Способ изготовления образцов с трещиноподобными дефектами в сварном шве

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: контроль металлов, сварных соединений, наплавки для выполнения качественного контроля неразрушающими методами ответственных изделий. Сущность изобретения: способ заключается в подготовке к сварке, сварке, нагружении образца до его разрушения. Заготовки об.- разцов-эталонов из пластин и труб заданных металлов и толщин подготавливают к сварке, осуществляют сборку заготовок под сварку, выполняют ручной дуговой сваркой прихватки. Наносят несколько видимых указательных линий. Устанавливают образец в разрывную машину и осевым нагруженном разрушают сварные прихватки образца. Устанавливают собранные заготовки с центрирующими устройствами в разрывную машину и создают усилия сжатия, равное F о- S, соединении обеих половин образца . Затем заполняют разделку шва. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 К 31/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BEÄÎÌÑTBO СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4920246/08 (22) 19.03.91 (46) 15,06.93. Бюл. М 22 .(71) Обнинский институт атомной энергетики (72) Г.А.Чернаков и А.А,Петров (56) Авторское свидетельство СССР

М 1562835, кл. G 01 N 27/82, 1990.

Авторское свидетельство СССР

N. 1344552, кл. В 23 К 31/12, 1987, Авторское свидетельство СССР

М 1539026, кл. В 23 К 31/12, 1988. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ

С ТРЕЩИНОПОДОБНЫМИ ДЕФЕКТАМИ

B СВАРНОМ LUBE (57) Использование: контроль металлов, сварных соединений, маплавки для выполнения качественного контроля неразрушаИзобретение относится к контролю металлов, сварных соединений, наплавки и может быть применен для выполнения качественного контроля неразрушающими методами ответственных изделий энергетического и химического машиностроения, аэрокосмической техники, а также в строительстве, где проводят обязательный контроль сварных работ, например, при сооружении газопроводов, химических заводов, ТЭС и АЭС. Кроме того, изобретение может найти применение в научно-исследовательских организациях, которые занимаются созданием. новой техники неразрушающего контроля, а значит и разработкой способов и средств для изготовления образцов-.эталонов.

Целью изобретения является повышение достоверности дефектов типа трещим в

Я2 1821318А1 ющими методами ответственных изделий.

Сущность изобретения: способ заключается в подготовке к сварке, сварке, нагружении образца до его разрушения. Заготовки об.; разцов-эталонов из пластин и труб заданных металлов и толщин подготавливают к сварке, осуществляют сборку заготовок под сварку, выполняют ручной дуговой сваркой прихватки. Наносят несколько видимых указательных линий. Устанавливают образец в разрывную машину и осевым нагружением разрушают сварные прихватки образца. Устанавливают собранные заготовки с центрирующими устройствами в разрывную машину и создают усилия сжатия, равное .F = о S, соединении обеих половин образца. Затем заполняют разделку шва. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. образцах-эталонах путем приближения их характера и размеров к эксплуатационным.

На фиг.1 представлен образец с трещиноподобными дефектами в наружном слое сварного шва (поверхностная трещина): а— вид сверху собранного образца с установленными прихватками в места будущего О » расположения дефектов, б — поперечные се, чения образцов (в прихватках и вне их), в — QQ разрушенный образец (поперечное сеченне), г — ввввренний обрввен после повтор ной сборки; на фиг.2 — о.браэец с трещиноподобными дефектами внутри (внутренние трещины); на фиг.3 — образец с на плавкой и трещиноподобными дефектами под наплавкой, Предлагаемый способ заключается в следующем. Заготовки образца -две одина-. ковые пластины требуемого металла и тол1821318 щины или обрезки труб длиной 150-200 мм подготавливают к обычной ручной электродуговой качественной сварке с полным проплавлением толщины путем разделки кромок(фиг.1б, разрез А-А). Форму разделки кромок выбирают а зависимости от глубины разлегания дефекта и его высоты, а также для обеспечения полного проплавления стыка в остальной зоне. Это может быть Х-образная разделка кромок (фиг.2) для получения внутренней трещины или V-образная разделка для получения наружной трещины (фиг.16).

Величина притупления h и глубина расположения ее определяют размер дефекта трещины и координаты, а длина дефекта (t1 и Iz) устанавливается длиной прихватки. Угол рас.крытия кромок и зазоры в стыке устанавлива-. ют по требованиям технологии сварки, чтобы . обеспечить качественную сварку остальной зоны стыка. Далее половинки образцов собирают под ручную дуговую сварку с необходимым зазором и выравниванием кромок и .. делают прихаатки (фиг,1б по Б-Б) тем спосо- . бом ручной дуговой сварки, который наиболее подходит для исследуемых металлов (ручная электродугоаая. или аргонодуговая).

Размеры прихваток (высота, длина) устанаа= ливают с учетом требуемых размеров имитированной трещины плюс допуск íà переплав от последующей сварки слоев порядка 1-1;5 мм. Место расположения прихваток (координаты по длине образца) устанавливают также в соответствии с требуемой программой изготовления образца-эталона. Затем наносят несколько видимйх контрольных линий поперек стыка для последующей точной центровки разломанных половин образца. Собранный на прихватках образец.из пластин или труб .помещают в разрывную машину (небольшой

: мощности) и быстрым нагружением разрушают прихватки (осевым растяжением, чтобы исключить боковой йзлом, фиг.1в), Половинки образца снимают и с помощью центрирующих устройств (клиньев, центраторов) и нанесенных линий, тщательно соединяют места изломов без зазора. Снова устанавливают собранный а центрирующих устройствах образец в разрывную машину и сжимают половины образца осевым усилием — Оупр8прихв где оупр среднее значение напряжения упругости для данного металла; Snp xi — площадь йрихваток s изломе (общая). В сжатом состоянии устанавливают новые прихватки (прочности) с помощью сварки в стыке, но вне зоны разрушенных прихваток. Затем образец снимают с машины и выполняют качественную сварку всего стыка. кроме зоны разрушения прихваток.

