Способ изготовления сварного образца для коррозионных испытаний

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСКИСПУБЛИК 23 К 28 ВСЕ"ОИЗНАЯСИЯ. Б Б ОПИСАН К АВТОРСКОМ ЗОБРЕТЕН(61) 1344552 (21) 4400825/27 (22) 29,02,88 (46) 15.12.89. (72) Т,В.Молочна (53) 621.791.76 (56) Авторское й 1344552, кл. сокращение времени на изготовление иуменьшение металлоемкости при коррозионных испытаниях, Сначала в образце получают сварное соединение контактной или холодной сваркой. Послеосадки свариваемых торцов деформируюграт в направлении, перпендикулярномповерхности образца, до образованиящелей между внутренней поверхностьюграта и поверхностью образца. Дляувеличения точности проведения сравнительной оценки коррозионной стойкости различных структурных участковсварного соединения образуют щели,идентичные непровару. В результатеполучают образец, имеющий как минимум два концентратора с двух взаимнопротивоположных поверхностей образца. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. юл. и 46я и А,Н,Терехов011 (088,8)видетельст23 К 28/О во СССР О, 1986 ВАРНОГОСПЫТАНИ едпри изгодля корро- обретения лагаевления) 1 и 2 асположения предп ра (участка неспла х кромках деталей ление (выемка мет величину осадки т месте ого непровсвариваемелают углулубиной на цов цессе их пластического дефор ия при изготовлении шва стык ктной сваркой. Углубление вы я со скошенными боковыми сте сторону последующей линии спдля того, чтобы уменьшениаемого грата на поверхности ного шва было минимально воэ овои полрова нка лав няет ми в лени полу свар ным, Это осущчто скошенны ения н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВИДЕТЕЛЬСТВУ 4) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИ РАЗЦА ДЛЯ КОРРОЗИОННЬ(57) Изобретение относится к способизготовления сварных соединений, выполненных контактной сваркой, и прназначено для использования в испыттельной технике, а именнотовлении сварных образцовэионных испытаний. Цель из Изобретение относится к сварке,в частности к способам изготовленияобразцов для испытаний на трещиностойкость, и может быть использованов испытательной технике, а именнопри изготовлении сварных образцовдля коррозионных испытаний,Цель изобретения - сокращение времени на изготовление и уменьшениеметаллоемкости при корроэионных испытаниях,На фиг. 1 и 2 представлены схемыполучения образцов контактной сваркой и холодной сваркой давлениемсоответственно,Способ осуществляют следующим образом,ствимо за счет того боковые стенки углу проникать деформированному металлу вовнутрь имеющейсяполости (углубления),После этого нагревают свариваемые кромки; в первом случае до тем 5пературы, меньшей температуры рекристаллизации свариваемых пластин,во втором - до температуры плавления, и деформируют в направлении,перпендикулярном плоскости свариваемых торцов, при давлениях: в первомслучае порядка 2,5-3,0 бт, во втором - 1,2-1,3 (- где 6 т - пределтекучести свариваемого металла пластин. Получают сварное соединение 3. 15Затем производят пластическое деформирование грата 4 (первоначальнаяформа грата показана на фиг. 1 и 2пунктиром) в направлении, перпендикулярном поверхности свариваемых 20пластин, после чего грат 4 приобретает форму, представленную на фиг. 1и 2, т,е, его наружная поверхностьрасполагается по направлению, параллельному поверхностям свариваемых 25пластин, Для осуществления деформацииграта используется теплота сварочногонагрева. При этом температурно-силовые условия пластической деформациивыбираются такими, чтобы между .гратом З 0и поверхностями основного свариваемого металла образовывалось пространство разделения в виде щели 5.На фиг. 1 представлен образец,полученный контактной сваркой оплавлением, имеющий сварное соединение 3основного металла с непроваром в виде щели 5.и структурно различныеучастки 7-9 (укрупненного зерна, переходной зоны и т.д.), которые Формируются в зависимости от температурно-силовых условий ведения сварочногопроцесса, Образец имеет грат 4 длиной21. + Со, наружная и внутренняя поверхгности которого параллельны поверхности основного металла. Между внутренней поверхностью грата 4 и поверхностью основного металла образованконцентратор 5 в виде щелевого зазораглубиной Е, шириной Ь. Толщина грата - Ьр, Грат получен пластическойдеформацией его первоначальной формыв направлении, перпендикулярном плоскости образца,На фиг, 2 изображен аналогичныйобразец, который содержит сварноесоединение 3, полученное контактнойсваркой вхолодную (при температуре,меньшей температуры рекристаллиэации- высота грата;- ширина линии сплавления усварного соединения, ширинакоторого Со;Ьо - ширина структурно отличного от линии сплавленияучастка металла (укрупненного зерна, переходнаяструктура), примыкающегок непровару;1 - максимальное уширение взоне свободной пластической деформации грата присоздании щелевого зазора.