Приложение а (справочное) Методика механических испытаний сварных соединений

А.1 Испытания сварного соединения на статическое растяжение

1. Испытания следует проводить на образцах типа XII или XIII по ГОСТ 6996. Форма образца приведена на рисунке А.1. Размеры образцов указаны в таблице А.1.

Рисунок А.1 – Форма образцов (тип ХII и XIII) для испытаний сварного соединения

на статическое растяжение

Таблица А.1 – Размеры плоских образцов для испытаний на статическое растяжение (тип XII и XIII по ГОСТ 6996)

Толщина стенки, мм	Толщина образца S, мм	Ширина рабочей части образца b, мм	Ширина захватной части образца b1, мм	Длина рабочей части образца l, мм	Общая длина образца L, мм
До 6 включ.	Равна толщине стенки листа или трубы	15  0,5	25	50	l + 2h
Свыше 6 до 10 включ.		20  0,5	30	60
Свыше 10 до 25 включ.		25  0,5	35	100
Свыше 25 до 50 включ.		30  0,5	40	160
Примечания 1 Длину захватной части образца h устанавливают в зависимости от конструкции испытательной машины. 2 Скорость нагружения образцов в процессе испытаний должна составлять не более 15 мм/мин.

2. Усиление шва на образцах должно быть снято механическим способом до уровня основного металла, при этом допускается удалять основной металл по всей поверхности образца на глубину до 15 % от толщины стенки листа (трубы), но не более 4 мм. Удаление основного металла с поверхности образца производят только с той стороны, с которой снимают усиление шва. Строгать усиление следует поперек шва. Острые кромки плоских образцов в пределах рабочей части должны быть закруглены радиусом не более 1,0 мм путем сглаживания напильником вдоль кромки. Разрешается строгать усиление вдоль продольной оси шва с последующим удалением рисок. Шероховатость поверхности Rz в местах удаления усиления должна быть не более 6,3 мкм.

3. Перед проведением испытаний сварных соединений, выполненных с применением самозащитной порошковой проволоки, следует провести дефлокирующую термическую обработку образцов при температуре 250 С в течение 6 ч.

4. Временное сопротивление разрыву, определяемое на плоских образцах со снятым усилением, должно быть не ниже нормативного значения временного сопротивления разрыву основного металла листов (труб), регламентированного в ТУ и НД.

А.2 Испытания металла шва на статическое растяжение

1. Испытания следует проводить на стандартных цилиндрических образцах диаметром 6,0 мм с пятикратной базой, составляющей 30 мм (тип II согласно ГОСТ 6996, раздел 4). Форма и размеры образца приведены на рисунке А.2.

d₀ = (60,1) мм; D = 12 мм: L₀= 30 мм; L = (611) мм

Рисунок А.2 – Цилиндрический образец (тип II по ГОСТ 6996) для испытаний металла шва на статическое растяжение

2. Заготовки для изготовления образцов следует вырезать вдоль продольной оси шва из его центральных слоев. Скорость нагружения при испытаниях должна составлять не более 10 мм/мин.

3. Перед проведением испытаний сварных соединений, выполненных с применением самозащитной порошковой проволоки, следует провести дефлокирующую термическую обработку образцов при температуре 250 С в течение 6 ч.

А.3 Испытания сварного соединения на статический изгиб

1. При испытаниях стыковых соединений определяют способность сварных соединений принимать заданный по размеру и форме изгиб. Эта способность характеризуется углом изгиба , при котором в растянутой зоне образца появляется первая трещина, развивающаяся в процессе испытаний. Если длина трещин, возникающих в растянутой зоне образца в процессе испытания, не превышает 20 % от его ширины, но не более 5 мм, то такие трещины не являются браковочным признаком. Определяется также место образования трещины или разрушения (металл шва, металл околошовной зоны или основной металл).

2. Форма и размеры образцов для испытания на статистический изгиб приведены в таблице А.2 и на рисунке А.3.

Диаметр нагружающей оправки D, мм, устанавливается в соответствии с требованиями таблицы А.3.

Таблица А.2 – Размеры образцов для испытаний на статический изгиб

Вид изгиба	Толщина основного металла S, мм	Ширина образца, b, мм	Общая длина образца, L, Мм	Расстояние между опорами, мм
Корнем шва наружу или внутрь	До 12,0 включ.	1,5S, но не менее 10	2,5D + 80	2,5D
На ребро	Свыше 12,0	12,5  0,2	180 – 200	80

а) образец для изгиба корнем шва наружу или внутрь

б) образец для изгиба на ребро

Рисунок А.3 – Форма образцов для испытаний на статический изгиб

3. Толщина образцов должна равняться толщине основного металла. Усиление шва по обеим сторонам образца снимается механическим способом до уровня основного металла. Разрешается строгать усиление шва в любом направлении с последующим удалением рисок. Кромки образцов в пределах их рабочей части должны быть закруглены радиусом не менее 0,1 толщины образца (но не более 2 мм) путем сглаживания напильником вдоль кромки.

