Свидетельства об испытаниях согласно PN-EN 10204

НОРМАЛИЗАЦИОННАЯ обработка давлением Метод обработки давлением с окончательной формовкой при определенном диапазоне температур, соответствующих температуре нормализации. Структура формованного таким образом материала эквивалентна НОРМАЛИЗАЦИИ. Это состояние обозначается буквой «Н».

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ обработка давлением Метод обработки давлением с окончательной формовкой при определенном диапазоне температур, приводящих материал в состояние с определенными характеристиками, которые нельзя получить методом только самой термической обработки. Последующая попытка нагрева материала выше 580 ºC может привести к ухудшению характеристик. Это состояние обозначается буквой «M».

Основные виды термической обработки:

НОРМАЛИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГ

Вид термической обработки, состоящий в нагреве стали до температуры несколько выше AC3 или Acm и выдержке при этой температуре с последующим охлаждением до температуры окружающей среды. Целью этой обработки является раздробление и гомогенизация зерна, что влияет на улучшение механических характеристик стали. Это состояние обозначается буквой «Н» (NBK, NZF).
ВНИМАНИЕ! Нормализация может уменьшить полосчатость структуры, особенно если в ней не имеется значительных неметаллических примесей.

РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГ

Вид термической обработки, состоящий в нагреве стали, предварительно деформированной холодным методом, до температуры рекристаллизации. Эта температура составляет, в зависимости от содержания угля и степени деформации, от 440 до 550 ºC, и выдержке при этой температуре с последующим охлаждением до температуры окружающей среды. Целью этой обработки является восстановление структуры, которую имел материал до деформации, холодным методом. Пластичные свойства материала улучшаются, а механические свойства ухудшаются. Это состояние обозначается буквой «A» (GBK,GZF).
ВНИМАНИЕ! Рекристаллизация применяется, главным образом, с целью подготовки для последующей обработки давлением в холодном состоянии.

ОТЖИГ ДЛЯ СНЯТИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Вид термической обработки, состоящий в нагреве стали до температуры ниже температуры рекристаллизации и кратковременной выдержке при этой температуре с последующим охлаждением до температуры окружающей среды. Целью данной обработки является устранение напряжений, возникших во время деформации в холодном состоянии, при сохранении практически неизменных свойств. Это состояние обозначается буквами «SR».
ВНИМАНИЕ! Такого рода обработка используется для труб, предназначенных, например, для гидроцилиндров.

ЗАКАЛИВАНИЕ

Вид термической обработки, состоящий в нагреве стали до температуры аустенитизации, выше Ac3 или Ac1, и выдержке при этой температуре с последующим быстрым охлаждением до температуры окружающей среды. Целью этой обработки является получение мартенситной структуры (значительно повышаются механические свойства стали, а пластические – снижаются).

ОТПУСК

Вид термической обработки, состоящий в нагреве закаленной стали до температуры несколько ниже AC1 и выдержке при этой температуре с последующим охлаждением до температуры окружающей среды. Используются, как правило, три вида отпуска:

• низкий – в интервале от 150 до 250 ºC с целью устранения напряжений, вызванных закалкой, при сохранении высокой прочности и устойчивости к истиранию
• средний – в интервале от 250 до 500 ºC с целью повышения упругости за счет значительного снижения твердости
• высокий – в интервале от 500 ºC до Ac1. Его целью является достижение максимальной ударной вязкости, возможной для стали.

ВНИМАНИЕ! Увеличивается также отношение Re/Rm, являющееся мерой улучшения материала.

ТЕРМИЧЕСКОЕ УЛУЧШЕНИЕ

Термическое улучшение – это термическая обработка, состоящая в:

• закалке и
• высоком отпуске.

Данная обработка применяется с целью улучшения практически всех свойств стали, а особенно УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ.
Это состояние обозначается буквой «Q».

Если того требует стандарт, ударное испытание обычно выполняется по Шарпи с V-образным надрезом. Испытание и отбор образцов должны выполняться в соответствии с EN 10045-1.

Образцы должны выполняться как поперечные. Минимальный диаметр трубы, при котором возможно выполнение поперечного образца, составляет:

Dmin=(T-5) + 756,25/(T-5) где: T – толщина стенки трубы

При отсутствии возможности отобрать поперечный образец, необходимо взять продольный образец как можно большей ширины – между 10 и 5 мм. Для труб, из которых невозможно взять образцы 5 x 10 мм, испытание на ударную вязкость, как правило, не выполняется.

ВНИМАНИЕ! Образцы для ударного испытания нельзя выпрямлять перед его выполнением.
 
Если для ударного испытания используются образцы шириной менее 10 мм, для сравнения работы разрушения с таблицей используется следующая формула:

KV=(8 x 10 x KVp)/Sp         где: KVp – измеренная работа разрушения образца
Sp – поверхность поперечного сечения образца в месте надреза

или
 
KV=(10 x KVp)/W             w – ширина образца

Герметичность проверяется, как правило, двумя способами:
Гидравлическим испытанием    
Эквивалентным испытанием методом вихревых токов согласно EN 10246-1.

