РД 26-11-08-86 Соединения сварные. Механические испытания

2.1.1. Основными методами определения характеристик механических свойств сварного соединения в целом и его отдельных участков, а также наплавленного металла являются:

• испытание металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на статическое растяжение;

• испытание металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла на ударный изгиб (на надрезанных образцах);

• испытание сварного соединения на статическое растяжение;

• испытание металла различных участков сварного соединения на стойкость против механического старения;

• испытание сварного соединения и наплавленного металла на (технологическая проба с наплавленным валиком) статический изгиб (загиб);

• измерение твердости различных участков сварного соединения и наплавленного металла.

2.1.2. Выбор метода и температуры испытаний, типа образца предусматривается в нормативно-технической документации на контролируемое изделие, устанавливающей технические требования на нее.

2.1.3. При определении характеристик механических свойств сварного соединения в целом и его отдельных участков, а также наплавленного металла в качестве испытательных машин и приборов применяется испытательное оборудование всех систем при условии соответствия их требованиям ГОСТ 7855-74.

2.2.1. Испытание на статическое растяжение при пониженной, комнатной и повышенной температурах проводится для определения следующих характеристик механических свойств материалов:

Физический предел текучести оценивают при растяжении как частное от деления нагрузки  (соответствует площадке текучести или явно выраженной остановке стрелки шкалы силоизмерительного устройства испытательной машины) к начальной площади поперечного сечения образца :

.

Условный предел текучести оценивают при растяжении как частное от деления нагрузки (нагрузка, отвечающая пределу текучести при допуске 0,2% на величину остаточного удлинения) к начальной площади поперечного сечения образца :

.

          Временное сопротивление разрыву при растяжении оценивают как частное от деления наибольшей нагрузки , отнесенной условно к начальной площади поперечного сечения образца :

.

           Относительное удлинение после разрыва оценивают как отношение приращения длины образца (после разрыва) к его первоначальной длине, выраженное в процентах:

%,

где - конечная расчетная длина образца после разрыва, мм;

        - начальная расчетная длина, мм.

Относительное сужение после разрыва оценивают как отношение уменьшения площади поперечного сечения образца в месте разрыва к начальной площади поперечного сечения образца, выраженное в процентах:

%,

где - начальная площадь поперечного сечения образца, мм;

- площадь поперечного сечения образца в месте разрыва (шейке), мм.

Определение характеристик механических свойств (,, , ) проводят для наплавленного металла, металла шва и различных участков околошовной зоны.

При испытании сварного соединения на статическое растяжение определяют только временное сопротивление наиболее слабого участ

ка.

2.2.2. Для испытания на статическое растяжение приняты цилиндрические образцы диаметром 3 мм и более и плоские толщиной 0,5 мм и более с начальной расчетной длиной (короткие пропорциональные образцы) или (длинные пропорциональные образцы).

Применение коротких пропорциональных образцов предпочтительнее. Допускается применять образцы с расчетной длиной , которая должна быть указана в нормативно-технической документации на контролируемое изделие.

2.2.3. Границы начальной расчетной длины наносят на образце с точностью до 1% от ее величины неглубокими кернами, рисками или иными метками.

На образцах из хрупкого материала границы расчетной длины наносят электроискровым методом или другими способами, исключающими повреждение поверхности образца.

Начальную расчетную длину округляют в большую сторону. Для коротких пропорциональных образцов округляют до ближайшего числа, кратного 5 мм; для длинных пропорциональных образцов - до ближайшего числа, кратного 10 мм.

2.2.4. Измерение начальной и конечной расчетных длин образцов до испытания производят с точностью до 0,1 мм. Поперечное сечение цилиндрических образцов диаметром 6 мм и менее, плоских образцов толщиной 2 мм и менее до испытания измеряют с точностью до 0,01 мм; поперечное сечение цилиндрических образцов диаметром более 6 мм и плоских образцов толщиной 2 мм и более - до 0,05 мм.

Диаметр по рабочей части цилиндрического образца, толщина и ширина плоских образцов измеряются не менее чем в трех местах (в середине и по краям рабочей части образца) при помощи микрометра. По наименьшим из полученных размеров вычисляют площадь поперечного сечения образца с округлением в следующих пределах:

• площадь до 100 мм округляют до 0,1 мм;

• площадь свыше 100 мм до 200 мм округляют до 0,5 мм;

• площадь свыше 200 мм округляют до 1,0 мм.

Расчетная длина измеряется штангенциркулем с ценой деления не более 0,05 мм. Измерение образцов после испытания производят с точностью до 0,1 мм

.

2.2.5. Испытание на статическое растяжение при комнатной температуре (20 °С) производят с соблюдением требований ГОСТ 1497-84, при повышенной температуре - ГОСТ 9651-84, при пониженной температуре - ГОСТ 11150-84, сварных соединений - ГОСТ 6996-66 (изменения N 1 и 2).

2.2.6. Для проведения испытаний на статическое растяжение при пониженной, комнатной и повышенной температурах допускается применение разрывных и универсальных машин всех систем, рабочее пространство которых позволяет устанавливать нагревательное устройство или сосуд с охлаждающей жидкостью.

2.2.7. При проведении испытаний на статическое растяжение должны соблюдаться следующие основные условия:

• надежное центрирование образца в захватах испытательной машины;

• плавность нагружения;

• скорость перемещения подвижного захвата при испытании до предела текучести -  не более 0,1, за пределом текучести - не более 0,4 длины расчетной части, мм/мин;

• возможность приостанавливать нагружение с точностью до одного наименьшего деления шкалы силоизмерителя;

• плавность разгрузки.

2.2.8. При проведении испытаний на статическое растяжение при повышенной температуре должны соблюдаться следующие основные условия:

• надежное центрирование образца в удлинительных штангах и захватах испытательной машины;

• нагревательное устройство должно обеспечивать равномерный нагрев образца по всей его рабочей длине и поддержание заданной температуры в установленных пределах в течение всего времени испытания;

• общая длина или высота рабочего пространства нагревательного устройства должна составлять, как минимум, в пять раз больше начальной расчетной длины образца;

• для измерений температуры на образце устанавливаются две термопары (на границах расчетной длины) - при 100 мм, три термопары (на границах и в середине расчетной длины) - при >100 мм, одна термопара (в средней части образца) - при 50 мм;

• отклонения от заданной температуры испытания не должны превышать при температуре нагрева до 600 °С ... ±3 °С, при температуре нагрева от 600 °С до 900 °С ... ±4 °С, при температуре нагрева от 900 °С до 1200 °С ... ±6 °С;

• скорость нагрева до заданной температуры и время выдержки при температуре испытания должны быть указаны в нормативно-технической документации на контролируемое изделие. При отсутствии подобных указаний продолжительность нагрева до температуры испытания от 20 до 30 мин;

• измерение температуры должно проводиться приборами класса точности не ниже 0,5.

