Spoinomierz – rodzaje i jak mierzyć wymiary spoiny

Spoina może wyglądać poprawnie, a mimo to nie spełniać wymagań – bo jest za cienka, ma zbyt wysoki nadlew albo za głębokie podtopienie. Tego nie da się ocenić „na oko”. Do pomiaru geometrii spoiny służy spoinomierz – podstawowy przyrząd każdego inspektora wykonującego badania wizualne VT spoin.

W tym poradniku opisujemy rodzaje spoinomierzy, wyjaśniamy, które wymiary spoiny się mierzy i jak zrobić to prawidłowo – ze szczególnym uwzględnieniem grubości spoiny pachwinowej.

Do czego służy spoinomierz

Spoinomierz to przyrząd do pomiaru wymiarów spoiny i przygotowania złącza. Pozwala sprawdzić:

• przed spawaniem – kąt ukosowania brzegów, szerokość szczeliny, przesunięcie brzegów,
• po spawaniu – wysokość nadlewu, głębokość podtopień, grubość i długość ramion spoiny pachwinowej, wklęsłość lub wypukłość lica.

Wyniki pomiarów porównuje się z wymaganiami rysunku i z dopuszczalnymi wartościami dla wymaganego poziomu jakości wg PN-EN ISO 5817. Bez pomiaru ocena spoiny pozostaje subiektywna, a protokół z badania – nieweryfikowalny.

Rodzaje spoinomierzy

Spoinomierz uniwersalny

Najczęściej stosowany przyrząd w kontroli spoin. Jeden spoinomierz uniwersalny – np. popularny typ „Cambridge” – pozwala zmierzyć większość wymiarów: kąt ukosowania, nadlew, głębokość podtopienia, grubość spoiny pachwinowej i przesunięcie brzegów. To podstawowe wyposażenie inspektora VT.

Spoinomierz do spoin pachwinowych (szablonowy)

Zestaw blaszek-szablonów, z których każda odpowiada określonej grubości lub długości ramienia spoiny pachwinowej. Inspektor przykłada kolejne szablony, aż znajdzie ten, który pasuje do spoiny. Proste i szybkie przy kontroli wielu spoin o tym samym wymiarze nominalnym.

Spoinomierz do przesunięcia brzegów (typu Hi-Lo)

Służy do pomiaru przesunięcia brzegów łączonych elementów – szczególnie rur, gdzie przesunięcie ścianek po stronie wewnętrznej ma duży wpływ na jakość grani. Często ma też skalę do pomiaru szczeliny.

Spoinomierze cyfrowe

Spoinomierze z odczytem elektronicznym ułatwiają odczyt i ograniczają błędy przy odczycie skali. Zasada pomiaru jest taka sama jak w przyrządach mechanicznych.

Jak mierzyć grubość spoiny pachwinowej

To najczęściej mierzony wymiar w konstrukcjach stalowych – i najczęściej mylony.

Dwa wymiary spoiny pachwinowej:

• grubość spoiny „a” – wysokość największego trójkąta równoramiennego, który można wpisać w przekrój spoiny, mierzona od wierzchołka (styku elementów) do lica. To ten wymiar zwykle podaje się na rysunku i na nim opiera się obliczenia wytrzymałości,
• długość ramienia „z” – odległość od styku elementów do brzegu spoiny na każdym z elementów.

Dla spoiny o równych ramionach przy kącie 90° obowiązuje zależność: a ≈ 0,7 · z. Spoina o grubości a = 5 mm ma więc ramiona o długości ok. 7 mm.

Najczęstszy błąd: pomiar długości ramienia i wpisanie go do protokołu jako grubości „a”. Różnica wynosi ok. 30% – spoina, która na rysunku ma a = 5 mm, zmierzona tylko po ramieniu może zostać uznana za zgodną, mając w rzeczywistości a ≈ 3,5 mm.

Spoina wypukła i wklęsła:

• przy spoinie wypukłej grubość „a” mierzy się do lica trójkąta wpisanego – nadmiar wypukłości nie zwiększa grubości obliczeniowej, a nadmierna wypukłość jest oceniana jako osobna niezgodność,
• przy spoinie wklęsłej rzeczywista grubość jest mniejsza, niż wynikałoby z długości ramion – dlatego pomiar samej długości ramienia jest szczególnie mylący.

Asymetria: jeśli ramiona spoiny mają różne długości, mierzy się obie. Nadmierna asymetria spoiny pachwinowej jest osobną niezgodnością ocenianą wg PN-EN ISO 5817.

Pomiar pozostałych wymiarów spoiny

Nadlew spoiny dołączowej

Wysokość nadlewu to odległość od powierzchni materiału rodzimego do najwyższego punktu lica. Spoinomierz opiera się o materiał rodzimy po obu stronach spoiny, a ruchomy element dotyka lica. Przy różnych grubościach łączonych elementów nadlew mierzy się względem powierzchni elementu cieńszego.

Zbyt wysoki nadlew to nie tylko kwestia estetyki – ostre przejście lica w materiał rodzimy koncentruje naprężenia.

Głębokość podtopienia

Podtopienie mierzy się końcówką pomiarową wprowadzoną w najgłębsze miejsce rowka wzdłuż brzegu lica. Pomiar wykonuje się w kilku miejscach, bo głębokość podtopienia zmienia się na długości spoiny. Dopuszczalna głębokość zależy od grubości materiału i wymaganego poziomu jakości – więcej o samej niezgodności piszemy w artykule o wadach spoin.

Przesunięcie brzegów

Przesunięcie liniowe mierzy się jako różnicę poziomów powierzchni łączonych elementów. Przy rurach mierzy się je w kilku miejscach na obwodzie – najlepiej przed spawaniem, bo po spawaniu wewnętrzna strona złącza jest zwykle niedostępna.

Przygotowanie złącza przed spawaniem

Przed spawaniem spoinomierz służy do kontroli kąta ukosowania, wysokości progu i szerokości szczeliny. To najtańszy moment na wykrycie błędu – poprawienie przygotowania kosztuje ułamek ceny wycięcia gotowej spoiny.

Jak zapewnić wiarygodny pomiar

• Czysta powierzchnia – żużel, rozpryski i zgorzelina zafałszowują wynik.
• Kilka punktów pomiarowych – wymiary spoiny zmieniają się na jej długości, a pojedynczy pomiar może nie trafić w najgorsze miejsce.
• Właściwe oświetlenie i dostęp – pomiar jest częścią badania wizualnego, więc obowiązują te same warunki obserwacji co przy całym badaniu wg PN-EN ISO 17637.
• Sprawny przyrząd – spoinomierz z uszkodzoną skalą lub luzami daje błędne odczyty; przyrządy warto okresowo sprawdzać.
• Zapis w protokole – miejsce pomiaru, zmierzona wartość i odniesienie do wymagań rysunku lub poziomu jakości.

Pomiar to nie wszystko

Spoinomierz mierzy geometrię spoiny, ale nie powie, czy zmierzona wartość jest dopuszczalna. O tym decyduje poziom jakości wskazany w dokumentacji – najczęściej B, C lub D wg PN-EN ISO 5817 – oraz wymagania rysunku. Ocena spoiny, która ma być podstawą odbioru, należy do inspektora z certyfikatem VT wg PN-EN ISO 9712.

Zleć pomiar i ocenę spoin

Wykonujemy badania wizualne VT spoin z pomiarem geometrii, oceną według wymaganego poziomu jakości i protokołem gotowym do odbioru. Działamy w całej Polsce.