Kontrola kvalitete nakon zavarivanja može se podjeliti na kontrolu metodama bez razaranja (KBR) i kontrolu metodama sa razaranjem (KSR).

Metode kontrole bez razaranja su:

- vizualna kontrola (VK),

- dimenzionalna kontrola (DK),

- penetrantska kontrola (PK),

- magnetska kontrola (MK),

- ultrazvučna kontrola (UK),

- radiografska kontrola (RK) i

- akustička emisija (AE),

- ostale metode.

- kontrola nepropusnosti

Prije bilo koje druge metode kontrole zavara (KBR ili KSR), primjenjuje se vizualna kontrola. Ta metoda kontrole relativno je jeftina, ne oduzima puno vremena, a može dati vrlo korisne informacije kako o kvaliteti zavarenih spojeva, tako i o potrebi kontrole nekom drugom metodom. Za pomoć kod vizualne kontrole u skučenim i nepristupačnim dijelovima konstrukcije koriste se različita povećala - lupe uz osvjetljenje. Sljedeća po redu je dimenzionalna kontrola, kod koje se koriste različiti uređaji - naprave za mjerenje debljine zavara i slično.

Kontrola penetrantima često se koristi kod kontrole zavarenih spojeva na konstrukcijama. Na slici prikazan je shematski princip kontrole penetrantima.

Shematski prikaz procedure provođenja kontrole tekućim penetrantima

Na prethodno oćišćenu i odmašćenu površinu (slika 9a) naosi se penetrant (obično crvene boje). Nakon penetriranja u eventualnu pukotinu (vrijeme penetriranja, tj. prodiranja u pukotine ovisi o vrsti penetranta i o dimenzijama pukotine, ali se približno uzima 10 do 15 minuta), odstranjuje se penetrant na odgovarajući način (vodom, suhom krpom). Kod penetranata koji se odstranjuju vodom treba biti pažljiv i mlaz vode usmjeriti paralelno sa površinom lima, kako mlaz vode ne bi istisnuo penetrant iz pukotine. Nakon sušenja površine lima (suha krpa) nanosi se razvijač (obično je bijele boje), koji izvlači penetrant iz pukotine, pa je na bijeloj površini lima lako uočljiva crvena linija od penetranta iz pukotine (slika 9d). Kod tanjih limova na jednu se stranu nanosi penetrant, a na drugu razvijač. Ukoliko postoji pukotina kroz cijelu debljinu lima, tada će razvijač izvući penetrant na svoju stranu, što će se detektirati kao lako uočljiva crvena linija od penetranta iz pukotine na bijeloj (od razvijača) površini lima.

Ovom je metodom moguća detekcija pukotine, ali ne i dimenzije i ostale karakteristike pukotine. Kontrola tekućim penetrantima ne primjenjuje se kod zavarenih spojeva zavarenih proizvoda za prehrambenu industriju, kao ni kod zavarenih spojeva gdje postoji sklonost prema koroziji (posebno koroziji uz naprezanje).

Na sljedećoj je slici prikazano nekoliko indikacija karakterističnih za kontrolu penetrantima.

 

a) Koncentracija crvenih točaka - poroznost i piting

 

b) naglo crvenjenje, kontinuirano ravno - velike pukotine i otvaranja

 

c) slomljene linije od točaka koje se pojavljuju nakon nekoliko minuta - sitne pukotine

 

d) niz crvenih točaka formiran u nepravilnu liniju - pukotine od umaranja

       

          

 

      

       

 

             

             

Nekoliko shematskih primjera indikacija kod kontrole penetrantima

Magnetska metoda kontrole kvalitete koristi se za otkrivanje površinskih i podpovršinskih grešaka (približno do dubine 6 mm) kod feromagnetičnih materijala. Zasniva se na principu magnetske indukcije. Oko vodiča kroz koji prolazi električna struja (magnetski jaram, magnetske elektrode) formira se magnetsko polje (istosmjerne ili izmjenične struje), čije

silnice, po pravilu desne ruke, prolaze između ostaloga i kroz feromagnetični materijal koji se ispituje, odnosno koji je u kontaktu sa magnetskim jarmom ili magnetskim elektrodama. Da bi se otkrila pukotina potrebno je da smjer silnica magnetskog polja bude što više okomito na pukotinu. Pospu li se magnetske čestice (suhe sitne čestice ili čestice pomješane sa vodom) po površini ispitivanog materijala, ako postoji pukotina okomito na smjer prolaska silnica magnetskog polja, sitne čestice će se okupiti oko pukotine. Ova je metoda kontrole kvalitete jeftina i brza, ali ima ograničenje s obzirom na ne feromagnetične materijale, greške duboko ispod površine, te nemogućnost određivanja dubine pukotine koja je otkrivena kod feromagnetičnih materijala. Na sljedećoj se slici prikazuje shematski princip magnetske metode i indikacija površinske pukotine.

