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

     РД 26-11-08-86

Группа В09

 РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

 СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ. МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ

Дата введения 1987-01-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПИСЬМОМ Министерства химического и нефтяного машиностроения от 10 марта 1986 г. N 11-10-4/217

ИСПОЛНИТЕЛИ:

В.А.Крошкин, Е.П.Рублев, Ф.С.Кузнецов, В.В.Агафонов, О.Н.Моргунова

СОГЛАСОВАНО:

с НИИХИММАШем

с ЦКБН

с ВНИИНЕФТЕМАШем

с ЦК профсоюзов работников тяжелого машиностроения

ВЗАМЕН РТМ 26-336-79

Настоящий руководящий документ устанавливает основные виды механических испытаний, порядок и методы отбора проб, изготовления образцов, проведения испытаний, а также оценку механических свойств сварных соединений сосудов, аппаратов, трубопроводов и деталей трубопроводов в химическом, нефтяном и газовом машиностроении.

 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Контроль качества сварного соединения в целом и его отдельных участков, а также наплавленного металла методами механических испытаний осуществляется в соответствии с действующей нормативно-технической документацией и "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением", утвержденными Госгортехнадзором СССР, СТ СЭВ 798-77, СТ СЭВ 7…..*9-77, СТ СЭВ 800-77.

1.2. Контроль качества сварного соединения, а также наплавленного металла методами механических испытаний или измерением твердости осуществляется в объеме, указанном в нормативно-технической документации на контролируемое изделие.

1.3. Механические испытания проводятся с целью определения качества изделия и сварочных материалов, показателей свариваемости металлов и сплавов, пригодности способов и режимов сварки при установлении квалификации сварщиков. Конкретная цель испытаний указывается в технических условиях на контролируемое изделие.

 2. МЕТОДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ     

     2.1. Виды испытаний

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. Проведение испытаний на статическое растяжение

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

предела текучести (физического)	, кгс/мм (Н/м );
предела текучести (условного)	, кгс/мм (Н/м );
временного сопротивления	, кгс/мм (Н/м );
относительного удлинения после разрыва	, %;
относительного сужения после разрыва	, %.

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. Проведение испытаний на статический изгиб

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**.

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.

2.3.6. Обязательным условием проведения испытаний на статический изгиб является плавность нарастания нагрузки на образец. Испытания проводят со скоростью деформации не более 15 мм/мин.

2.3.7. При испытании на статический изгиб до определенного угла образец, лежащий в горизонтальной плоскости на двух параллельных цилиндрических опорах, при помощи оправки изгибают до заданного угла

(внешний угол между одной стороной образца и продолжением другой). При установке на опоры продольная ось образца должна быть перпендикулярна оси изгиба. Угол изгиба измеряют без снятия нагрузки.

Ширина оправки и опор должна быть больше ширины образца. Расстояние между опорами, если оно не оговаривается в нормативно-технической документации на изделие, принимают равным

+2,5 с округлением до 1 мм в большую сторону.

2.3.8. Испытание на статический изгиб до появления первой трещины проводят по той же методике, что и изгиб до определенного угла. Угол изгиба измеряют после снятия нагрузки на специальном приспособлении (приложение 3).

2.3.9. Испытание на статический изгиб до параллельности сторон производят после предварительного изгиба образца на угол не менее 150°. Догиб продолжают между параллельными плоскостями до соприкосновения сторон образца с прокладкой толщиной, равной толщине (диаметру) оправки (черт.4).

СХЕМА ИСПЫТАНИЯ НА ИЗГИБ ДО СОПРИКОСНОВЕНИЯ СТОРОН С ПРОКЛАДКОЙ

Черт.4

2.3.10. Определение результатов испытаний на статический изгиб производят в соответствии с требованиями нормативно-технической документации на контролируемое изделие. Если таких указаний не имеется, то признаком того, что образец выдержал испытание на изгиб, служит отсутствие излома, а также расслоений, надрывов и трещин, видимых невооруженным глазом.     

     2.4. Проведение испытаний на ударный изгиб

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 "

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. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ     

     3.1. Отбор проб и заготовок

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. Форма и размеры образцов на статическое растяжение и изгиб

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

3.2.2. Испытание на статическое растяжение сварного соединения производится не менее чем на двух образцах типа XII или XIII, ГОСТ 6996-66, которые представлены на черт.6 и 7. Для сварного соединения из основного металла толщиной более 20 мм при недостаточной мощности испытательных машин допускается изготовление образцов типа XV, ГОСТ 6996-66. Размеры плоских образцов на статическое растяжение приведены в табл.1.

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.

3.2.3. Испытание на статический изгиб сварного соединения производится не менее чем на двух образцах типа XXVII, ГОСТ 6996-66 (черт.8). Толщина образцов при этом равна:

толщине основного металла для металла толщиной до 20 мм;

20 мм для металла толщиной свыше 20 мм.

