Лаборатория механических испытаний

ООО «ТПС» проведет изготовление образцов и необходимые механические испытания с учетом требований ОАО « АК «Транснефть» согласно документам:

– РД-03.120.10-КТН-007-16 «Положение об аттестации сварочного производства на объектах ОАО «АК «Транснефть»

– РД -25.160.10-КТН-037-14 «Сварка при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов»

– РД-25.160.10-КТН-015-15 «Инструкция по технологии сварки при строительстве и ремонте стальных вертикальных резервуаров»

– РД-23.040.00-КТН-386-09 Технология ремонта магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов с давлением до 6,3 МПа.

Механические испытания образцов обычно проводят при допускных испытаниях сварщиков перед началом сварочных работ.

Таблица 1 – Количество образцов для механических испытаний при проведении допускных испытаний сварщиков на объектах ОАО «АК «Транснефть»


Испытания на статическое растяжение позволяют определять ключевые механические характеристики материалов.

В соответствии со стандартами проводится испытание специально подготовленных образцов на разрывной машине с записью диаграммы нагружения в цифровом виде на ПК. На основании данной диаграммы рассчитываются следующие параметры:

  • предел пропорциональности;
  • предел упругости;
  • модуль упругости;
  • физический предел текучести;
  • условный предел текучести;
  • временное сопротивление;
  • относительное равномерное удлинение;
  • относительное удлинение после разрыва;
  • относительное сужение поперечного сечения после разрыва.

 

Используемое оборудование:

Машина испытательная универсальная TIME WEW 1000D – сервогидравлическая испытательная машина Time Group Inc. с отображением результатов испытаний на компьютере, предназначена для проведения испытаний образцов на растяжения, сжатие и изгиб в диапазоне нагрузок до 1000 кН (100000 кг).

Технические характеристики TIME WEW 1000D

Максимальная нагрузка, кН 1000
Тип захватов гидравлические
Круглый образец, мм Ø13 – 60
Плоский образец, мм 0-40
Ширина плоского образца, мм 125
Максимальное пространство для испытания на растяжение, мм 600
Максимальное пространство для испытания на сжатие, мм 470
Расстояние между колонн, мм 565
Размер компрессионных пластин сжатия, мм 204×204
Пролет между опорами при испытании на изгиб, мм 800
Ширина опоры при испытании на изгиб, мм 140
Допустимый изгиб, мм 150

 

Наша  лаборатория всегда готова провести для Вас качественные испытания и выдать необходимые протоколы и заключения.

Так же для Вас мы можем оказать услуги по  техническому сопровождению аттестации специалистов разрушающего или неразрушающего контроля .

 


Испытание на статический изгиб проводится для определения способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию, характеризуемую углом изгиба, или для оценки предельной пластичности металла при изгибе. Предельная пластичность характеризуется углом изгиба до образования первой трещины.

Испытание на изгиб проводят на универсальных испытательных машинах или прессах.

При изготовлении образца на его гранях после механической обработки не должно быть поперечных рисок от режущего инструмента. Шероховатость поверхности образца после механической обработки – не ниже требований ГОСТ 14019-2003, ГОСТ 6996-66.

Испытание на статический изгиб может проводиться:

– до определенного угла;

– до параллельности сторон;

– вплотную до соприкосновения сторон.

Вид изгиба должен быть оговорен в нормативно-технической документации на контролируемое изделие.
Используемое оборудование:
Машина испытательная универсальная TIME WEW 1000D – сервогидравлическая испытательная машина Time Group Inc. с отображением результатов испытаний на компьютере, предназначена для проведения испытаний образцов на растяжения, сжатие и изгиб в диапазоне нагрузок до 1000 кН (100000 кг)

Технические характеристики TIME WEW 1000D

Максимальная нагрузка, кН 1000
Тип захватов гидравлические
Круглый образец, мм Ø13 – 60
Плоский образец, мм 0-40
Ширина плоского образца, мм 125
Максимальное пространство для испытания на растяжение, мм 600
Максимальное пространство для испытания на сжатие, мм 470
Расстояние между колонн, мм 565
Размер компрессионных пластин сжатия, мм 204×204
Пролет между опорами при испытании на изгиб, мм 800
Ширина опоры при испытании на изгиб, мм 140
Допустимый изгиб, мм 150

 

Наша  лаборатория всегда готова провести для Вас качественные испытания и выдать необходимые протоколы и заключения.

