SU1539025A1

SU1539025A1 - Method of producing specimen for testing welded tubes

Info

Publication number: SU1539025A1
Application number: SU884428346A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Иванович Василевич; Валерий Николаевич Дубров
Original assignee: Кировский Политехнический Институт
Priority date: 1988-05-23
Filing date: 1988-05-23
Publication date: 1990-01-30

Abstract

Изобретение относитс к механическим испытани м сварных труб, и найдет применение в различных отрасл х машиностроени . Цель изобретени - расширение технологических возможностей. В стенках трубы сверл т отверсти , располага их в вершинах пр моугольных равнобедренных треугольников, гипотенузы которых параллельны или перпендикул рны образующей поверхности трубы. Перемычки металла между отверсти ми совпадают по направлению с векторами главных нормальных напр жений в стенке при кручении трубы. Помеща отверсти вне шва и в шве, обеспечивают возможность испытани и сравнительной оценки сопротивлени металла шва и других структурных зон сварного соединени в трубе. Така схема сверлени отверстий позвол ет обеспечить возможность испытывать металл трубы на прочность при раст жении-сжатии в услови х нагружени способом кручени . 1 ил.The invention relates to the mechanical testing of welded pipes, and will find application in various fields of engineering. The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities. Holes are drilled in the pipe walls at the apexes of rectangular isosceles triangles, the hypotenuse of which are parallel or perpendicular to the generatrix of the pipe surface. The metal bridges between the holes coincide in direction with the vectors of the main normal stresses in the wall when the pipe is twisted. Placing the holes outside the seam and in the seam provides an opportunity to test and comparatively evaluate the resistance of the seam metal and other structural zones of the welded joint in the pipe. Such a drilling pattern allows one to test the metal of the pipe for tensile and compressive strength under torsional loading conditions. 1 il.

Description

Изобретение относитс к механическим испытани м сварных, соединений и может быть использовано при отработке технологии сварки трубчатых элементов конструкции.The invention relates to mechanical testing of welded joints and can be used in the development of the technology of welding tubular structural elements.

Цель изобретени - расширение технологических возможностей за счет обеспечени возможности испытани материала сварной трубы в услови х циклического раст жени -сжати при нагружении трубы кручением, а также обеспечение возможности сравнительной оценки сопротивлени различных структурных зон сварной трубы.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities due to the possibility of testing the material of a welded pipe under conditions of cyclic stretching - compression when the pipe is loaded with torsion, as well as the possibility of a comparative assessment of the resistance of different structural zones of the welded pipe.

На чертеже представлена схема испытаний.The drawing shows the test scheme.

После выполнени кольцевого сварного стыкового шва 1 в трубных заготовках 2 выполн ют отверсти 3.After the circumferential butt weld 1 has been completed, holes 3 are formed in the tube blanks 2.

Отверсти 3 сверл т в вершинах . пр моугольных равнобедренных треугольников с гипотенузами, параллельными или перпендикул рными относительно образующей поверхности трубы. Отверсти 3 сверл т по предварительной разметке. Центры отверстий размещают таким образом, чтобы образовать между отверсти ми объемы металла , охватывающие именно те зоны соединени , которые планируют испытать при последующем нагружении готового образца. Кра отверстий закругл ютHoles 3 drills at the tops. rectangular isosceles triangles with hypotenuses parallel or perpendicular to the generatrix of the pipe surface. The 3 holes are drilled by pre-marking. The centers of the holes are placed in such a way as to form between the holes the volumes of the metal, covering precisely those areas of the joint that are planned to be tested during the subsequent loading of the finished sample. The edges of the holes round out

слcl

0000

со о to слso about

любым из известных способов, например , электрохимическим полированием.any of the known methods, for example, electrochemical polishing.

Кроме того, отверсти сверл т в различных точках поверхности в пределах рабочей части образца, смеща их вдоль оси шва и поперек нее, в шве и вне шва.In addition, the holes are drilled at various points on the surface within the working part of the specimen, displacing them along the axis of the seam and across it, in the seam and outside the seam.

При нагружении испытуемого трубного образца циклическим кручением в объеме стенки трубы возникает циклическое напр женное состо ние с главными напр жени ми раст жени - сжати , векторы которых ориентированы под углом 45° к образующей поверхности трубы. Таким образом, возможность использовани такого простого способа нагружени , как циклическое кручение дл создани напр жений раст жени - сжати в испытуемых объемах стенки трубы, определ етс геометрией рабочих сечений образца. Располага сверлени в вершинах равнобедренного пр моугольного треугольника при изготовлении трубного образца, образуют рабочие участки образца в виде перемычек переменного сечени между отверсти ми .When the test specimen is loaded with cyclic torsion in the volume of the pipe wall, a cyclic stress state occurs with the main tensile and compressive stresses, the vectors of which are oriented at an angle of 45 ° to the tube forming surface. Thus, the possibility of using such a simple loading method, such as cyclic torsion to create tensile - compressive stresses in the tested volumes of the pipe wall, is determined by the geometry of the working sections of the sample. Placing holes at the vertices of an isosceles right angle triangle in the manufacture of a pipe sample, they form working areas of the sample in the form of jumpers of variable cross section between the holes.

