Способ изготовления образцов с трещиноподобными дефектами в сварном шве

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 821318 А 3)5 В 23 К 31/1 ОПИСА ИЕ ИЗО ВТОРСКОМУ С нергетизаключается Взца-две одина-, металла и толГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНВедОмстВО сссР.(71) Обнинский институт атомной эки(56) Авторское свидетельство СССРФ 1562835, кл. С 01 й 27/82, 1990,Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВС ТРЕЩИНОПОДОБНЫМИ ДЕФЕКТАМИВ СВАРНОМ ШВЕ(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 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 .Р = ц 3, 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 расположения дефектов, б - поперечные сечения образцов (в прихватках и вне их), в - разрушенный образец (поперечное сечение), г - заваренный образец после повторной сборки; на фиг,2 - образец с трещиноподобными дефектами внутри (внутренние трещины); на фиг,3 - образец с наплавкой и трещиноподобными дефектами под наплавкой,Предлагаемый способследующем. Заготовки обраковые пластины требуемогощины или обрезки труб длиной 150-200 мм подготавливают к обычной ручной электро- дуговой качественной сварке с полным проплавлением толщины путем разделки кромок(фиг.1 б, разрез А-А), Форму разделки кромок выбирают в зависимости от глубиныразлегания 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 Ч-образная разделка для получения наружной трещины (фиг.16).Величинапритупления и и глубина расположения ее определяют размер дефекта трещины и координаты, а длина дефекта (1 и 12) устанавливается длиной прихватки. Угол раскрытия 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 иделают прихватки (фиг,1 б по Б-Б) тем спосо- .бом ручной дуговой сварки, который наиболее подходит для исследуемых металлов (ручная электродуговая. или аргонодуговая).Размеры прихваток (высота, длина) устанавливают с учетом требуемых размеров имитированной трещины плюс допуск на 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.1 в), Половинки образца снимают и с помощью центрирующих устройств (клиньев, центраторов) и нанесенных линий, тщательно соединяют места изломов без зазора. Снова устанавливают собранный в центрирующих устройствах образец в разрывную машину и сжимают половины образцаосевым усилием Е = ОупрЗприхв где Оупр среднее значение напряжения упругости для данного металла; Зприхв - площадь йрихваток в изломе (общая), В сжатом состоянии устанавливают новые прихватки (прочности) с помощью сварки в стыке, но вне зоны разрушенных прихваток, Затем образецснимэют с машины и выполняют качественную сварку всего стыка. кроме зоны разрушения прихваток,Зона разрушенных прихваток (фиг.1 г)заваривается следующим образом, Чтобыпереплав разрушенной прихватки. сверхубыл минимальным (не более 1-1,5 мм) ис 5 пользуют известные приемы сварки: арогодуговую на минимальном токе. ручнуюэлектродуговую 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 заполне 15 ния разделки выполняют по обычнойсварочной технологии,Для образцов-эталонов наплавки (фиг.З)сначала получают, описанным способом пофиг.1, наружную трещину(или трещины), за 20 тем производят наплавку образца электродами наплавки со сторойы наружнойтрещины (фиг.З) так, чтобы первый слой наплавки в зоне разрушения прихватки обес-;печил минимальное проплавление(не более25 1-1,5 мм), а слой соседние и верхние выполняют по обычной технологии наплавки, Ра, нее на всех образцах отмечают условнымизнаками координаты дефектов.Готовые образцы контролируют образ 30 цовыми приборами контроля (ультразвук,. гаммаконтроль, магнитные капиллярныеметоды) и делают экспертную оценку величины дефекта вследствие уменьшения егоразмеров(по длине и высоте) из-за перепла 35 ва от последующей заварки и разделки. Та,кой переплав при соблюдении технологиисварки (указано ранее) не превышает 1 - 1,5мм (опыт Обнинского института атомнойэнергетики и сварочной лаборатории ПМСО40Гидромонтаж"). Затем образцы клеймят и, составляется паспорт образца с дефектом,В Обнинском институте атомной энергетики изготовлена опытная партия образцов из низкоуглеродистой и нержавеющей45 сталей толщиной 12 и 16 мм с трещиноподобными дефектами длиной 20 мм, высотой3-6 мм, Ультразвуковой контроль показалхорошее сдвпадение данных по измерениюдефектов с проектными размерами, Метал 50 лографичеСкий контроль также подтвердилсовпадение размеров трещин по высоте ивыявил ширину трешины в 150-ЗОО мкм.Эффект в народном хозяйстве стра йы отвнедрения предлагаемого способа будет55 получен за счет резкого сокращения времени,на изготовление образцов-эталонов, засчет улучшения подготовки контролеровоператоров лабораторий контроля на качественных эталонах, за счет болеекачественной настройки приборов контроляна 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 по, тированных дефектов-трещин в образцах 5 мощью центрирующих приспособлений посварных соединений и наплавки очень линиям-отметкам, устанавливают собран- прост, дешев и доступен любой органиэа- ныйобразец.вместе с центрирующимиприции, имеющей разрывную машину, квали- способлениями в разрывную машину иФицированных работников по сварке. Он сжимают усилим Е - о Я, где о- среднее обеспечивает высокие достоверность и точ напряжение упругости для данного метал- ность имитированного дефекта, ла; Я - 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 раздел- характером трещины (ее конфигурацией) и 15 ки после снятия образца с машины, затем размерами. осуществляют заполнение разделки в зонахФ о рмул а изобретен ия . разрушенияпокрайнеймересоднойсторо. 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 более 1,0-1,5 мм, 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 а ю щ и й с я . ныхдефектовисварку, отличающийс . 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 посредствомвыполняют 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 1,0-1,5 мм.1821318 ЮУ Спсщ Ф,З ь Г.ЧернаковМоргентал СоставиТехред М Корректор Н.М КО НОВкрытиям и Зак 083 ИИП К т "Патент зводственно-издательский комб л.Гагарина, 1 Ужго едактор Т.Ивано ТиражтванногО кОмитЕ113035, Москва Под по изобретениям и