Controlul nedistructiv nu duce la deteriorarea îmbinării sudate şi nu influenţează negativ comportarea în exploatare a acesteia. Spre deosebire de controlul distructiv, care se bazează pe încercări făcute cu distrugerea probei, respectiv a epruvetelor special confecţionate. În cazul controlului nedistructiv, poate fi examinată, la nevoie, fiecare piesă în parte, întrucât toate piesele examinate pot fi utilizate. Prin metodele de control nedistructiv, a căror aplicare necesită multă experienţă, pot fi determinate anumite categorii de defecte, nu şi valorile caracteristicilor mecanice, care pot fi stabilite numai prin încercări cu distrugere. Aplicarea metodelor de control nedistructiv a contribuit, în mod substanţial, la dezvoltarea construcţiilor sudate.

Controlul preleminar

Înainte de începerea operaţiei de sudare se recomandă a se efectua controalele preventive descrise în continuare.

• Controlul compoziţiei chimice. Materialul de bază se ia, de obicei, din certificatele de calitate ale întreprinderii furnizoare; la lucrări de importanţă, este indicată verificarea compoziţiei chimice la întreprinderea constructoare.

• Controlul calităţii materialelor auxiliare. Se recomandă a se face: controlul calităţii, tipului învelișului electrozilor, fluxului (compoziţie, granulaţie, umiditate, stare de curăţenie etc.), controlul compoziţiei chimice a gazelor de protecţie, indicată în certificatele eliberate de furnizor.

• Încercări de sudare. La lucrări de răspundere, se prescrie omologarea proceselor de sudare.

• Controlul vizual al materialului de bază. Trebuie verificat să nu existe exfolieri, ţunder, ciupituri, fisuri incipiente sau alte defecte care se pot amplifica datorită ciclului termic la sudare, ducând la defecte în construcţia sudată.

• Controlul execuţiei corecte a pregătirii pentru sudare. Se recomandă a se efectua controlul geometriei şanfrenului, controlul asamblării corecte a semifabricatelor (mărimea şi uniformitatea rostului, lipsa denivelărilor, mărimea pasului şi dispunerea uniformă a punctelor de prindere), controlul vizual al materialului de adaos (starea de curăţenie, uscare etc.).

• Controlul sudorului care execută lucrarea. Se recomandă efectuarea controlului calificării; pentru recipienţi sub presiune, instalaţii de ridicat cît şi pentru lucrări de mare răspundere.

Este indicat a se efectua — în cazul lucrărilor enumerate mai sus — controlul, la începutul fiecărei zile de muncă, pentru a se verifica starea fizică şi psihică a sudorului, întrucît la sudarea manuală, calitatea îmbinării depinde în mare măsură de starea sudorului care execută lucrarea.

Controlul cu raddiații X

Controlul nedistructiv cu radiaţii electromagnetice penetrante a construcţiilor sudate se bazează pe proprietatea acestor radiaţii de a străbate substanţa, proprietate asociată cu acţiunea asupra unei plăci fotografice sau a substanţelor fluorescente. Din această categorie de radiaţii fac parte radiaţiile X şi radiaţiile gamma.

Principiul metodei - Radiaţiile X sînt oscilaţii electromagnetice, avînd frecvenţă foarte mare, respectiv lungimea de undă foarte mică ; au proprietatea de a pătrunde materialele, fiind absorbite mai mult sau mai puţin pe parcurs, în funcţie de proprietăţile fizice şi grosimea materialului respectiv. Aceste radiaţii — emise de surse ca: aparate Roentgen, betatroane, acceleratori liniari de electroni etc. — dirijate printr-o mică fantă asupra îmbinării, străbătând grosimea acesteia, sînt făcute perceptibile cu ajutorul unui ecran fluorescent sau a unei plăci fotografice. Difuzarea, în continuare, a radiaţiilor, este oprită de către o placă de plumb.

Controlul cu raze X a țevii

Fotografia cordonului de sudură ca urmare a penetrării cu raze X

Aprecierea calităţii cusăturilor de sudură poate fi făcută, fie pe baza clişeului radiografiei, fie pe baza fotografiilor cusăturii. În vederea obţinerii unei radiografii de bună calitate este necesar să fie îndeplinite anumite condiţii:

• Pregătirea suprafeţei cusăturii înainte de radiografiere, prin eliminarea stropilor de sudură, îndepărtarea zgurii şi a straturilor de protecţie sau altor neregularităţi ale suprafeţelor exterioare şi interioare. Suprafaţa cusăturii se prelucrează, prin polizare, numai în cazurile cînd neregularităţile acesteia ar putea crea dificultăţi în evidenţierea defectelor interne.