Оси этих перемычек будут ориентированы под углом 45° к образующей поверхности трубы, т.е. по направлени м действи главных напр жений при последующем нагружении образца кручени . Смеща отверсти за пределы металла собственно сварного шва, образуют рабочие перемычки сорокап тиградусной ориентации, имеющие поперечные сечени в околошовной зоне и на линии сплавлени и т.д. При последующем испытании разрушение пойдет предпочтительнее между сверлени ми, выполненными в самой слабой структурной зоне. Этим открываетс возможность оценить сравнительное сопротивление различных структурных зон сварной трубы, а не только шва. Пример. Способ изготовлени образца проверили на конкретном примере: изготовили несколько образцов из сварной трубы: сваривали ар- гонодуговым способом трубные заготовки из стали ЗОХГСА, диаметром 22 мм при толщине стенки 1,5 мм. Сварные трубки резали на участки длиной 150 мм. Шов выполн ли по присадке из малоуглеродистой проволоки диаметром 1,8 мм. Усилени шва удал лись точением изнутри трубы и снаружи. Место положени шва передThe axes of these jumpers will be oriented at an angle of 45 ° to the tube surface, i.e. in the direction of action of the main stresses during the subsequent loading of the torsional specimen. Shifting the holes beyond the metal of the weld itself is formed by working jumpers of forty-four tigradus orientation, having cross sections in the heat-affected zone and on the fusion line, etc. In subsequent testing, the destruction will be preferable between the holes made in the weakest structural zone. This opens up the possibility to evaluate the comparative resistance of the various structural zones of the welded pipe, and not just the seam. Example. The method of making a sample was checked on a specific example: several samples were made from a welded pipe: the argon-arc method was welded pipe blanks from ZOHGSA steel, 22 mm in diameter with a wall thickness of 1.5 mm. Welded tubes were cut into sections with a length of 150 mm. The seam was made on an additive from a low-carbon wire with a diameter of 1.8 mm. The seam reinforcements were removed by turning the inside of the pipe and the outside. Place the seam in front

00

разметкой отверстий фиксировали травлением металла раствором азотной кислоты. Отверсти диаметром 3 мм сверлили так, что они оказались в вершинах пр моугольных равнобедренных треугольников с гипотенузой, перпендикул рной образующей поверхности трубы. Длина катетов в треуголышках при разметке 8 мм. Наименьша ширина в перемычках между отверсти ми составила всюду 4 мм. Отверсти расположили и вне металла шва так, что при последующем нагруже5 нии образца деформации раст жени - сжати одинаковой величины проходили и в металле шва, и в околошовной зоне , ив основном металле. Испытани образцов проводили циклическим кручением на установке-тораторе при частоте 150 Гц. После 80 тыс циклов по вилась трещина в околошовной зоне сварного соединени . Этим подтвердили возможность испытани образца, изго5 топленного 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.the marking of the holes was fixed by etching the metal with a solution of nitric acid. The holes with a diameter of 3 mm were drilled so that they were at the vertices of right-angled isosceles triangles with hypotenuse perpendicular to the forming surface of the tube. The length of the legs in tregolyshka with markings of 8 mm. The smallest width in the jumpers between the holes was 4 mm everywhere. The holes were located outside the weld metal so that upon subsequent loading of the specimen, the deformation of the deformation — the compression of the same size — took place both in the weld metal and in the heat-affected zone and in the base metal. Tests of the samples were carried out by cyclic torsion on a setup-torator with a frequency of 150 Hz. After 80 thousand cycles, a crack appeared in the heat-affected zone of the welded joint. This confirmed the possibility of testing a sample made from a new method. The sample made by a known method, did not crack in any of the jumpers in the weld metal at the same amplitude of oscillation even after 15 10 cycles.

Таким образом, способ изготовлени образца дает преимущество сравнительно с известными: обеспечивает возможность испытани сварной трубы раст жением-сжатием при нагружении образца простым способом-кручением, с определением зоны наименьшего сопротивлени .Thus, the method of making a sample offers an advantage in comparison with the known ones: it provides the ability to test a welded pipe by tensile-compression under loading of a sample by a simple method-torsion, with determination of the zone of least resistance.

Claims

1. Method of making a sample for testing welded pipes, which includes welding the blanks and the subsequent formation of the working section by drilling holes in the pipe walls, characterized in that, in order to expand technological capabilities by providing material testing by cyclic stretching-compression by using torsional vibrations, the holes drilled at the vertices of rectangular isosceles triangles with hypotenuse parallel or normal forming the surface of the pipe.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to provide a comparative assessment of

five

0

515390256

Reinforcement of various structural zones of the weld and in the zones adjacent to the welded pipe, the holes are drilled in the weld.