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

3.2.4. Требования по изготовлению плоских образцов для испытания на статическое растяжение (см. черт.6, 7) состоят в следующем:

припуск по ширине образца снимается равномерно с обеих сторон;

усиление шва снимается до уровня основного металла;

основной металл разрешается сострагивать на глубину не более 1 мм с каждой стороны;

при испытании сварного соединения из металла разной толщины более толстый лист путем механической обработки на металлорежущих станках должен быть доведен до толщины более тонкого листа;

разность наибольшего и наименьшего размера

на длине

:

±0,05

мм - при

10 мм;

±0,10

мм - при

от 10 мм до 15 мм;

±0,15

мм - при

от 15 мм до 20 мм;

±0,20

мм - при

более 20 мм;

снимать утолщение следует поперек шва. Поперечные риски не допускаются;

закругление кромок на гранях образца следует удалять легким заглаживанием вдоль образца радиусом не более 1 мм;

маркировка наносится на нерабочей части образца.

3.2.5. Требования по изготовлению образцов на статический изгиб (см. черт.8) состоят в следующем:

ширина образца

равна 1,5

, но не менее 10 мм;

припуск по ширине образца снимается равномерно с обеих сторон;

усиление шва снимается до уровня основного металла;

при испытании сварного соединения из металла разной толщины более толстый лист путем механической обработки на металлорежущих станках должен быть доведен до толщины, более тонкого листа;

основной металл разрешается сострагивать на глубину не более 1 мм с каждой стороны;

на длине

скруглить кромки радиусом 0,2

, но не более 3 мм;

зачистку шва производить вдоль образца. Поперечные риски не допускаются;

при испытании сварных соединений с односторонним швом в растянутой зоне образца должны располагаться поверхностные слои шва;

при испытании сварного соединения с двусторонним швом в растянутой зоне образца должны располагаться поверхностные слои шва;

маркировка наносится только со стороны последнего прохода шва вне расчетной части (

) образца.     

     3.3. Форма и размеры образцов на статическое растяжение и изгиб из сварных контрольных соединений толщиной более 50 мм

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

3.3.3. При разметке сварного контрольного соединения должны быть учтены припуски на последующую механическую обработку и ширину реза, которые представлены в табл.4, 5. Размеры образцов на статическое растяжение и изгиб по схеме разрезки черт.11 приведены в табл.6, а по схеме черт.12 - в табл.7.

Таблица 4

РАЗМЕРЫ ЗАГОТОВОК И ЧИСТОВЫЕ РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ИЗ УГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ТОЛЩИН МЕТАЛЛА БОЛЕЕ 50 мм

мм

Примечания: 1. Размеры заготовок даны с учетом вырезки и должны быть не менее указанных в таблице. В знаменателе указаны размеры заготовок, отобранных механическим способом.

2. Количество образцов на растяжение и загиб принимать по схемам черт.10, 11, 12.

Таблица 5

РАЗМЕРЫ ЗАГОТОВОК И ЧИСТОВЫЕ РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ИЗ НЕРЖАВЕЮЩИХ И ДВУХСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ТОЛЩИНЫ МЕТАЛЛА БОЛЕЕ 50 мм

мм

Примечания: 1. Размеры заготовок даны с учетом вырезки и должны быть не менее указанных в таблице. В знаменателе указаны размеры заготовок, отобранных механическим способом.

2. Количество образцов на растяжение и изгиб принимать по схемам черт.10, 11, 12.

Таблица 6

РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ И ИЗГИБ

мм

Таблица 7

РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ И ИЗГИБ

мм

3.3.4. При толщине основного металла сварного контрольного соединения от 50 до 65 мм испытание на статический изгиб производится на двух образцах.

Со стороны последнего прохода шва заподлицо с основным металлом вдоль образца разрешается сострагивать основной металл на глубину не более 1 мм. С противоположной стороны образец сострагивается до толщины 40 мм (но не менее 30 мм). По ширине образец сострагивается в размер

, как указано на схеме черт.10.

3.3.5. При толщине основного металла сварного соединения от 70 до 100 мм испытание на статический изгиб производится на трех образцах, отбираемых в соответствии со схемой черт.11.

3.3.6. При толщине основного металла сварного контрольного соединения от 110 до 150 мм испытание на статический изгиб производится на трех образцах в соответствии со схемой черт.12.

3.3.7. Ширина образца для испытания на статический изгиб во всех случаях равна

.

3.3.8. Заготовку для образцов на статический изгиб строгать равномерно с двух сторон по ширине до размера, равного полутора толщинам образца

, где

- толщина образца, вычисляемая для толщины основного металла от 70 до 100 мм по формуле:

,

и для толщины основного металла от 110 до 150 мм по формуле:

где

- толщина основного металла, мм;

- ширина реза, мм (не более 15 мм).

3.3.9. После обработки боковых поверхностей заготовки и разметки на ней образцов на каждый образец наносится маркировка согласно принятой на заводе инструкции. Маркировка производится методом ударного клеймения или электрографом.

