Spoinomierz to jeden z podstawowych przyrządów kontroli wizualnej i wymiarowej złączy spawanych. Pozwala szybko sprawdzić, czy spoina ma wymiary zgodne z dokumentacją. Pomaga też wychwycić część niezgodności jeszcze przed badaniami nieniszczącymi czy odbiorem konstrukcji.
Sam przyrząd jest prosty, ale wynik pomiaru zależy od kilku rzeczy: jak spoinomierz zostanie przyłożony, w którym miejscu spoiny wykonany jest odczyt i czy przyrząd jest sprawny. Poniżej wyjaśniamy, jak mierzyć spoinomierzem najważniejsze parametry spoin czołowych i pachwinowych oraz jakich błędów unikać.
Co można zmierzyć spoinomierzem?
Zakres pomiarów zależy od konstrukcji przyrządu. Najpopularniejsze spoinomierze uniwersalne pozwalają zmierzyć między innymi:
- grubość spoiny pachwinowej (wymiar a),
- wysokość spoiny pachwinowej (wymiar z),
- nadlew (wysokość lica) spoiny czołowej,
- głębokość podtopień,
- przesunięcie krawędzi łączonych elementów (niewspółosiowość),
- kąt ukosowania brzegów przed spawaniem,
- szerokość szczeliny w złączu.
Dostępne są też prostsze szablony do spoin pachwinowych, przeznaczone do sprawdzania jednego lub kilku konkretnych wymiarów. Przed pomiarem warto sprawdzić, jakie skale ma dany przyrząd i w jakich jednostkach są wyskalowane: w milimetrach, calach czy w obu.
Przygotowanie do pomiaru
Rzetelny pomiar zaczyna się od przygotowania spoiny i przyrządu:
- usuń żużel, odpryski i luźne zanieczyszczenia z lica spoiny oraz z materiału rodzimego w miejscu przyłożenia przyrządu,
- sprawdź, czy powierzchnie pomiarowe i końcówka spoinomierza nie są uszkodzone, wygięte ani zabrudzone,
- ustaw przyrząd w położeniu zerowym i sprawdź, czy wskazanie się zgadza,
- zaplanuj punkty pomiaru wzdłuż spoiny, zwłaszcza w miejscach rozpoczęcia i zakończenia spawania.
Pomiar na warstwie żużla albo na odprysku przy krawędzi spoiny daje zawyżony wynik, który może ukryć rzeczywistą niezgodność.
Jak zmierzyć grubość spoiny pachwinowej (wymiar a)?
Grubość spoiny pachwinowej a to wysokość największego trójkąta równoramiennego, który można wpisać w przekrój spoiny. Ten wymiar zwykle podaje się na rysunku i w obliczeniach nośności.
- Przyłóż spoinomierz tak, aby jego powierzchnie oporowe opierały się o obie łączone ścianki w złączu teowym.
- Upewnij się, że przyrząd jest ustawiony prostopadle względem złącza.
- Dosuń ruchomą końcówkę do lica spoiny.
- Odczytaj wynik na skali oznaczonej dla wymiaru a.
W spoinie o równych bokach, łączącej elementy pod kątem prostym, wymiar a wynosi w przybliżeniu 0,7 długości boku z. Pozwala to szybko sprawdzić, czy odczyty obu wymiarów są spójne.
W spoinie wypukłej spoinomierz mierzy grubość do lica, więc wynik może być większy niż grubość obliczeniowa. W spoinie wklęsłej to właśnie wymiar a najczęściej okazuje się krytyczny. W razie wątpliwości warto porównać wynik z wymaganiami dokumentacji i z poziomem jakości przyjętym dla konstrukcji.
A co w przypadku jeśli dane złącze spawane nie posiada dwóch powierzchni pozwalających na pomiar grubości spoiny pachwinowej?
Tutaj z pomocą przychodzi spoinomierz specjalny typu SPL-1, który do wykonania pomiarów potrzebuje tylko jedną powierzchnię.
Jak zmierzyć długość boku spoiny pachwinowej (wymiar z)?
- Oprzyj przyrząd o jedną ze ścianek złącza.
- Dosuń końcówkę do krawędzi spoiny, czyli do miejsca, w którym lico przechodzi w materiał rodzimy na drugiej ściance.
- Odczytaj wynik na skali dla wymiaru z.
- Powtórz pomiar dla drugiego boku.
Wyraźna różnica długości obu boków wskazuje na spoinę asymetryczną. Przyczyną może być nieprawidłowe prowadzenie uchwytu lub ustawienie elementów.
Jak zmierzyć nadlew spoiny czołowej?
Nadlew to wysokość lica spoiny ponad powierzchnię materiału rodzimego.
- Oprzyj spoinomierz na materiale rodzimym przy krawędzi lica. Zależnie od konstrukcji przyrządu przykłada się go po jednej albo po obu stronach spoiny.
- Wysuń końcówkę pomiarową do najwyższego punktu lica.
