ГОСТ Р ІСО 17641-1-2011

ГОСТ Р ИСО 17641-1-2011 Випробування руйнівних зварних швів металевих матеріалів. Випробування на опірність утворенню гарячих тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання. Частина 1. Загальні положення

ГОСТ Р ІСО 17641-1-2011

Група В09
НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ВИПРОБУВАННЯ руйнівних зварних швів МЕТАЛЕВИХ МАТЕРІАЛІВ

Випробування на опірність утворенню гарячих тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання

Частина 1

загальні положення

Destructive tests on welds in metallic materials. Hot cracking tests для weldments. Arc welding processes. Part 1. General

ГКС 25.160.40

Дата введення 2013-01-01

Передмова

Цілі та принципи стандартизації в Російській Федерації встановлені Федеральним законом від 27 грудня 2002 N 184-ФЗ «Про технічне регулювання», а правила застосування національних стандартів Російської Федерації - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизація в Російській Федерації. Основні положення"

Відомості про стандарт

1 ПІДГОТОВЛЕНО Федеральною державною установою «Науково-навчальний центр «Зварювання та контроль» при МДТУ ім. Н.Е.Баумана» (ФГУ НУЦСК при МДТУ ім. Н.Е.Баумана), Національним агентством контролю та зварювання (НАКС) на основі власного автентичного перекладу російською мовою стандарту, зазначеного у 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 листопада 2011 р. N 661-ст

4 Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 17641−1:2004* «Руйнівні випробування зварних швів металевих матеріалів. Випробування на опірність утворенню гарячих тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання. Частина 1. Загальні положення» (ІSO 17641-1:2004 «Використання деструктивних тестів на металічні матеріали».
________________
* 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.

При застосуванні цього стандарту рекомендується використовувати замість посилальних міжнародних стандартів відповідні їм національні стандарти Російської Федерації, відомості про які наведено у додатковому додатку ТАК

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ


Інформація про зміни до цього стандарту публікується в інформаційному покажчику «Національні стандарти», що щорічно видається, а текст змін і поправок — у щомісячно видаваних інформаційних покажчиках «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковане у щомісячному інформаційному покажчику «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

Вступ

ІСО 17641-1 підготовлений Європейським комітетом зі стандартизації (СЄН) у співпраці з технічним комітетом ІСО/ТК 44 «Зварювання та споріднені процеси», підкомітетом ПК 5 «Випробування та контроль зварних швів» відповідно до Угоди про технічне співробітництво між ІСО та СЕН Віденська Угода).

ISO 17641 складається з наступних частин під загальним найменуванням «Руйнівні випробування зварних швів металевих матеріалів. Випробування на опірність утворенню гарячих 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 (технічний звіт).

1 Область застосування

Цей стандарт містить основні положення, що стосуються утворення гарячих тріщин у металі зварного шва та основному металі, та випробування, що застосовуються для оцінки опірності утворенню цих тріщин при дуговому зварюванні.

Частина 2 (випробування з природною жорсткістю) встановлює випробування, які слід використовувати з метою оцінки опірності утворенню гарячих тріщин металу зварного шва. Деформації, що викликають утворення тріщин, утворюються за рахунок жорсткості зварного вузла.

Частина 3 (випробування із додатком зовнішнього навантаження) описує випробування, які можуть бути використані для оцінки опірності утворенню гарячих тріщин основного металу та металу зварного шва. Деформації, що викликають утворення тріщин, створюються шляхом навантаження випробуваного зразка зовнішньою силою.

Примітка — Випробування, наведені у частині 3, потребують використання нестандартного спеціального обладнання. Лабораторії застосовують різні процедури, умови випробувань та розміри зразків. Тому, хоча відтворюваність усередині однієї лабораторії зазвичай є гарною, при випробуваннях у різних лабораторіях іноді можливі розбіжності.

2 Нормативні посилання

Цей стандарт використовує нормативні посилання на такі міжнародні стандарти. Для датованих посилань наступні поправки або зміни будь-яких з цих публікацій дійсні для цього стандарту лише після введення поправок та змін до нього.

ЄП ІСО 17641−2:2005 Випробування швів, що руйнують, на металевих матеріалах. Випробування деталей, що зварюються на гаряче розтріскування в процесі дугового зварювання. Частина 2. Самообмежувальні випробування (ІSO 17641-2:2005)

EN ISO 17641−2:2005 Destructive tests на welds in metallic materials — Hot cracking tests for weldments — Arc welding processes — Part 2: Self-restraint tests (ISO 17641−2:2005)

СЕН ИСО/ТО 17641−3:2005 Випробування зварних швів металевих матеріалів, що руйнують. Випробування на опірність утворенню гарячих тріщин у зварних з'єднаннях. Процеси дугового зварювання. Частина 3. Випробування із застосуванням зовнішнього навантаження (ІСО/ТО 17641−3:2005)

CEN ISO/TR 17641-3:2005 Destructive tests на welds in metallic materials - Hot cracking tests for weldments - Arc welding processes - Part 3: Externally loaded tests (ISO/TR 17641-3:2005)

3 Терміни та визначення

У цьому стандарті застосовані такі терміни з відповідними визначеннями:

3.1 гарячі тріщини (hot cracks): Порушення суцільності матеріалу, що відбуваються при високій температурі вздовж меж зерен (дендритних кордонів), коли деформація або темп деформації перевищують певний рівень.

