Главная → Статьи

Испытание сварных соединений

Любому виду испытаний сварных соединений предшествует наружный осмотр и измерение швов. Внешнему осмотру и измерению подлежат все сварные соединения трубопроводов.

Наружный осмотр основан на том, что геометрические характеристики и внешний вид сварного соединения связаны с технологическими параметрами процесса сварки. Например, форма, размеры и внешний вид сварного грата при стыковой сварке нагретым инструментом зависят от времени и температуры оплавления, а также от давления осадки. Поэтому наличие разности высот валиков (грата) свидетельствует о различной глубине проплавления двух сваренных труб, наличие неоднородного валика по периметру шва — о неравномерности нагрева, наличие сдвига поверхностей — о недостаточной центровке, пористая форма валика — о перегреве. В качественном сварном соединении, полученном стыковой сваркой, валики с обеих сторон шва должны быть круглыми, гладкими, равномерными и симметричными по всему периметру. Кроме того, валики не должны превышать установленных размеров, впадина между ними должна быть видимой, не иметь резкой разграничительной линии и быть не ниже наружной поверхности трубы.

Валики не должны содержать раковин, трещин, разрывов, инородных включений и других дефектов. Высота валика «/г» в зависимости от толщины стенки должна быть в пределах 1 …2,5 мм — при толщине стенки до 7 мм; 2…4 мм — при толщине стенки от 7 до 18 мм; 3…5 мм — при толщине стенки свыше 18 мм. Смещение кромок в сварном шве ив должно превышать 10 % толщины стенки трубы, но не более 1,2 мм для соединений, выполненных под углом. В соединениях, выполненных контактной сваркой враструб и контактной раструбно-стыковой сваркой, грат должен быть равномерно распределен по торцу раструба, не иметь поперечных трещин, пор и пустот между сварными деталями.

При сварке нагретым газом с применением присадочного материала не должно быть пустот между прутками, пережога материала труб и сварочных прутков, неравномерного усиления шва по его ширине и высоте, поверхность шва должна быть выпуклой и иметь плавное примыкание к основному материалу.

Наружному осмотру, проводимому квалифицированным сварщиком, подвергаются все сварные швы независимо от их назначения. Наружный осмотр, как правило, производится невооруженным глазом при надлежащем освещении. В случае необходимости могут применяться лупы с увеличением в 2…20 раз (например, складные обзорные лупы ЛПК-470 и ЛПК-471).

С гыки с выявленными при внешнем осмотре дефектами бракуют, вырезают и заменяют патрубками-катушками длиной не менее 200 мм. Устранение дефектов в соединениях, выполненных контактной сваркой или склеиванием, не допускается.

Для выявления небольших по размерам дефектов, невидимых невооруженным глазом, может быть применен электроискровой дефектоскоп. Он позволяет обнаруживать дефекты только в сварных швах относительно тонкостенных труб и изделий ограниченных размеров (длины свариваемых трубных заготовок) и поэтому широкого применения для контроля качества сварных швов трубопроводов не нашел.

Для настройки сварочного оборудования, уточнения технологических параметров процесса сварки при получении новой партии труб, а также для проверки квалификации сварщика проводят механические испытания сварных образцов. Стыковые сварные соединения испытывают на растяжение, ударный изгиб и статический загиб, а раструбные — на сдвиг и отдир с помощью образцов, вырезаемых из контролируемых стыков. Испытанию на растяжение могут подвергаться трубные образцы стыков и раструбных сварных соединений наружным диаметром до 50 мм.

Испытания линейных образцов на растяжение производят для труб диаметром более 50 мм с толщиной стенки более 10 мм, испытания на статический загиб— для труб диаметром более 50 мм и толщиной стенки до 10 мм, испытания на отдир — для труб диаметром более 50 мм.

