Дата введения

Контроль разрушающий сварных швов металлических материалов.

ИСПЫТАНИЕ НА ИЗЛОМ

Дата введения____________

 

1 Область применения

 

Настоящий стандарт устанавливает размеры образцов для испытания и метод испытания на излом, проводимого с целью получения информации о типах, размерах и распределении внутренних дефектов таких как пористости, трещины, несплавления, непровары и твердые включения в сечении шва в месте его излома.

Настоящий стандарт применяется для всех металлических изделий толщиной не менее 2 мм, изготовленных с применением любого способа сварки плавлением.

 

2 Нормативные ссылки

 

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные нормативные документы. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного нормативного документа (включая все его изменения):

ISO 5817 Welding. Fusion-welded joints in steel, nickel, titanium and their alloys (beam welding excluded). Quality levels for imperfections (Сварка. Сварные соединения из стали, никеля, титана и их сплавов, полученные сваркой плавлением (исключая лучевые способы сварки). Уровни качества для дефектов).

ISO 10042 Arc-welded joints in aluminium and its weldable alloy. Guidance on quality levels for imperfections (Сварные соединения из алюминия и его сплавов, полученные дуговой сваркой. Уровни качества для дефектов).

EN 970 Non-destructive examination of fusion weld. Visual examination (Контроль неразрушающий сварных соединений, полученных сваркой плавлением. Визуальный контроль)

 

Примечание - При пользовании настоящим национальным стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов по ежегодно издаваемому информационному указателю «Нормативные документы по стандартизации» по состоянию на текущий год и соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим национальным стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

 

3 Термины и определения

 

В настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 Контролируемая длина (examination length) L_f: Расстояние между боковыми надрезами, измеренное на образце для испытания вдоль оси сварного шва (см. рисунок 6).

3.2 Общая контролируемая длина (total examination length) ΣL_f: Сумма расстояний между боковыми надрезами всех образцов для испытания, изготовленных из контрольного сварного соединения, измеренных на образцах для испытания вдоль оси сварного шва (см. рисунок 6).

3.3 Контролируемая толщина (examination thickness) a_f: Толщина поверхности излома каждого образца для испытания (см. рисунки 7 и 8).

3.4 Контролируемая площадь (examination area) A_f: Произведение контролируемых длины и толщины каждого образца для испытания.

3.5 Общая контролируемая площадь (total examination area) Σ A_{f :}: Сумма всех контролируемых площадей.

 

4 Сущность метода

 

Сущность метода заключается в разрушении наплавленного металла сварного соединения с целью контроля поверхности излома. Разрушение осуществляют посредством приложения изгибающей или растягивающей, статической или динамической нагрузки. С целью обеспечения разрушения наплавленного металла допускается применять различные значения размеров надрезов и температур.

Испытания проводят при температуре окружающей среды (23±5) °С, если не указано иное.

 

5 Обозначения и сокращения

 

Обозначения и сокращения, применяемые при испытании на излом, приведены в таблице 1 и представлены на рисунках 5-8.

Как правило, достаточным является применение основных обозначений. Вместе с тем, для специальных применений может потребоваться применение дополнительных обозначений, относящихся к выполняемому надрезу и методу испытания.

 

Примеры

1 Образец для испытания, изготовленный из сварного соединения с угловым швом, имеющий контролируемую длину равную 40 мм и контролируемую толщину равную 10 мм:

- при отсутствии любых требований, относящихся к выполняемому надрезу и методу испытания, имеет основное обозначение FW/(L_fa_f) (например, FW/(40×10));

- при установлении дополнительных требований (квадратный надрез со стороны выпуклости шва и метод испытания) имеет полное обозначение FW/(L_fa_f)/Fq (например, FW/(40×10)/Fq, см. рисунок 8).

2 Образец для испытания, изготовленный из сварного соединения со стыковым швом, имеющий контролируемую длину равную 40 мм и контролируемую толщину равную 10 мм:

- при отсутствии любых требований, относящихся к выполняемому надрезу и методу испытания, имеет основное обозначение BW/(L_fa_f) (например, BW/(40×10));

- при установлении дополнительных требований (круглый боковой надрез и метод испытания) имеет полное обозначение BW/(L_fa_f)/Sr (например, BW/(40×10)/Sr, см. рисунок 6).

 

Таблица 1 - Обозначения и сокращения

Термин	Обозначение или сокращение	Единица измерения
Стыковой шов Угловой шов	BW FW	- -
Толщина контрольного сварного соединения Длина контрольного сварного соединения Наружный диаметр трубы	t, t1, t2 l1, l2 D	мм мм мм
Образец для испытания и контрольное сварное соединение контролируемая длина контролируемая толщина контролируемая площадь занимаемая дефектами площадь	Lf af Af Ai	мм мм мм2 мм2
Боковой надрез квадратный (q) круглый (r) острый (s)	S Sq Sr Ss	- - -
Продольный надрез Со стороны выпуклости шва квадратный (q) круглый (r) острый (s) Со стороны корня шва квадратный (q) круглый (r) острый (s)	F Fq Fr Fs R Rq Rr Rs	- - - - - - - -

 

6 Размеры контрольных сварных соединений

 

Размеры контрольных сварных соединений должны соответствовать представленным на рисунках 1-4 при отсутствии иных требований, установленных применимым стандартом или договаривающимися сторонами. Контрольные сварные соединения должны обеспечивать возможность вырезки достаточного количества образцов для испытания с требуемыми значениями общих контролируемых длины (ΣL_f) и площади (ΣA_f).