 

 

Shematski prikaz kontrole magnetskim česticama i indikacija površinske pukotine.

U praksi se pored magnetskih jarmova često koriste i odvojene elektrode (slika 12).

 

Magnetske elektrode

Ultrazvučna metoda kontrole kvalitete zasniva se na svojstvu ultrazvika da se širi kroz homogene materijale i da se odbija na granici materijala različitih akustičkih osobina (otpornosti), odnosno od nehomogenosti (grešaka) u materijalu. Od izvora ultrazvuka šire se ultrazvučni valovi kroz materijal koji se kontrolira. Ako u materijalu postoji greška, iza nje će, ovisno o vrsti greške, ultrazvučni valovi oslabiti ili se neće pojaviti (odbiju se od greške).

Ultrazvuk je vrsta mehaničkih valova frekvencije 20 KHz do 10 GHz, a kod ispitivanja materijala najčešće se koriste frekvencije od 0,5 MHz do 10 MHz. Iako postoje različite tehnike ultrazvučnog ispitivanja, obično se u praksi koristi metoda impuls - odjek i metoda prozvučavanja, pri čemu se koriste ravne i/ili kutne ultrazvučne glave. Na slici 13 prikazan je shematski princip ultrazvučnog ispitivanja.

Shematski prikaz ultrazvučne metode kontrole kvalitete

Iako je ultrazvučna metoda posebno prikladna za otkrivanje grešaka tipa pukotina (ravninske ili planarne greške), ovom je metodom moguće detektirati i druge greške (uključke troske, plinske mjehuriće, mjehuriće u nizu).

Pri kontroli kvalitete metodama prozračavanja u praksi se koriste X - zrake (Rendgenske) i - zrake. Rendgenske ili X - zrake nastaju pri naglom kočenju ubrzanog snopa elektrona na metalnoj ploči (antikatodi u rendgenskoj cijevi), dok (gama) - zrake nastaju prilikom spontanog raspada nestabilnih atomskih jezgri (prirodnih radioaktivnih materijala i radioaktivnih izotopa). Oba su zračenja u biti elektromagnetska zračenja.

Atomi nekog elementa koji se razlikuju po broju neutrona u jezgri nazivaju se izotopi, razlikuju se po atomskoj težini ali su im kemijska svojstva jednaka. Danas se stvaraju na umjetni način "bombardiranjem" neutronima, protonima, X-zrakama ili nekim drugim subatomskim česticama. Neke jezgre od tako dobivenih izotopa nisu stabilne već se raspadaju, pri čemu takav izotop koji se još naziva i radioizitop zrači energiju (radioaktivan je). Jedan dio oslobođene energije zrači se u obliku gama zraka koje se koriste u defektoskopiji. Najčešći radioizotopi su Co-60 (vrijeme poluraspada 5,3 godine), Ir-192 (vrijeme poluraspada 74,4 dana) i Cs-137 (vrijeme poluraspada 30 3 godine).

Intenzitet zračenja opada po dubini prozračavanog materijala po sljedećoj formuli:

, gdje je:

Io ...ulazni intenzitet zračenja

I ... intenzitet zračenja na izlazu iz materijala

d ... debljina prozračavanog materijala

... linearni koeficijent apsorbcije zračenja (slabljenja zračenja)

Ovisno o načinu registracije promjene intenziteta zračenja govori se o jonizacijskoj (informacije o grešci u obliku elektroničkih signala), radioskopskoj (informacije o prisutnosti greške na monitorima zatvorenih televizijskih sistema) i o radiografskoj kontroli (informacije o kontroli bilježe se na redggenskom filmu).

Shematski prikaz kontrole radiografske metode kontrole prikazan je na sljedećoj slici.