На образцах 1, 2, 3 (см. черт.10, 11, 12) основание маркировки должно указывать на плоскость, где сварные швы выполнялись в последнюю очередь.

3.3.10. После маркировки производят снятие усиления шва, резку и окончательную обработку в соответствии с ГОСТ 6996-66. После изготовления образцы на статический изгиб подвергают травлению для выявления сварного шва.

3.3.11. При испытании на статический изгиб образец на опоры устанавливают так, чтобы в растянутой зоне образца располагался слой или шов, заваренный последним.

При отсутствии специальных указаний в нормативно-технической документации на контролируемое изделие диаметр оправки при испытании на статический изгиб принимают равным двум толщинам испытуемого образца.

3.3.12. Образцы для испытания на статическое растяжение вырезаются из сварного соединения по схемам черт.10, 11 и 12. При этом толщина образца на статическое растяжение во всех случаях равна 10 мм, ширина - равна толщине соответствующего образца на статический изгиб, т.е. величине

. Количество испытуемых образцов на статическое растяжение равно количеству образцов на статический изгиб и составляет по схеме черт.10 два образца, а по схемам черт.11 и 12 - три образца.

3.3.13. В журнале испытаний указывается номер образца и соответствующие ему результаты испытаний.

Если произошло разрушение образца, в журнале и протоколе испытания указываются дефекты сварного соединения и место появления трещины или разрушения.     

     3.4. Форма и размеры образцов для определения временного сопротивления металла шва в стыковом соединении

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

Толщина основного металла	Ширина захватной части образца	Ширина рабочей части образца	Радиус закругления	Длина рабочей части образца	Общая длина образца
До 6	25	15±0,5	6±1	40	180
От 6 до 10	30	20±0,5	12±1	60	200
" 10  "  25	38	25±0,5	20±2	70	230
" 25  "  40	45	30±0,5	25±2	90	300
" 40  "  50	55	35±0,5	30±2	110	300

Таблица 9

РАЗМЕРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 ВРЕМЕННОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ МЕТАЛЛА ШВА В СТЫКОВОМ СОЕДИНЕНИИ. ТИП XXV

мм

Диаметр захватной части образца	Диаметр рабочей части образца	Радиус закругления	Длина рабочей части образца	Общая длина образца
До 5	0,6	0,5	40	140
От 5,1 до 10			60	160
От 10,1 до 15			70	210
От 15,1 до 30	0,7		90	230
От 30,1 до 50			110	270

3.4.2. Требования по изготовлению образцов для определения временного сопротивления металла шва в стыковом соединении состоят в следующем:

толщина или диаметр образца должны равняться толщине или диаметру основного металла;

поперечная ось образца должна совпадать с осью шва. Для односторонних швов разметка поперечной оси производится по узкой части шва. Для двусторонних швов разметку поперечной оси производят после шлифовки и травления боковых поверхностей образца или посередине утолщения шва, сваренного со второй стороны;

утолщение шва снять до уровня основного металла;

утолщение шва строгать поперек направления;

острые кромки плоского образца должны быть закруглены радиусом не более 1 мм путем сглаживания напильником вдоль кромки;

маркировка наносится на нерабочей части образца.     

     3.5. Форма и размеры образцов для испытания металла шва и различных участков околошовной зоны

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

Тип образца
I	3±0,1	6	4	2,0	1,0	15	18	30±1
II	6±0,1	12	10	2,5	1,5	30	36	61±1
III	10±0,2	16	10	3,0	3,0	50	60	86±1

3.5.2. Для испытания металла шва, а также металла различных участков околошовной зоны на статическое растяжение при повышенной или пониженной температурах изготавливается цилиндрический образец (черт.16). Допускается применение пропорционального короткого цилиндрического образца с резьбовой головкой М7 (тип IV, ГОСТ 1497-84).

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

3.5.3. Требования по изготовлению цилиндрических образцов на статическое растяжение (см. черт.15, 16) состоят в следующем:

допускается разность наибольшего и наименьшего диаметра на длине рабочей части образца:

±0,03

мм - при

до 10 мм;

±0,04

мм - при

от 10 мм до 20 мм;

±0,05

мм - при

, равном 20 мм и более;

переход от диаметра

к головке образца должен быть плавным;

глубина резания последнего прохода не более 0,3 мм;

рабочее сечение образцов всех типов должно состоять из металла испытуемого участка. В головках образца допускается наличие металла других участков сварного соединения;

на поверхности головки допускается наличие необработанной поверхности шва или основного металла;

разметку места вырезки образцов производить по макрошлифам, изготовленным на торцах заготовки в соответствии с табл.11;

образцы располагать вдоль продольной оси испытуемого участка;

маркировка наносится только на головках образца с двух концов.