 

Размеры в миллиметрах

 

1- удаляемые краевые участки.

^а для материалов с высокой теплопроводностью (например, алюминия и меди) не менее 150 мм.

 

Рисунок 1 - Стыковое контрольное сварное соединение пластин

 

Размеры в миллиметрах

 

^а для материалов с высокой теплопроводностью (например, алюминия и меди) не менее 150 мм.

 

Рисунок 2 - Стыковое контрольное сварное соединение труб

 

 

Размеры в миллиметрах

 

1- удаляемые краевые участки.

^а для материалов с высокой теплопроводностью (например, алюминия и меди) не менее 150 мм.

 

Рисунок 3 - Тавровое контрольное сварное соединение пластин

 

Размеры в миллиметрах

 

 

^а для материалов с высокой теплопроводностью (например, алюминия и меди) не менее 150 мм.

^b l₁ ≠ l₂; l₁ ≥(D +100)

^c l₂ ≥(D +100)

 

Рисунок 4 - Тавровое контрольное сварное соединение трубы и пластины

 

7 Отбор образцов для испытания

 

7.1 Общие положения

 

Контролируемые длина (L_f) и площадь (A_f), а также количество образцов для испытания должны быть указаны в применимом стандарте или согласованы договаривающимися сторонами. Для испытания сварного соединения пластин из него вырезают поперек сварного шва образцы для испытания приблизительно одинаковой ширины. Для стыковых швов ось сварного шва должна находиться в середине образца для испытания.

Сварные соединения труб должны обеспечивать возможность вырезки, по меньшей мере, двух образцов для испытания, при отсутствии иных требований, установленных применимым стандартом или договаривающимися сторонами.

При проведении испытания половину образцов изгибают, прикладывая нагрузку со стороны корня шва, а другую половину - со стороны выпуклости шва. Если диаметр трубы не позволяет вырезать требуемое количество образцов для испытания, выполняют дополнительные контрольные сварные соединения.

 

7.2 Маркировка

 

Каждое контрольное сварное соединение маркируют с целью идентификации его точного расположения в произведенном изделии или соединении, от которых были отобраны данные контрольные сварные соединения.

Кроме того, при отборе контрольных сварных соединений маркируют каждый образец для испытания.

 

7.3 Вырезка образцов для испытания

 

7.3.1 Общие положения

 

Вырезку образцов производят способом, исключающим влияние негативных термических или механических воздействий.

В общем случае, краевые участки контрольных сварных соединений длиной 25 мм подлежат удалению, за исключением случаев при которых необходима информация об указанных краевых участках сварных швов (например, информация о дефектах сварных швов, возникающих на участках в которых происходило прерывание/возобновление процесса сварки).

 

7.3.2 Стали

 

Вырезку образцов для испытания производят с применением термической резки или механическим способом.

 

7.3.3 Другие металлические материалы

 

Вырезку образцов для испытания из сварных соединений, изготовленных из других металлических материалов, производят только механическим способом.

 

7.4 Подготовка к проведению испытания

 

Разрушению сварных швов пластин или труб может способствовать одно или более из следующего:

- удаление выпуклости сварного шва;

- выполнение надрезов на обоих торцах сварного шва (боковой надрез);

- выполнение надреза в выпуклости сварного шва (продольный надрез).

Форму надреза (квадратную, круглую или острую) выбирают в зависимости от пластичности наплавленного металла (см. рисунки 5-8). Для металлов с высокой пластичностью (например, алюминия и меди) рекомендуется выполнять острый надрез.

Глубина надреза должна быть достаточной для обеспечения разрушения сварного шва.

Глубина надреза, при отсутствии иных требований, установленных применимым стандартом или договаривающимися сторонами, должна быть такой, чтобы:

- для бокового надреза контролируемая длина L_f составляла не менее 70 % первоначальной ширины образца для испытания w (см. рисунок 6) или общая контролируемая длина (ΣL_f) составляла не менее 60 % длины контрольного сварного соединения.

- для продольного надреза контролируемая толщина a_f составляла не менее 80 % первоначальной толщины t образца для испытания (см. рисунок 7).

 

 

Рисунок 5 - Форма надреза

 

 

Примечание - Сплошная линия - для пластин, штрихпунктирная линия - для труб.

 

Рисунок 6 - Боковой надрез

 

 

а) Надрез со стороны выпуклости шва

 

 

b) Надрез со стороны корня шва

 

Примечание - Сплошная линия - для пластин, штрихпунктирная линия - для труб.

