Результаты измерений и расчетов скорости Сl (образец из стали) лабораторная работа № 4. Механические испытания

4.1. Общие положения

Основой прочности металлов являются силы межатомного сцепления. Известно, что прочность монокристаллов, у которых отсутствуют дефекты в кристаллической решетке (вакансии, дислокации), в несколько раз превышают прочность поликристаллического тела, состоящего из зерен того же металла. Причиной является различная ориентировка зерен (кристаллов) в поликристаллах, дефекты в самой кристаллической решетке отдельных зерен, присутствие посторонних примесей между зернами поликристалла, ослабляющих связь между ними.

Механическими испытаниями выявляется способность металла противостоять деформации или деформироваться под действием нагрузки, определяются пределы, до которых металл способен выдерживать эти воздействия без разрушений. Для изучения этих свойств применяются единые методы механических испытаний, не зависящие от химического состава, структуры, наличия примесей и дефектов в строении металла. Это позволяет определить влияние этих факторов на деформируемость и прочность сварного соединения.

Свойства сварных соединений, выявляемых механическими испытаниями, принято называть механическими свойствами. На механические свойства сварных соединений влияет большое число факторов: химический состав свариваемого металла, технология сварки, термическая обработка и др.

Механические испытания сварных соединений выполняют по ГОСТ 6996 и включают испытания на растяжение, на изгиб или сплющивание, на ударный изгиб. Металлографические исследования включают исследования макроструктуры и формы шва, микроструктуры различных зон сварного соединения. Эти испытания (исследования) проводятся на образцах, изготовленных из специально сваренных контрольных соединений или, реже, из производственных сварных соединений.

Механические испытания и металлографические исследования выполняют: при аттестации технологии сварки; при контроле сварочных материалов; при контроле квалификации сварщиков или допуска к работе; при контроле качества производственных сварных соединений.

Контрольные сварные соединения должны быть идентичны контролируемым производственным стыкам: по марке стали, размерам труб, конструкции и виду соединения и выполнены по одному технологическому процессу (тем же способом сварки, с использованием соответствующих сварочных материалов, на тех же режимах, с тем же подогревом и т.д.).

Вырезку заготовок для образцов из контрольных сварных соединений рекомендуется выполнять на металлорежущих станках. Допускается вырезать

Заготовки на ножницах, штампах, кислородной, плазменной и другими методами резки на ножницах, штампах, кислородной, плазменной и другими методами резки.

Припуск на величину заготовки, при котором обеспечивается отсутствие в рабочей части образца металла с измененными в результате резки свойствами, назначается в зависимости от метода резки.

При изготовлении образцов необходимо принимать меры, исключающие возможность изменения свойств металла в результате нагрева или наклепа, возникающих при механической обработке.

Образцы, имеющие отступления от чертежных размеров по чистоте обработки, а также механические повреждения в рабочей части, к испытаниям не допускаются и заменяются комплектом новых образцов, изготовленных из той же пробы или контрольного соединения. Если размеры пробы или контрольного соединения исключают возможность изготовления новых образцов, производят вырезку новой пробы или сварку нового контрольного соединения.

Механические испытания контрольных стыков труб наружным диаметром 108 мм и менее при толщине стенки менее 6 мм можно проводить как на отдельных образцах, вырезанных из контрольного стыка, так и на целых стыках со снятым усилением. В последнем случае испытание на изгиб заменяется испытанием на сплющивание.

Рис. 4.5. Машина испытательная разрывная.

Образцы для механических испытаний вырезают из участков сварных соединений, в которых при радиографическом или ультразвуковом контроле не были обнаружены внутренние дефекты. Из участков с обнаруженными допустимыми несплошностями следует изготавливать образцы (шлифы) для металлографического исследования.

Рекомендуемые схемы вырезки образцов из стыковых и угловых (тавровых) сварных соединений приведены на рис. 4.1-4.2. Из стыковых сварных соединений труб, сваренных без поворота при горизонтальном положении осей труб, схема вырезки образцов по периметру стыка должна соответствовать приведенной на рис. 4.3-4.4; для стыковых соединений труб, сваренных с поворотом при горизонтальном положении осей труб, и соединений труб, сваренных при вертикальном положении осей труб, допускается любое расположение образцов для испытаний.

Механические испытания на целых стыках трубопроводов выполняются для труб с условным проходом до 50 мм.