2.2.9. При проведении испытаний на статическое растяжение при пониженной температуре должны соблюдаться основные условия:

• надежное центрирование образца в удлинительных штангах (или реверсоре) и захватах испытательной машины;

• устройство с теплоизолирующими стенками (приложение 1), содержащее охлаждающую жидкость, должно обеспечивать равномерное охлаждение образца по всей его рабочей длине и сохранение заданной температуры в установленных пределах на протяжении всего испытания;

• для охлаждения образцов до температуры минус 60 °С (213 К) применяется смесь этилового спирта или ацетона с сухим льдом, в интервале температур от минус 60 °С (213 К) до минус 100 °С (173 К) - смесь этилового спирта с жидким азотом, использование жидкого азота без этилового спирта позволяет получить температуру минус 196 °С (77 К);

• изменение температуры охлаждающих смесей достигается соотношением компонентов;

  отклонения от заданной температуры испытания не должны превышать следующих величин:

  ±2° для температур до минус 60 °С (213 К);

  ±5° для температур ниже минус 60 °С (213 К);

• температуру охлаждающей жидкости измеряют термометрами любого типа (спиртовыми, толуоловыми и др.) с погрешностью не более ±0,5° на шкалу измерения или термопарами (медно-константановыми);

• время выдержки образца при заданной температуре указывается в нормативно-технической документации на контролируемое изделие. Если указание отсутствует, то выдержку образца в жидкой охлаждающей среде следует установить для круглых цилиндрических образцов диаметром до 6 мм и плоских образцов толщиной до 4 мм - не менее 10 мин, для круглых цилиндрических образцов диаметром более 6 мм и для плоских образцов толщиной более 4 мм - не менее 15 мин.

2.2.10. Термопары, применяемые для контроля температуры, подлежат периодической поверке в соответствии с инструкцией Государственного комитета стандартов при Совете Министров СССР.

2.2.11. Результаты испытания образцов на статическое растяжение считаются недействительными:

• при разрыве образца по кернам (рискам), если при этом какая-либо характеристика по своей величине не отвечает установленным требованиям;

• при разрыве образца в захватах испытательной машины или за пределами расчетной длины (при определении относительного удлинения);

• при разрыве образца по дефектам металлургического или сварочного производства (расслой, газовые или шлаковые включения, раковины, плены и т.д.);

• при образовании двух или более мест разрыва (шеек);

• при обнаружении ошибок в проведении испытаний;

• в случае нарушения температурного режима испытаний.

В указанных случаях испытание на статическое растяжение должно быть повторено на том же количестве новых образцов, отобранных от той же партии или контрольного соединения.

2.2.12. Исходные данные и результаты испытания записываются в протоколе (журнале) испытания (приложение 2).     

2.3.1. Испытание на статический изгиб проводится для определения способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию, характеризуемую углом изгиба, или для оценки предельной пластичности металла при изгибе. Предельная пластичность характеризуется углом изгиба до образования первой трещины.

2.3.2. Испытание на изгиб проводят на универсальных испытательных машинах или прессах.

Образцы толщиной менее 4 мм разрешается испытывать на изгиб вокруг жестко закрепленной на тисках оправки.

2.3.3. Отбор заготовок для изготовления образцов на статический изгиб производится в соответствии с ГОСТ 7564-73*, ГОСТ 6996-66, а испытание образцов - с ГОСТ 14019-80**.

________________

* На территории Российской Федерации действует  ГОСТ 7564-97. Здесь и далее;

** На территории Российской Федерации действует ГОСТ 14019-2003. Здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.

2.3.4. При изготовлении образца на его гранях после механической обработки не должно быть поперечных рисок от режущего инструмента. Шероховатость поверхности образца после механической обработки - не ниже требований ГОСТ 14019-80, ГОСТ 6996-66.

2.3.5. Испытание на статический изгиб может проводиться:

• до определенного угла (черт.1);

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА ИЗГИБ ДО ОПРЕДЕЛЕННОГО УГЛА

Черт.1

до параллельности сторон (черт.2);

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА ИЗГИБ ДО ПАРАЛЛЕЛЬНОСТИ СТОРОН

Черт.2

вплотную до соприкосновения сторон (черт.3).

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА ИЗГИБ ВПЛОТНУЮ ДО СОПРИКОСНОВЕНИЯ СТОРОН

Черт.3

Вид изгиба должен быть оговорен в нормативно-технической документации на контролируемое изделие.

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА ИЗГИБ ДО СОПРИКОСНОВЕНИЯ СТОРОН С ПРОКЛАДКОЙ

Черт.4

2.4.1. Испытание на ударный изгиб призматических образцов с надрезом при пониженной, комнатной и повышенной температурах металлов и сплавов, а также сварных соединений регламентировано ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-66.

2.4.2. Метод испытания на ударный изгиб основан на разрушении образца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра. Работа удара () определяется по шкале маятникового копра. Ударная вязкость () оценивается как частное от деления работы удара к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.

2.4.3. Испытание на ударный изгиб при пониженной, комнатной (20 °С) и повышенной температурах проводят на маятниковых копрах с энергией маятника, достаточной для разрушения образца с надрезом (ГОСТ 10708-82).

Копер должен быть укомплектован шаблонами и приспособлениями для регулировки положения опор относительно маятника, установки образца на опорах.

2.4.4. Температурой испытания на ударный изгиб считается температура образца в момент удара. Температуру испытания указывают в нормативно-технической документации на контролируемое изделие.

2.4.5. Охлаждение образцов на ударный изгиб производят в сосуде с теплоизолирующими стенками (приложение 4). Емкость сосуда должна обеспечить достаточно быстрое и равномерное охлаждение образцов, а также возможность контроля и поддержания заданной температуры.

2.4.6. Рабочей жидкостью для охлаждения является до температуры минус 60 °С (213 К) смесь этилового спирта или ацетона с сухим льдом, до минус 100 °С (173 К) смесь этилового спирта с жидким азотом. Использование жидкого азота позволяет получить температуру в интервале от минус 100 °С (173 К) до минус 180 °С (93 К) в зависимости от времени нахождения охлажденного образца на воздухе (приложение 5).

2.4.7. Контроль температуры охлаждаемых образцов в термостате осуществляется термометрами (спиртовыми, толуоловыми и др.) с погрешностью измерения не более ±0,5 °С.

2.4.8. Нагрев образцов на ударный изгиб в интервале температур от плюс 20 °С до плюс 100 °С производят в воде, а в интервале температур выше плюс 100 °С - в муфельных печах.

2.4.9. Контроль температуры нагрева образцов осуществляется термометрами или термопарами.

Погрешность измерения температуры не должна превышать:

±5 °С - при температуре нагрева до плюс 600 °С;

±8 °С - при температуре нагрева свыше плюс 600 °С.

2.4.10. Для обеспечения требуемой температуры испытания образцы перед установкой на копер должны быть переохлаждены (при температуре испытания ниже комнатной) или перегреты (при температуре испытания выше комнатной). Температура переохлаждения или перегрева образцов, при условии, что они могут быть испытаны не позднее чем через 3-5 с после извлечения из охлаждающего сосуда или нагревательного устройства, указана в приложении 6.

2.4.11. Выдержка образцов при заданной температуре (с учетом необходимого переохлаждения или перегрева) должна быть не менее 15 мин.

2.4.12. Установка образца производится с помощью шаблона (приложение 7), обеспечивающего симметричное расположение концентратора относительно опор с погрешностью не более ±0,5 мм.

2.4.13. Ударную вязкость ()  в Дж/м (кгс·м/см) оценивают по формуле:

,

где - работа удара, Дж (кгс·м);

- начальная площадь поперечного сечения образца в месте концентратора, м (см), вычисляемая по формуле:

,

где - начальная высота рабочей части образца, м (см);

- начальная ширина образца, м (см).

