ГОСТ Р 56143-2014

ГОСТ Р 56143−2014 (ІСО 17642−3:2005) Випробування руйнівних зварних швів металевих матеріалів. Випробування на опірність утворенню холодних тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання. Частина 3. Випробування із застосуванням зовнішнього навантаження

ГОСТ Р 56143-2014
(ІСО 17642-3:2005)

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ВИПРОБУВАННЯ руйнівних зварних швів МЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ

Випробування на опірність утворенню холодних тріщин у зварних з'єднаннях

Процеси дугового зварювання

Частина 3

Випробування із застосуванням зовнішнього навантаження

Destructive tests on welds in metallic materials. Cold cracking tests для weldments. Arc welding processes. Part 3. Externally loaded tests

ГКС 25.160.40

Дата введення 2016-01-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН ФГУП «Всеросійський науково-дослідний інститут стандартизації та сертифікації в машинобудуванні» (ВНІІНМАШ) на основі власного автентичного перекладу стандарту, зазначеного в пункті 4

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 364 «Зварювання та споріднені процеси"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 30 вересня 2014 р. N 1242-ст

4 Цей стандарт є модифікованим по відношенню до міжнародного стандарту ІСО 17642−3:2005* «Руйнівні випробування зварних швів металевих матеріалів. Випробування на опірність утворенню холодних тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання. Частина 3. Випробування з додатком зовнішнього навантаження» (ISO 17642−3:2005 «Destructive tests on welds in metallic materials — Cold cracking tests for weldments — Arc welding processes Part 3: Externally loaded tests») шляхом заміни посилань на міжнародні стандарти не прийняті як національні стандарти Російської Федерації, посилання на стандарти, що діють в Російській Федерації, або формулювання вимог стандарту, а також шляхом виключення додатка ZA, що містить застарілу інформацію. Зміни виділені у тексті курсивом**.
________________
* Доступ до міжнародних та зарубіжних документів, згаданих тут і далі за текстом, можна отримати, перейшовши за посиланням на сайт shop.cntd.ru. - Примітка виробника бази даних.

** У паперовому оригіналі позначення та номери стандартів та нормативних документів у розділах «Предмова», «Вступ» та «Принципи» наводяться звичайним шрифтом, решта за текстом документа виділена курсивом. - Примітка виробника бази даних.


Внесення зазначених технічних відхилень викликано доцільністю використання чинних у Російській Федерації стандартів замість міжнародних посилань.

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Правила застосування цього стандарту встановлені у ГОСТ Р 1.0-2012 (розділ 8). Інформація про зміни до цього стандарту публікується у щорічному (станом на 1 січня поточного року) інформаційному покажчику «Національні стандарти», а офіційний текст змін та поправок — у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковано у найближчому випуску щомісячного інформаційного покажчика «Національні стандарти». Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет (gost.ru)

Вступ

ІСО 17642-3 підготовлений Європейським комітетом зі стандартизації (СЄН) у співпраці з технічним комітетом ІСО/ТК 44 «Зварювання та споріднені процеси», підкомітетом ПК 5 «Випробування та перевірка зварних швів» відповідно до Угоди про технічне співробітництво між ІСО та ІСО Віденська Угода).

ISO 17642 складається з наступних частин під загальним найменуванням «Випробування руйнівних зварних швів металевих матеріалів. Випробування на опірність утворенню холодних тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання»:

- Частина 1. Загальні положення;

- Частина 2. Випробування з природною жорсткістю;

- Частина 3. Випробування з додатком зовнішнього навантаження.

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює розміри зразків та процедури виконання імплант-випробувань на опірність утворенню холодних тріщин у зварних з'єднаннях під дією зовнішнього навантаження.

Цей стандарт застосовується для вуглецевих, марганцовистих та низьколегованих сталей.

2 Нормативні посилання

Цей стандарт використовує нормативні посилання на наступні стандарти.