Shematski prikaz radiografske kontrole kvalitete

Interpretacija rezultata kontrole prozračavanjem u prvom redu ovisi o kvaliteti snimke. Kod radiografske kontrole za ocjenu kvalitete radiograma koriste se različiti oblici indikatora kvalitete snimka (penetrametri). Postavljaju se ispod prozračavanog predmeta, sa gornje strane radiografskog filma. Najčešće su to žičice standardiziranih različitih promjera ili provrti standardiziranih različitih dimenzija, ovisno o propisima koji se primjenjuju kod kontrole.na primjer, penetrametar prema DIN 54109 napravljen je tako da se između folija od plastične mase nalaze pravilno rasporedenih sedam kalibriranih žica različitih dimenzija (ovi se indikatori izrađuju sa tri područja debljina) od materijala koji približno odgovara materijalu koji se prozračuje. Iznad i ispod žica nalaze se informacije o materijalu (Fe, Al, Cu) i o području debljina. Kvaliteta snimke iskazuje se preko promjera žice kojase vidi na radiogramu. Kvaliteta razaznavanja radiograma Z može se iskazati formulom:

, gdje je:

dmin ... debljina najtanje žice ili detalja penetrametra

d ... debljina prozračavanog predmeta

Što je veličina Z manja, to je razaznavanje radiograma bolje.

Shematski prikaz radiografske kontrole zavarenih spojeva na cilindričnim elementima

1. izvor zračenja, 2. zavareni element, 3. radiogram

Kontrola nepropusnosti uglavnom se provodi kod posuda pod tlakom, a ovisno o zahtijevanoj kvaliteti i primjenjenim propisima provodi se tlačenjem zraka ili vode na određenu vrijednost tlaka, ili pomoću vakuumske komore.

Na sljedećoj slici shematski je prikazana kontrolakvalitete tlačenjem fluida.

 

  Shematski prikaz kontrole nepropusnosti tlačenjem fluida u zavarenoj posudi

Shematski prikaz kontrole nepropusnosti vakuumskom komorom prikazan je na sljedećoj slici.

Kontrola nepropusnosti vakuumskom komorom

U donjoj tablici navedene su orjentacijske vrijednosti minimalnih dimenzija greške koju je moguće detektirati pojedinim metodama KBR.

Orjentacijska osjetljivost otkrivanja pukotina kod pojedinih metoda KBR.

Metoda KBR Širina pukotine, mm

Dužina pukotine, mm

Dubina pukotine, mm

Primjedba

Penetranti 0,1 2 - Ovisno o stanju površine i optičkim pomagalima

Magnetske čestice 0,01 1 0,2 Ovisno o stanju površine

Ultrazvuk 0,01 1 0,2 Samo za feromagnetske materijale

Radiografija 0,3 5 0,3 -

Akustička emisija 0,001 0,001 0,001 -

Metode kontrole sa razaranjem obično se provode na zavarima pri certifikaciji postupaka zavarivanja, ali se često provode i nakon izvođenja zavara na proizvodima i konstrukcijama iz pogona (npr. "nastavne pločice" kod kružnih zavara na plaštu vagonske cisterne, tlačna proba sa razaranjem u proizvodnji propan/butan boca za domaćinstva i dr.).

Metode kontrole sa razaranjem su:

- vlačno kidanje epruvete (najčešće se traže naprezanje tečenja, vlačna čvrstoća, prekidna čvrstoća, kontrakcija i izduženje, ali se mogu tražiti i neka druga svojstva),

- mjerenja tvrdoće (najčešće jedna od sljedećih metoda: HV30, HV10, HV5, HV1, rjeđe HB ili neka druga metoda),

- ispitivanje udarne žilavosti (Charpy - V),

- ispitivanja iz područja mehanike loma (COD, CTOD, JIC , KIC , ...),

- različita korozijska ispitivanja (opća korozija, korozija uz naprezanje pri djelovanju različitih agresivnih medija, piting, selektivna korozija, ...),

- različita dinamička ispitivanja,

- tlačne probe sa razaranjem,

- različite radioničke probe i probe zavarljivosti,

- ispitivanja sadržaja kemijskih elemenata (kemijska metoda na temelju strugotine metala),

- tlačna proba sa razaranjem

- ostale metode.

Shematski prikaz opreme za češće korištena ispitivanja zavarenih spojeva sa razaranjem