 и - измеряют с абсолютной погрешностью не более ±0,05 мм.

Ударная вязкость обозначается сочетанием букв и цифр. Например, 300/2/10 - ударная вязкость, определенная на образце с концентратором вида "" при температуре минус 40 °С. Максимальная энергия маятника 300 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 10 мм

.

2.4.14. Если в результате испытания образец не разрушился полностью, то показатель ударной вязкости материала считается неустановленно большим. В протоколе испытания указывается, что образец при максимальной энергии удара маятника имеет ударную вязкость больше конкретной величины (получаемой расчетом применительно к данным условиям испытаний).

2.4.15. Исходные данные и результаты испытания записываются в протоколе (журнале) испытания (приложение 8).

3.1.1. Определение характеристик механических свойств сварного соединения в целом и его отдельных участков, а также наплавленного металла методами механических испытаний производится на образцах, отбираемых непосредственно из контролируемого изделия или из специально сваренных контрольных соединений.

Если форма сварного соединения исключает возможность изготовления образцов данного типа (деталей сложной конфигурации, труб и т.д.), то образцы могут быть отобраны от специально сваренных плоских контрольных соединений.

3.1.2. Сварка контрольных соединений производится в условиях, тождественных условиям сварки контролируемого изделия с применением тех же способов подготовки под сварку, химического состава, основного металла и сварочных материалов, режимов сварки.

Если контролируемое изделие после сварки подлежит термообработке, все контрольные соединения перед разрезкой их на образцы должны быть подвергнуты той же термической обработке, что и основное контролируемое изделие.

3.1.3. Размеры контрольного соединения должны быть достаточными для проведения испытаний и для повторения этих испытаний на удвоенном количестве образцов в случае получения неудовлетворительных результатов на отдельных образцах. В случае невозможности изготовления из одного контрольного соединения требуемого количества образцов количество свариваемых контрольных соединений должно быть соответственно увеличено.

Примечание. Контрольная пластина при сварке продольных швов обечаек по возможности должна быть продолжением шва обечайки.

3.1.4. Для контрольных соединений, выполняемых дуговой, электрошлаковой и газовой сваркой из плоских элементов, ширина каждой свариваемой пластины, если нет иных указаний в нормативно-технической документации, должна быть не менее:

• 50 мм - при толщине металла до 4 мм;

• 70 мм - при толщине металла свыше 4 до 10 мм;

• 100 мм - при толщине металла свыше 10 до 20 мм;

• 125 мм - при толщине металла свыше 20 до 40 мм;

• 150 мм - при толщине металла свыше 40 до 80 мм;

• 200 мм - при толщине металла свыше 80 мм.

Размеры пластин для контрольных соединений, выполняемых другими способами сварки, не указанными выше, устанавливаются соответствующей нормативно-технической документацией.

Размеры проб, вырезаемых из контролируемой конструкции, определяются количеством и размерами образцов.

3.1.5. Сварка контрольных соединений производится под наблюдением контролера ОТК. На контрольное соединение сварщик наносит свое клеймо, а контролер, присутствующий при сварке, заверяет пластину своим клеймом. Клейма наносятся со стороны сварки последнего прохода.

3.1.6. При разметке сварного контрольного соединения должны быть учтены припуски на последующую механическую обработку образцов и ширину реза. Разметка контрольных соединений производится в соответствии со схемами вырезки заготовок образцов на каждый тип контролируемого изделия.

3.1.7. Разделка контрольных сварных соединений на заготовки может производиться механическим способом (на металлорежущих станках, механических пилах, штампах), а также газокислородной резкой с припуском на механическую обработку для удаления зоны термического влияния. Припуск должен составлять от 5 до 10 мм на сторону при газовой резке углеродистых сталей, 15 мм - при кислородно-флюсовой резке нержавеющих сталей и 5 мм - при плазменной резке.

3.1.8. После разметки (до вырезки заготовок образцов) в присутствии контролера ОТК на каждую заготовку переносится с маркировки контрольного соединения марка стали, номер чертежа изделия, номер заготовки или образца, номер заявки для ЦЗЛ и личное клеймо сварщика. Клейма ставятся по продольной оси заготовки образца вне рабочей его части при обязательном сохранении сторон клеймения (сторона наложения последнего прохода шва). Остаток контрольного соединения клеймится этим же клеймом и хранится цехом на случай повторного проведения испытаний.

3.2.1. Разрезка сварного контрольного соединения толщиной основного металла менее 50 мм и изготовление образцов для определения характеристик механических свойств производится по схеме черт.5.

СХЕМА РАЗРЕЗКИ КОНТРОЛЬНЫХ ПЛАСТИН СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ТОЛЩИНОЙ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА МЕНЕЕ 50 мм

________________

* Длина контрольной пластины сварного соединения зависит от толщины свариваемого металла, метода сварки, типа и количества одновременно вырезаемых образцов, способа вырезки и остатка пластины для проведения повторных испытаний.

Черт.5

ОБРАЗЕЦ ПЛОСКИЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ. ТИП XII

Черт.6

ОБРАЗЕЦ ПЛОСКИЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ. ТИПЫ XIII, XV

Примечание. Допускается образец типа XV изготавливать без головки.

Черт.7

ТАБЛИЦА 1

РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ ПЛОСКИХ ДЛЯ СТАТИЧЕСКОГО РАСТЯЖЕНИЯ

мм

Допускается испытание на статическое растяжение сварного соединения производить на круглых цилиндрических образцах типа II, III, ГОСТ 6996-66.

ОБРАЗЕЦ НА СТАТИЧЕСКИЙ ИЗГИБ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
ТОЛЩИНОЙ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА ДО 50 мм. ТИП XXVII

Черт.8

Испытание на статический изгиб производится по схеме, приведенной на черт.9.

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА СТАТИЧЕСКИЙ ИЗГИБ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

- расстояние между опорами (для образца типа XXVII);
  - диаметр оправки, мм (принимается в зависимости от марки стали, толщины металла,
способа термообработки и должен оговариваться в нормативно-технической документации
на контролируемое изделие. При отсутствии специальных указаний 2);
25 мм - радиус закругления опор

Черт.9

3.3.1. При недостаточной мощности испытательных машин испытание на статический изгиб сварных образцов толщиной основного металла 50 мм и более практически невозможно. ГОСТ 6996-66 предусматривает в таких случаях проводить испытание по специальным техническим условиям.

3.3.2. Сварное контрольное соединение при толщине основного металла более 50 мм разделывается на заготовки для образцов (черт.10, 11, 12). Размеры сварного контрольного соединения принимаются по табл.2, 3.