ГОСТ 2999-75 Метали та сплави. Метод вимірювання твердості за Віккерсом

ГОСТ 23338-91 Зварювання металів. Методи визначення вмісту дифузійного водню в наплавленому металі та металі шва

ГОСТ Р ИСО 17642-1-2011 Випробування руйнівних зварних швів металевих матеріалів. Випробування на опірність утворенню холодних тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання. Частина 1. Загальні положення

Примітка — При користуванні цим стандартом доцільно перевірити дію посилальних стандартів в інформаційній системі загального користування — на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології зі стандартизації в мережі Інтернет або за інформацією, що щорічно видається, «Національні стандарти», який опублікований за станом поточного року та за випусками щомісячного інформаційного покажчика «Національні стандарти» за поточний рік. Якщо замінений стандарт посилання, на який дано недатоване посилання, рекомендується використовувати діючу версію цього стандарту з урахуванням усіх внесених до цієї версії змін. Якщо замінений стандарт, на який дано датоване посилання, то рекомендується використовувати версію цього стандарту із зазначеним вище роком затвердження (прийняття). Якщо після затвердження цього стандарту до посилального стандарту, на який дано датоване посилання, внесено зміну, що стосується положення, на яке дано посилання, то це положення рекомендується застосовувати без урахування цієї зміни. Якщо стандарт посилається без заміни, то положення, в якому дано посилання на нього, рекомендується застосовувати в частині, що не зачіпає це посилання.

3 Терміни та визначення

У цьому стандарті застосовані терміни та визначення, наведені у ГОСТ Р ІСО 17642-1.

4 Показники та позначення

Застосовані у стандарті показники та позначення наведені у таблиці 1.

Таблиця 1 - Показники та позначення

5 Принципи

Метою випробувань із додатком зовнішнього навантаження є встановлення опірності утворенню холодних тріщин у зварних з'єднаннях. Відповідно до таблиці 2 ГОСТ Р ИСО 17642-1 застосовується одна процедура випробувань. При її використанні тріщини у зразках, що випробовуються, виникають після зварювання.

Випробування дозволяють отримати кількісну інформацію про умови, за яких відсутні тріщини, та якісну інформацію (немає тріщин/є тріщини).

6 Опис випробувань

6.1 Загальні положення

6.1.1 Випробування на опірність утворенню холодних тріщин із додатком зовнішнього навантаження призначене для оцінки основних матеріалів, що застосовуються при дуговому зварюванні.

Ця процедура випробувань застосовується для дугового зварювання покритими електродами, повністю і частково механізованого дугового зварювання плавящимся електродом у захисному газі суцільним і порошковим дротом та дугового зварювання під флюсом.

Випробування передбачає якісну оцінку (є тріщини чи ні тріщин, одиничне випробування) та визначення умов, за яких відсутні тріщини: найменшої температури попереднього нагріву, найменшої погонної енергії, найбільшого вмісту дифузійного водню або найбільшої напруги (визначення межі між наявністю та відсутністю).

6.1.2 Одиничне випробування

За заданих умов зварювання та певному основному матеріалі оцінюють лише одне випробування.

6.1.3 Визначення межі між наявністю та відсутністю тріщин

Якщо передбачено серію випробувань для виявлення межі умов, що призводять до наявності/відсутності тріщин, випробування, що відповідає умовам, за яких не утворюються тріщини, має бути повторено. Якщо при повторному випробуванні тріщини також відсутні, проведення подальших випробувань не потрібно. Якщо при повторному випробуванні спостерігаються тріщини, продовжують випробування до встановлення кордону.

Примітка 1 — Якщо змінною величиною є погонна енергія, бажано визначати межу в інтервалі ±0,5 кДж/мм та проводити повторні випробування через ±0,1 кДж/мм.

Примітка 2 — Якщо змінною величиною є попереднє нагрівання, бажано визначати межу в інтервалі ±12,5°С.

6.2 Імплант-випробування

6.2.1 Випробовувані матеріали

Імплант і плиту виготовляють з однакового матеріалу або матеріалів, подібних за хімічним складом та структурою.

6.2.2 Розміри зразків для випробувань

Розміри імпланту та плити повинні відповідати малюнкам 1, 2, 3 та таблиці 2.