Для оценки качества соединений путем испытаний образцов, вырезанных из труб, должно быть изготовлено и вырезано не менее трех стыков труб, сваренных на одном режиме, а при испытании вырезаемых образцов — не менее трех образцов каждого из трех сваренных соединений. Отбираемые для контроля стыки должны быть прямолинейными. Образцы вырезаются фрезерованием или распиловкой вдоль оси трубы из различных участков, равномерно расположенных по периметру каждого контролируемого стыка. При этом шов должен находиться посредине длины образца перпендикулярно плоскости его вырезки. Сварочный грат на образцах, как правило, не снимают, однако кромки должны быть зачищены.

Испытания на растяжение и сдвиг, а также на ударный изгиб проводят не ранее чем через 24 часа после сварки. Испытания на статический загиб и отдир могут производиться после полного остывания сварного соединения. При испытаниях на растяжение определяют разрушающее напряжение и предел текучести материала при растяжении, а при испытаниях на сдвиг — разрушающее напряжение.

Изготовление образцов и их испытание на растяжение необходимо выполнять в соответствии с требованием ГОСТ 11262—80*. Форма и размеры образцов для испытаний на растяжение приведены в табл. 58. Образцы в форме брусков (тип II) вырезают в случае, когда заведомо известно, что прочность шва ниже прочности основного материала трубы. В том случае, когда образцы со сварным швом рвутся в захвате, требуется изготовление образцов в виде двухсторонней лопатки (тип I). Образцы не должны иметь раковин, трещин и других дефектов.

Испытания на растяжение производятся на любой разрывной машине с максимальным усилием растяжения от 5 до 100 кН, обеспечивающих измерение и отсчет нагрузки при растяжении с точностью не менее 1 % измеряемой величины. При испытании на растяжение скорость перемещения подвижного захвата разрывной машины должна составлять 25 мм/мин при испытании образцов из ПВХ, 50 мм/мин при испытании образцов из ПНД и 100 мм/мин — из ПВД.

Испытания на статический загиб (рис. 60) осуществляют плавным деформированием образца в течение 3…5 с, при этом поверхность образца, соответствующая внутренней поверхности трубы, должна находиться в растянутой зоне. Испытания производят на образцах шириной 10 мм и длиной 40s+100 мм (где s — толщина стенки трубы), но не менее 250 мм и не более 400 мм. Удовлетворительными считаются результаты испытаний, если не менее 80 % образцов выдержало загиб на угол а= (2Pi+2(32) = 180° при отсутствии разрушений, обнаруживаемых без увеличительных приборов.

Испытания на ударный изгиб швов сварных соединений проводят в соответствии ГОСТ 4647—80 на образцах для сварных соединений, регламентированных ГОСТ 16971—71. Надрез на образцах не выполняется, но со стороны удара маятника копра грат обязательно удаляется. Удар маятника копра наносят по всей ширине образца со стороны, соответствующей внутренней поверхности стенки трубы. Центр удара должен находиться на середине шва.

Испытания на отдир выполняются изгибом свободной части образца, защемленного на половину длины сварного шва (рис. 2). Для проведения испытаний изготавливают удвоенное число образцов для испытания на отдир трубы от раструба соединительной детали и для испытаний на отдир раструба соединительной детали от трубы. При толщине стенки трубы до 10 мм включительно ширина образцов для испытаний должна составлять 10 мм, а длина 40s+ +200 мм, но не более 600 мм. Если толщина стенки трубы более 10 мм, то образцы для испытаний должны иметь ширину 15 мм и длину 600 мм. При удовлетворительном качестве соединений разрушение должно происходить по целому материалу или частично по шву и частично по основному материалу.

Для испытания на сдвиг из середины раструбного соединения вырезают образец в виде кольца, высота которого равна половине глубины раструба.

Среди физических методов неразрушающего контроля при проверке качества сварных соединений трубопроводов из полимерных материалов основными являются рентгенодефектоскопия и ультразвуковой контроль.

Ваш отзыв