СХЕМА РАЗРЕЗКИ КОНТРОЛЬНЫХ ПЛАСТИН СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ПРИ ТОЛЩИНЕ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА 50-65 мм

мм - толщина образца на статический изгиб;
мм - ширина образца на статический изгиб

Черт.10

СХЕМА РАЗРЕЗКИ КОНТРОЛЬНЫХ ПЛАСТИН СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ПРИ ТОЛЩИНЕ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА 70-100 мм

Толщина образца ,

где - толщина листа, мм;

- ширина реза, мм (не более 15 мм);

- толщина образца на изгиб, мм;

- ширина образца на изгиб, мм;

- ширина разрывного образца, мм

Черт.11

СХЕМА РАЗРЕЗКИ КОНТРОЛЬНЫХ ПЛАСТИН СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ПРИ ТОЛЩИНЕ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА 110-150 мм И БОЛЕЕ

Толщина образца ,

где - толщина листа, мм;

- ширина реза, мм (не более 15 мм);

- толщина образца на изгиб, мм;

- ширина образца на изгиб, мм;

- ширина  образца на растяжение, мм

Черт.12

       
Таблица 2

РАЗМЕРЫ СВАРНЫХ КОНТРОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ Д
ЛЯ ТОЛЩИН МЕТАЛЛА БОЛЕЕ 50 мм

мм

Таблица 3

РАЗМЕРЫ СВАРНЫХ КОНТРОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ НЕРЖАВЕЮЩИХ
И ДВУХСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ТОЛЩИН МЕТАЛЛА БОЛЕЕ 50 мм

мм

3.4.1. Для определения временного сопротивления металла шва в стыковом соединении применяется плоский образец типа XXIV, ГОСТ 6996-66 (черт.13). При недостаточной мощности испытательной машины допускается использовать образец типа XXV, ГОСТ 6996-66 (черт.14). Размеры образцов указаны в табл.8 и 9.

ОБРАЗЕЦ ПЛОСКИЙ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
 ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ШВА В СТЫКОВОМ СОЕДИНЕНИИ. ТИП XXIV.

________________

* Длину захватной части образца устанавливают в зависимости от конструкции испытательной машины.

Черт.13

ОБРАЗЕЦ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ШВА В СТЫКОВОМ СОЕДИНЕНИИ. ТИП XXV

Черт.14

Таблица 8

РАЗМЕРЫ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ШВА В СТЫКОВОМ СОЕДИНЕНИИ. ТИП XXIV

мм

Таблица 9

РАЗМЕРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
 ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ШВА В СТЫКОВОМ СОЕДИНЕНИИ. ТИП XXV

мм

3.5.1. Для испытания металла шва, а также металла различных участков околошовной зоны на статическое растяжение при нормальной температуре изготавливается цилиндрический образец (черт.15), размеры которого приведены в табл.10 (ГОСТ 6996-66).

ОБРАЗЕЦ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

Черт.15

Таблица 10

РАЗМЕРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

мм

ОБРАЗЕЦ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ
И ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРАХ. N 2, ГОСТ 9651-84;
ТИП I, ГОСТ 11150-84; ТИП IV, ГОСТ 6996-66

Черт.16

ОБРАЗЕЦ ПЛОСКИЙ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ
И ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРАХ. ТИП I, ГОСТ 9651-84; ТИП I, ГОСТ 11150-84

Черт.17

Таблица 12

РАЗМЕРЫ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ
ПРИ ПОВЫШЕННОЙ И ПОНИЖЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРАХ

мм

________________

* Длина головки указана минимальной.

Таблица 13

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

мм

ОБРАЗЕЦ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ С КОНЦЕНТРАТОРОМ ВИДА ""

Черт.18

ОБРАЗЕЦ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ С КОНЦЕНТРАТОРОМ ВИДА ""

Черт.19

Таблица 14

РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

мм

________________

* При контрольных массовых испытаниях допускается изготовление образцов с предельным отклонением ±0,10 мм.

СХЕМА НАДРЕЗА ПО ЗОНЕ СПЛАВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Электрошлаковая и дуговая сварка с принудительным формированием

Черт.20

СХЕМА НАДРЕЗА НА УЧАСТКЕ ОКОЛОШОВНОЙ ЗОНЫ ОБРАЗЦА НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Дуговая сварка

Черт.21

СХЕМА НАДРЕЗА НА УЧАСТКЕ ОКОЛОШОВНОЙ ЗОНЫ ОБРАЗЦА НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Электрошлаковая сварка с принудительным формированием.
Дуговая сварка с принудительным формированием

Черт.22

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Черт.23

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Черт.24

СХЕМА НАНЕСЕНИЯ НАДРЕЗА ПО ЛИНИИ СПЛАВЛЕНИЯ

Черт.25

3.6.1. Проверка характеристик механических свойств наплавленного металла производится на образцах, отбираемых непосредственно из контролируемого изделия или из специально сваренных для проведения испытаний контрольных соединений.

3.6.2. На пластину, ширина которой должна быть не менее 80 мм и толщине не менее 12 мм, производят предварительную пятислойную наплавку, на поверхность которой в продольном направлении наплавляют основной слой металла общей толщиной от 20 до 24 мм. Наплавку, если нет специальных требований, производят с остыванием между наложением отдельных слоев. Температура, до которой должен остывать металл, устанавливается нормативно-технической документацией на контролируемое изделие.

3.6.3. Размеры контрольного соединения зависят от количества, типа и способа отбора образцов. Использование для отбора образцов начального и конечного участков наплавки длиной 30 мм и продольных краев наплавки шириной по 5 мм не допускается.

3.6.4. Заготовки образцов должны быть отобраны из слоев наплавки без захвата металла предварительной пятислойной наплавки.

3.6.5. Заготовки образцов для испытания наплавленного металла на статическое растяжение следует вырезать вдоль направления наплавки, а заготовки для испытания на ударный изгиб поперек указанного направления (черт.26). На участке вырезки образцов для испытания на ударный изгиб ширина наплавки должна быть не менее 65 мм. На участке вырезки образцов на статическое растяжение ширина наплавки может быть уменьшена до 35 мм.

СХЕМА ВЫРЕЗКИ ОБРАЗЦОВ ИЗ НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА

1 - образцы на статическое растяжение; 2 - образцы на ударный изгиб; - не менее пяти слоев

Черт.26

3.7.1. Двухслойная коррозионностойкая сталь в состоянии поставки должна удовлетворять требованиям ГОСТ 10885-75*.

________________

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 10885-85. Здесь и далее. - Примечание изготовителя базы данных.

3.7.2. Контроль механических свойств сварных соединений из двухслойных сталей осуществляется в соответствии с требованием ГОСТ 6996-66 и предусматривает следующие виды испытаний:

• на статическое растяжение;

• на статический изгиб;

• на ударный изгиб.

3.7.3. Проверка характеристик механических свойств сварных соединений из двухслойных сталей производится на образцах, отбираемых из контрольного соединения, сваренного одновременно с изготовлением контролируемого изделия, с соблюдением всех требований по сварке контрольных соединений.

Размеры сварных контрольных соединений из двухслойных сталей для толщин более 50 мм приведены в табл.3.

Размеры заготовок и чистовые размеры образцов приведены в табл.5.

3.7.4. Для определения характеристик механических свойств сварного соединения двухслойных сталей из сварного контрольного соединения вырезают и изготавливают не менее двух образцов на статическое растяжение типа XII или XIII, ГОСТ 6996-66 (см. черт.6, 7).

Для сварного соединения толщиной основного металла более 20 мм при недостаточной мощности испытательных машин допускается изготовление образцов типа XV, ГОСТ 6996-66. Размеры образцов приведены в табл.1.

3.7.5. Испытание на статический изгиб сварного соединения двухслойных сталей производится не менее чем на двух образцах типа XXVII, ГОСТ 6996-66.