Допускається використовувати інші розміри із зазначенням у протоколі випробувань.

Малюнок 1 - Імплант-випробування

Розміри в мм

1 - місце виміру температури; 2 - напрямок зварювання; 3 - імплант; 4 - випробувальне навантаження F

Примітка 1 — Довжина зварного шва, що випробовується, повинна бути не менше 150 мм.

Примітка 2 — Відстань між першим випробуваним швом і краєм листа повинна бути не менше 100 мм.

Малюнок 1 - Імплант-випробування

Малюнок 2 - Імплант гвинтовий

Розміри в мм

Примітка — Розміри М та N залежать від випробувального обладнання

Малюнок 2 - Імплант гвинтовий

Малюнок 3 - Імплант кільцевий

Малюнок 3 - Імплант кільцевий

6.2.3 Підготовка зразків для випробувань

Імплант виготовляють токарною обробкою, отвори в плиті свердлять. Слід бути обережними, щоб при обробці мінімізувати нагрівання та деформацію. Розмір плити повинен відповідати таблиці 2. Взаємне положення плити та імплантів повинно відповідати малюнку 1 і таблиці 2, відхилення, що допускаються, — таблиці 2.

Імплант повинен бути повністю покритий випробуваним швом. Зазвичай використовують імплант діаметром 8 мм. При виконанні невеликих швів можна використовувати імплант діаметром 6 мм.

Таблиця 2 - Параметри плити та імплантів

Отвір та імплант слід обробити таким чином, щоб зазор між ним та плитою становив від 0,05 мм до 0,15 мм (ковзна посадка).

6.2.4 Зварювання швів, що випробовуються.

6.2.4.1 Попереднє нагрівання

Якщо випробування вимагає попереднього нагріву, плиту та імплант слід попередньо нагріти будь-яким відповідним методом. До зварювання перевіряють температуру основної плити та імпланту, використовуючи калібровану термопару. Якщо випробування потребує певної температури попереднього нагріву, зварювання не повинно починатися до досягнення цієї температури. Температури плити та імпланту в області проведення випробування не повинні відрізнятись більш ніж на 5 °C.

6.2.4.2 Зварювання

Кожен зварний шов слід виконувати в нижньому положенні, в одному напрямку та за один прохід. Процес зварювання має бути повністю або частково механізованим. Не допускається зварювання, при якому утруднений контроль та спостереження за процесом.

Провар повинен бути таким, щоб надріз опинився у крупнозернистій зоні термічного впливу. Див. рисунок 4.

Обчислюють значення погонної енергії (кДж/мм).

Примітка — Якщо для виконання зварних швів, що випробовуються, при імплант-випробуванні застосовують покриті електроди для ручного дугового зварювання, вони повинні бути підготовлені відповідно до рекомендацій виробника для встановлення певного вмісту водню, якщо тільки не передбачені випробування при його різних вмістах.

Рисунок 4 - Наплавлення кільцевого та гвинтового імпланту

1 - плита;

2 - зона термічного впливу; 3 - навантаження

Рисунок 4 - Наплавлення кільцевого та гвинтового імпланту

6.2.4.3 Навантаження імпланту

Імплант навантажують статичною навантаженням, що розтягує. Навантаження F прикладають після закінчення зварювання за температури T , яка залежить від температури попереднього нагріву T .

Задане навантаження повинно бути досягнуто протягом часу від 20 до 60 з раніше ніж температура досягне 100 ° C або в момент досягнення заданого значення.

Зразок може бути відпущений не менше ніж через 16 год після навантаження.

Навантаження F відносять до ортогонального перерізу циліндра, що проходить через основу надрізу.

, (N/mm ) (1)

де - напруга, що відноситься до поперечного перерізу в місці надрізу;

F - навантаження;

d - Діаметр імпланту.

В багатьох випадках вибирають рівним умовній межі плинності R матеріалу імпланту.

Навантажувальні пристрої повинні відповідати таким умовам:

— вибране навантаження повинне встановлюватися з точністю ±1% та підтримуватися постійним протягом усього випробування;

— зразок не повинен зазнавати вигину, кручення або удару.

