Контроль сварных швов при помощи XRF анализаторов Vanta

post1266679942.jpg

Сварное соединение – это соединение двух материалов,  достигаемое путем их нагрева свыше температуры плавления до возникновения межатомных связей между свариваемыми деталями.

В настоящее время известно большое количество видов и способов сварочных процессов: лазерная сварка, электродуговая сварка, твердотельная сварка и др. Чаще всего при помощи сварки соединяют различные металлические детали.

При электродуговой сварке две детали соединяются при помощи электрической дуги, которая расплавляет свариваемые части и электрод, в результате после остывании образуется сварной шов. Очень важно знать точный химический состав всех материалов, участвующих в образовании металла шва (свариваемые детали и электрод), чтобы определить какой в результате будет химсостав данного сварного соединения.

Во время создания сварного шва, сварочные материалы, такие как электроды или проволока, соединяются  со свариваемыми частями и в итоге сварной шов имеет несколько более «обогащенный» химический состав. Теоретически, химический состав сварного шва будет иметь примерно 70% от состава электрода и 30% от свариваемых материалов (т.е. по 15% от каждой из двух соединяемых деталей). Например, если мы свариваем две металлические части вместе, мы можем ожидать, что в конечном химсоставе сварного шва 70% будет от электрода, 15% от материала одной свариваемой детали (деталь А) и 15% от материала другой свариваемой детали (деталь В).

В целом, уверенность в химическом составе сварных соединений очень важна для понимания устойчивости к механическим воздействиям, а также устойчивости к коррозии. Кроме того, всегда необходимо помнить, что правильно подобранные сварочные материалы и способ сварки будут оказывать влияние на химсостав сварного шва (таблица 1).

Таблица 1

Расчет содержания металлов в составе сварного шва

 

Деталь А,

марка SS 304

Деталь В,

марка 5Cr 1/2 Mo

Электрод,

марка ER Ni Cr3

Сварной шов

Ni, %

18

-

70

2,7+49 = 51,7

Cr, %

8

5

20

1,2+0.75+14 = 15,95

Mo, %

-

0.5

-

0.075

Fe, %

71

93

3

10,65+13,95+2,1 = 26,7

 

В России и за рубежом с целью диагностики сварных швов и определения химсостава сварных соединении широко применяются портативные рентгенофлуоресцентные анализаторы (XRF, РФА). Одними из лучших анализаторов, представленных на рынке на сегодняшний момент, являются XRF анализаторы Vanta от компании Olympus.

Преимущества портативных XRF анализаторов Vanta неоспоримы:

  1. XRF анализаторы Vanta обеспечивают неразрушающий контроль сварных соединений, не нарушая целостность соединения в зоне стыка и не влияя на эксплуатационные характеристики конструкции.
  2. Диагностика сварных швов при помощи Vanta проста и надежна. Результат анализа химсостава появляется на экране анализатора в течение нескольких секунд.
  3. Для анализа не требуется проводить механическую зачистку поверхности.
  4. Обучение работе с прибором не требует какой-либо дополнительной подготовки и может проводиться непосредственно на рабочем месте.
  5. Рентгеновский анализатор (спектрометр) Vanta имеет богатую библиотеку не только марок сталей и сплавов, но также и обширную библиотеку сварочных материалов (припоев, электродов и др.). Пользователь имеет возможность редактировать существующие марки и добавлять новые.

Рассмотрим подробнее особенности работы с XRF анализатором Vanta при проведении контроля качества сварных швов.

  1. Использование библиотеки сварочных материалов  Vanta Welding Library

Марка материала электрода часто имеет более высокие содержания по основным (ключевым) элементам, чем свариваемые материалы, для снижения эффекта «разбавления» во время сварки. XRF анализатор Vanta поставляется с предустановленной и редактируемой библиотекой марок сварочных материалов Vanta Welding Library. Пользователи могут вносить изменения в имеющиеся марки, удалять ненужные и добавлять свои.

Использование анализатора со встроенной обширной библиотекой марок Weld Library до или во время сварочных операций, не только обеспечивает подтверждение марки и/или химсостава свариваемых и сварочных материалов, но и помогает минимизировать возможные ошибки, возникающие непосредственно на рабочем месте.

 

sized_2.jpg

sized_3.jpg

Работа с Библиотекой марок в XRF спектрометре металлов Vanta

2. Анализ свободной от флюса части электрода

Сварочные электроды часто покрывают флюсом, который улучшает сварочный процесс. Но так как флюс имеет другой химический состав, отличный от основной части электрода, а XRF – это поверхностный тест, то если вы протестируете флюс, вы не узнаете химсостав основной (рабочей) части электрода.

Если электрод не покрыт флюсом, вы можете спокойно анализировать его в любой точке. Если же электрод покрыт флюсом, вам необходимо использовать для анализа только ту часть, которая свободна от флюса.

В случаях, когда электрод полностью покрыт флюсом, вы все равно можете определить его химический состав! Используя данный электрод, выполните тестовую сварку на небольшом участке, а затем проанализируйте эту точку при помощи XRF анализатора металлов Vanta.