3.7.6. Для проверки соответствия состава присадочных материалов и выбранных режимов сварки требованиям, предъявляемым к сварным швам плакировочного слоя, рекомендуется применять предварительную технологическую пробу на продольный изгиб. Для этого на коррозионностойкую или углеродистую сторону двухслойного проката производится автоматическая или ручная наплавка валика с применением присадочных материалов, режимов и техники сварки, принятых для данного метода сварки плакировочного слоя. Технологическая проба производится путем продольного загиба с наплавленным валиком по схеме (черт.27).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОБА С НАПЛАВЛЕННЫМ ВАЛИКОМ

Черт.27

РАСПОЛОЖЕНИЕ НАДРЕЗА НА ОБРАЗЦАХ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ИЗ ДВУХСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ

Черт.28

3.8.1. Испытание основного металла и различных участков сварного соединения на стойкость против механического старения характеризуется изменением ударной вязкости металла, подвергнутого старению по сравнению с ударной вязкостью его в исходном состоянии и нормирован ГОСТ 7268-80.

3.8.2. Для проведения испытания на чувствительность к механическому старению из проката толщиной 12 мм и более вырезают полосы размером 12х12х(300-400) мм, из проката толщиной от 7 до 12 мм - размером х12х(300-400) мм, где - толщина проката. Допускается изготовление полос размерами 12х30х(300-400) мм (черт.29) и х30х(300-400) мм.

СХЕМА ВЫРЕЗКИ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ИЗ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА

Черт.29

Полосы, отобранные из проката толщиной более 12 мм, должны иметь одну необработанную поверхность.

СХЕМА ВЫРЕЗКИ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ИЗ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Черт.30

СХЕМА ВЫРЕЗКИ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ИЗ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ (ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА)

Черт.31

Заготовки и расположение надреза по схеме черт.32 применяют при испытании сварных соединений толщиной основного металла менее 12 мм.

СХЕМА ВЫРЕЗКИ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ИЗ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
ТОЛЩИНОЙ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА МЕНЕЕ 12 мм

Черт.32

4.1.1. Для испытания металлических бесшовных и сварных труб по ГОСТ 10006-80 применяют два вида стандартных образцов: продольные и поперечные. Вид образца должен быть указан в нормативно-технической документации на трубы.

4.1.2. Продольные образцы изготавливают в виде отрезка трубы полного сечения (черт.33) без ограничения наружного диаметра. При недостаточной мощности испытательных машин для труб с наружным диаметром более 16 мм изготавливают продольные образцы в виде полосы (черт.34), вырезанной вдоль оси трубы (сечение в виде сегмента) с шириной рабочей части:

• 8 мм при от 16 до 20 мм;

• 10 мм при свыше 20 мм;

• для труб с толщиной стенки более 10 мм -12 мм.

ОБРАЗЕЦ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ПОЛНОГО СЕЧЕНИЯ

1 - захват; 2 - пробка; 3 - образец

Черт.33

ОБРАЗЕЦ НЕПОЛНОГО СЕГМЕНТНОГО СЕЧЕНИЯ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

Черт.34

ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЫ. ТИП XVIII

Черт.35

При испытании сварного соединения, изготовленного из труб разного диаметра, применяют образец типа XIX по ГОСТ 6996-66 в виде отрезка трубы (черт.36).

ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ИЗ ТРУБ РАЗНОГО ДИАМЕТРА. ТИП XIX

Черт.36

При испытании образцов типа XVIII и XIX концы образцов, захватываемые зажимами испытательных машин, плотно закрывают цилиндрическими металлическими пробками с радиусом закругления

.

Длина захватной части образца устанавливается в зависимости от типа испытательной машины.

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ СВАРНОГО ШВА НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦАХ

Черт.37

4.2.1. Для испытания труб на сплющивание применяется образец длиной от 20 до 50 мм по ГОСТ 8695-75, отбираемый от конца трубы. Испытание может производиться непосредственно на трубе с предварительным надрезом перпендикулярно оси на глубину не менее 0,8. Плоскость реза должна быть перпендикулярна оси трубы. Заусенцы на кромках образца должны быть удалены.

4.2.2. Испытание сварных труб с внутренним диаметром менее 100 мм с поперечными (круговыми) и продольными швами проводят на образцах типа XXIX, XXX по ГОСТ 6996-66, приведенных на черт.38, 39. Длина образца принимается равной наружному диаметру трубы. Утолщение шва с наружной стороны трубы снимается механической обработкой до уровня основного металла.

ОБРАЗЕЦ НА СПЛЮЩИВАНИЕ С ПОПЕРЕЧНЫМ ШВОМ. ТИП XXIX

Черт.38

ОБРАЗЕЦ НА СПЛЮЩИВАНИЕ С ПРОДОЛЬНЫМ ШВОМ. ТИП XXX

Черт.39

На образцах, отобранных из труб, выполненных стыковкой контактной сваркой, грат должен быть снят с наружной и внутренней сторон трубы до уровня основного металла.

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА СПЛЮЩИВАНИЕ ОБРАЗЦОВ С ПРОДОЛЬНЫМ СВАРНЫМ ШВОМ

Черт.40

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА СПЛЮЩИВАНИЕ ОБРАЗЦОВ С ПОПЕРЕЧНЫМ СВАРНЫМ ШВОМ

Черт.41

Расстояние , мм, определяется по формуле:

,

где - номинальная толщина стенки, мм;

- номинальный диаметр трубы, мм.          

4.3.1. Для испытания труб на раздачу по ГОСТ 8694-75 применяется образец длиной , если угол оправки до 30°, и , если угол оправки более 30°, но не менее 50 мм. Плоскость реза должна быть перпендикулярна к продольной оси трубы. Заусенцы на кромках должны быть удалены.

4.3.2. Допускается удаление внутреннего грата на образцах, отобранных от сварных труб, методом, не изменяющим свойств материала труб сварного шва.

4.3.3. При проведении испытания на раздачу применяют оправки с углом конусности 30; 45; 60; 90; 120°. Рабочая поверхность оправки должна иметь твердость HRC50 и при испытании на раздачу оправку покрывают консистентной смазкой. Параметры шероховатости поверхности оправки должны быть не ниже 20 мкм по ГОСТ 2789-73.

Испытание проводят плавной раздачей конца образца оправкой с заданным углом конусности до получения у торца заданного наружного диаметра (черт.42). Скорость испытаний от 20 до 50 мм/мин. Величину раздачи в процентах вычисляют по формуле:

%.

СХЕМА РАЗДАЧИ ТРУБЫ

Черт.42

4.4.1. Для испытания на бортование по ГОСТ 8693-80 применяется образец длиной не менее , отрезаемой от конца трубы. Испытание заключается в отбортовке трубы или отрезка от нее с образованием фланца заданного диаметра .

4.4.2. Плоскость реза должна быть перпендикулярна к продольной оси трубы с допускаемым отклонением не более 1,0 мм. Кромки образца должны быть закруглены радиусом не более 1 мм.

4.4.3. Испытание производится путем плавной отбортовки конца образца на 90° или 60° со скоростью от 20 до 50 мм/мин при помощи оправки до получения заданного диаметра (черт.43).

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ ТРУБЫ НА БОРТОВАНИЕ

Черт.43

Величину отбортовки в процентах вычисляют по формуле:

%.

