Metale, wykorzystywane w ciepłownictwie, poddają się mechanicznym wypróbowaniom na rozciąganie, twardość i uderzeniową lepkość. Połączenia spawane wypróbowują na rozciąganie, uderzeniową lepkość, zagięcie czy spłaszczanie.
Przy wypróbowaniu na rozciąganie wzorce rozciągają się dwiema płynnie rosnącymi siłami Р, które powinny być przyłożone po osi wzorca.
Foto 1
Opis:
Rozrywcza maszyna МР- 200 z. №185 jest przeznaczona dla przeprowadzenia statycznych wypróbowań przy normalnej temperaturze standardowych wzorców metali, armatury stali, wzorców z listkowego i okrągłego walcowania na rozciąganie.
Parametry:
| Największe ostateczne obciążenie, kN | 200 |
| Diapazony wymiaru obciążenia, kN | 8 ... 40 20 ... 100 40 ... 200 |
| Granica znaczenia błędu wymiaru obciążenia, co dopuszcza się, przy prostym przebiegu, Szerokość roboczego obszaru, mm | 1 |
| Wysokość roboczego obszaru, mm | 500 |
| Roboczy przebieg aktywnego zachwytu, mm | 420 |
| Masa, kg | 420 |
| Rozmiary, mm | 1400 |
| Skonsumowana potęga, кWt | 1600 х 870 х 2800 |
| Największe ostateczne obciążenie, kN | 1,9 |
Na foto 1 jest pokazana maszyna МР- 200, przeznaczona dla wypróbowania metali na rozciąganie. Okrągłe i prostokątne wzorce przymocowują w zachwytach różnej konfiguracji. Górny zachwyt jest związany z urządzeniem do pomiaru siły. Parametry zdjęcia otrzymanych mechanicznych charakterystyk wdają się na komputer.
Górny zacisk jest związany z urządzeniem do pomiaru siły. Parametry uzyskanych właściwości mechanicznych są przekazywane do komputera.
Żeby wyłączyć wpływ rozmiarów wzorca na wyniki wypróbowania, siłę, co rozciąga wzorzec, odnoszą do płoszczyzny pierwotnego przecięcia. Ten stosunek nazywają napięciem.
Dla wypróbowania połączenia spawanego na rozciąganie stosują, jak płaskie, tak i okrągłe wzorce, do roboczej części którego wchodzi cała grubość spawalniczego szwa. We wzorzec obowiązkowo musi utrafić strefa wokólszewna, w której w trakcie spawania czy po niej odbywa się pieriekristałlizacyja metalu. Wzmacnianie spawalniczego szwa i reszty podkładowego kółka powinny być zdjęte równo z głównym metalem.
Maksymalną rozciągającą siłę odnoszą do płoszczyzny poprzecznego przecięcia wzorca do wypróbowania i wyznaczają w ten sposób granicę wytrzymałości połączenia spawanego.
Na wzorcach, wyciętych z spawalniczych styków (oraz całych spawalniczych styków), wyznaczają tylko granicę wytrzymałości. On powinien być nie niższy minimalnej granicy wytrzymałości, co dopuszcza się standardem czy technicznymi warunkami dla metalu głównego.
Detale maszyn i elementy konstrukcji stalowych często postrzegają uderzeniowe obciążenia. Moc materiału, określona przy płynnym załadunku, nie może dać pojęcia o zdolności do pracy materiału przy obciążeniach dynamicznych. Metal może być bardzo trwały przy statycznych obciążeniach i w owym że czasie łatwo rozłupywać się od udarzeń.
Wypróbowania na uderzeniową lepkość przeprowadzają dla wyznaczenia zdolności głównego metalu i metalu spoiny czy połączenia spawanego postrzegać dynamiczne obciążenia. Dla wypróbowania na uderzeniową lepkość stosują kwadratowy wzorzec, który rujnują na wahadłowym koprze. Wzorzec wycinają w poprzek kierunku spłaszczania. Jego ustalają na specjalnych podstawkach. Przed wypróbowaniem wahadło podejmują w górę na kąta i przymocowują. Potem wahadło zwalniają, on pada, uderza po stronie wzorca 2, przeciwległą do nadcięcia, akurat naprzeciw nadcięcia. Wzorzec rujnuje się, a wahadło idze dalej, zbaczając na kąt B od ośi pionowej.
Rysunek
1: koper wahadłowe dla testowania
materiału na wytrzymałość:
1 -
wahadło; 2 - próbka; 3 - strzałka; 4 - skala.
Rysunek 2. Położenie wzorca dla wypróbowania.