С учетом этих конструктивных парэ- метров второй концентратор получают следующим образом. На поверхность пластин вплотную к грату, укладывают параллельные пластинки толщиной, равной толщине линии сплавления Ьл, длинойЕ. Для предотвращения слипания пластинок с металлом грата они покрываются смазкой, Далее производится пластическое деформирование грата осадкой в направлении, перпендикулярном плоскости пластины, с коэффициентом осадки (обжатия)8Г ы д --У- (Ь + Ь ) основного металла), и имеет полосчатую структуру, состоящую, например, 1 1 для сталей перлитно-ферритного классов соответственно иэ полос феррита 10 и перлита 11, которые получают искривление в сварном соединении как на участке линии сплавления Ъ, так и на близлежащем к непровару 6 на; клепанном участке металла ширинойЬ, Эту величину участка можно отбирать либо по показаниям твердости, либо по участку искривления волокна (полос структуры) вне линии сплавления Ь,.Чтобы результаты оценки корроэионной стойкости металла в обоих концентраторах были сопоставимы, необходимы концентраторы одинаковых размеров. Поэтому основание щелевого зазора выбирается равным ширине линии сплавления Ь, Длина каждого концентратора выбирается равной 1. - величине уширения грата, образующего зазор с основным свариваемым метал" лом515286В процессе деформации металл осаживаегся на заданное расстояние, равное 8 - (Ь, + Ь), Если осаживание производится на меньшую величину, то5 щелевой зазор не образуется, а если на большую, то на участке грата, примыкающем к щелевому зазору, образуется дополните."ный наклеп или упрочнение. о1 О 8 - (Ь, + Ь) Л. + Со Ю У1; Ф 45Д 1Со д- (Ь + Ь,) величина уширения грата, обра зующе го за зор с основным свариваемым металлом (глубина концентратора);высота грата;ширина линии сплавления у сварного соединения, шири 55 на которого Со;ширина структурно отличного от линии сплавления участка где 1. Ь При последующем корроэионном испытании такого образца у этих участков металла происходи ускорение протекания коррозионных процессов. Таким образом, нарушаются достоверность 15 и точность сравнительной оценки коррозионной стойкости различных по структуре участков металла сварного соединения.Пластическую деформацию грата, ес" ли основной свариваемый металл представляет собой пластину, осуществляют, запрещая деформацию грата на концевых участках основного металла в нанаправлении дпины шва (соединения), так что коэффициент вытяжки Я = 1. Это ограничение делают любой пластиной,. также покрытой смазкой для избежания сцепления ее с металлом грата. 30Если корроэионным испытаниям подвергается трубчатый образец, в котором в сварном соединении выполняется предлагаемый образец и деформация грата осуществляется одновременно по З 5 всей наружной поверхности инструментом типа кольца, то в данном случае1 без создания дополнительных органиченийИз условия постоянства объема 40 следует, что3 .в . 1 или1 т.е.высота грата;максимальная ширина в зоне последующей свободной пластической деформации грата;Со - ширина шва;Ь - ширина структурно отличногоот линии сплавления участка металла, примыкающего к непровару.При ориентации наружной поверхности грата не параллельно поверхностям свариваемых пластин,т,е. при угле между линией сплавления и наружной поверхностью грата, меньше 90 , прио металла, примыкающего к непровару.Величина параметров швов Со , Ю, Ь, Ь 1 обуславливаются как температурно-силовыми условиями проведения сварочного процесса, так и состоянием свариваемых торцов (отклонениями от плоскости в пределах величины получаемого смещения торцовых участков при образовании сварного шва), Данные параметры определяются из размеров грата в бездефектном соединении (не содсржа,цем непровар). В формировании каждого из двух грзтов участвуют металл сварного соединения соответствующеи полоеины толщины сввриваемого металла, примыкающего к определенной говархности.Практика создания таких образцов показыьает, что наличие у одной иэ поверхностей непровара на одну треть толщины сьариваемого образца влечет за собой увеличение только одного параметра грата, а именно его высоты 1, Это увеличение таково, что оно соответствует изменению получаемых значений 1, в сотых долях единиц, что находится в пределах онибки при изготовлении образцов с заданными величинами концентраторов.В результате получают образец, имеющий как минимум два концентратор, с двух взаимно противоположных поверхностей образца в виде щели с параллельными стенками, один из которых представляет собой непровар, другой - зазор между гратом и основным свариваемым металлом. Причем обе концентратора имеют одинаковую шири" ну, равную Ъ 4, где Ь - ширина линии оплавления, и одинаковую глубинуйСпластической деформации наплава металла шва трудно образовать щелевой зазор, т.