Таблица 11

СХЕМА ОТБОРА ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ ИЗ СВАРНОГО ШВА

Тип металла	, мм   , мм	Схема расположения образцов
Металл стыковых односторонних и двусторонних симметричных и несимметричных однопроходных и многопроходных швов и металл односторонних и двусторонних угловых швов с полным проваром одного из элементов	От 5 до 15	Дуговая сварка	Дуговая сварка с принудительным формированием     Дуговая сварка
Металл стыковых односторонних и двусторонних симметричных и несимметричных, однопроходных швов с полным проваром одного из элементов. При электрошлаковой сварке металл любых угловых швов	От 16 до 35	Дуговая сварка	Электрошлаковая сварка
	От 36 до 60	Дуговая сварка	Электрошлаковая сварка
Металл стыковых односторонних и двусторонних симметричных и несимметричных, однопроходных швов с полным проваром одного из элементов. При электрошлаковой сварке металл любых угловых швов	От 41 до 60	Дуговая сварка
Металл стыковых односторонних однопроходных и многопроходных швов и металл угловых швов с полным проваром одного из элементов. При электрошлаковой сварке металл любых угловых швов	От 61 до 150	Дуговая сварка	Электрошлаковая сварка

3.5.4. Для испытания на статическое растяжение при повышенной и пониженной температурах сварного соединения толщиной основного металла до 10 мм применяется плоский образец (черт.17). Размеры и предельные отклонения размеров плоских образцов приведены в табл.12 и 13.

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

ГОСТ	Тип образца	Толщина	Ширина	Ширина головки	Длина головки *	Расчетная длина	Рабочая длина	Длина	Длина
ГОСТ 9651-84	7	От 3,1 до 4,0	10	40	40	35	40	120	170
	8	"  4,1   "  5,0	10	40	40	40	45	125	175
	9	"  5,1   "  6,0	15	50	50	55	65	145	195
	10	"  6,1   "  7,0	15	50	50	55	65	145	195
ГОСТ 11150-84	14к	От 3,0 до 4,0	10	40	50	35	40	120	170
	25к	"  4,0   "  5,0	10	50	50	40	45	125	175
	16к	"  5,0   "  6,0	10	50	60	45	50	130	180

________________

* Длина головки указана минимальной.

Таблица 13

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ РАЗМЕРОВ ПЛОСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

мм

3.5.5. Требования по изготовлению плоских образцов на статическое растяжение (см. черт.17) состоят в следующем:

припуск по ширине образца снимать равномерно с обеих сторон;

поперечные риски и вмятины на длине

не допускаются;

глубина резания последнего прохода не более 0,3 мм;

заусенцы на гранях образцов следует удалять легким заглаживанием вдоль образца радиусом закругления не более 1 мм;

маркировка наносится на головках образца.

3.5.6. Для испытания металла шва, а также металла различных участков околошовной зоны на статическое растяжение при нормальной, пониженной и повышенной температурах на каждую ступень температуры изготавливается не менее трех образцов (см. черт.15, 16).

3.5.7. Для испытания на ударный изгиб металла шва, а также различных участков околошовной зоны при нормальной, повышенной и пониженной температурах применяются образцы черт.18, 19, ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-66, тип и размеры которых указаны в табл.14. Образцы сечением 10x10 мм применяют при толщине основного металла 12 мм и более, а сечением 5x10 мм - при толщине основного металла от 6 до 12 мм. Утолщение шва при всех условиях снимают до уровня основного металла.

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

Вид концентратора	Радиус концентратора	Тип образца	Длина (пред. откл. ±0,6)	Ширина	Высота (пред. откл)	Высота рабочего сечения
" "	1±0,07	1	55	10±0,1	10±0,10	8±0,1
		2		7,5±0,1
		3		5±0,05
" "	0,25±0,025	11	55	10±0,1	10±0,10	8±0,05*
		12		7,5±0,1
		13		5±0,05

________________

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

3.5.8. В зависимости от цели испытания по требованию, оговоренному в нормативно-технической документации на контролируемое изделие, надрез в образце может располагаться по металлу шва (см. табл.15), по зоне сплавления (черт.20), в пограничном и других участках околошовной зоны на расстоянии

от границы сплавления (черт.21 и 22).

Таблица 15

СХЕМА ОТБОРА ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ИЗ СВАРНОГО ШВА

мм

Тип металла сварных швов	Толщина основного металла	Схема расположения образцов на ударный изгиб по сечению сварного шва
Металл стыковых швов всех типов	От 12 до 17	Дуговая и газовая сварка	Дуговая сварка с принудительным формированием
	От 18 до 40	Дуговая сварка	Электрошлаковая сварка
Металл односторонних однопроходных и многопроходных стыковых швов	От 41 до 60	Дуговая сварка	Электрошлаковая сварка
	От 61 до 350	Дуговая сварка	Электрошлаковая сварка
Металл двусторонних симметричных и несимметричных однопроходных и много проходных стыковых швов	От 18 до 40	Дуговая сварка
	От 41 до 60	Дуговая сварка
	От 61 до 150	Дуговая сварка

Примечание. Образцы вырезаются из стороны, сваренной последней.