Praca, konieczna dla rujnacji, utrwala się położeniem strzałki 3 na skali 4. Ona wyznacza się jak różnicę potencjalnych energii wahadła do ciosu i przy maksymalnym podniesienia po ciosie:
Ln = Р (Н - К) dż (kG-m)
gdzie Р - waga wahadła, n (kG);
Н - wysokość podniesienia centrum ciążenia wahadła do ciosu, m;
h - wysokość podniesienia centrum ciążenia wahadła po ciosie, m.
Żeby wyłączyć wpływ możliwych wahań placu poprzecznego przecięcia wzorca w miejscu rujnacji na kryterium dynamicznej mocnej, pracę rujnacji odnoszą do placu poprzecznego przecięcia wzorca w wąskim miejscu naprzeciw nadcięcia. Tak nabywają znaczeń uderzeniowej lepkości.
Na wzorcach z połączeń spawanych wyznaczają uderzeniową lepkość metalu szwa czy strefy wpływu termicznego. Wypróbowaniu na uderzeniową lepkość poddają spawalnicze styki rurociągów, mających grubość ścianki więcej niż 12 mm [jeśli oni pracują na przegrzanej parze z temperaturą powyżej 450° C czy na gorącej wodzie przy presji ponad 8 Мn/m2 (80 atm) i temperaturze więcej 120° C]. Wzorce wycinają w poprzek szwa i nadcięcie czynią po наплавленному metalu z boku ujawnienia szwa.
Dla wzorców z parociągów rur i molibdenu stali węgla uderzeniowa lepkość powinna być niemniej 0,6 МDż/m2 ( 6 kG-m/сm2), dla wzorców z parociągów rur kulawy-molibdenu, хромомолибденованадиевой сталей - niemniej 0,5 МDż/m2 (5 kG-m/сm2).
Wskaźniki właściwości mechanicznych przy wypróbowaniu na rozciąganie i zagięcie wyznaczają jak średnie aryfmetyczne z wyników wypróbowań wszystkich wzorców tego kontrolnego styku. Wyniki wypróbowań są uważane za niezadowalające, jeśli chociażby u jednego ze wzorców otrzymane znaczenia wychodzą więcej niż na 10% zasięgi, co dopuszczają się. Jeśli uderzeniowa lepkość chociażby na jednym wzorcu 0,2 МDż/m2 (2 kG-m/сm2) niżej normy, to jakość połączenia spawanego jest uważana za niezadowalającą.
Na właściwości stali przy niskich temperaturach istotnie wpływają chemiczny skład, sposób produkcji i reżim termicznej obróbki. Dobrze stawia opór obciążeniom dynamicznym przy ujemnych temperaturach spokojna martenowska stal, która jest odtleniona aluminium. Wrząca martenowska stal, co odtlenia tylko manganen żelazistym , przejawia niską uderzeniową lepkość przy bardziej wysokich temperaturach. Najbardziej krucha przy niskich temperaturach jest wrząca stal, wytopiona w besemerowskich konwertorach węgla. W porównaniu z spokojną martenowską stalą ona zawiera podniosłą ilość fosforu i rozpuszczonych gazów : azotu i tlenu.
Dosadzenie niektórych elementów (zwłaszcza nikla i manganu) sprzyja podwyższeniu uderzeniowej lepkości stali w działce temperatur ujemnych. Wprowadzenie niewielkich dokładek wanadu i aluminium również sprzyja podwyższeniu uderzeniowej lepkości. Optymalna struktura stali perlitnej dla pracy przy ujemnych temperaturach - sorbit.
Przy spawaniu konstrukcji metalowych, przeznaczonych dla pracy w działce niskich temperatur, trzeba unikać silnego gazonasycania spawalniczego szwa. Przy spawaniu przewidują poprzednie i podgrzewanie towarzyszące.
Twardość – to jest właściwość metali stawiać opór penetracji w nich innych twardszych tel. Twardość wyznacza wiele eksploatacyjnych właściwości metalu, odporność ścieraniu, właściwości tnące narzędzia dla obróbki metali, odporność na erozję itp. Po twardości czasami można pośrednią drogą wyznaczyć granicę wytrzymałości i płynności metalu, nie wycinając wzorców. Większość metod wyznaczenia twardości jest oparta na zasadę wciskania do wypróbowywanego metalu twardszej kułkę, piramidy czy stożka.
Foto 2.
Dla wypróbowania twardości metali i spławów stosują się twardościomierz Brinella typu 5004 TB (foto 2).
Wypróbowanie na twardość poprzez Brinella przeprowadzają wciskaniem do wypróbowywanego metalu zahartowanej stalowej kułki na siłę Р. Po zdejmowaniu obciążenia na powierzchni detalu czy wzorca zostaje odcisk od kułki pod postacią kulowego segmentu. Twardość poprzez Brinella zaznacza się НВ. Ona dorównuje stosunkowi obciążenia na kulkę, wyrażonego w kG, do placu odcisku w mm