е. в этом случае появляется сложность в изготовлении. При К90 процесс ускорения протекания коррозии металла в образованном зазоре несущественен.Образец испытывают следующим образом. . 10Образец помещают в агрессивную среду, выдерживают в ней по программе испытаний, Затем образец вынимают, промывают, сушат, шлифуют и полируют поперечное сечение сварного шва с целью изготовления образца для металлографического исследования структуры металла. При металлографическом анализе определяют место протекания коррозии (коррозионных трещин, углублений и т.д,) и по нему судят о более высокой или низкой стойкости исследуемого участка металла по сравнению с остальными.П р и м е р. На бездефектном попе речном сварном соединении, полученном контактной сваркой оплавлением, с толщиной 7 мм у основного металла из стали 20, протяженностью по длине, шва 9 мм, определяют следующие параметры грата: высота Р = 3 мм; ширина линии сплавления (обезуглерожженной зоны) Ь = 0,3 мм; ширина зоны укрупненного зерна участка структуры, примыкающего к линии сплавления, Ь =1 л:и ширина сварного соединения С = 6 мм; 1 = 5 мм - максимальное уширение в зоне свободной последующей пластической деформации грата (не ограниченное пластиной). Тогда 40 35 13 к 5 7 .1Е= -- 6 = 1,4 мм- = 2,3 мм.21 ь 73,Затем на свариваемых торцах труб 6 273 х 7,0 мм иэ стали 20 выполняют 45 углубления с наружной поверхности трубы в виде выемки металла глубиной 3 мм, длиной основания 2,3 мм с углом Ы = 45 . В результате послео дующего нагрева торцов до Т = 1100 С и, приложения усилия осадки, равного 0,7 Г/мм 2,в направлении, перпендикулярном первоначальной плоскости свариваемых торцов, со скоростью ведения сварочного процесса 50 м/мин, получают сварной образец, содержащий, непровар в виде щели типа трещины с наружной поверхности трубы на глубину 2,3 мм, шириной 0,3 мм и грат с внутренней поверхности высотой 3 мм, шириной 5 мм. После этого на участки основного металла, вплотную примыкающие к грату, укладывают тонкие пластинки, покрытые смазкой, толщиной 0,3 мм. Затем, используя теплоту сварочного подогрева, производят деформацию грата в направлении, перпендикулярном поверхности образца, с коэффициентом осадки (обжатия) г(1,8. В результате этого получают образцы, содержащие наряду с одним концентратором в виде непровара в форме щели еще дополнительно два концентратора в виде щели между внутренней поверхностью грата и поверхностью образца.Потом образцы помещают в среду нефти, содержащую вредные примеси в виде серы - 1,2, хлористых солей 600 мг/л, в которой они выдерживаются в течение 1 года.Последующие металлографические исследования структурных изменений вблизи концентраторов - щелей показывают пониженную коррозионную стой-. кость участков укрупненного зерна у образца, выполненного контактной сваркой оплавлением (зона 8, фиг. 1), и перлитной составляющей у образца, выполненного контактной сваркой вхолодную (зона 11, концентратор 5, фиг. 2).В результате проведенных исследований подбирают оптимальный режим сварки, при котором в сварном соединении не содержится участков укрупненного зерна при выполнении контактной сваркой опаавлением, что позволяет увеличить корроэионную стойкость нефтепродуктов в 3-1 раза. Применение основного мелкозернистого металла при выполнении сварного соединения контактной сваркой вхблодную позволяет также увеличить корроэионную стойкость сварных швов в 1,5-2 раза.Предлагаемый способ изготовления образца сварного соединения контакт" ной сваркой для коррозионных испытаний позволяет уменьшить металлоемкость испытаний в 2-3 раза и сократить время на изготовление образцов по сравнению с известными способами,формула изобретения1. Способ изготовления сварного образца для коррозионных испытанийФиг.1Вр Фик 2 Составитель Л.Назарова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева Редактор И.Касарда Заказ 7598/15 Тираж 894 Подпис ноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент,", г.ужгород, ул.Гагарина, 101 9 152863 по авт, св. У 1344552, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что, с целью повышения производительности при изготовлении образцов и уменьшения метал 5 лоемкости при корроэионных испытаниях после осадки свариваемых торцов, деФормируют грат путем приложения усилия в направлении, перпендикулярном поверхности образца, до образования 1 О 110щелей между внутренней поверхностью грата и поверхностью образца .2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности проведения сравнительной оценки коррозионной стойкости различных структурных участков сварного соединения, образуют цели, идент тичные непровару.