Так же для Вас мы можем оказать услуги по  техническому сопровождению аттестации специалистов разрушающего или неразрушающего контроля .

 


Ударная вязкость – одна из важнейших характеристик конструкционных сталей. Данная характеристика определяется при испытании на ударный изгиб и показывает величину работы, которую нужно потратить, чтобы разрушить стандартный образец с надрезом на специально разработанном для данного испытания оборудовании – маятниковом копре.

Одним из основных критерием качества сталей является способность сопротивления хрупкому разрушению, эта способность качественно выражена в величине ударной вязкости.

Хрупкое разрушение – наиболее опасный вид разрушения конструкции. Его опасность заключается в том, что оно происходит без каких-либо предвестников (например, без пластической деформации). А рост трещины происходит практически мгновенно, скорость распространения трещины при хрупком разрушении приблизительно равна скорости звука в металле.

Испытание на ударный изгиб призматических образцов с надрезом при пониженной, комнатной и повышенной температурах металлов и сплавов, а также сварных соединений регламентировано ГОСТ 9454-78, ГОСТ 6996-66.

Метод испытания на ударный изгиб основан на разрушении образца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра. Работа удара (К) определяется по шкале маятникового копра. Ударная вязкость (КС) оценивается как частное от деления работы удара к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.

Испытание на ударный изгиб при пониженной, комнатной (20 ± 10 ° С) и повышенной температурах проводят на маятниковых копрах с энергией маятника, достаточной для разрушения образца с надрезом по ГОСТ 10708-82.

Температурой испытания на ударный изгиб считается температура образца в момент удара. Температуру испытания указывают в нормативно-технической документации на контролируемое изделие.

Охлаждение образцов на ударный изгиб производят в сосуде с термоизолирующими стенкам..

Контроль температуры охлаждаемых образцов в термостате осуществляется термометрами (спиртовыми, толуоловыми и др.) с погрешностью измерения не более ± 0,5° C .

Нагрев образцов на ударный изгиб в интервала температур от плюс 20°С до плюс 100°С производят в воде, а в интервале температур выше плюс 100° C – в муфельных печах.

Контроль температуры нагрева образцов осуществляется термометрами или термопарами.

Выдержка образцов при заданной температуре (с учетом необходимого переохлаждения или перегрева) должна быть не менее 15 мин.

Установка образца производится с помощью шаблона обеспечивающего симметричное расположение концентратора относительно опор с погрешностью не более ± 0,5 мм.
Для обозначения геометрии надреза используют буквы V или U.

Используемое оборудование:

В зависимости от требований к испытанию, на маятник могут устанавливаться съемные молоты, входящие в стандартный комплект поставки, что обеспечивает получение номинальной потенциальной энергии маятников на копре в 250 и 500 Дж.

Копёр маятниковый TIME JBW 500 – предназначен для измерения энергии разрушения образцов при испытаниях на двухопорный ударный изгиб.

Принцип действия копра основан на измерении количества энергии, затраченной на разрушение образца единичным ударным нагружением. Количество энергии определяется как разность между значениями потенциальной энергии маятника копра до удара, и после разрушения образца.

Технические характеристики маятникового копра JB-W500:

Запас потенциальной энергии маятников 500/250 Дж
Диапазон измерения энергии 50÷500/25÷250 Дж
Момент маятника 267,8 / 133,9 Нм
Скорость движения маятника в момент удара 5.4 м/с
Угол подъема маятника 150 о
Угол ножа маятника 30±1о
Размеры испытываемого образца 10х10х55 мм (U-,V-образный надрез глубиной 2 мм)

Наша  лаборатория всегда готова провести для Вас качественные испытания и выдать необходимые протоколы и заключения.

Так же для Вас мы можем оказать услуги по  техническому сопровождению аттестации специалистов разрушающего или неразрушающего контроля .