Примітка: Дрібні тріщини, видимі лише при збільшенні більш ніж у 50 разів, часто розглядаються як мікротріщини.

3.1.1 Кристалізовані тріщини (solidification cracks): Гарячі тріщини, що утворюються при кристалізації рідкої фази металу зварного шва.

Примітка — Зазвичай вони виходять на поверхню зварного шва, але можуть бути під поверхнею.

3.1.2 Лікваційні тріщини (liquation cracks): Гарячі тріщини, що утворюються при розплавленні лікватів у зоні термічного впливу (ЗТВ) основного металу або в багатопрохідних швах, коли наплавлений метал повторно нагрівається при виконанні наступних проходів зварювання.

3.1.3 тріщини, спричинені падінням пластичності (ductility dip cracks): Гарячі тріщини, що утворюються при зварюванні через зниження високотемпературної пластичності. Як і лікваційні тріщини вони можуть виникати в ЗТВ або багатопрохідних швах.

3.2 випробування з природною жорсткістю (self-restraint tests): Випробування, при яких деформація шва зразка відбувається за рахунок напруги, що виникають при зварюванні жорстко закріпленого вузла.

3.3 випробування з додатком зовнішнього навантаження (externally loaded tests): Випробування, при яких деформація шва зразка відбувається за рахунок напруги, що виникають під дією зовнішньої сили, що створюється спеціальним випробувальним обладнанням.

4 Показники, позначення та одиниці виміру

Застосовані у стандарті показники, позначення та одиниці виміру наведені в таблиці 1.


Таблиця 1 - Показники, позначення та одиниці виміру

5 Основи теорії утворення гарячих тріщин

Гарячі тріщини виникають у зварному шві та ЗТВ основного матеріалу, коли деформації, що розвиваються при охолодженні зварного з'єднання або під дією ззовні, перевершують пластичність металу у певній зоні зварного з'єднання. Вони мають розміри від дуже малих лікваційних тріщин (довжиною менше 1 мм) у ЗТВ або багатопрохідних швах до великих тріщин кристалізаційних, які можуть поширюватися на всю довжину зварних з'єднань.

Примітка 1 — Ці тріщини не слід плутати з холодними тріщинами, які завжди виникають при температурах нижче 200 °C.


Гарячі тріщини не обмежуються конкретними системами сплавів. Вони можуть виникати в сталях, у тому числі корозійностійких, сплавах на основі нікелю, міді та алюмінію. Причин виникнення гарячих тріщин багато, але зазвичай вони виникають, коли локальна пластичність недостатня для протидії зварювальним деформаціям, що розвиваються. Недолік пластичності може залежати від властивостей мікроструктури та орієнтації (по відношенню до напрямку деформування) та в деяких випадках від присутності крихких включень та прошарків із низькою температурою плавлення. Щодо цього деякі системи сплавів дуже чутливі до присутності домішок, таких як сірка, фосфор, свинець та інші. Загальновизнано, що однофазні аустенітні мікроструктури, особливо металу зварного шва, в тому або іншому вигляді схильні до гарячого розтріскування. Зміст домішок у таких сталях і сплавах впливає виникнення тріщин.

Примітка 2 — Точний механізм утворення гарячих тріщин поки що повністю не з'ясований.

6 Види випробувань

6.1 Випробування із природною жорсткістю

Ці випробування залежать від жорсткості (закріплення) зварного вузла, у результаті якої виникає деформація, достатня виникнення тріщин. Випробування з природною жорсткістю включають випробування:

a) укладаються у зварюванні жорстко закріпленого вузла та безпосередньої перевірки випробуваного шва на наявність тріщин;

b) зварювання стикового зварного шва з повним проплавленням, з якого вирізають зразок, що піддається додаткової деформації для виявлення раніше виникли гарячих тріщин (особливо мікротріщин), полегшення виявлення їх напрямку і розмірів. Для руйнування після зварювання застосовують розтяг або вигин. Вони не призначені для ініціювання нових тріщин.

Випробування під впливом зварювальних напруг придатні лише з оцінки гарячих тріщин металу зварного шва.

6.2 Випробування із застосуванням зовнішнього навантаження

Ці випробування передбачають зовнішнє навантаження зразка під час процесу зварювання або звареного зразка, який одночасно нагрівають і навантажують.

Випробування з додатком зовнішнього навантаження включають випробування:

a) при яких навантаження прикладається під час виконання зварного шва;

b) при яких зварний шов нагрівається повторно і одночасно навантажується, щоб отримати можливість оцінки схильності до виникнення тріщин.

Ці випробування зовнішнім навантаженням придатні для оцінки утворення гарячих тріщин металу зварного шва, основного металу та зони термічного впливу.

