3
45
51
54
58
62
62
66
ВВЕДЕНИЕ
Основное требование, предъявляемое к технологиям сварки, состоит
в обеспечении заданного уровня качества сварного соединения при минимальной себестоимости и максимальной производительности. <...> Каждому изделию (детали или техническому устройству) присущи определенные показатели качества. <...> Классификация, обозначение и
определения» дефекты классифицированы на шесть следующих групп:
1 – трещины;
2 – полости, поры;
3 – твердые включения;
4 – несплавления и непровары;
5 – нарушение формы шва;
6 – прочие дефекты, не включенные в вышеперечисленные группы. <...> Например, твердые включения, представляющие собой инородные вещества металлического или неметаллического происхождения в металле сварного шва, подразделяются
на шлаковые, флюсовые, оксидные, металлические (вольфрамовые, медные и прочие). <...> Собственно сварочные дефекты заключаются в нарушении формы и размеров шва, появлении наружных и
внутренних несплошностей в шве и зоне термического влияния. <...> Указанные отклонения приводят к непровару корня шва, прожогам,
увеличению трудоемкости и расхода материалов, появлению неметаллических включений, пор, несплавлений и т.д. <...> Форма и размеры сварных швов зависят от типа соединения, толщины свариваемого металла и условий эксплуатации конструкции. <...> Основные конструктивные элементы стыкового (а) и
таврового (б) швов: S – толщина свариваемого металла, e – ширина шва,
k-катет шва, g – усиление шва, g1 – усиление корня шва,
b – ширина корневого шва
При термической сварке швы могут иметь неравномерную ширину и
высоту, бугры и седловины. <...> 6
К наружным дефектам относят наплывы, подрезы, кратеры, прожоги, случайное оплавление основного металла в результате зажигания или
гашения дуги. <...> Наплывы в швах
Появление наплывов обусловлено следующими причинами: повышенная сила тока при длинной дуге и большой скорости сварки; неудобное
пространственное положение шва (вертикальное, потолочное); увеличенный наклон <...>
ispitan.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
И. М. Ковенский, В. Н. Кусков
ИСПЫТАНИЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ДЕТАЛЕЙ И КОНСТРУКЦИЙ
НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Допущено Учебно-методическим объединением вузов
Российской Федерации по нефтегазовому образованию
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению подготовки бакалавров 131000
«Нефтегазовое дело», по представлению Ученого совета ГОУ ВПО
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Тюмень
ТюмГНГУ
2011
Стр.1
УДК 624.014
ББК 34.2+34.441
К 56
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор В. С. Кушнер
кандидат технических наук, доцент А. Г. Мельников
Ковенский, И. М.
К 56
Испытания сварных соединений деталей и конструкций нефтегазового
оборудования : учебное пособие / И. М. Ковенский,
В. Н. Кусков. - Тюмень : ТюмГНГУ, 2011. – 120 с.
ISBN 978-5-9961-0380-5
В учебном пособии рассмотрены методы испытания, определения
свойств и анализа структуры сварных соединений. Показаны
особенности применения типового и специализированного оборудования.
Приведены характеристики приборов, требования к образцам,
примеры испытаний, а также наиболее востребованные справочные
данные.
Предназначено в качестве учебного пособия по материаловедению
и технологии конструкционных материалов для студентов,
обучающихся по направлению «Нефтегазовое дело», может быть
полезно студентам машиностроительных специальностей.
УДК 624.014
ББК 34.2+34.441
ISBN 978-5-9961-0380-5
© Государственное образовательное
учреждение высшего
профессионального образования
«Тюменский государственный
нефтегазовый университет», 2011
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
1.
ВВЕДЕНИЕ .........................................................................................
ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ....................................
1.1. Классификация дефектов ..................................................................
1.2. Оценка влияние дефектов на работоспособность сварных
соединений ..........................................................................................
2.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ……………………………………..
2.1. Особенности механических испытаний сварных соединений ......
2.2. Испытания на статическое растяжение ...........................................
2.3. Испытания на ударный изгиб (на надрезанных образцах) ............
2.4. Измерение твердости ........................................................................
2.5. Испытания на статический изгиб .....................................................
СТРУКТУРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ......................
3.1. Микроскопические методы ...............................................................
3.1.1. Световая микроскопия .......................................................................
3.1.2. Просвечивающая электронная микроскопия ..................................
3.
3.1.3. Растровая электронная микроскопия и рентгеноспектральный
анализ ..................................................................................................
3.1.4. Автоионная микроскопия ..................................................................
3.2.
Рентгеноструктурный анализ ............................................................
3.3. Методы электронной спектроскопии ...............................................
3.4.
НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ .........................
4.1. Визуально-измерительный контроль ...............................................
4.2.
4.
Радиографический контроль .............................................................
4.2.1. Применяемое оборудование ..............................................................
4.2.2. Методика радиографического контроля ..........................................
4.3. Ультразвуковой контроль ..................................................................
4.3.1. Методы ультразвукового контроля ..................................................
4.3.2. Основные параметры контроля ........................................................
4.4. Электромагнитные методы контроля ...............................................
4
5
5
12
16
16
19
22
27
30
38
38
38
42
Резонансные методы исследования ..................................................
3.4.1. Ядерный гамма-резонанс (эффект Мессбауэра) .............................
3.4.2. Аннигиляция позитронов ..................................................................
45
51
54
58
62
62
66
69
69
75
75
80
87
87
91
95
4.5. Капиллярная дефектоскопия ............................................................. 101
5.
ИСПЫТАНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
И ИХ ВНУТРИТРУБНАЯ ДИАГНОСТИКА ............................. 105
5.1. Гидравлические испытания ............................................................... 105
5.2. Пневматические испытания .............................................................. 107
5.3. Внутритрубная диагностика трубопроводов ................................... 109
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................. 119
3
Стр.3
ВВЕДЕНИЕ
Основное требование, предъявляемое к технологиям сварки, состоит
в обеспечении заданного уровня качества сварного соединения при минимальной
себестоимости и максимальной производительности. Согласно
ГОСТ 15467-79, под качеством понимают совокупность свойств продукции,
обусловливающих ее пригодность удовлетворять различные потребности
в соответствии с назначением. Каждому изделию (детали или техническому
устройству) присущи определенные показатели качества. К показателям
качества сварных соединений относятся характеристики прочности
и пластичности, вязкости, жаропрочности, коррозионной стойкости и
др.
В настоящее время в сварочном производстве существует реальная
возможность технологического управления показателями качества. Эта
возможность может быть реализована как рациональным выбором типа
электрода и режимов сварки, так и совершенствованием методик, используемых
для изучения структуры и свойств.
Для получения сварных соединений с оптимальными эксплуатационными
свойствами необходимо иметь четкие и по возможности полные
представления о структуре, обеспечивающей такие свойства. Это особенно
важно в связи с тем, что структура сварных соединений имеет, как правило,
нетривиальный характер. Ее формирование происходит в термодинамически
неравновесных условиях при температурах, значительно превышающих
температуру классических видов термообработки, в малых объемах,
ограниченных зоной расплавления, и в ряде случаев с дополнительным
механическим воздействием. Поэтому адекватная оценка строения и
структуры сварных соединений позволяет не только характеризовать их
качество и свойства, но и наметить пути управления структурными и фазовыми
превращениями, задавая научно-обоснованные параметры сварочного
процесса.
В настоящем издании рассмотрены возможности классических и современных
методов исследования, анализа и контроля применительно к
испытаниям сварных соединений.
4
Стр.4