4.5.1. Для испытания на загиб по ГОСТ 3728-78 труб с наружным диаметром до 60 мм отбирают образцы в виде отрезка трубы полного сечения, труб с наружным диаметром свыше 60 мм - образцы в виде поперечных или продольных полос.

4.5.2. Длина образца в виде отрезка трубы должна быть достаточной для загиба на заданный угол и радиус (черт.44). Ширина продольных и поперечных образцов должна быть:

• 10 мм - при толщине стенки трубы 5 мм;

• 2 мм - при толщине стенки трубы 5 мм.

ЗАГИБ ОТРЕЗКА ТРУБЫ

1 - образец; 2 - цилиндрическая оправка; - радиус загиба трубы по средней линии

Черт.44

Угол загиба 90°, если в нормативно-технической документации на трубы не установлен другой угол. Радиус загиба образца в виде отрезка трубы указывается в нормативно-технической документации на трубы.

ЗАГИБ ПОПЕРЕЧНОГО ОБРАЗЦА

1 - оправка; 2 - поперечный образец; 3 - опора; - расстояние между опорами

Черт.45

5.1.1. При испытании металла на твердость определяют его сопротивление деформированию при вдавливании наконечника (индентора) в испытуемый объект. Твердость металла находится в соотношении с характеристиками механических свойств металлов. Поэтому в ряде случаев ограничиваются (особенно при контроле швов готовых крупногабаритных аппаратов и сосудов) определением твердости, не производя испытаний на статическое растяжение.

5.1.2. Методы испытания твердости металлов разделяются на статические и динамические.

5.1.3. Статический метод измерения твердости заключается в том, что к индентору нагрузка прилагается плавно, постепенно и выдерживается в течение определенного времени.

Измерение твердости статическими методами осуществляется на приборах типа Бринелля, Роквелла, Виккерса. Для измерения твердости крупногабаритных аппаратов в цеховых или полевых условиях применяются различные приборы переносного типа.

5.1.4. Динамический метод измерения твердости заключается в том, что индентор вдавливается в материал, имея определенную величину кинетической энергии.

К динамическим методам измерения твердости относят переносные приборы, принцип действия которых заключается в том, что индентор под действием наносимого удара одновременно вдавливается в испытуемую поверхность и эталонный образец с известной твердостью. Результаты испытания получаются тем точнее, чем ближе по твердости образец и эталон (контрольный брусок).

Метод используют для контроля крупногабаритных изделий и деталей, установка которых на стационарных приборах затруднительна.

5.1.5. Анализ процесса испытания на твердость позволяет распределить встречающиеся источники погрешностей на три группы, обусловленные:

• материалом. Причина погрешностей заключается в поведении испытуемого объекта в процессе внедрения в него индентора. Они могут быть вызваны неоднородностью структуры объекта испытаний, качеством поверхности;

• приборами. Под погрешностями, обусловленными приборами, понимают неточную установку испытательных нагрузок, дефекты устройств для обработки результатов испытания, отклонения формы инденторов, которые устраняются с помощью текущего контроля приборов для оценки твердости, контроля ступеней нагрузки, а также с помощью средств измерения;

• испытанием. Погрешности при испытании можно объяснить недостаточной профессиональной подготовкой и небрежностью испытателя.

5.1.6. Основные области применения для наиболее часто используемых способов испытания на твердость следующие:

• по Бринеллю - металлические материалы и сварные швы твердостью до НВ450;

• по Виккерсу - металлические материалы от очень низкой до очень высокой твердости; пригоден для твердых материалов и пленок, а также для тонких слоев;

• по Роквеллу (шкала С) - закаленные стали в диапазоне твердости HRC от 20 до 67;

• по Роквеллу (шкала В) - материал средней твердости, стали с низким и средним содержанием углерода, латуни в диапазоне твердости HRB от 35 до 100.

5.1.7. Требования к приборам для определения твердости, правила их поверки и методика измерения твердости по Бринеллю, Роквеллу, Виккерсу изложены в ГОСТ 9012-59, ГОСТ 9013-59, ГОСТ 2999-75, в инструкции 235-56 Государственного комитета стандартов, мер и измерительных приборов СССР.

5.2.1. Повышение точности и достоверности определяемых значений твердости способствует соблюдение следующих условий:

• при подготовке к испытанию на твердость рекомендуется проводить проверку работоспособности прибора путем промера эталонных образцов различной твердости. Проверить индентор на пригодность и плотность посадки. При отсутствии эталонных образцов необходимые испытательные нагрузки можно проверить с помощью динамометра сжатия;

• при подготовке испытываемой поверхности образца. Испытываемая поверхность должна иметь металлический блеск. Обрабатывать испытываемую поверхность следует так, чтобы обработка не приводила к изменению состояния материала, а вместе с тем к изменению твердости. Рекомендуется производить обработку с помощью шлифовальной бумаги таким образом, чтобы не происходило нагрева поверхности. Места для измерения твердости должны иметь шероховатость поверхности не ниже от 20 мкм до 10 мкм;

• при проведении испытания на твердость образец устанавливается на опорном столике или зажимается в приспособлении так, чтобы испытываемая плоскость была расположена перпендикулярно направлению действия испытательной нагрузки. На испытательную нагрузку не должны оказывать влияния толчки и вибрация.

5.2.2. При получении отпечатков инденторов должны выполняться следующие указания по оценке твердости:

По Бринеллю. Расстояние центра отпечатка от края образца при испытании черных металлов, меди и ее сплавов должно быть в 2,5 раза больше среднего диаметра отпечатка, а в случае испытаний легких металлов - в 3 раза. Расстояние между центрами двух соседних отпечатков при испытании черных металлов, меди и ее сплавов должно быть равно четырем средним диаметрам отпечатка, а в случае легких металлов - шести диаметрам;

Диаметр отпечатка измеряется с точностью до 0,05 мм при испытании шариками 5 и 10 мм. Толщина испытуемого металла должна быть не менее десятикратной глубины отпечатка.

По Виккерсу. Расстояние центра, т.е. точки пересечения диагоналей индентора, от края образца или от края соседнего отпечатка должна быть в 2,5 раза больше средней длины обеих диагоналей;

По Роквеллу. Расстояние между центрами двух соседних отпечатков или расстояние центра отпечатка индентора от края образца должна составлять не менее 3 мм.

5.2.3. Оценка результатов испытания на твердость:

• при испытании по Бринеллю после снятия нагрузки и удаления шарика замеряются два взаимно перпендикулярных диаметра оставшегося отпечатка. В случае анизотропных материалов величина этих диаметров отпечатка может быть различной. Разность измерений диаметров одного отпечатка не должна превышать 2% от меньшего из них. Твердость по Бринеллю НВ определяется при этом для среднего диаметра с учетом диаметра шарика и величины нагрузки по таблице твердости;

• при испытании по Виккерсу после снятия нагрузки и удаления индентора замеряют диагонали оставшегося отпечатка. Твердость по Виккерсу определяется для средней диагонали с учетом выбранной испытательной нагрузки по таблице твердости;

• при испытании по Роквеллу после снятия испытательной нагрузки на испытательном приборе считывается глубина отпечатка под действием предварительной нагрузки и выводится твердость по Роквеллу.

