Способ изготовления образца для испытания сварных труб

 

Изобретение относится к механическим испытаниям сварных труб, и найдет применение в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. В стенках трубы сверлят отверстия, располагая их в вершинах прямоугольных равнобедренных треугольников, гипотенузы которых параллельны или перпендикулярны образующей поверхности трубы. Перемычки металла между отверстиями совпадают по направлению с векторами главных нормальных напряжений в стенке при кручении трубы. Помещая отверстия вне шва и в шве, обеспечивают возможность испытания и сравнительной оценки сопротивления металла шва и других структурных зон сварного соединения в трубе. Такая схема сверления отверстий позволяет обеспечить возможность испытывать металл трубы на прочность при растяжении-сжатии в условиях нагружения способом кручения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)5 В 23 К 28/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТСРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4428346/31-27 . (22) 23.05.88 (46) 30.01.90. Бюл, Н - 4 (71) Кировский политехнический институт (72) Д.И.Василевич и В.Н.Дубров (53) 621 ° 791.75.011 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1) 1065725, кл. G 01 N 3/08, 1984.

Испытания металлов./Под ред, .

К.Нитцше, М.: Металлургия, 1967, с.156, 158. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦА ДЛЯ

ИСПЫТАНИЯ СВАРНЫХ ТРУБ (57) Изобретение относится к механическим испытаниям сварных труб и найдет применение в различных отраслях машиностроения. Цель изобретения—

Изобретение относится к механическим испытаниям сварных соединений и может быть использовано при отработке технологии сварки трубчатых элементов конструкции.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей за счет обеспечения возможности испы. тания материала сварной трубы в условиях циклического растяжения-сжатия при нагружении трубы кручением, а также обеспечение возможности сравнительной оценки сопротивления различных структурных зон сварной трубы.

На чертеже представлена схема испытаний.

2 расширение технологических воэможностей. В стенках трубы сверлят отверстия, располагая их в вершинах прямоугольных равнобедренных треугольников, гипотенузы которых параллельны или перпендикулярны образующей поверхности трубы. Перемычки металла между отверстиями совпадают по направлению с векторами главных нормальных напряжений в стенке при кручении трубы. Помещая отверстия вне шва и в шве, обеспечивают воэможность испытания и сравнительной оценки сопротивления металла шва и других структурных эон сварного соединения в трубе.

Такая схема сверления отверстий позволяет обеспечить возможность испытывать металл трубы на прочность при растяжении-сжатии в условиях нагружения способом кручения. 1 ил.

После выполнения кольцевого сварного стыкового шва 1 в трубных заготовках 2 выполняют отверстия 3.

Отверстия 3 сверлят в вершинах (:Р

:прямоугольных равнобедренных треугольников с гипотенузами, параллель- Q1 ными или перпендикулярными относительно образующей поверхности трубы.

Отверстия 3 сверлят по предварительной разметке. Центры отверстий размещают таким образом, чтобы образовать между отверстиями объемы металла, охватывающие именно те зоны соединения, которые планируют испытать при последующем нагружении готового образца. Края отверстий закругляют

1539025 любым из известных способов, например, электрохимическим полированием.

Кроме того, отверстия сверлят в различных точках поверхности в преде5 лах рабочей части образца, смещая их вдоль оси шва и поперек нее, в шве и

Вне шва.

При нагружении испытуемого трубНого образца циклическим кручением в объеме стенки трубы возникает циклическое напряженное состояние с

Главными напряжениями растяжениясжатия, векторы которых ориентированы йод углом 45 к образующей поверхнос- 1 ти трубы. Таким образом, возможность использования такого простого способа йагружения, как циклическое кручение, для создания напряжений растяжениясжатия в испытуемых объемах стенки трубы, определяется геометрией рабочих сечений образца. Располагая сверления в вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника при изготовлении трубного образца, образуют рабочие участки образца в виде перемычек переменного сечения между отверстиями.

Оси этих перемычек будут оривнтированы под углом 45, к образующей 30 поверхности трубы, т.е. по направлеНиям действия главных напряжений при последующем нагружении образца кручения. Смещая отверстия за пределы металла собственно сварного шва, образуют рабочие перемычки сорокапятиградусной ориентации, имеющие поперечные сечения в околошовной зоне и на линии сплавления и т.д. При посЛедующем испытании разрушение пойдет предпочтительнее между сверлениями, выполненными в самой слабой структурной зоне. Этим открывается воэможность оценить сравнительное сопротивление различных структурных эон сварной трубы, а не только шва.

Пример. Способ изготовления образца проверили на конкретном примере: изготовили несколько образ- цов из сварной трубы: сваривали аргонодуговым способом трубные заготовки из стали ЗОХГСА, диаметром

22 мм при толщине стенки 1,5 мм.

Сварные трубки резали на участки длиной 150 мм. Шов выполняли по присадке иэ малоуглеродистой прово- 55 локи диаметром 1,8 мм. Усиления шва удалялись точением изнутри трубы и снаружи. Иесто положения шва перед разметкой отверстий фиксировали травлением металла раствором азотной кислоты. Отверстия диаметром

3 мм сверлили так, что они оказались в вершинах прямоугольных равнобедренных треугольников с гипотенузой, перпендикулярной образующей поверхности трубы. Длина катетов в треугольниках при разметке 8 мм. Наименьшая ширина в перемычках между отверстиями составила всюду 4 мм.

Отверстия расположили и вне металла шва так, что при последующем нагружении образца деформации растяжениясжатия одинаковой величины проходили и в металле шва, и в околошовной зоне, и в основном металле. Испытания образцов проводили циклическим кручением на установке-тораторе при частоте 150 Гц. После 80 тыс,циклов появилась трещина в околошовной зоне сварного соединения. Этим подтвердили возможность испытания образца, изготовленного по новому способу. Образец, изготовленный по известному способу, не дал трещины ни в одной из перемычек в металле шва при той же амплитуде колебаний даже через 15 «

«10 циклов .

Таким образом, способ изготовления образца дает преимущество сравнительно с известными: обеспечивает возможность испытания сварной трубы растяжением-сжатием при нагружении образца простым способом-кручением, с определением зоны наименьшего сопротивления.

Формула изобретения

1. Способ изготовления образца для испытания сварных труб, включающий сварку заготовок и последующее формирование рабочего сечения сверлепием отверстий в стенках трубы, отличающийся тем,, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения испытаний материала циклическим растяжением-сжатием за счет использования крутильных колебаний, отверстия сверлят в вершинах прямоугольных равнобедренных треугольников с гипотенузами, параллельными или нормальными образующей поверхности трубы.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю щ и Й с я тем, что, с целью обеспечения сравнительной оценки сопроСоставитель Л.Назарова

Техред Л.Сердюкова Корректор В ° Гирняк

Редактор M.ÒîâòèH

Заказ 182 Тираж 621 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

6 тивлений различных структурпых зон талле IHBB H B soHBx> прилегающих к сварной трубы, отверстия сверлят в ме