- Odczytaj wysokość nadlewu.
- Powtórz pomiar w kilku miejscach na długości spoiny.
Zbyt duży nadlew to nie tylko kwestia estetyki. Ostre przejście lica w materiał rodzimy tworzy karb, który może obniżać wytrzymałość zmęczeniową złącza.
Jak zmierzyć podtopienie i przesunięcie krawędzi?
Podtopienie to rowek w materiale rodzimym wzdłuż krawędzi lica. Aby je zmierzyć, oprzyj spoinomierz na materiale rodzimym obok podtopienia i wprowadź końcówkę w najgłębsze miejsce rowka. Wynik porównaj z dopuszczalną głębokością dla wymaganego poziomu jakości.
Przesunięcie krawędzi, czyli niewspółosiowość, mierzy się w złączach doczołowych. Oprzyj przyrząd na wyżej położonym elemencie i wysuń końcówkę do powierzchni elementu położonego niżej. Wynik pokazuje, o ile krawędzie są względem siebie przesunięte.
Jak interpretować wyniki?
Sam odczyt ze spoinomierza nie przesądza jeszcze o zgodności spoiny. Wynik trzeba porównać z:
- wymiarami podanymi na rysunku lub w dokumentacji technologicznej,
- instrukcją technologiczną spawania (WPS),
- wymaganym poziomem jakości według PN-EN ISO 5817/10042 (poziomy B, C lub D). Norma ta określa dopuszczalne wielkości niezgodności, takich jak nadmierny nadlew, podtopienie czy niewspółosiowość.
Pomiary spoinomierzem wykonuje się w ramach badań wizualnych złączy spawanych, których zasady opisuje norma PN-EN ISO 17637.
Najczęstsze błędy przy pomiarze spoinomierzem
- Pomiar na nieoczyszczonej spoinie. Żużel i odpryski zawyżają wynik.
- Przechylony przyrząd. Nawet niewielkie pochylenie zmienia odczyt, szczególnie przy wymiarze a.
- Pomiar w jednym punkcie. Wymiary spoiny zmieniają się na jej długości, więc jeden odczyt nie daje pełnego obrazu.
- Pomyłka skali. W spoinomierzach uniwersalnych łatwo odczytać wynik ze skali innego wymiaru albo z podziałki calowej zamiast milimetrowej.
- Zużyta lub wygięta końcówka. O uszkodzenia mechaniczne łatwo, bo przyrząd pracuje bezpośrednio przy stanowisku spawalniczym.
- Brak aktualnego wzorcowania. Spoinomierz może wyglądać na sprawny, a mimo to dawać błędne wskazania.
Dlaczego spoinomierz trzeba wzorcować?
Spoinomierz pracuje w trudnych warunkach: przy wysokiej temperaturze, w pyle, w kontakcie z odpryskami i na twardych, nierównych powierzchniach. Upadki i uderzenia mogą przesunąć skale lub wygiąć elementy pomiarowe, a zmiana nie zawsze jest widoczna gołym okiem.
Jeżeli na podstawie pomiarów spoinomierzem przyjmuje się lub odrzuca spoiny, dokładność przyrządu powinna być okresowo potwierdzana. Wzorcowanie spoinomierza pozwala określić błędy wskazań dla poszczególnych skal i ocenić, czy przyrząd nadaje się do dalszej pracy. W wielu firmach spawalniczych przyjmuje się wzorcowanie raz w roku, a dodatkowo po każdym upadku lub uszkodzeniu.
QWLab wykonuje wzorcowanie spoinomierzy stosowanych w kontroli jakości spawalniczej. Wspieramy też firmy w spełnianiu wymagań norm spawalniczych w ramach doradztwa spawalniczego.
FAQ
Jaka jest różnica między wymiarem a i z w spoinie pachwinowej?
Wymiar a to grubość spoiny, czyli wysokość trójkąta wpisanego w jej przekrój. Wymiar z to długość boku spoiny mierzona na ściance łączonego elementu. W spoinie o równych bokach, przy elementach ustawionych pod kątem prostym, a wynosi około 0,7 z.
Czy spoinomierzem można zmierzyć każdą spoinę?
Nie. Spoinomierz służy do pomiarów zewnętrznych, dostępnych wizualnie. Nie wykrywa niezgodności wewnętrznych, takich jak pęcherze, przyklejenia czy brak przetopu. Do ich oceny stosuje się inne metody badań nieniszczących.
W ilu miejscach mierzyć spoinę?
Liczba pomiarów zależy od długości spoiny i wymagań dokumentacji. Warto mierzyć co najmniej na początku, w środku i na końcu spoiny oraz wszędzie tam, gdy kształt lica budzi wątpliwości.
Jak często wzorcować spoinomierz?
Najczęściej raz w roku, zgodnie z harmonogramem nadzoru nad wyposażeniem pomiarowym. Dodatkowe wzorcowanie warto wykonać po upadku, uszkodzeniu lub gdy wyniki budzą wątpliwości.