6.2.4.4 Час охолодження в інтервалах температур t / t

Якщо в імплант-випробуванні не застосовують нагрівання після зварювання, термічний цикл повинен бути охарактеризований за допомогою вимірювання та запису часу охолодження в інтервалі температур від 800 °C до 500 °C ( t ) та часу охолодження в інтервалі температур від 300 °C до 100 °C ( t ).

Якщо після зварювання застосовують нагрівання вище за 100 °C, вимірюють час охолодження в інтервалі температур t а час охолодження в інтервалі температур t не вимірюють.

Час охолодження визначають одним із наступних способів:

- поміщенням термопари в зону термічного впливу імпланта так, щоб записана найбільша температура була не нижче 1100 ° C;

- Поміщенням термопари в метал виконуваного зварного шва.

Повинна бути встановлена кореляція між вимірюваннями в зоні термічного впливу імпланта та металу шва. Кореляція має періодично перевірятися.

6.2.4.5 Визначення вмісту водню

Вміст у зварювальному матеріалі дифузійного водню (мл/100 г наплавленого металу) визначають відповідно до ГОСТ 23338 та стандарту на зварювальний матеріал.

Слід переконатися, що атмосферні умови щодо вмісту водню в зварювальному матеріалі репрезентативні атмосферним умовам під час проведення випробування.

6.2.5 Результати випробування

6.2.5.1 Руйнування

Імплант може зруйнуватися під час навантаження. У цьому випадку навантаження та час навантаження до руйнування слід записати.

6.2.5.2 Металографічне дослідження на наявність тріщин

Якщо руйнування не відбувається, тріщини, які можуть утворитися біля надрізу під дією прикладеного навантаження, можуть бути виявлені шляхом проведення металографічних досліджень при збільшенні від 400 до 600 разів у трьох поздовжніх перерізах, розташованих у напрямку зварного шва відповідно до малюнку 5.

Рисунок 5 — Розташування поздовжніх перерізів 1, 2 та 3 для металографічного дослідження та вимірювання твердості

Розміри в мм

Рисунок 5 — Розташування поздовжніх перерізів 1, 2 та 3 для металографічного дослідження та вимірювання твердості

6.2.5.3 Дослідження після окислення тріщини

Тріщина, яка могла утворитися біля надрізу під дією прикладеного навантаження, не виявлена під час металографічного дослідження, може бути виявлена з використанням методу окислення.

Окислення індукованої воднем тріщини (1 год при температурах від 250 ° C до 300 ° С) і втома зразка під дією аж до руйнування прикладеної до імпланта поздовжнього навантаження відбуваються без відділення імпланту від плити, поки зразок не зруйнується під дією. Дослідження зовнішнього вигляду поверхні руйнування дозволяє відрізнити холодну окислену тріщину від подальшого поширення руйнування втоми.

6.2.5.4 Вимірювання твердості

Твердість за Віккерсом (HV) зони термічного впливу визначають за ГОСТ 2999 при навантаженні 98,07 Н (10 кгс).

7 Протокол випробування

Протокол випробування повинен містити таку інформацію:

a) посилання на цей стандарт;

b) ідентифікацію плити/імпланта;

c) матеріал плити та імпланту (хімічний склад та механічні властивості);

d) діаметр імпланту;

e) тип надрізу (гвинтовий, кільцевий);

f) умови зварювання та випробування (процес зварювання, зварювальний матеріал, вміст дифузійного водню, параметри зварювання, температура попереднього нагрівання, напруга);

g) кількість, довжину тріщин та методи їх виявлення;

h) час та навантаження до руйнування або час витримки;

i) результат випробування: тріщиноутворення або руйнування;

j) t / t ;

k) значення твердості.

Приклад типового протоколу наведено у додатку А.

Додаток, А (довідковий). Протокол імплант-випробування

Додаток А
(довідкове)

Виробник:

Мета перевірки:

_________________________________________________________________________

УДК 621.791.053:006.354 ГКС 25.160.40

Ключові слова: зварні шви, дугове зварювання, холодні тріщини, випробування