ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методы оценки свойств металла объектов котлонадзора из "Контроль надежности металла объектов котлонадзора Справочное пособие " Надежность работы в значительной мере зависит от соответствия примененных материалов и их качества требованиям нормативнотехнологической документации. Действующие нормы и правила предусматривают механические испытания и металлографический анализ основного металла и сварных соединений котлов, трубопроводов пара и горячей воды и сосудов, работающих под давлением. Объемы и методы механических испытаний и металлографических исследований строго регламентированы [23, 24, 25]. Механические испытания ставят своей задачей определение механических свойств при комнатной и рабочей температуре, без знания которых нельзя правильно выбрать материал для изготовления детали и оценить состояние металла в процессе эксплуатации. Основными видами механических испытаний являются испытания на растяжение, твердость и на ударный изгиб (динамические испытания). Технологические испытания на загиб, раздачу и свариваемость служат для оценки возможности проведения технологических операций, необходимых для изготовления и монтажа оборудования (сварки, гибки, вальцовки и т. п.). Такие важнейшие для котельных материалов испытания, как испытания на ползучесть, длительную прочность, сопротивление усталости, релаксацию напряжений, не предусматриваются действующими правилами котлонадзора в качестве контрольных и служат в основном для выбора допускаемых напряжений и установления ресурса работы элементов, изготовленных из различных сталей. [c.8] Наиболее распространенным видом испытаний механических свойств металлов являются испытания на растяжение. Они дают возможность определить характеристики прочности и пластичности металлов в условиях статического одноосного нагружения. Машины для испытаний оснащены устройствами рычажного (либо индикаторного) типа для записи диаграммы растяжения, т. е. изменений длины образца в зависимости от приложенного напряжения (табл. 2.1). [c.8] Условный предел текучести и временное сопротивление разрыву (предел прочности) являются сдаточными характеристиками сталей. [c.10] Л11етоды испытания на растяжение стандартизпропаны. Имеются отдельные стандарты на испытания при комнатной температуре (ГОСТ 1497—73), при повышенных до 1200 °С (ГОСТ 9651—73) и пониженных от —273 до О °С (ГОСТ 11150—75) температурах. В них сформулированы определения характеристик, оцениваемых в результате испытания, даны типовые формы и размеры образцов, основные требования к испытательному оборудованию, методики проведения испытаний и обработки их результатов. [c.11] Для обеспечения на рабочей части образца линейного напряженного состояния растягивающие усилия должны быть приложены в центре тяжести сечения и направлены вдоль его продольной оси. На практике для испытаний на растяжение используются образцы круглого сечения с цилиндрической рабочей частью (табл. 2.2) или плоские образцы с прямоугольным сечением (табл. 2,3). Наиболее часто употребляемые стандартные образцы для испытаний на растяжение при комнатной или повышенной температурах изображены на рис, 2,2. Образцы для испытаний при повышенной температуре имеют резьбовую головку, что обусловлено особенностями крепления их в захватах машин. При испытании на растяжение предусматриваются следующие основные размеры образцов рабочая длина I — часть образца между его головками или участками для захвата с постоянной площадью поперечного сечения начальная расчетная длина образца /о — участок рабочей длины, на котором определяется удлинение начальный диаметр рабочей части образца do для цилиндрических образцов или начальная толщина Oq и ширина йо — для плоских образцов. [c.11] При испытании на растяжение металла труб могут применяться продольные и поперечные образцы (ГОСТ 10006—80). Ориентация образцов указывается нормативно-технической документацией на трубы. Продольные образцы изготовляются в виде отрезка труб полного сечения, в виде полосы (плоские или сегментные образцы) и в виде цилиндрического образца типа III по ГОСТ 1497—73. Поперечные образцы изготовляются цилиндрическими пятикратными, вырезанными перпендикулярно к продольной оси. Размеры образцов. Изготовляемых из труб, указаны в табл. 2,5. [c.14] Плоские образцы, изготовленные из труб, плоскими можно назвать условно, они скорее сегментного сечения, соотношение размеров таких образцов вычисляют по формуле Fa=naobo, где ао, Ьо — соответственно толщина и ширина образцов п — поправочный коэффициент (табл. 2.6). [c.14] Действующие ГОСТ 1497—73 и ГОСТ 10006—80 предусматривают определение предела текучести металла с учетом податливости испытательных машин. При одинаковой скорости перемещения активного захвата разные типы машин дают различные скорости относительной деформации образца, что оказывает влияние на предел текучести. На предел текучести оказывает влияние запас упругой энергии, накопленной в испытательной машине. Эта энергия передается