Зона разрушенных прихваток (фиг.1г) заваривается следующим образом. Чтобы переплав разрушенной прихватки. сверху был минимальным (не более 1-1,5 мм) ис5 пользуют известные приемы сварки: арогодуговую на минимальном токе. ручную электродуговую сварку с натеканием жидкого металла впереди дуги (при наклоне образца), сварку с.интенсивным теплоотвалом.

10 в охлаждаемые медные подкладки. Образцы с внутренними трещинами (фиг.2) заваривают с двух сторон до конца разделки, делая переплав прихватки с двух сторон минимальными. Последующие слои заполне15 ния разделки выполняют по обычной сварочной технологии.

Для образцов-эталонов наплавки (фиг.3) сначала получают, описанным способом по фиг.1, наружную трещину (или трещины), за20 тем производят наплавку образца электродами наплааки со сторойы наружной трещины (фиг.З) так, чтобы первый слой наплавки в зоне разрушения прихватки обес-; печил минимальное проплавление(не более

25 1-1,5 мм), а слой соседние и верхние выполняют по обычной технологии наплавки, Ра, нее на всех образцах отмечают условными знаками координаты дефектов.

Готовые образцы контролируют образ30 цовыми приборами контроля (ультразвук, . гаммаконтроль, магнитные капиллярные методы) и делают экспертную оценку величины дефекта вследствие уменьшения его размеров(по длине M высоте) из-за перепла35 аа от последующей заварки и разделки. Та,кой переплав при соблюдении технологии сварки (указано ранее) не превышает 1 — 1,5 мм (опыт Обнинского института атомной энергетики и сварочной лаборатории ПМСО

40 Гидромонтаж"). Затем образцы клеймят и . составляется паспорт образца с дефектом.

В Обнинском институте атомной энергетики изготовлена опытная партия образцов из низкоуглеродистой и нержавеющей

45 сталей толщиной 12 и 16 мм с трещиноподобными дефектами длиной 20 мм, высотой

3-6 мм. Ультразвуковой контроль показал хорошее сдападение данных по измерению дефектов с проектными размерами, Метал50 лографичеСкий контроль также подтвердил совпадение размеров трещин по высота и выявил ширину трешины в 150- ЗОО мкм.

Эффект в народном хозяйстве стра йы от внедрения предлагаемого способа будет

55 получен за счет резкого сокращения времени,на изготовление образцов-эталонов, за счет улучшения подготовки контролеровоператоров лабораторий контроля на качественных эталонах, за счет более качественной настройки приборов контроля

1.821318 на образцах-эталонах с имитированными видимые указательные линии-отметки, обдефектами, близкими к эксплуатационным разец устанавливают в разрывную машину (повышение достоверности); и осевым нагружением разрушают прихватПредлагаемый способ получения ими- ки, затем совмещают места изломов с Ilo, тированных дефектов-трещин в образцах 5 мощью центрирующих приспособлений по сварных соединений и наплавки очень линиям-отметкам, устанавливают собранпрост, дешев и доступен любой органиэа- ныйобразец.вместе с центрирующимиприции, имеющей разрывную машину, квали- способлениями в разрывную машину и .. фицированных работников по сварке. Он сжимают усилим F - о S, где о- среднее обеспечивает высокие достоверность и точ- 10 напряжение упругости для данного металность имитированного дефекта. ла; S — площадь прихваток в сечений излоДостоверность обеспечивается внут- ма, выполняют прихватки стыка на участках ренним расположением трещины в отличие между зонами разрушения, и эти участки от большинства существующих способов, заварйвают до полного заполнения разделхарактером трещины (ее конфигурацией) и 15 ки после снятия образца с машины, затем размерами. осуществляют заполнение разделки в зонах

Ф о рмул а изобретен ия . разрушенияпокрайнеймересоднойсторо1. Способ изготовления образцов-с тре- ны, причем сначала производят ручную щиноподобными дефектами в сварном шве, электродуговую или аргонодуговую сварку с. включающий выполнение разделки кромок 20 глубиной проплавления не более1,0-1,5мм, с их притуплением на заданной глубине сты- а. затем заваривают разделку до конца. ка, сборку стыка, получение трещиноподоб- . 2. Способ по п.1, о т л и ч à ю шийся . ныхдефектови сварку, отл ича ющийс . тем, что, с целью обеспечения получения я тем, что, с. целью обеспечения йолучения . наплавленного образца. после получения образца с дефектами, приближенными по 25 трещиноподобных дефектов в сварном шве характеру и размерам к эксплуатационным. ° дополнительно выполняют многослойную. для получения трещиноподобных.дефектов наплавку на поверхность образца со сторопосле сборки стыка ручной дуговой сваркой ны расположения дефектов посредством выполняют прихватки в местах расположе- ручной электродуговой сварки, причем перния будущих дефектов с соответствующей 30 вый слой наплавляют с проплавлением не длинрй и высотой, наносят поперек стыка. более 1,0-1,5мм. (Ф

Я-A

1821318

a), Я-4

640/ opnaEku дстаЧМЬ Е апои

Составитель Г.Чернаков

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H.Ìèëþêîâà

Редактор Т.Иванова

Заказ 2083 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101