• Pentru identificarea radiografiilor, pe una din părţile laterale ale cordonului de sudură, trebuie plasate cifre sau litere din plumb care să apară pe film şi care să servească la identificarea, fără dubiu a părţii din îmbinarea examinată. Suprafaţa controlată trebuie să fie marcată, prin poansonare, în cel puţin două puncte, cu acelaşi indicativ. În cazul cînd condiţiile de lucru ale piesei controlate nu permit poansonarea, se poate folosi şi un alt procedeu adecvat.

• În cazul executării unui control radiologie pe toată lungimea cordonului de sudură (radiografiere 100%), capetele filmelor succesive trebuie să se suprapună pe o lungime de cel puţin 10 mm, pentru ca nici o porţiune a cusăturii să nu fie omisă la radiografiere. Axa fasciculului de radiaţii trebuie să fie orientată către centrul secţiunii examinate, după o direcţie normală la suprafaţă şi film, în acel punct.

Controlul cu radiaţii X mai este limitat şi în ce priveşte grosimea îmbinărilor sudate. în cazul utilizării radiaţiilor obţinute cu instalaţii Roentgen, care lucrează cu tensiuni pînă la 300 kV, este indicat să se controleze, în cazul construcţiilor de oţel, numai suduri cu grosimea până la 100 mm. Controlul sudurilor cu grosime mai mare, necesită o durată de expunere mare, ceea ce duce la rezultate nesatisfăcătoare în ce priveşte sensibilitatea.

Ca dezavantaje se arată, de asemenea, costul de investiţie ridicat, consumul de materiale fotografice scumpe, iar din punctul de vedere al protecţiei muncii, trebuie respectate riguros dozele maxime admise de iradiere cu radiaţii ionizante, a persoanelor.

Controlul cu radiații GAMA

Metoda se bazează pe aceleaşi principii ca şi controlul cu radiaţii X, adică pe proprietatea radiaţiilor gamma de a străbate materia şi de a impresiona plăcile fotografice. Radiaţiile gamma ca şi radiaţiile X, sînt de natură electromagnetică, au o lungime de undă mai mică, 10-9—10-11 cm, deci, o putere de pătrundere mai mare, motiv pentru care pot fi utilizate la controlul sudurilor cu grosimi mari. Radiaţiile, se obţin cu ajutorul substanţelor radioactive, naturale sau artificiale. Izotopii radioactivi utilizaţi ca sursă de radiaţii gamma la controlul calităţii îmbinărilor sudate, trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

• • Radiaţia emisă ca sursă trebuie să aibă o energie cât mai apropiată de energia necesară controlului grosimii pieselor sudate.

  • Timpul de înjumătăţire să nu fie prea mic.

  • Sursa să aibă o activitate specifică cît mai mare, pentru a putea fi considerată punctiformă.

Dintre aceştia, cel mai utilizat este izotopul Ir 192, care emite un spectru foarte bogat de radiaţii gamma, mai puţin dure decât cele ale Co 60, din care cauză, se obţin radiografii cu sensibilități ridicate şi se reduc simţitor, dimensiunile şi greutatea containerelor. Forma mai restrânsă a depresiunii radiaţiilor gamma, se datoreşte puterii de pătrundere mai mari pe care ele o au în raport cu radiaţiile X. De aceea, se folosesc la cercetarea pieselor de oţel pînă la grosimea de 300 mm. Este de menţionat, că la grosimi mai mici de 60 mm, sensibilitatea razelor gamma este mai mică decât a razelor X, ceea ce provoacă greutăţi în descoperirea defectelor.

Controlul ultrasonic

Controlul ultrasonic a cunoscut în ultimii ani o mare dezvoltare şi constituie una dintre cele mai moderne metode de control nedistructiv al îmbinărilor sudate. La controlul ultrasonic, se folosesc proprietăţile fundamentale ale mişcărilor vibratorii şi anume:

• viteza de propagare a undelor ultrasonice, depinde de natura mediului în vibraţie;

• mişcările undelor ultrasonice, se transmit de la un mediu la altul, respectând legile refracţiei;

• la întîlnirea unor obstacole, undele ultrasonice se reflectă, după legile refracţiei.