Таблица А.3 – Определение диаметра нагружающей оправки (D) для испытаний на статический изгиб

Класс прочности трубной стали	Вид испытания на изгиб	Диаметр нагружающей оправки D, мм
До К50 включ.	Корнем шва наружу или внутрь	2S  2
	На ребро	30  2
Свыше К50 до К54 включ.	Корнем шва наружу или внутрь	3S  2
	На ребро	40  2
От К55 до К65 включ.	Корнем шва наружу или внутрь	4S  2
	На ребро	50  2
Примечание – S – толщина основного металла.

4. Перед проведением испытаний сварных соединений, выполненных с применением самозащитной порошковой проволоки следует провести дефлокирующую термическую обработку образцов при температуре 250 С в течение 6 ч.

5. Обязательным условием проведения испытаний является плавность возрастания нагрузки на образец. Испытания проводят со скоростью не более 15 мм/мин до достижения нормируемого угла изгиба или угла изгиба, при котором образуется первая являющаяся браковочным признаком трещина. Угол изгиба при испытании до образования первой трещины замеряют в ненапряженном состоянии с погрешностью 2.

6. Среднее арифметическое значение угла изгиба образцов должно быть не менее 120, а минимальное значение угла изгиба одного образца должно быть не ниже 100. При подсчете среднего арифметического значения угла изгиба все углы более 150 следует принимать равными 150.

А.4 Испытания различных участков сварного соединения на ударный изгиб

1. При испытании на ударный изгиб определяют энергию удара и ударную вязкость металла шва на образцах с острым надрезом (Шарпи) типа IХ (для толщины основного металла 11 мм и более) и типа Х (для толщины основного металла от 6 до10 мм) по ГОСТ 6996. Форма и размеры образцов приведены на рисунке А.4. Схема нанесения надреза на образцах приведена на рисунке А.5.

Рисунок А.4 – Форма и размеры образцов для испытаний на ударный изгиб

по ГОСТ 6996

2. Вырезку и изготовление образцов следует производить таким образом, чтобы одна из чистовых поверхностей каждого образца (после окончательной обработки) располагалась на расстоянии от 1 до 2 мм от наружной поверхности листа (трубы). При вырезке образцов из соединений с толщиной основного металла 11 мм и 6 мм допускается наличие необработанного основного металла на двух поверхностях образца. Надрез наносят перпендикулярно поверхности трубы (см. рисунок А.5).

3. При номинальной толщине стенки листа (трубы) более 19 мм для испытаний на ударный изгиб следует изготовить дополнительно два комплекта образцов (по шву и по ЗТВ), одна из чистовых поверхностей которых расположена на расстоянии от 1 до 2 мм от внутренней поверхности листа (трубы). Каждый комплект должен включать в себя не менее трех образцов.

4. Ударная вязкость, определяемая как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов, должна быть не менее значений, указанных в 5.4.3.

а) по металлу сварного шва (по оси шва) б) по металлу в зоне термического влияния

Рисунок А.5 – Схема выполнения надреза на образцах для испытаний на ударный изгиб

А.5 Определение твердости металла различных участков сварных соединений

1. Измерение твердости по Виккерсу (НV10) производят на образцах (макрошлифах), вырезанных таким образом, чтобы были охвачены все участки сварного соединения (шов, зона термического влияния, основной металл). Должна быть обеспечена параллельность сечений шлифа и обработка поверхности в местах замеров с шероховатостью Rа не более 0,80 мкм. Схема замера твердости для односторонних и двухсторонних стыковых соединений, а также нахлесточных соединений приведена на рисунке А.6. В каждой зоне замера должно быть не мене четырех отпечатков (для ЗТВ и основного металла – с двух сторон от оси шва).

а) зона замера твердости для одностороннего стыкового соединения

б) зона замера твердости для двухстороннего стыкового соединения c X-образной разделкой кромок

Рисунок А.6, лист 1 – Схема замера твердости по Виккерсу в различных зонах сварного соединения

в) зона замера твердости для двухстороннего стыкового соединения c К-образной разделкой кромок

г) зона замера твердости для нахлесточного соединения

I и II – линии замера твердости; 1; 2; 3… 20 – точки замера твердости.

Рисунок А.6, лист 2 – Схема замера твердости по Виккерсу в различных зонах сварного соединения

2. Линии замера твердости (I и II) в стыковом соединении следует располагать на расстоянии от 1,5 до 2 мм от соответствующих поверхностей образца.

3. Схема замера твердости в тавровом соединении аналогична схеме замера в нахлесточном соединении. Линия замера твердости металла шва в этих соединениях должна располагаться на расстоянии от 1,5 до 2 мм и величина выпуклости шва от наружной поверхности шва. В случае отсутствия выпуклости шва, а также при наличии вогнутости, линия замера твердости металла шва должна проходить на расстоянии от 1 до 2 мм от его поверхности.