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

3.5.9. Для испытания на ударный изгиб зоны сплавления контрольного соединения при толщине основного металла более 50 мм разметка расположения образцов на сварном шве с прямоугольной разделкой кромок производится по схеме черт.23, а для сварного шва с

-образной разделкой кромок - по схеме черт.24. Приведенные схемы разметки расположения образцов (см. черт.23, 24) распространяются на швы, сваренные электрошлаковой (ЭШС), автоматической дуговой (АДС) и ручной дуговой (РДС) сваркой.

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Черт.23

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОБРАЗЦОВ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ

Черт.24

3.5.10. Разметку для нанесения надреза производят по макрошлифам, изготовленным на боковых гранях заготовки толщиной 10

±0,05

мм. Макрошлиф подвергается действию травильного раствора (состав: 25 см

- дистиллированной воды; 50 см

- концентрированной соляной кислоты; 3 г - аммиачной хлорной меди (CuCl

·2NH

Cl

·2H

O), 15 г хлорида железа (FeCl

), позволяющего получить качественную картину сварного соединения, в котором различают три зоны: плавления в сварном шве; термического влияния в основном металле, примыкающему к сварному шву; основного металла, на который выделившееся тепло при сварке не оказывает влияния.

3.5.11. Для образца на ударный изгиб с

-образным надрезом надрез наносить на расстоянии 1,0 мм от линии сплавления. Для образца на ударный изгиб с

-образным надрезом надрез наносят на расстоянии 0,5 мм от линии сплавления (черт.25).

СХЕМА НАНЕСЕНИЯ НАДРЕЗА ПО ЛИНИИ СПЛАВЛЕНИЯ

Черт.25

3.5.12. Требования по изготовлению образцов на ударный изгиб (см. черт.18, 19) состоят в следующем:

углы в поперечном сечении образца равны 90° ±0,5°;

отклонение оси надреза к продольной оси образца равно 90° ±2°;

на поверхности образца не допускаются поперечные риски, подрезы, вмятины;

надрез делают сверлением, фрезерованием или при помощи абразивного камня. На поверхности надреза не должно быть рисок, видимых невооруженным глазом. Допускается доводка и шлифовка дна надреза;

контроль линейных размеров образца и высоты рабочего сечения производить штангенциркулем с острыми губками и ценой деления не более 0,05 мм;

при изготовлении надреза необходимо следить, чтобы образец не нагрелся до температуры, оказывающей влияние на механические свойства;

маркировка наносится только на боковых сторонах образца с двух сторон не далее 15 мм от конца, но не на опорной поверхности.     

     3.6. Форма и размеры образцов для испытания наплавленного металла

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

3.6.6. Для проверки характеристик механических свойств наплавленного металла при нормальной температуре изготавливается не менее трех образцов на статическое растяжение типа II или III по ГОСТ 6996-66 (см. черт.15).

3.6.7. Для определения характеристик механических свойств наплавленного металла на статическое растяжение при пониженной и повышенной температурах изготавливаются не менее трех образцов (см. черт.16): N 2к по ГОСТ 9651-84, тип I по ГОСТ 11150-84, тип IV по ГОСТ 6996-66.

3.6.8. Для испытания на ударный изгиб наплавленного металла при различных температурах изготавливаются на заданную температуру не менее трех образцов (см. черт.18, 19) по ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-66. Тип образца для испытания на ударный изгиб принимают в соответствии с требованием нормативно-технической документации на контролируемое изделие.     

      3.7. Форма и размеры образцов для испытания двухслойных сталей

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

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

3.7.7. Для испытания на ударный изгиб сварного соединения двухслойных сталей при нормальной, пониженной и повышенной температурах на любую заданную температуру изготавливается не менее трех образцов (см. черт.18, 19) по ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-66. Температуру испытания, тип образца (тип VI или IX по ГОСТ 6996-66, тип I или тип II по ГОСТ 9454-78) принимают в соответствии с указаниями нормативно-технической документации на контролируемое изделие. Расположение надреза на образцах, вырезаемых из сварного соединения двухслойной стали, по схеме черт.28.

РАСПОЛОЖЕНИЕ НАДРЕЗА НА ОБРАЗЦАХ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ ИЗ ДВУХСЛОЙНЫХ СТАЛЕЙ

Черт.28

     3.8. Испытание сварного соединения на стойкость против механического старения

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.

3.8.3. Механическому старению подвергают заготовки, отбираемые от стыкового сварного соединения по схеме черт.30, 31. Ось симметрии заготовки должна совпадать с продольной осью шва или с осью будущего надреза, если испытание проводят не для металла шва. Расположение надреза по схеме черт.31 применяют при электрошлаковой сварке. Схема отбора образцов при расположении надреза в других участках сварного соединения (зона сплавления, зона термического влияния) оговаривается нормативно-технической документацией на контролируемое изделие.

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

3.8.4. Заготовки подвергают искусственному старению по методике: деформация растяжения из расчета получения 10

±0,5%

остаточного удлинения в пределах расчетной длины

, ограниченной кернами или рисками. Длину захватной части

устанавливают в зависимости от конструкции испытательной машины.