 

4.jpg
Конец электрода чаще всего не покрыт флюсом

3. Использования коллиматора и маски для точного контроля сварных соединений

Коллиматор

Когда вы тестируете сварной шов при помощи XRF анализатора, очень важно проводить анализ именно сварного шва, а не окружающего материала. Однако, точно нацелиться на шов, не имея каких либо возможностей изолировать его, может быть затруднительно.

XRF спектрометр Vanta с камерой и коллиматором (опция) позволяет точно сфокусироваться на самом сварном шве.

Коллиматор также помогает упростить анализ основного материала и зоны термического влияния (ЗТВ, HAZ).

Внимание! Если вам нужен анализатор с коллиматором, необходимо оговаривать это в самом начале при заказе прибора, так как установка коллиматора в уже готовый откалиброванный прибор – дорогостоящая и длительная процедура.

Возможны следующие варианты комплектации анализатора Vanta:

  1. Анализатор без камеры точного наведения и без коллиматора
  2. Анализатор с камерой точного наведения
  3. Анализатор с камерой точного наведения и коллиматором
  4. Анализатор с обзорной (панорамной) камерой 5 МП – для документирования. Позволяет фотографировать образец крупным (общим) планом.
  5. Анализатор с камерой точного наведения, обзорной (панорамной) камерой и коллиматором.

XRF анализатор металлов Vanta, оборудованный коллиматором с камерой точного наведения – прекрасное решение для неразрушающего контроля качества сварных соединений. Прибор не только позволяет навестись на нужную точку при анализе, но и сохранить изображение анализируемой области для формирования последующих отчетов.

 

sized_5.jpg

sized_6.jpg

Изображение камеры наведения анализатора Vanta с выключенным коллиматором (слева) и с включенным коллиматором (справа).

Маска для сварных швов – Weld Mask

Маска для сварных швов анализатора Vanta – это дополнительный аксессуар, который может быть использован на любой модели анализатора компании Olympus (Vanta, Delta). Маска позволяет сократить зону анализа без использования коллиматора.

Маска для анализа сварных швов (Weld Mask) наиболее хорошо подходит для анализа широкого шва, который способен полностью заполнить прорезь (окно) в маске.

sized_Vanta Weld Mask.jpg
Фото маски Weld Mask

Выбирая между покупкой маски или коллиматора, необходимо помнить, что маска  отлично подходит для быстрого анализа и определения химсостава  сварных швов.  Однако, при всех своих достоинствах, маска для анализа сварных швов не позволяет анализировать легкие элементы. Поэтому, наиболее оптимальным вариантом прибора для углубленного и точного анализа сварных швов с визуальным контролем и возможностями для документирования будет являться анализатор Vanta со встроенными камерой и коллиматором.

 

4. Получение и обработка результатов

Проводя контроль сварных соединений  при помощи XRF анализатора Vanta, вы имеете возможность получить 4 разных варианта результатов:

  1. Мгновенный результат непосредственно на экране самого прибора (см. рис.1)
  2. Увидеть результаты на компьютере (при помощи Vanta desktop application) (рис. 2)
  3. В формате PDF файла (рис. 3)
  4. Также возможно получить результаты анализа в виде таблицы в формате CSV (открывается при помощи MS Excel).

     
sized_09g2s_vanta.jpg
Рис. 1. Результаты анализа химического состава конструкционной стали марки 09Г2С при помощи анализатора металлов Olympus Vanta. Внешний вид результата анализа непосредственно на приборе.

sized_09g2s-vanta_desktop_app.jpg
Рис. 2. Внешний вид результата анализа химсостава при работе на комьютере (при помощи  программы для ПК – Vanta desktop application).

sized_russian_grade_page_3.jpg
Рис. 3. Пример отчета, который можно получить с прибора при помощи USB флешки, в формате PDF.

5. Лучшие анализаторы для неразрушающего контроля качества сварных швов

XRF анализатор Vanta C (Ванта С) – это идеальное соотношение цена/возможности. Портативный «ручной» анализатор-пистолет Ванта С позволяет проводить  мгновенный контроль сварных соединений, при этом качество анализа не уступает лабораторным тестам! Анализатор Ванта С обладает ударопрочным пыле-  влагозащищенным корпусом, что позволяет ему работать даже в самых жестких условиях эксплуатации.

Анализатор металлов Vanta L (Ванта Л) оптимален для контроля качества сварных швов в тех случаях, когда Вам нет необходимости анализировать легкие элементы (алюминий, магний, сера и др.). При выборе данного прибора необходимо помнить, что на анализатор Ванта Л не может быть установлен коллиматор. На данный прибор устанавливается маска для сварных швов Weld Mask, которая отлично подходит для быстрого и точного химанализа.



Читать далее:

Анализаторы серии Vanta – новейшие высокоточные портативные XRF спектрометры!
XRF анализатор металлов Vanta L – лучшее решение для анализа отработанных автокатализаторов
Портативные спектрометры серии DELTA для применения в автомобильной промышленности

 

Сомневаетесь с выбором модели и комплектации анализатора – доверьте это профессионалам.  Наши сотрудники помогут вам подобрать анализатор под каждую конкретную задачу, какой бы сложной она не была! Тел.: +7(495)133-9879