 


При испытании металла на твердость определяют его сопротивление деформированию при вдавливании наконечника (индентора) в испытуемый объект. Твердость металла находится в соотношении с характеристиками механических свойств металлов. Поэтому в ряде случаев ограничиваются (особенно при контроле швов готовых крупногабаритных аппаратов и сосудов) определением твердости, не производя испытании на статическое растяжение
Методы испытания твердости металлов разделяются на статические и динамические.

Статический метод измерения твердости заключается в том, что к индентору нагрузка прилагается плавно, постепенно и выдерживается в течение определенного времени.

Измерение твердости статическими методами осуществляется на приборах типа Бринелля, Роквелла, Виккерса. Для измерения твердости крупногабаритных аппаратов в цеховых или полевых условиях применяются различные приборы переносного типа.

Динамический метод измерения твердости заключается в том, что индентор вдавливается в материал, имея определенную величину кинетической энергии.

К динамическим методам измерения твердости относят переносные приборы, принцип действия которых заключается в том, что индентор под действием наносимого удара одновременно вдавливается в испытуемую поверхность и эталонный образец с известной твердостью. Результаты испытания получаются тем точнее, чем ближе по твердости образец и эталон (контрольный брусок).

Метод используют для контроля крупногабаритных изделий и деталей, установка которых на стационарных приборах затруднительна.

Основные области применения для наиболее часто используемых способов испытания на твердость следующие:

– по Бринеллю – металлические материалы и сварные швы твердостью до H В450;

– по Виккерсу – металлические материалы от очень низкой до очень высокой твердости; пригоден для твердых материалов и пленок, а также для тонких слоев;

– по Роквеллу (шкала С) – закаленные стали в диапазоне твердости HRC от 20 до 67;

– по Роквеллу (шкала В) – материал средней твердости, стали с низким и средним содержанием углерода, латуни в диапазоне твердости НRВ от 35 до 100.

Микротвёрдость  – это твёрдость отдельных фаз и структурных составляющих, твёрдость внутри отдельных зёрен, тонкого поверхностного слоя (после химико-термической обработки) и тонких листов и фольги. Микротвёрдость измеряется вдавливанием алмазной пирамидки под нагрузкой менее 2 н (200 гс). Выбор участка для испытания микротвёрдости и определение размеров отпечатка производят под микроскопом, затем по специальным таблицам пересчитывают на так называемое число твёрдости — отношение нагрузки к площади поверхности отпечатка. Прибор для определения микротвёрдости обеспечивает возможность выбора участка микроструктуры, где будет произведено вдавливание; благодаря малым размерам отпечатка можно измерять микротвёрдость отдельных фаз или даже отдельных зёрен. Данные о микротвёрдости используют для изучения неоднородности распределения растворимых примесей по зерну, исследования пластической деформации, построения диаграмм фазового равновесия и т. д.

Используемое оборудование:

Динамический твердомер ТКМ-359 – применяется для оперативного измерения твердости металлов, контроля качества термообработки, закалки ТВЧ, оценки механической, прочности. Реализует измерения в основных стандартизованных шкалах твердости – HRC, HB, HV, шкалах HRA, HRB, HSh и σв (предел прочности на разрыв пересчет по ГОСТ 22791-77,  для сталей перлитного класса).

Технически характеристики динамического твердомера ТКМ-359:

Диапазон измерения:
по Роквеллу:
20 … 70 HRC
по Бринеллю:
95 … 470 HB
по Виккерсу:
240 … 800 HV
Относительная приведенная погрешность:
по Роквеллу:
2,0 %
по Бринеллю:
4,0 %
по Виккерсу:
4,0 %

Наша  лаборатория всегда готова провести для Вас качественные испытания и выдать необходимые протоколы и заключения.

Так же для Вас мы можем оказать услуги по  техническому сопровождению аттестации специалистов разрушающего или неразрушающего контроля .

 


Основной задачей металлографических исследований является анализ структуры и дефектов основного и наплавленного металла сварного соединения. Металлографические исследования включают в себя макро- и микро- структурный методы.

Исследования микроструктуры

При микроструктурном анализе исследуется структура и пороки металла. С помощью микроисследования можно установить:

– Качество металла, в т. ч. Обнаружить пережог металла;

– Величину зерен металла;

– Наличие окислов по границам зерен;

– засоренность неметаллическими включениями (оксиды, сульфиды);

– изменение состава металла при сварке;

– микроскопические трещины, поры и другие дефекты структуры;

Исследования макроструктуры

При макроструктурном методе изучаются макрошлифы и изломы металла.