5.2.4. Переносные приборы твердости ударного действия предназначены для приближенного определения твердости сварных швов на сосудах и аппаратах преимущественно в цеховых или полевых условиях. Испытание производится ударом молотка любой силы по прибору или в результате энергии сжатой пружины. При этом удар передается стальному закаленному шарику, вдавливающемуся одновременно в поверхность испытуемого изделия и в контрольный брусок (эталон) с заранее установленной твердостью НВ, близкой к предполагаемой твердости испытываемого металла.

Твердость определяется путем сравнения величины диаметров отпечатков, полученных на испытуемой поверхности металла и контрольном бруске. Контрольный брусок должен иметь равномерную величину твердости по всей длине. Допустимый разброс твердости ±1,5% от среднего значения. На торце контрольного бруска наносится значение средней твердости, полученной в результате испытания бруска в нескольких точках на приборах Бринелля типа ТШ-2М, поверенного Государственной метрологической службой. Размеры контрольного бруска 150x12x12 мм. Шероховатость поверхности не ниже. Отпечатки на контрольном бруске располагают на расстоянии не менее 10 мм один от другого.     

5.3.1. Замеру твердости должен подвергаться металл шва:

• сварных соединений сосудов, аппаратов из хромомолибденовых сталей (12МХ, 12ХМ, 15ХМ, Х5М, 20Х2М), а также металл шва основного слоя из вышеуказанных сталей сосудов, аппаратов и их элементов, изготовленных из двухслойных сталей;

• плакирующего слоя (как разделительного по мере доступности, так и коррозионностойкого) сварных соединений сосудов, аппаратов и их элементов из двухслойных сталей;

• наплавленных поверхностей (как в разделительном по мере доступности, так и в коррозионностойком слое) патрубков, штуцеров, фланцев, обечаек, крышек и других деталей.

5.3.2. Замер твердости швов производится в доступных местах. При внутреннем диаметре цилиндрического сосуда менее 800 мм замеры твердости плакирующих швов производятся в крайних точках на каждой царге, штуцере, обечайке, патрубке и т.д.

При невозможности осуществления замера твердости на готовом изделии, а также измерения твердости кольцевых, угловых, тавровых сварных швов (приварка штуцеров, патрубков, люков и т.д.) и металла шва коррозионностойкого слоя в сварных соединениях из двухслойных сталей замер твердости производится на контрольных сварных соединениях.

5.3.3. Измерение твердости металла шва производится не менее чем в трех точках для каждого участка сварного соединения.

5.3.4. Методика испытаний на твердость должна регламентироваться соответствующими инструкциями, действующими на предприятии.

5.3.5. Измерение твердости металла сварных швов необходимо производить после полного остывания изделия.

5.3.6. Результаты измерений твердости заносятся в таблицы, которые прикладываются к паспорту сосуда наряду со схемой и данными о рентгенконтроле или УЗК и хранятся в экземпляре паспорта, который остается на предприятии. Примеры составления схем и таблиц приведены в приложении 9.

8.1.1. При обслуживании испытательного оборудования основными видами опасности являются:

• травмирование подвижными элементами;

• воздействие вредных веществ;

• поражение электрическим током;

• действие вибрации и шума;

• термические ожоги;

• пожароопасность.

8.1.2. При обслуживании испытательных машин и приборов работающий должен строго соблюдать следующие правила безопасности:

• не пускать машину в работу при снятых или неисправных ограждениях;

• не заходить за ограждения, не стоять вблизи вращающихся и движущихся частей и механизмов работающих машин;

• не производить обтирку, чистку или смазку работающих машин;

• не приступать к ремонту, наладке или осмотру машины, не убедившись в том, что машина надежно отключена от электросети, а предохранители сняты;

• во всех случаях после окончания осмотра, наладки или ремонта машины пуск ее допускается только после установки на место ограждений и уборки посторонних предметов;

  8.1.3. Во избежание поражения электрическим током следует соблюдать следующие правила безопасности согласно ГОСТ 12.1.019 ССБТ:

  • не прикасаться к электропроводам, рубильникам, корпусам электромоторов и другим частям электрооборудования, которые могут находиться под напряжением;

  • постоянно следить за исправностью заземлений испытательных машин и приборов.

При создании аварийной обстановки или угрозы несчастного случая с людьми электрорубильник может быть выключен любым человеком, но при обязательном соблюдении правил личной безопасности.

8.1.4. Перед уходом с работы следует проверить, все ли электромоторы испытательных машин и приборов отключены от сети.

8.2.1. Запрещается работать на испытательных машинах лицам, незнакомым с "Техническим описанием и инструкцией по эксплуатации на испытательную машину".

8.2.2. Не разрешается производить испытание на универсальных машинах образцов, требующих нагрузки больше, чем указано в технической характеристике на испытательную машину.

8.2.3. При испытании на статическое растяжение, сжатие, изгиб необходимо следить за правильностью выбора приспособления для захвата и установки образцов. Необходимо соблюдать основное правило: ось образца должна возможно точно совпадать с осью зажимного приспособления машины.

8.2.4. Перед испытанием образцов на ударный изгиб на маятниковом копре необходимо проверить:

• тормозное устройство;

• соосность маятника с раздвижными опорами.

Установку образца на опоры производить с правой стороны копра. Маятник, взведенный на заданный угол, должен быть поставлен на предохранитель. Категорически запрещается производить работу на копре без предохранителя.

8.2.5. При испытании образцов на ударный изгиб необходимо обязательно ставить ограждение, предохраняющее от возможного разлета частей поломанного образца.

8.2.6. При работе с нагревательными устройствами, устанавливаемыми на испытательных машинах, необходимо соблюдать следующее меры безопасности:

• регулировка, настройка, сборка цепочки "верхний захват - образец - нижний захват" и ремонт должны производиться в обесточенном состоянии;

• на корпусе машины и трубчатой печи должны быть установлены болты заземления по ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ.

8.2.7. При работе с нагревательными устройствами необходимо остерегаться поражающего действия электрического тока, воздействия теплового излучения, ожогов.

8.2.8. При порезах, ожогах и другие травмах необходимо немедленно обратиться за помощью в ближайший медицинский пункт или к старшему по работе.

8.2.9. В помещении лаборатории механических испытаний должна быть аптечка, комплектность которой определяется медицинской службой.

8.3.1. Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ацетон, спирт, бензин, растворители и т.п.) должны храниться в толстостенных банках с надежными пробками и четкими надписями.

8.3.2. Общий запас одновременно хранящихся в комнате огнеопасных жидкостей не должен превышать трех литров.

8.3.3. Запрещается нагревание огнеопасных жидкостей в печах и термостатах (ГОСТ 12.1.004-76 ССБТ).

8.3.4. Запрещается выливать отработанные жидкости в общую канализацию.

8.3.5. Используемый в качестве охладителя жидкий азот должен храниться в сосуде Дьюара типа СДС-50. Горловину сосуда Дьюара закрывать только штатной пробкой.

8.3.6. При испытании на минусовые температуры и заполнении термостата жидким азотом посредством выливания его через горловину, работающий персонал должен иметь одежду, полностью закрывающую кожный покров тела, на руках перчатки или рукавицы, на глазах - очки или пластмассовый налобный щиток, на ногах закрытую обувь.

8.3.7. Следует избегать прикосновения оголенными участками тела к металлическим образцам, охлажденным азотом.

8.3.8. При использовании в качестве охладителя углекислоты, поставляемой в баллонах, следует соблюдать меры предосторожности при транспортировке, хранении и отборе углекислоты из баллона. Все работы по отбору углекислоты необходимо производить в перчатках или рукавицах.