После удлинения заготовку подвергают равномерному нагреву до 250 °С (523 К) с выдержкой в течение 1 часа при этой температуре и с последующим охлаждением на воздухе.

3.8.5. После деформирования и искусственного старения из заготовок изготавливают не менее трех образцов на ударный изгиб сечением 10,5x10,5x55 мм при толщине основного металла более 12 мм, или сечением 10,5x10,5x55 мм при толщине основного металла менее 12 мм, так чтобы место расположения образцов находилось на участке расчетной длины

, а на одной из граней сохранилась черновая поверхность. На этой грани наносят маркировку на расстоянии 10 мм от концов образца. Затем образцы окончательно обрабатывают до размеров, предусмотренных ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-66.

3.8.6. Показатель чувствительности стали и сварного соединения к механическому старению подсчитывается по формуле:

,

где

- среднее арифметическое значение ударной вязкости в исходном состоянии;

- среднее арифметическое значение ударной вязкости после старения.

 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СВАРНЫХ ТРУБ

      4.1. Испытание на статическое растяжение

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

4.1.3. Предельные отклонения по ширине рабочей части образца на статическое растяжение неполного (сегментного) сечения при их изготовлении должны соответствовать значениям, указанным в табл.16.

Таблица 16

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ПО ШИРИНЕ РАБОЧЕЙ ЧАСТИ ОБРАЗЦОВ НЕПОЛНОГО

(СЕГМЕНТНОГО) СЕЧЕНИЯ

мм

Номинальная ширина	Предельные отклонения	Допустимая разность наибольшей и наименьшей ширины по длине рабочей части образца
8-10	±0,2	0,05
12		0,10

Продольные образцы неполного (сегментного) сечения в виде полосы должны сохранять поверхностные слои нетронутыми. Заусенцы на гранях образцов должны быть удалены легкой запиловкой радиусом закругления не более 0,5 мм.

4.1.4. Цилиндрические продольные образцы (тип III, ГОСТ 1497-84) черт.15 отбирают от труб с толщиной стенки 7 мм и более. Ось цилиндрического образца должна совпадать со средней линией стенки трубы.

Диаметр рабочей части образца принимают:

5 мм - при

от 7 до 10 мм;

8 мм - при

от 10 до 13 мм;

10 мм - при

более 13 мм.

4.1.5. Поперечные образцы изготавливают цилиндрическими пропорциональными (тип IV, ГОСТ 1497-84), отобранными из тела трубы перпендикулярно ее продольной оси с размерами, указанными в табл.17.

Таблица 17

РАЗМЕРЫ ПОПЕРЕЧНЫХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

мм

Примечание. На головках цилиндрических продольных и поперечных образцов на статическое растяжение допускаются плоские участки, обусловленные геометрией труб.

4.1.6. Образцы измеряют до и после испытания. У образцов в виде отрезка трубы наружный диаметр измеряют в трех местах: у краев и посередине рабочей части образца по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Наименьшее среднее арифметическое трех пар измерений заносят в протокол испытаний. Толщину стенки измеряют на расстоянии не менее 10 мм от торца в четырех точках по двум взаимно перпендикулярным направлениям. В протокол заносят среднее арифметическое четырех измерений.

У образцов в виде продольной полосы толщину образца (стенки трубы) измеряют в трех точках рабочей длины. Среднее арифметическое трех измерений толщины стенки и трех измерений ширины образца заносят в протокол испытаний. Площадь поперечного сечения образца (мм

) в виде отрезка трубы определяется по формуле:

,

Площадь поперечного сечения образца в виде полосы определяется по формуле:

,

где

- коэффициент, величина которого зависит от диаметра и толщины стенки трубы, который определяют по формуле:

.

Испытание на статическое растяжение цилиндрических и неполного сегментного сечения образцов, обработка полученных результатов и определение характеристик механических свойств производят по ГОСТ 1497-84.

4.1.7. Для контроля временного сопротивления сварных соединений труб применяют образцы типа XVIII по ГОСТ 6996-66 в виде отрезка трубы полного сечения (черт.35) без ограничения наружного диаметра.

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.

4.1.8. При недостаточной мощности испытательных машин, а также в зависимости от конструкции захватов испытательных машин, испытание стыкового сварного соединения производится на образцах неполного (сегментного) сечения (см. черт.34). Разрешается применение цилиндрических образцов (см. черт.15, 16). Сварной шов располагают посередине рабочей части образца (черт.37).

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ СВАРНОГО ШВА НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦАХ

Черт.37

     4.2. Испытание на сплющивание

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.

4.2.3. Скорость сплющивания образца не более 25 мм/мин. Для испытания образец помещают между двумя гладкими жесткими и параллельными плоскостями и плавно сплющивают его, сближая сжимающие плоскости до заданного расстояния

(черт.40, 41).