Макрошлиф — это зашлифованный образец металла, протравленный растворами приведенными в ГОСТ 10243-75. Шлифы вырезают из сварного шва или пробных пластин.

Излом является одним из лучших методов выявления этого дефекта. По излому можно судить и о том, где произошло разрушение металла — по зерну или по границам зерен.

Оценку макротемплетов и изломов производят осмотром невооруженным глазом. Для уточнения классификации дефектов допускается применять двух-, четырехкратное увеличение.

Наша  лаборатория всегда готова провести для Вас качественные испытания и выдать необходимые протоколы и заключения.

Так же для Вас мы можем оказать услуги по  техническому сопровождению аттестации специалистов разрушающего или неразрушающего контроля .

 


Стилоскопирование — простейший вид качественного спектрального анализа на наличие легирующих элементов в различных металлах и сплавах. Ему обязательно подвергают все нагревающиеся элементы котлов и трубопроводов, изготовленных из легированной стали, а также наплавленный металл сварных швов для установления марочного соответствия примененных сварочных материалов.

Стилоскопирование сварных швов проводится, как проверка визуального качества по фото. Для проведения испытаний и изучения полученных спектров используется специальный прибор — стилоскоп. От мощности данного оборудования зависят пределы возможностей стилоскопирования. Анализ на стилоскопе сопровождается минимальными повреждениями исследуемого образца, что позволяет проверять готовые детали и сварные соединения.

Объем контроля стилоскопированием.

При проведении всех видов сварки с использованием легированных присадочных материалов металл полученного шва подвергается стилоскопированию. Методика применима до проведения термической обработки элементов конструкции, деталей.

Данная методика контроля качества эффективно применяется для:

– Контроля на наличие легирующих элементов (кроме марганцовистой и кремнемарганцовистой) в сплавах и металле для труб любого типоразмера, литых деталей, шпилек арматур, паропроводных и пароперепускных труб теплового оборудования, переходов, отводов, тройников и др.

– проверки соответствия материала свариваемых элементов;

– проведения анализа металлических деталей энергетических установок;

– анализа тонкой проволоки, ленты, образцов малой массы из легкоплавких сплавов;

– определения химического состава материалов крупногабаритных объектов, их сварных соединений;

– определения в сварных швах малого содержания трудновозбудимого элемента (углерода от 0,1%, кремния от 0,1%, серы от 0,2%)

– контроля сварных швов деталей и частей конструкций, которые работают под давлением;

– качественного контроля чистоты различных марок сплавов сталей;

– контроля металла коррозиестойкой наплавки;

– определения наличия хрома, молибдена.

Стилоскопирование для контроля качества металлов и сварных соединений может использоваться:

– На складах машиностроительных заводов при контроле материалов;

– на шихтовых дворах при контроле качества;

– на пунктах сортировки металлического лома;

– в лабораториях литейных цехов;

– в нефтяном и химическом аппаратостроении;

– в газовой промышленности.

Рамки применения данного метода контроля значительно расширяются за счет возможности его использовать не только в условиях спектральной лаборатории (стационарный стилоскоп), но и в полевых условиях.

Используемое оборудование:

Анализатор портативный рентгенофлуоресцентный DELTA Element DE-2000 – обеспечивает качественный анализ химического состава материалов, быстро и точно определяя чистые металлы и марки сплавов, определяет химический состав и марку интересующих сплавов для подтверждения технических характеристик материала.

Наша  лаборатория всегда готова провести для Вас качественные испытания и выдать необходимые протоколы и заключения.

Так же для Вас мы можем оказать услуги по  техническому сопровождению аттестации специалистов разрушающего или неразрушающего контроля .

 


Квалифицированная команда дефектоскопистов ООО «ТПС» проведет определение содержания ферритной фазы.