Vibraţiile sînt caracterizate prin frecvenţa lor, iar când aceasta este mai mare decît limita superioară a frecvențelor acustice perceptibile de urechea omenească, apar vibraţii ultrasonore. De obicei, termenul de „ultrasunete" se referă la frecvenţe cuprinse între 16 kHz şi circa 10 MHz. Sursele de vibraţii ultrasonice utilizate pentru controlul sudurilor sînt transductoare piezoelectrice, la care, vibraţiile ultrasonice se obţin utilizând efectul piezoelectric, cu ajutorul cristalelor de cuarţ, care, excitate electric la o frecvenţă ridicată, produc vibraţii mecanice de aceeaşi frecvenţă.Procedeul de lucru aplicat la controlul îmbinărilor sudate este cel bazat pe reflexia undelor ultrasonice, care constă în introducerea, sub un anumit unghi, de impulsuri ultrasonice emise de palpatorul emiţător — de durată foarte scurtă, de ordinul microsecundelor — în piesa de controlat şi recepţionarea prin acelaşi palpator a fasciculului ultrasonic reflectat, emisia şi recepţia avînd loc alternativ. Atît impulsul emis, cît şi cel reflectat, recepţionat de palpator, sînt amplificate şi transformate în imagini vizibile pe ecranul tubului catodic al aparatului, sub forma unor „ecouri".

În cazul cînd piesa nu are nici un defect, undele vor ajunge la suprafaţa capătului opus (fundul piesei) după trecerea unui interval de timp, care depinde de grosimea piesei. Pe suprafaţa de separaţie piesă-aer a capătului opus, ultrasunetele vor fi reflectate practic complet (ecou de fund). Dacă fasciculul ultrasonic întîlneşte, în trecerea prin îmbinarea sudată, defecte de sudură, o parte din fasciculul incident va fi reflectat, parcurgând traiectoria în sens contrar, dând naştere unui ecou de defect, care va fi recepţionat mai devreme decât ecoul de fund.

Controlul ultrasonic

Viteza de deplasare trebuie aleasă astfel, încât trecerea peste defectele cele mai mici, să nu fie posibilă; viteza cea mai indicată este în jurul a 10 cm/s.

Utilizarea controlului ultrasonic prezintă următoarele avantaje:

• posibilitatea efectuării controlului de pe o singură parte a piesei;

• mobilitate mare;

• durata controlului este mică, iar rezultatele se obţin imediat;

• sensibilitate mare în detectarea defectelor sudurilor, putându-se pune în evidenţă defecte cu dimensiuni foarte mici;

• poate fi utilizat pentru controlul pieselor cu grosime foarte mare, practic nelimitată;

• lipsa unui consum de materiale;

• lipsa efectelor nocive asupra organismului uman.

Cu toate aceste avantaje, controlul cu ultrasunete prezintă şi unele limitări, ca:

• lipsa unui document obiectiv;

• dificultatea de a face deosebire între diferitele categorii de defecte.

În stadiul actual de dezvoltare a aparaturii de control ultrasonic, este indicat ca acest procedeu să fie utilizat, la controlul sudurilor cap la cap, împreună cu controlul prin radiaţii penetrante, în sensul efectuării unui control complet ultrasonic, urmînd ca numai porţiunile din cordoane în care s-au semnalat defecte, să fie controlate şi prin radiografiere.

Controlul magnetic

Controlul magnetic al îmbinărilor sudate din materiale feroase se bazează pe faptul că la magnetizarea unei piese, fluxul magnetic trece mai ales prin interiorul piesei — datorită permeabilităţii magnetice mari — fără a ieşi aproape deloc la suprafaţă. Dacă în interiorul piesei există un defect de sudură, ca: incluziuni de gaze sau zgură, fisuri, lipsă de aderenţă etc., atunci fluxul magnetic îl înconjoară, deoarece, permeabilitatea magnetică este mult mai mică decât a metalului.

Controlul magnetic

În cazul în care, defectul este situat în apropierea suprafeţei piesei, fluxul magnetic iese parţial la suprafaţa, provoacă o deformare locală a cîmpului magnetic. Aceste perturbaţii pot fi puse în evidenţă cu ajutorul unor pulberi magnetice care se presărează pe suprafaţa piesei. Aglomerările de pulberi, indică suficient de fidel locul, forma şi dimensiunea aproximativă a defectelor din îmbinare. Pentru identificarea corectă a defectului, este necesar ca liniile de flux magnetic să străbată perpendicular sau aproape perpendicular, defectul. Pentru magnetizarea piesei se pot utiliza următoarele procedee:

• magnetizare liniară (polară);

• magnetizare circulară (transversală);

• magnetizare mixtă.