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. Испытание на раздачу

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 HRC

50 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. Испытание на бортование

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:

%.

4.4.4. Рабочая поверхность оправки должна быть шлифованной и иметь твердость HRC

60, при испытании покрыта консистентной смазкой.

При испытании не допускается вращательное движение оправки.     

     4.5. Испытание на загиб

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.

4.5.3. Испытание на загиб металла шва и металла зоны термического влияния проводят по ГОСТ 6996-66.

4.5.4. Испытание на загиб продольных образцов проводят по ГОСТ 14019-80. Испытание на загиб поперечных образцов проводят по схеме черт.45, ГОСТ 14019-80.

ЗАГИБ ПОПЕРЕЧНОГО ОБРАЗЦА

1 - оправка; 2 - поперечный образец; 3 - опора;

- расстояние между опорами

Черт.45

4.5.5. Радиусы оправки для загиба продольных и поперечных образцов в зависимости от толщины стенки трубы берутся по ГОСТ 3728-78. При толщине стенки трубы более 7,5 мм радиус загиба принимается

.

Растягивающим усилиям подвергается сторона образца, являющаяся наружной поверхностью трубы.

 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЕРДОСТИ МЕТАЛЛА ШВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

      5.1. Общие положения

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. Правила производства испытаний на твердость

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. Основные требования по замеру твердости металла шва сварных соединений из двухслойных и хромомолибденовых сталей

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.

 6. ОЦЕНКА МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

6.1. Порядок выполнения сварных контрольных соединений и проверка их на отсутствие недопустимых дефектов должны соответствовать требованиям нормативно-технической документации на контролируемое изделие.

6.2. Качество сварных соединений считается неудовлетворительным, если в них при любом виде контроля будут обнаружены внутренние или наружные дефекты, выходящие за пределы норм, установленных нормативно-технической документацией на изготовление контролируемого изделия и производственными инструкциями по сварке и контролю соединений.

6.3. При выполнении испытаний по определению характеристик механических свойств контрольных сварных соединений на отдельных образцах, вырезка заготовок для изготовления образцов должна производиться в соответствии со схемами, установленными производственными инструкциями по сварке и контролю сварных соединений (в зависимости от специфики сварных соединений и положения сварки на различных участках шва).

6.4. Все вырезаемые заготовки (для изготовления образцов) должны быть замаркированы по системе, позволяющей определить номер (клеймо, шифр) контрольного соединения и положение, в котором выполнялась сварка на данном участке (система маркировки заготовок должна быть установлена соответствующей производственной инструкцией).

6.5. Образцы, имеющие коробление, трещины, возникающие в результате механической или термической обработки, расслоение, поверхностные дефекты в виде инородных включений (песчаных, шлаковых, газовых раковин и т.д.), плен и механических повреждений, испытаниям не подвергаются.

6.6. Готовые образцы передаются вместе с сопроводительным документом в лабораторию механических испытаний. Данные о результатах испытаний заносятся в лабораторный журнал установленного образца. Одновременно производится оформление результатов испытаний по определению характеристик механических свойств на бланках установленного образца для выдачи ОТК или цеху.

6.7. До начала испытаний все изготовленные образцы должны быть проконтролированы на соответствие формы, размеров, шероховатости поверхностей. Все забракованные образцы, в том числе с выявленными сварочными дефектами, должны быть заменены новыми, вырезанными из этого же контрольного соединения. В случае обнаружения дефектов в металле шва (непровара, шлака и т.д.) после проведения испытаний образец также заменяется новым.

6.8. Качество сварного соединения при испытании на статическое растяжение и ударный изгиб считается неудовлетворительным, если полученные при испытании показатели механических свойств будут ниже требований, указанных в ОСТ 26-291-79*. Показатели характеристик механических свойств должны определяться как среднее арифметическое из результатов, полученных при испытании 2-3 образцов.

Общий результат испытаний считается неудовлетворительным, если хотя бы один из образцов показал результат, отличающийся от установленных норм (в сторону снижения):

по временному сопротивлению разрыву - более чем на 10%;

по ударной вязкости - более чем на 0,5 кгс·м/см

(0,05 МДж/м

).

Указанные положения сохраняют силу и в том случае, когда среднее арифметическое результатов испытаний соответствует нормативным показателям.

6.9. Показатели характеристик механических свойств сварных соединений элементов из сталей разнородных марок должны удовлетворять требованиям к однородным сварным соединениям тех же элементов (из стали соответствующих марок) с более низкими нормативными показателями характеристик механических свойств.

6.10. При испытании на статический изгиб образцов различных сталей, а также двухслойных сталей, угол загиба должен быть не ниже требований, указанных в ОСТ 26-291-79.

6.11. При испытании труб на сплющивание признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие после сближения сжимающих поверхностей до величины

на внешней и внутренней поверхностях трещин или надрывов, определяемых визуально.

6.12. При испытании труб на раздачу признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие на нем после раздачи на заданную величину трещин или надрывов, определяемых визуально.