 

Рисунок 7 - Продольный надрез в стыковых швах

 

 

Рисунок 8 - Продольный надрез в угловых швах

 

8 Схема испытания

 

8.1 Стыковые сварные швы

 

8.1.1 Общие положения

 

Разрушение обеспечивают посредством:

- динамических ударов, например молотом [см. рисунки 9а)-9с)];

- приложением нагрузки к образцам для испытания, зажатым в тисках или установленным на опорах машины для испытания на изгиб или пресса [см. рисунки 9d)-9f)];

- приложением растягивающей нагрузки [см. рисунок 9g)].

Для пластичных материалов обеспечивают минимальное расстояние между надрезом и губками зажимного приспособления [см. рисунок 9с)].

Для отдельных материалов с целью обеспечения разрушения наплавленного металла испытание проводят при пониженной температуре.

 

 

^а Направление удара.

^b См. 8.1.1.

 

Рисунок 9 - Примеры схем испытания на излом стыковых сварных швов (BW)

(Надрезы должны соответствовать рисункам 5-7)

 

8.1.2 Тонкостенный материал

 

Для разрушения сварных соединений, изготовленных из тонкостенных материалов, может потребоваться знакопеременный изгиб. Предел прочности зависит от пластичности материала. Знакопеременную нагрузку прикладывают к зажатому в губках (в непосредственной близости к надрезу) образцу для испытания. В тех случаях, когда разрушения не происходит, образец выпрямляют и подвергают повторному изгибу.

Вместо изгиба к образцу допускается прикладывать растягивающую нагрузку [см. рисунок 9g)]. Разрушение посредством удара молотом не рекомендуется при испытании на излом тонкостенных материалов.

 

8.1.3 Толстостенный материал

 

Швы сварных соединений, изготовленных из толстостенных материалов, разрушают посредством удара молотом.

В случае применения при испытании машины для испытания на изгиб, диаметр ее оправки должен обеспечивать разрушение без приложения знакопеременной изгибающей нагрузки.

Образец для испытания гнут перпендикулярно сварному шву или поперек направлению прикладываемой нагрузки в соответствии с рисунками 9с)-9f). Сварные соединения, изготовленные из алюминия, допускается испытывать при толщине не менее 8 мм.

 

8.2 Угловые сварные швы

 

При испытании применяют схемы аналогичные, применяемым при испытаниях стыковых сварных швов. Исключение составляет растягивающая нагрузка, приложить которую к соединениям с угловыми сварными швами не представляется возможным. Примеры схем испытания представлены на рисунке 10.

 

8.3 Особые рекомендации для пластичных наплавленных металлов

 

Для сварных соединений с пластичным наплавленным металлом (например, соединений аустенитных сталей, алюминия, меди, никеля и их сплавов) при необходимости обеспечения разрушения наплавленного металла может потребоваться ограничение толщины образца для испытания и толщины шва, увеличение ширины надреза, уменьшение радиуса надреза и увеличение жесткости (ударное нагружение) испытания.

Для сварных соединений с пластичным наплавленным металлом (например, соединений сталей ферритного класса) может потребоваться охлаждение образцов для испытания.

 

 

^а Удар.

^b Направление перемещения.

^c Перемещение, если испытательная машина обеспечивает такую возможность.

 

Рисунок 10 - Примеры схем испытания на излом угловых сварных швов (FW)

(Надрезы должны соответствовать рисункам 5 и 8)

 

9 Результаты испытаний

 

После разрушения поверхности излома подвергают внешнему осмотру в соответствии с EN 970. Для выявления и идентификации дефектов допускается применять лупу малого увеличения (до 5^× включительно).

Подробное описание внешнего вида поверхности излома, типа и расположения любого обнаруженного дефекта включают в протокол испытания. В протоколе указывают, что оценка качества выполнена в соответствии с ISO 5817 или ISO 10042. Уровень качества задают в соответствии с применимым стандартом или соглашением договаривающихся сторон.

 

10 Протокол испытаний

 

В протокол испытаний включают следующую информацию:

a) ссылку на настоящий стандарт, т. е. СТ РК ISO 9017-201_;

b) идентификационную маркировку образца для испытания;

c) обозначение образца в соответствии с таблицей 1;

d) отчет о типах, расположении и размерах всех недопустимых дефектов в соответствии с установленным уровнем качества.

Пример стандартного протокола испытаний представлен в приложении А.

 

Приложение А

(информационное)

 

Пример протокола испытания

 

№………..

 

В соответствии с          pWPS

 

В соответствии с          результатом «испытания на излом»

результат испытания «………………………….»

 

Изготовитель:                                                                            …………………………..

 

Цель проверки:                                                                          …………………………..

 

Вид изделия:                                                                              …………………………..

 

Основной металл:                                                                           …………………………..

 

Расходуемые сварочные материалы:                                       …………………………..

 

Обозначение контрольного сварного соединения:                …………………………..

 

Таблица А.1 - Испытание на излом в соответствии с  ISO 9017

Образец для испытания	Обозначение	Результаты
		Тип и размер дефектов	Уровень качества

 

 

 

________________________________________________________________________________