2.1. Испытание стали и сварных соединений проводится на маятниковых копрах с запасом энергии 300 Дж и выше.

2.2. Размеры поперечного сечения образца на ударный изгиб в месте надреза определяются с точностью до 0,1 мм.

2.3. Путем визуального осмотра основания надреза необходимо проверить, изготовлен ли образец в соответствии с ГОСТ 9454-78 (невооруженным глазом должны быть неразличимы трещины и риски). Измеренные значения записываются в журнал испытаний.

2.4. Температура образцов в момент разрушения не должна более чем на ±2 °С отклоняться от температуры испытания. Измерение температуры должно проводиться с точностью ±0,5 °С.

2.5. В качестве хладоагента используется смесь жидкого азота и этилового или гидролизного спирта. Образцы охлаждаются на несколько градусов ниже заданной температуры испытания.

2.6. Время выдержки при заданной температуре с учетом необходимого переохлаждения должно составлять по меньшей мере 10 мин.

2.7. Образец устанавливается на опоры копра так, чтобы расстояние между линией надреза и осевой линией опор составляло не более 0,5 мм. Маятниковый копер должен наносить удар по образцу в плоскости симметрии надреза.

3.1. По установленным размерам поперечного сечения и работы удара рассчитывается ударная вязкость (Дж/см) и заносится в протокол испытания. Вычисленные значения округляются до целых единиц Дж/см. Если образец без разрушения изгибается между контроопорами, то это отмечается в протоколе.

3.2. Найденные значения ударной вязкости представляются графически в метрических координатах в зависимости от температуры испытания. По точкам измерения проводится усредненная кривая. Для значения ударной вязкости 35 Дж/см (3,5 кгс·м/см) по кривым "" определяется критическая температура (см. чертеж).

3.3. По визуальной оценке поверхности излома определяются критические температуры для 50%-й площади кристаллического излома.

3.4. Найденные для исследованных сталей и зон сварного соединения критические температуры записываются в таблицу и обсуждается их зависимость от формы надреза и критерия определения.

1 - для верхней кривой -70 °С; 2 - для нижней кривой -54 °С;
3 - для средней кривой -42 °С;
4 - для 50%-й площади кристаллического излома -52 °С

2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

2.1.4. На образцах (черт.2) нанесение начальной усталостной трещины от механического надреза осуществляют при максимальном усилии переменного нагружения, которому соответствует ( - коэффициент интенсивности напряжения при максимальном усилии в условиях циклического нагружения). Конечный участок длиной не менее 0,3 от всей длины усталостной трещины должен создаваться при . При создании усталостных трещин в условиях знакопостоянных циклов растяжения рекомендуется коэффициент асимметрии цикла напряжений выбирать в пределах 0,1-0,25. Если невозможно измерить нагрузку, число циклов нагружения при создании усталостной трещины должно быть не менее 5·10.

2.1.5. Длина усталостной трещины по всей ширине сечения должна находиться в пределах до 0,025, но не менее 1,2 мм для плоских образцов.

2.1.6. Вблизи основания трещины измерить толщину образца и его ширину с точностью до 0,025 мм и снять форму усталостной трещины при выборочном испытании на изгиб. Неравномерность глубины трещины не должна превышать ±5% от заданной глубины . Отклонение плоскости усталостной трещины от плоскости надреза на всех образцах не должно превышать 10°.

2.1.7. Предварительный расчет максимальной нагрузки с целью определения необходимой мощности испытательной машины для разрушения образца на трехточечный изгиб производят по формуле:

2.1.8. Испытательная машина должна быть оборудована встроенными или переносными двухкоординатными самописцами (черт.3), предназначенными для записи диаграмм (сила - перемещение берегов надреза ) и (сила - перемещение по оси действия силы). При испытании на трехточечный изгиб используются два самописца: один для записи диаграмм и один для записи диаграмм

.

2.1.9. Измерение усилий выполняется с помощью силоизмерительной системы испытательной машины или датчиком сопротивления, установленным на тяге в системе нагружения испытательной машины. Устройство для измерения силы должно иметь линейную характеристику с погрешностью ±1%.

2.1.10. Для измерения смещения берегов надреза на образцах применяют датчики смещения тензорезисторного, индукционного или емкостного типа. Датчик смещения должен иметь линейную характеристику во всем диапазоне рабочего хода от 1 до 5 мм. Допускается погрешность измерения и регистрации смещения ±2%. Тарировка датчика производится с точностью ±0,01 мм.

2.1.11. Испытания при температуре ниже комнатной проводят в охлаждающей камере. В качестве хладоагентов используют жидкий азот. При умеренно низкой температуре (до минус 100 °С) используют жидкости: этиловый или гидролизный спирт, изопентан уже предварительно охлажденные до заданной температуры жидким азотом.

2.1.12. Испытания при температурах выше комнатной проводят в термокамерах с применением специальных электронагревательных устройств.

2.1.13. Измерение и регистрацию температуры образца осуществляют термоэлектрическими термометрами, установленными в зоне предполагаемого разрушения. Погрешность измерения температур не должна превышать ±5% от заданной при температурах ниже минус 100 °С и выше плюс 100 °С или ±2 °С при температурах в диапазоне от минус 100 °С до плюс 100 °С.

2.2. Порядок проведения испытаний

3.1. По данным испытаний образцов производят определение сил и . Для этого используют диаграммы расширения берегов надреза, записанные при испытании образцов вплоть до разрушения. Возможные типы диаграмм показаны на черт.5 и 6. Усилия и необходимы для вычисления величин и . Сила равна разрушающей нагрузке , если диаграмма оканчивается внутри угла, тангенс которого на 5% меньше, чем тангенс угла касательной к начальной части диаграммы (черт.5а). Для диаграммы черт.5б, имеющая скачок внутри этого угла, сила соответствует максимуму нагружения при скачке. По диаграммам черт.6а и 6б силу определяют в месте пересечения диаграмм с указанной 5%-й секущей. Если при испытаниях удается зафиксировать нагрузку , соответствующую началу докритического подрастания трещины, то для диаграммы черт.6б допускается прин

имать .

3.2. Вычисление величины для образцов, испытываемых на трехточечный изгиб, производят по формуле:

.

Безразмерная функция , зависящая от относительного размера трещины , равна

.

3.3. Для определения критического раскрытия трещины необходимо точно знать расширение надреза в момент распространения трещины. Измеренное на поверхности образца расширение надреза следует определять по снятой диаграмме "нагрузка-перемещение" (расширение надреза черт.5а, б; 6а). Расчет критического раскрытия трещины (мм) у основания производится по формуле:

,

где - расширение надреза в точках установки датчика;

- ротационный фактор (для образцов на трехточечный изгиб);

- длина трещины (механический надрез + усталостная трещина);

- расстояние точек установки датчика расширения надреза от поверхности образца, мм;

- ширина образца, мм.

3.4. Критическое раскрытие трещины связано с коэффициентом критической интенсивности напряжений плоского напряженного состояния уравнением:

,

где - предел текучести;

- модуль упругости I рода.

По найденному критическому раскрытию трещины стали, используя ее предел текучести и модуль упругости, рассчитывается значение . Найденные значения , и сравнивают с литературными данными и производят оценку.