Как правило, исходят из предположения, что если клиент не выбрал конкретный метод проверки герметичности трубы, производитель, если гарантированное давление составляет <= 7МПа, а диаметр трубы – менее 500 мм, вместо гидравлического метода может использовать эквивалентный метод вихревых токов.

Для расчета давления, которым должны проверятся трубы, используется формула:
P=(20 x S x T)/D

где:

p – гидростатическое давление гидравлического испытания / бар /
D – внешний диаметр трубы
S – напряжение, соответствующее процентной доле минимального значения Re /Н/мм2/

В зависимости от того, о каких трубах идет речь, т.е. в соответствии с каким стандартом они должны быть выполнены, используются значения «S». Значения «S» всегда указываются в соответствующем стандарте:

Продолжительность гидравлического испытания:

• 5 сек для труб с внешним диаметром <= 457 мм
• 10 сек для труб с внешним диаметром более 457 мм

Для определения пригодности материала к сварке определяется так называемое «значение углеродного эквивалента».

Превышение этого значения для данной стали может привести к тому, что во время сварки с последующим остыванием шва в материале возникнут такие высокие напряжения, которые приведут к образованию в сечении шва и исходного материала микротрещин.

Полная формула для расчета значения углеродного эквивалента:
Cev=C+Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Cu+Ni)/15
где: C,Mn,Cr,Mo,V,Cu,Ni % содержания элементов в стали

Расчет этого значения особенно важен для конструкционных сталей и сталей для трубопроводов для транспортировки горючих материалов.

Пригодность стали к цинкованию зависит, как правило, от содержания кремния (Si) в химическом составе.
Различают два диапазона содержания кремния, при которых цинковое покрытие является соответствующим:

• менее 0,03 % Si
• от 0,15 до 0,20 % Si

В некоторых изданиях можно также встретить информацию о том, что максимальное содержание Si во втором случае может составлять даже до 0,25 %.

В профессиональной литературе указывается также дополнительная зависимость для соответствия цинкового покрытии, а именно:

•  C + Si <= 0,50 %

Овальность круглого сечения, выраженная в %, рассчитывается по формуле:

O=100 X (Dmax – Dmin)/D
Где:     Dmax – максимальный измеренный диаметр
Dmin – минимальный измеренный диаметр
D – номинальный диаметр

Отклонение от соосности круглого отверстия, выраженное в %, рассчитывается по формуле:

100 x [(Tmax - Tmin)/(Tmax + Tmin)] = WS
Где:     Tmax – максимальная измеренная стенка трубы
Tmin – минимальная измеренная стенка трубы
WS – значение соосности.

Отклонение от перпендикулярности для квадратного и прямоугольного сечения рассчитывается по формуле:

90 – θ <= 1 st.

Где θ – угол между горизонтальной плоскостью и боковой стороной профиля

Мелкозернистая сталь – это сталь, для которой величина зерна аустенита после аустенитизации, проведенной в соответствии с PN, соответствует образцу №5 или выше (более высокий номер образца = более мелкое зерно).

PN-84/H-04507/01

Пример:
Номер величины зерна G: 5
Средняя поверхность сечения a [мм²]: 0,0039
Количество зерен на поверхности 1 мм²: 256
Среднее количество зерен в 1 мм³ [Н]: 4096
Средний диаметр зерна d [мм]: 0,062

Мелкозернистая сталь отличается значительно более высокой ударной вязкостью и пределом пластичности по сравнению с крупнозернистой сталью.

В ультразвуковых испытаниях используются образцы, которые делятся на 6 классов приемки (U1 ….U6) в зависимости от глубины надреза образца, составляющей % номинальной толщины стенки (3, 5, 10, 12,5 , 15, 20%). Класс U1 предъявляет наиболее строгие требования.

Кроме класса приемки различают еще 4 подкласса (A, B, C, D), в зависимости от наименьшей глубины надреза ( 0,1 ; 0,2 ; 0,3 ; 0,4 мм).

Чаще всего используемые классы приемки для бесшовных труб: U2C и U2B

Образцы для испытаний методом вихревых токов согласно EN10246-3

В испытаниях методом вихревых токов используются несколько способов испытаний:

• Технология проходной катушки
• Технология сегментной катушки
• Технология вращающейся трубы / сегментной катушки

Чаще всего используемым методом является технология проходной катушки. Различают четыре уровня утверждения (E1H – E4H) в зависимости от диаметра трубы и диаметра просверленного отверстия.

При испытании труб данным методом необходимо учитывать то, что максимальная чувствительность наблюдается на поверхности трубы и снижается с увеличением толщины стенки. Возможность проникновения в стенку трубы зависит от толщины стенки и от частоты. Чем ниже частота, тем глубже проникновение в стенку трубы.