе стилоскопа обнаружены и недостатки:
Кроме того, при работе со стилоскопом специалист получает большую нагрузку на зрение. И в труднодоступных участках оценка с помощью стилоскопа может дать неточный результат.