Определение содержания ферритной фазы проводят в следующих случаях:

  • Для аустенитных сварочных материалов, предназначенных для сварки соединений, работающих при температуре 450°С и выше, в соответствии с требованиямиГОСТ 9466ГОСТ 2246. Содержание ферритной фазы в наплавленном металле должно быть не более 6%. Определение ферритной фазы проводят согласно ГОСТ 11878-66 « Методы определения содержания ферритной фазы в прутках»
  • В сварных соединениях трубопроводов из аустенитных сталей наPN>100 в объеме 100% на сборочных единицах, предназначенных для работы при температуре выше 350°С, а в остальных случаях – по  требованию проекта. Определение содержания ферритной фазы проводят согласно ГОСТ Р 53686-2009 «Сварка. Определение содержания ферритной фазы в металле сварного шва аустенитных и двухфазных феррито-аустенитных хромоникелевых коррозионностойких сталей»
  • Содержание ферритной фазы в металле шва или наплавленном металле аустенитной стали следует определять при наличии указаний в проекте и НТД на объект.

В вопросе качества нержавеющих аустенитных сварочных материалов важным показателем является их содержание ферритной фазы. Феррит весьма эффективен для предотвращения горячих трещин в нержавеющих аустенитных сварочных металлах. Однако феррит может также вызывать охрупчивание (охрупчивание α-фазой) сварочного металла при высоких температурах, а также снижать его ударную вязкость при криогенных температурах. Поэтому контроль содержания ферритной фазы очень важен при применении аустенитных сварочных материалов. Обычно сварочные материалы из аустенита разработаны таким образом, что содержание феррита в них составляет примерно от 3 до 10%, что позволяет предотвращать появление горячих трещин и минимизировать охрупчивание при высоких температурах.

На Рис. 1 показана типичная микроструктура наплавленного металла аустенитной проволокой: темные участки – феррит, а светлые – аустенит.

Рисунок 1 – Микроструктура наплавленного металла

Феррит и аустенит обладают совершенно разными физическими свойствами. Феррит – магнитен, аустенит –немагнитен.

Эта разница магнитных свойств очень важна в вопросе определения содержания ферритной фазы аустенитного сварочного металла, так как  именно магнитные методы  часто используются для измерения содержания ферритной фазы. Ферритометр (Рис. 2) – прибор, часто применяемый для локального измерения содержания ферритной фазы в металле сварных швов магнитным методом, так как его контактный датчик достаточно мал, чтобы его можно было использовать на небольшом участке сварочного металла.

Рисунок  2 — Определение содержания ферритной фазы ферритометром


ООО «ТПС» проведет испытания образцов для определения стойкости к межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032-2003.

Определение стойкости к межкристаллитной коррозии (МКК) проводят в следующих случаях:

  • При наличии требований по стойкости сварных соединений против межкристаллитной коррозии аустенитные сварочные материалы необходимо испытывать в соответствии сГОСТ 6032-2003 
  • При наличии требований по стойкости сварных соединений к межкристаллитной коррозии в ППР, чертежах сварные образцы необходимо испытывать в соответствии сГОСТ 6032-2003 
  • При наличии требований по стойкости сварных соединений к межкристаллитной коррозии НТД на объект сварные образцы необходимо испытывать в соответствии сГОСТ 6032-2003 
  • При производственной аттестации процесса сварки.

Межкристаллитной коррозией называется такой вид коррозии, при котором разрушению подвергаются преимущественно границы зерен металла.

Межкристаллитная коррозия характерна для нержавеющих сталей и упрочненных алюминиевых сплавов, особенно на участках сварки, и характеризуется относительно равномерным распределением множественных трещин на больших участках поверхности конструкций. Глубина трещин обычно меньше, чем их размеры на поверхности.

Основной характеристикой межкристаллитной коррозии является средняя скорость проникновения коррозионных трещин вглубь металла, устанавливаемая в соответствии с ГОСТ 9.021-74 и ГОСТ 6032-2003. Межкристаллитной коррозии в наибольшей степени подвержены аустенитные нержавеющие стали, но это может иметь место и в высоко-хромистых сталях, а также швах ферритного, полуферритного и мартенситного классов. Аустенитные стали, например, сталь 12Х18Н9Т, приобретают склонность к межкристаллитной коррозии после относительно длительного нагрева в интервале температур от 450 °С до 850 °С. Эта склонность зависит от большого числа факторов и особенно от химического состава стали.