Обязательное условие проведения механического исследования любой строительной конструкции, в частности сварных соединений, – разрушение образцов под воздействием возможных нагрузок. Таким образом, определяют эксплуатационно-технические параметры для дальнейших расчетов выдерживаемой нагрузки.
Для реализации проверок сварных конструкций механическим способом предусмотрено применение разных испытаний с использованием профессиональных контрольно-измерительных приборов и оборудования. Проводятся такие испытания посредством отбора серии образцов исследуемых соединений. Выводы о проверки основываются на результатах выполнения ряда одинаковых испытаний пластичности шва конструкции, устойчивости сварных соединений к разрушению.
Методики исследования сварных конструкций
В ходе оценки качества швов, полученных при соединении частей конструкции при помощи сварки. При сваривании железных деталей используют разные виды сварки. Испытания в данном случае осуществляются при помощи направленного напряжения:
- Статический метод. Результаты получают путем постепенного увеличения разрушающей нагрузки при условии постоянного напряжения
- Динамические методы. Не требуют продолжительного времени для исследования, результаты готовы сразу.
- Усталостные методы. Испытания над образцами многократно повторяются. Путем проведения множества циклов вычисляют значения нагрузки.
Испытания деталей серийного выпуска
В состав статистической проверки стыковых сварных швов устанавливают: 1) твердость; 2) пластичность; 3) ползучесть; 4) изгиб; 5) растяжение и т.д. В качестве исследуемого материала берут образцы швов с зачисткой валиком и без неё. Для сравнения выбирают сварное соединение и цельный металлический образец.
Для определения показателя твердости проводят замеры в трех областях:
- диффузный слой шва;
- зона термического воздействия;
- металлической части, не нагревающейся при сварке.
Прочность металла оценивается при помощи металлографии. Проверка деталей зависит от вида используемой сварки. Для образца каждого вида разработан свой эталон. В процессе испытаний выделяют области с возможным остаточным напряжением. Проведение испытаний на изгиб позволяет получить оценку пластичности диффузного слоя. Нагрузка поступает на изгиб до тех пор, пока на сечениях шва не появится первая трещина.
Виды механических испытаний
Механические характеристики металлов определяют проведением различных испытаний:
- на растяжение;
- на статический изгиб;
- ударным изгибом;
- по твердости.
Достоверность результатов проверки напрямую зависит от правильно организованных условий проведения испытаний. К параметрам проверки относят температурный режим, вид и характер прилагаемой к образцам нагрузки.
Механические испытания могут проводиться при таких температурах:
- нормальная +20°С;
- низкая – менее +20°С, температура 0…-60°С;
- высокая – выше+20°С, температура +100…+1200°С.
В ходе испытаний на образцы могут прилагаться такие нагрузки:
- для статических испытаний характерно медленное и плавное нарастание или постоянное напряжение.
- для динамического типа исследований применима ударная нагрузка со стремительно растущей нагрузкой;
- проверка выносливости осуществляется сжатием или растяжением образца с повторно-переменной цикличной нагрузкой.
Нормативная документация
Основные требования к организации механических испытаний, используемые методы и формулы для расчета изложены в РД 26-11-08-86. Правила отбора образцов и установление вида проверки закреплены в ГОСТ 6996-66. В стандартах также указана толщина контрольных образцов в зависимости от используемого вида сварка. В этой документации можно найти информацию о подготовительных мероприятиях перед проведением оценки качества сварных швов и условиях проведения данных испытаний. После проведения проверки заказчик получает протокол с указанием метода проверки образцов.
Исследуемые параметры
Степень деформирования деталей во время механического исследования сварных швов зависит от характеристик используемого металла. Качество и прочность металла напрямую влияют на срок службы этой детали.
Основные свойства образца определяют в процессе испытаний разрушительным способом. В таком случае на деталь воздействуют давлением до ее разрушения. Как только образец сломался, фиксируют значение приложенного давления на него. Среди всех методов наиболее распространен метод ударного изгиба.
Метод ударного изгиба
Данный способ относится к динамическим испытаниям. В отличие от статического метода деформация происходит гораздо быстрее. Такие испытания позволяют определить склонность сварных деталей к хрупкому разрушению. В процессе проведения испытаний разрушение образца выполняется с надрезом, концентрирующим напряжение. Разрушение происходит от одного удара специального прибора – маятникового копра.
На образце могут оставить надрезы таких видов:
- Метод KCU. Форма U, радиус R = 1 мм.
- Метод KCV. Форма V, радиус R = 0.25 мм.
- Метод КСТ. Форма I, усталостная трещина.
По результатам испытаний по шкале маятникового копра вычисляется удар, затраченный на разрушение исследуемого материала.
Услуги нашей компании по испытаниям сварных соединений
Специалисты компании "НИИЖБ СК" выполнят осмотр сварных заготовок на наличие дефектов, проверят качество и технические характеристики сварных швов. Компания специализируется на механических испытаниях деталей серийного выпуска. Опыт и квалификация наших специалистов позволяет проводить оценку качества единичных изделий неразрушающим способом, т.е. без повреждения готовой конструкции.
НИИЖБ СК