Авг 27, 2021
Механические испытания прочности сварных соединений производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 6996. Механическим испытаниям подвергаются стыковые сварные соединения для проверки соответствия их прочностных и пластических свойств требованиям основных положений по сварке, технических условий на изготовление трубопроводной арматуры.
Основные виды механических испытаний выполняются с использованием образцов, изготовляемых из контрольных (или производственных) сварных соединений: два образца для испытания растяжением; два образца для испытания на статический изгиб; три образца для испытания на ударную вязкость; два образца (шлифа) для металлографического исследования.
Механические испытания сварных соединений Dy, менее 100 мм при толщине стенки менее 12 мм могут проводиться с использованием как отдельных образцов, так и цельных стыков со снятой выпуклостью и удаленным гратом. Испытания последних на статический изгиб заменяют испытанием на сплющивание. Металлографическое исследование в этом случае выполняется на специально свариваемых контрольных соединениях.
При испытаниях на статическое растяжение определяют следующие механические характеристики: условный предел текучести, предел прочности, относительное удлинение после разрыва. Испытывают наиболее слабый участок шва при нормальной и повышенной температурах.
Испытания на статический изгиб проводятся в соответствии с установленными требованиями или другой технической документацией, в которой указывается браковочный признак. Изгиб производится до нормируемого угла, до параллельности сторон или путем сплющивания образца. При испытаниях на ударный изгиб определяется ударная вязкость различных участков сварного соединения и околошовной зоны.
Испытания на изгиб проходят сварные соединения в соответствии с ГОСТ 6996. Диаметр оправки при загибе образин должен быть не менее двух толщин образца. Угол загиба для аустенитных сталей не менее 160° при толщине сварных деталей до 25 мм включительно и не менее 120° при толщине сварных деталей более 25 мм. Угол загиба для сварных соединений из углеродистой стали не менее 100°.
Определить химический состав стали можно стилоскопированием. Этот метод заключается в качественном спектральном анализе при помощи портативного стилоскопа. Результат может быть получен быстро, так как продолжительность испытания составляет доли минуты.
В заводских или монтажных условиях стилоскопирование целесообразно применять для проверки материала деталей, Не имеющих сертификата или с нарушенной маркировкой; можно определить, например, изготовлены детали из легированной или углеродистой стали.
Принцип действия стилоскопа заключается в следующем. Между электродом из меди, угля или чистого железа и деталью возбуждается электрический разряд. Световые лучи, создаваемые при разряде, оптической системой линз и зеркал разлагаются в линейчатый спектр. По наличию и яркости линий легирующих металлов в спектре определяется химический состав стали.
Испытание целостности металла шва на герметичность воздухом доступно и легко осуществимо. Воздух легко проходит через сквозные трещины, непровары, рыхлости и другие дефекты уже при давлении 0,02...0,03 МПа. Испытываемую систему заполняют воздухом низкого давления, а на контролируемые места сварного соединения наносят кистью мыльный раствор. Проходящий через сквозной дефект воздух образует на наружной поверхности мыльные пузыри, места образования которых отмечают краской. После снятия давления и выпуска воздуха дефекты устраняют.
Испытание целостности металла шва сварных соединений, работающих в вакууме, гелиевыми течеискателями осуществляется с применением специальной аппаратуры. Принцип этого метода заключается в обнаружении гелия, используемого для испытания из-за высокой проникающей способности. При контроле используют течеискатели ГТИ, снабженные устройством, создающим звуковой сигнал при обнаружении течи, после чего можно проводить наблюдение по стрелке прибора.
Сварные швы, подлежащие контролю, тщательно подготавливают. Для этого полости соединений арматуры с трубопроводом промывают струей чистой воды, протирают полотенцами, продувают сухим и горячим воздухом (или азотом). Применяют также пропаривание перегретым паром и последующую продувку воздухом. Затем полости арматуры протирают спиртом-ректификатом и вакуумируют, чтобы полностью осушить.
Применяют два метода испытания целостности шва гелиевыми течеискателями - обдувкой гелием и созданием избыточного давления. Испытание обдувкой выполняется следующим образом. В арматуре создается вакуум до остаточного давления 0,5 Па, и ее внутренняя полость присоединяется к течеискателю. Наружные контролируемые поверхности обдувают гелием. При попадании под струю места со сквозным дефектом гелий проникает во внутреннюю полость, и течеискатель подает сигнал. На испытание обшивкой затрачивается много времени, но оно позволяет выявить дефектные места.
При испытании избыточным давлением контролируемое соединение арматуры с трубопроводом помещают в вакуумную камеру или под колпак, внутри соединения создают вакуум и заполняют гелием. Затем в камере создают вакуум. После выдержки в течении 5...10 мин измеряют течеискателем возможную утечку гелия. Так как при этом методе место дефекта не выявляется, то в случае утечки место нахождения дефекта определяют способом обдувки.
Испытание избыточным давлением можно выполнять и без применения камеры. В этом случае арматура, заполненная гелием, снаружи проверяется щупом, соединенным с гелиевым течеискателем.
Гидравлическое испытание прочности и плотности швов и соединений трубопроводной арматуры проводится на заводе-изготовителе. Помимо этого гидравлическому (или пневматическому) испытанию подвергается арматура после установки ее на трубопроводе при испытании всей системы или контура. При гидравлическом испытании в полости детали или конструкции создается пробное давление, под действием которого вода просачивается через рыхлости, трещины, непровар и т.п. Наружным осмотром определяют место течи, потение и другие проявления возможных дефектов сварки.
Сварные соединения трубопроводной арматуры из сталей аустенитного класса испытываются на стойкость против межкристаллитной коррозии. Испытания и оценка качества проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ 6032. Испытания выполняют с дополнительным провоцирующим нагревом (в случае термообработки шва) или без него.
Если проводилась опытная сварка применяемых аустенитиых материалов и пробы подвергались термообработкам не меньше, чем серийное изделие (с учетом дополнительной термообработки в случае ремонта сварных швов), то сертификационные данные испытаний, выполненных в соответствии с техническими условиями на приемку аустенитных сварочных материалов, считаются достаточными и дополнительные испытания не требуются.
Качество сварного шва считается удовлетворительным, если при изгибе или сплющивании после кипячения в химическом реактиве на поверхности образцов отсутствуют трещины или надрывы межкристаллитного характера.