理化试验力学检验小结集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
小结
压力容器的力学性能检验主要包括焊接试件的力学性能分析和焊接工艺评定两部分,按照新的容规,2类的压力容器免做焊接试件的力学性能分析,除非客户有要求或是技术图纸标明,3类的则必须做。
焊接试件的力学性能分析目前的标准是《NB/T47016-2011》,焊接工艺评定的标准《NB/T47016-2011》,其检测项目基本一样,只是工艺评定需要做2个拉伸4个弯曲,而焊接试件主需要做1个拉伸和2个弯曲。
我们主要介绍工艺评定的操作方法和流程。
工艺评定中,力学性能分析包括拉伸、弯曲、冲击试验,其操作过程主要包括取样、制取、测试以及计算。
目前我们主要做的是板状对接焊缝试件的工艺评定。
主要分为下面几个方面。
首先是取样,取样方法和位置很重要,取样位置我们可以参考相关标准《NB/T47016-2011》图2上,有详细的说明(自己看)。
在取样时,我们一般采用冷加工方法,当采用热加工时必须去除热影响区,同时允许避开焊接缺陷(通过探伤找出的,在做工艺评定前需要先做探伤)缺欠制取试样,在具体加工中,为省去不必要的麻烦,我们通常使用线切割切取试样毛胚,这样的试样毛胚比较好,且无毛刺。
试样的制取尺寸,拉升一般是
38*250,中间部分宽度大小是26mm,弯曲取样是38*250mm,如果是侧弯曲,取样是
10*250mm,当然这个取样大小是可以根据情况而定的,因为标准时说可以根据情况而决定,只要符合标准都可以。
接下来是加工试样。
由于试样是板对接,中间焊缝突出,所以试样应去除余高。
但是由于焊接时板对接可能发生弯曲,所以可以在去除前允许对试样进行冷较平。
试样的厚度余高应用机械加工的方法去除,使之于母材相平,我们可以用磨床进行加工,试样表面的一些小气孔其表面光洁度要达到要求,磨光后表面不允许有明显的横向刀痕、磨痕或机械
损伤,那样特别是弯曲试样就可能产生小气孔。
同时试样上的毛刺要去除,尖锐棱角要倒圆,但是半径不宜过大,这也是为了试验过程中特别是弯曲试验角断裂。
下面我我就分别介绍制取的过程和注意事项:
1.对于拉伸试验,厚度小于或等于30毫米的试件,采用全厚
度拉伸,当试验机受能力限制不能进行全厚度拉伸时,可在厚度方向上均匀分层取样,等分后制取全厚度应接近试验机的最大厚度,等分后的两片或多片可代替以个全厚度试样的试验。
最后我们需要通过金属拉伸试样标距仪对试样进行标距。
2.对于弯曲试验拉伸试验,其实只要注意一点,当试样的厚度
小于或者等于10mm时,我们采用35*250mm的试样制取尺寸,当然面和背最好做好记号。
当试样厚度大于10毫米时,可以使用4个侧弯代替2个面弯和2个背弯。
3.冲击试验,首先是试样的制取位置。
试样的纵轴线应垂直于
焊缝轴线,缺口轴线垂直于母材表面,焊缝区试样的缺口轴线应位于焊缝中心线
上。
试样的形状、尺寸、和试验方法应该符合GB/T229的规定,当试样尺寸无法制备标准试样时(宽度为10mm),则应依次制备宽度为7.5mm或5mm的小尺寸试
样,当无法制备5*10*55的尺寸的试样时,免做冲击试样。
另外当焊缝两侧的母材的代号不同时,每侧的热影响区都应该取3个冲击试样,这样就需要9个试样。
试样应通过砂磨机磨平,加工时除了端部以外,试样的表面粗糙度应该优于5μω,然后是缺口的制备,缺口试验要求缺口分别开在热影响区和焊缝区,我们一般使用V型缺口,对于焊缝区的缺口,为清楚地显示焊缝位置,开缺口前,可用硝酸酒精溶液对试样进行侵蚀,然后按要求划线,再通过缺口仪进行加工缺口,开好缺口
前,用最小分度值不大于0.02mm的测量仪器测出试样宽度,厚度以及缺口处厚
度,并用光学投影仪检查缺口,看是否符合标准。
试样制取好了,接下来就是最主要的试验阶段。
我们的拉伸和弯曲设备都是万能试验机。
下面还是分别介绍:
1.由于拉伸试验包含高温和低温拉伸。
所以我们要按照标准通过辅助装置进行温度调节,同时通过游标卡尺测出中间拉伸位置的原始横截面积(厚度乘以宽度),所以记录上、中、下三个不同位置的数据,同时记好原始标距,选定合适的夹持装置以及适合机器的量程,同时选用合适的引伸计测屈服强度,规定延伸强度以及屈服点的延伸率,确定好试验速率,就可以进行测试了。
将试样夹持住,调节好位置,就可以进行测试了,注意记录好测试过程中的各项数据。
测完后再通过公式进行计算,算出各项数据。
2.弯曲试验比较简单,主要是压头的选择和间距的选择。
当试样的厚度小于或等于
10mm,我们采用4倍的厚度的压头,当试样的厚度大于10mm,我们会采用10*250的侧弯代替背完和面弯,所以采用40mm的压头,同时我还要注意面弯曲和背弯曲的放置。
将试样放于机器上,调低压头,通过尺将焊缝位置移到压头中间,最后开始测试,我们目前主要采用的180度的弯曲。
3.冲击试验我们采用夏比摆锤冲击试验,设备是摆锤试冲击试验机,冲击摆锤刀刃主要有2mm和8mm两种,主要采取自动送样。
由于冲击试验有温度的要求所以温度控制比较重要,手动送样的话由于受外界影响,温度落差比较大,所以主要采用自动送样,特别是低温冲击试验。
当然如果没有特殊规定,室内冲击温度应该在18-28度之间,并且在规定温度上下2度范围完成。
试验前按标准选择摆锤刀刃,还必须进行空打试验,以检查摆锤空打时的回零差。
然后就是试样的定位,不许要保证摆锤能够正好击在试样的坡口处的背面的中间,可以通过自动对中夹钳来设置。
当有小尺寸的试样进行低温冲击,必须在支座上防止适当的垫片以垫高试样,是打击中心高度为5mm,高温冲击可以不垫。
放置好试样后,就开始操作,先开摆锤开关,锁住,放好试样,再开解锁,冲击开关,任其向前继续
摆动,知道达到最低处,用制动开关刹住,使其停在稳定的位置,读取被动指针在示值盘上的数值即为吸收功,依次测完所有试样并记录。
评定合格指标(NB/T47016-2011书上上都有的:拉伸的在43页:弯曲的在48页:冲击的在49页)。