Defectoscopia magnetică nu permite descoperirea unor defecte de forme rotunjite, cum sunt porii, precum şi defectele situate la adâncime. De aceea, se recomandă ca o metodă practică şi productivă pentru controlul defectelor apropiate de suprafaţa piesei. După încercare, piesele trebuie să fie demagnetizate, astfel încât, magnetizarea remanenta să fie practic egală cu zero sau sub nivelul admisibil.

Controlul cu lichide penetrante

Controlul cu lichide penetrante constă în aplicarea pe suprafaţa supusă controlului a unui lichid cu calităţi bune de penetrare care pătrunde în discontinuităţile superficiale şi le pune în evidenţă prin contrast, cum ar fi: pori, fisuri, crăpături şi rupturi, se produce datorită efectului de capilaritate. Developarea penetrantului are loc datorită efectului de absorbţie care, tot prin capilaritate, va absorbi o parte din lichidul penetrant reţinut în defect şi va scoate în evidenţă locul şi forma defectului. Pentru aplicarea acestei metode se foloseşte un set de lichide penetrante, compus din: degresant, penetrant şi developant. Cu ajutorul lor pot fi detectate trei categorii de defecte şi anume:

• Defecte ale materialelor obţinute prin turnare, laminare, forjare, tragere etc..

• Defecte ale pieselor rezultate în procesul de fabricaţie prin sudare, lipire, presare, aşchiere etc..

• Defecte apărute în procesul de exploatare a pieselor: fisuri la oboseală, crăpături, rupturi, uzuri etc.

Cele mai folosite metode de control cu lichide penetrante sunt:

• Metoda colorării, la care contrastul pentru evidenţierea defectelor este un contrast de culoare roşie pe fond alb.

• Metoda fluorescenţei, la care contrastul pentru evidenţierea defectelor se obţine prin examinarea în lumină ultravioletă, fiind de obicei galben - verde pe fond închis sau violet.

• Metode radioactive, la care defectele se pun în evidenţă prin impresionarea unui film de către substanţe radioactive.

• Metoda activării cu ultrasunete, la care penetrabilitatea este asigurată cu ajutorul vibraţiilor ultrasonice produse de emisia acestora în mediul de penetrare.

Controlul defectelor prin metoda colorării cu vopsea

Defecte depistate prin metoda lichidelor penetrante

Lichidele penetrante utilizate se clasifică după următoarele criterii:

După contrast, care la rândul lor se împart în:

• Penetranţi coloranţi.

• Penetranţi fluorescenţi.

• Penetranţi radioactivi.

După solubilitate, care la rândul lor se împart în:

• Penetranţi solubili în apă.

• Penetranţi solubili în solvenţi organici.

• Penetranţi cu postemulsionare.

Cel mai frecvent se utilizează penetratorii coloranţi şi fluorescenţi, solubili în apă. Cei solubili în solvenţi organici sunt calitativ superiori celor solubili în apă.

Operaţiile ce trebuie efectuate pentru obţinerea unor rezultate concludente sunt:

• Pregătirea suprafeţei supusă controlului. Ea are drept scop îndepărtarea murdăriei, oxizilor şi substanţelor grase de pe suprafaţa probei, astfel încât să se asigure accesul penetrantului la cavităţile defecte, cu condiţia de a nu se produce închiderea sau mascarea defectelor.

• Depunerea penetrantului pe suprafaţa de controlat (penetrarea). Operaţia constă în aplicarea

şi menţinerea penetrantului, pe suprafaţa piesei, o perioadă de timp necesară pătrunderii acestuia în defectele existente în material. Timpul de menţinere se numeşte timp de penetrare şi este specifică fiecărui lichid penetrant.

• Îndepărtarea excesului de penetrant de pe suprafaţa controlată se face cu ajutorul unui solvent specific penetrantului. O parte din lichidul penetrant rămâne în cavităţile defectelor.

• Developarea se realizează prin depunerea, pe suprafaţa controlată, a unui developant care nu este altceva decât o substanţă cu capacitate mare de absorbţie a lichidelor. De obicei, această substanţă este o pulbere foarte fină care poate fi depusă pe suprafaţa piesei prin pulverizare sau prin presărare. Pentru a se putea pune prin pulverizare, această pulbere se găseşte în suspensie într-un lichid uşor volatil. La scoaterea în evidenţă a defectelor este necesar a se aştepta un anumit timp de developare, care este specific fiecărui developant. Mărimea şi aspectul petei de culoare ce apare pe developantul depus pe piesă indică prezenţa defectului şi, într-o anumită măsură, mărimea şi forma lui.

• Examinarea defectelor observate şi înregistrate.