6.13. При испытании труб на бортование признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие на нем после отбортовки трещин или надрывов.

6.14. При испытании труб на загиб, образец считается выдержавшим испытание, если после загиба на нем не будет визуально обнаружено нарушение целостности металла (изломов и надрывов) с металлическим блеском. Если в нормативно-технической документации на трубы оговорена допустимость гофров, образование последних в процессе испытания на загиб не является браковочным признаком.

6.15. При контроле сварных соединений на твердость средние значения твердости металла шва должны удовлетворять нормам, приведенным в ОСТ 26-291-79. Среднее значение твердости металла шва определяется как среднее арифметическое результатов отдельных замеров, при которых значения твердости не должны более чем на 5% отличаться от  величины соответствующего предела.

6.16. При получении неудовлетворительных результатов по какому-либо виду механических испытаний разрешается повторное проведение испытаний на удвоенном количестве образцов, вырезанных из тех же контрольных сварных соединений. В случае невозможности вырезки требуемого количества образцов из тех же контрольных соединений, повторные механические испытания (в удвоенном объеме) должны быть проведены на выполненных производственных стыках, вырезаемых непосредственно из контролируемых изделий.

Если при повторном испытании хотя бы на одном из образцов были получены результаты, не отвечающие установленным нормам, то общий результат механических испытаний считается неудовлетворительным.

6.17. Результаты механических испытаний сварных соединений должны быть зафиксированы в специальных журналах (приложение 2, 8, 9) и в сопроводительных справках о результатах механических испытаний (приложение 10), которые должны быть подписаны заведующим (начальником) лаборатории механических испытаний и выполнявшим испытания лаборантом (техником, инженером).

Журнал регистрации результатов испытаний механических свойств должен храниться в лаборатории в течение 5 лет.

 7. ОФОРМЛЕНИЕ ЗАЯВОК НА ИЗГОТОВЛЕНИЕ

И ИСПЫТАНИЕ ОБРАЗЦОВ ИЗ СВАРНЫХ КОНТРОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

7.1. Заявку на изготовление и испытание образцов из сварных контрольных соединений оформляет старший контрольный мастер цеха или работник ОТК, ответственный за приемку контролируемого изделия.

7.2. В заявках на изготовление и испытание образцов должны заполняться (приложение 11):

номер и дата заполнения заявки;

номер цеха-изготовителя;

тип контролируемого изделия (сварного соединения);

номер заказа и комплекта изделий;

фамилия и клеймо сварщика;

способ сварки (ручная дуговая, ручная газовая, ручная аргонодуговая, полуавтоматическая или автоматическая аргонодуговая, автоматическая под флюсом, электрошлаковая и т.д.);

марка используемых сварочных материалов (электродов, сварочной и присадочной проволоки или прутков, флюсов, защитных газов), диаметры или сечения электродов, проволоки и прутков;

вид термообработки сварного соединения;

вид испытания, температура испытания и количество образцов для каждого вида испытаний;

подпись и штамп представителя технического контроля цеха, оформляющего заявку.

7.3. При оформлении заявок на повторные испытания, в случае неудовлетворительных результатов первых испытаний, последним присваивается номер первичной заявки с надписью "Повторно". В заявке на повторные испытания должны приводиться все вышеназванные данные.

 8. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

8.1. Общие требования безопасности

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. Работа на испытательных машинах и приборах

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. Правила безопасной работы с химическими веществами при проведении механических испытаний

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.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

 ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

 ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

1 - захват верхний; 2 - траверса верхняя; 3 - материал теплоизолирующий; 4 - стенка внутренняя;

5 - стенка внешняя; 6 - захват нижний; 7 - траверса нижняя; 8 - тяга; 9 - образец

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Справочное

 ПРИМЕРНАЯ ФОРМА ЖУРНАЛА РЕГИСТРАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

ПЛОСКИХ И ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ НА СТАТИЧЕСКОЕ РАСТЯЖЕНИЕ

Испы- татель- ная ма- шина (мощ- ность)

За- каз- чик (цех)

Но- мер за- ка- за, из- де- лия

Тип об- раз- ца, ГОСТ

Тем- пера- тура испы- та- ния, °С

Мар- ки- ров- ка об- раз- ца

Диаметр (размер плоского образца , ) до раз-   рыва, мм (м)

Пло- щадь , мм (м )

Диаметр (размер плоского образца , ) после разрыва,   мм (м)

Пло- щадь , мм (м )

На- чаль- ная рас- четная длина , мм (м)

Дли- на пос- ле раз- рыва , мм (м)

Раз- ру- шаю- щее уси- лие кгс (Н)

Уси- лие при пре- деле теку- чести , , кгс (Н)

Вре- менное сопро- тивле- ние , кгс/мм (Н/м )

Предел теку- чести , , кгс/мм (Н/м )

Отно- си- тель- ное удли- нение , %

Отно- си- тель- ное суже- ние, , %

Угол за- гиба

При- меча- ние