образцу в момент появления пластической деформации. Определение предела текучести металла производится при постоянной скорости относительной деформации 0,15 1/мин. Такая скорость относительной деформации обеспечивается на машинах с различной податливостью путем установления скорости нарастания нормального напряжения в образце до предела текучести. [c.15] В качестве испытательных машин применяют разрывные и универсальные машины, соответствующие ГОСТ 7855—74. [c.15] Испытательные машины состоят из приводного устройства, обеспечивающего плавное деформирование образца, и силоизмерительного механизма, с помощью которого измеряется сила сопротивления образца создаваемой деформации. По принципу действия приводного устройства различают машины с механическим и гидравлическим приводом. Гидравлический привод обычно применяется у машин большой мощности, предназначенных для испытания от 10-10 до 100-10 Н и выше. По конструкции силонзмерителя машины разделяются на машины с рычажным силоизмерителем и силоизмерите-лем, работающим по принципу измерения гидростатического давления [10]. На машинах с гидравлическим приводом труднее поддерживать заданную скорость деформирования образца, чем при использовании механического привода. По мере увеличения сопротивления материала образца деформированию растет давление масла в рабочем цилиндре. При этом усиливается просачивание жидкости через зазор между цилиндром и поршнем и скорость деформирования уменьшается. Для ее поддержания на постоянном уровне необходимо увеличивать подачу жидкости в цилиндр пропорционально ее утечке. Этот недостаток машин с гидравлическим приводом существен. Следует отметить, что в разрывных машинах рычажного типа (например, ИМ-4Р, ИМ-12Р и Р-5) обеспечивается необходимая скорость нагружения и запись диаграммы растяжений производится в большом масштабе, что увеличивает точность определения (То,2- Поэтому применение этих машин предпочтительнее при испытании образцов из основного металла. Гидравлические машины с успехом применяются при испытании сварных образцов, для которых сдаточной характеристикой является временное сопротивление разрыву. [c.16] Методика испытаний на растяжение при повышенных температурах регламентирована ГОСТ 9651—73. Результаты испытаний на растяжение при высоких температурах зависят от скорости нагружения. Для испытаний на растяжение при высоких температурах скорость нагружения определена интервалом (0,04—O,l)fo мм/мин, где k — начальная длина образца. Поэтому испытания на растяжение при высоких температурах проводят на разрывных машинах с механическим нагружением и гарантированной скоростью растяжения (например, ИМ-4Р, ИМ-12Р и др.). [c.16] Измерения температуры образца в процессе испытания обычно производятся хромель-алюмелевыми или платино-платинородиевыми термопарами. [c.17] Кратковременные испытания на растяжение при повышенных температурах проводятся по ГОСТ 9651—73 для определения следующих механических характеристик предела текучести,, временного сопротивления, относительного удлинения и относительного сужения. [c.17] Испытания при повышенных температурах проводят так же, как и испытания при нормальных температурах. Испытания ведут на пяти- или десятикратных образцах, отличающихся конструкцией головок для крепления в зажимах разрывной машины. Цилиндрические образцы имеют головку с резьбой, плоские образцы — специальные крепежные отверстия. Температура во время испытаний измеряется двумя термопарами, закрепленными на рабочей части образца в пределах расчетной длины. Горячий спай термопары привязывается асбестовым шнуром. Отклонение температуры от установленной должно быть не более +3 °С (в интервале значений от 20 до 600 °С). Для обеспечения равномерного нагрева образца следует температуру в печи медленно повышать до заданной, время выдержки при установившейся заданной температуре должно составлять 20—30 мин. Регистрация, запись и регулирование температуры производятся потенциометрами класса не ниже 0,5. [c.17] Форма головки образцов и размеры переходной части могут изменяться в зависимости от конструкции машины. При изготовлении продольных образцов в виде полосы поверхностные слои оставляют нетронутыми. Грани образцов для удаления заусенцев опиливают с радиусом закругления не более 0,5 мм. [c.17] Испытания на растяжение как при комнатной, так и при повышенной температурах проводят не менее чем на двух образцах. Испытание на растяжение считается недействительным при разрыве образца по разметочным кернам (рискам), если при этом одна из механических характеристик не отвечает установленным требованиям при разрыве образца в захватах испытательной машины или за пределами расчетной длины (если необходимо определить относительные удлинения) при разрыве образца по дефектам металлургического производства (расслой, плены, закаты, поры и др.). В этих случаях испытание должно быть повторено на образцах, число которых должно соответствовать числу недействительных результатов. [c.17] Вернуться к основной статье