7 Опис випробувань

7.1 Випробування із природною жорсткістю

7.1.1 Загальні положення

Подробиці процедур випробування наведено в ЄП ІСО 17641-2.

7.1.2 Випробування на опірність утворенню гарячих тріщин у шві таврового з'єднання (T-joint weld cracking test)

Процедура випробування призначена для оцінки схильності до виникнення тріщин кристалізаційних металу однопрохідного кутового зварного шва. Застосовують три типи зразка зі збільшується від зразка до зразка жорсткістю, яка забезпечується збільшенням товщини листа та/або застосуванням у випробуваному вузлі ребер жорсткості. Оцінка є по суті якісною, оскільки прямий вимір зварювальної напруги недоступний. Оцінка ґрунтується на довжині та положенні тріщин (якщо вони є) у випробуваному зварному шві.

7.1.3 Випробування розтягуванням металу зварного шва (weld metal tensile test)

Це випробування призначене для оцінки опірності металу звареного шва, вирізаного з стикового з'єднання, утворення тріщин лікваційних і тріщин, викликаних падінням пластичності. Руйнування циліндричного зразка, вирізаного зі стикового шва, відкриває тріщини, що виникли при зварюванні. При перевірці сусідньої зі зламом області тріщини можуть бути виявлені та виміряні.

Примітка - Див. ЄС ІСО 17641-2, малюнки 2 і 3.

7.1.4 Випробування поздовжнім вигином (longitudinal bend test)

Це випробування призначене для оцінки опірності утворенню тріщин при кристалізації, ліквації та падінні пластичності наплавленого металу стикових швів. Вигин поздовжніх зразків, вирізаних зі стикового шва, відкриває тріщини, що виникли при зварюванні, які можуть бути виявлені і вимірювані.

Примітка - Див. ЄС ІСО 17641-2, малюнки 4 і 5.

7.2 Випробування із застосуванням зовнішнього навантаження

7.2.1 Загальні положення

Подробиці процедур випробування наведені в СЕН ІСО/ТО 17641-3.

7.2.2 Випробування розтягуванням із нагріванням (hot tensile test)

Опірність утворенню гарячих тріщин визначають шляхом виконання випробування розтягуванням з нагріванням, що імітує термічний зварювальний цикл. Щоб оцінити опірність утворенню кристалізаційних та лікваційних тріщин використовують різні процедури та розміри зразків:

a) щоб моделювати виникнення кристалізаційних тріщин, зразок нагрівають до температури плавлення, а затискачі обладнання фіксують зразок таким чином, що усадкова деформація металу викликає утворення тріщин;

b) щоб моделювати виникнення лікваційних тріщин, серію зразків нагрівають до температури трохи нижче за температуру солідусу, а оцінка опірності утворенню тріщин грунтується на випробуванні деякого числа зразків для побудови кривої пластичності при високих температурах.

7.2.3 Випробування навантаженням, що діє вздовж зварного шва (varestraint test) та випробування навантаженням, що діє поперек зварного шва (transvarestraint test)

Випробування навантаженням, що діє вздовж та впоперек зварного шва, використовують для визначення опірності утворенню гарячих тріщин шляхом навантаження зразка одночасно з його зварюванням.

При випробуванні навантаженням, що діє вздовж зварного шва, навантаження прикладають у напрямку, що збігається з віссю зварного шва. Випробування дає можливість оцінки виникнення кристалізаційних, лікваційних тріщин та тріщин, що виникають через падіння пластичності металу.

При випробуванні навантаженням, що діє поперек зварного шва, навантаження прикладають у поперечному по відношенню до осі зварного шва напрямку. Випробування застосовують з метою оцінки опірності утворенню лише кристалізаційних тріщин. У заданий момент виконання зварювальної операції виробляють навантаження зразка шляхом його вигину навколо оправлення певної форми. Після завершення випробування візуально оцінюють та вимірюють тріщиноутворення. Опірність утворенню тріщин оцінюють по довжині тріщин на боці, що зазнала розтягування.

7.2.4 Випробування регульованим розтягуванням плоского зразка (controlled flat tensile test)

Це випробування проводять шляхом розтягування одного плоского зразка, який розтягують у поздовжньому напрямку у випробувальному устаткуванні, що забезпечує лінійне збільшення швидкості навантаження. Навантаження, що керується, прикладається під час виконання зварного шва. Швидкість розтягування, що викликає гаряче розтріскування, характеризується як критична швидкість розтягування і використовується як міра опірності утворенню гарячих тріщин.

8 Застосування

Можливі застосування різних випробувань викладено у таблицях 2 та 3.


Таблиця 2 - Випробування на опірність утворенню гарячих тріщин на зразках з природною жорсткістю та їх застосування

Таблиця 3 - Випробування на опірність утворенню гарячих тріщин на зразках з додатком зовнішнього навантаження та їх застосування

Додаток ТАК (довідковий). Відомості про відповідність посилальних міжнародних стандартів до посилальних національних стандартів Російської Федерації

Додаток ТАК
(довідкове)

Таблиця Д. А. .1