Ispitivanje savijanjem zavarenih spojeva i njihovo detaljno objašnjenje

Što je testiranje savijanja?

Ispitivanje savijanjem u zavarivanju igra važnu ulogu u određivanju čvrstoće i duktilnosti zavara.

The bending test is the most common, economical and simple qualitative mechanical test used to check the ductility and strength of materials.

Ispitivanje se češće primjenjuje kao QC alat za zavarene spojeve sa sučeonim/utorom (za postupak ili kvalifikaciju izvedbe) u usporedbi s materijalima.

Test je jednostavan za rad i zahtijeva najmanje podešavanja opreme i vještina operatera.

Ispitivanje se obično provodi pomoću univerzalnog ispitnog stroja, ali jednostavno postavljanje može se vrlo lako napraviti u radionici.

Postupak ispitivanja savijanjem (navođeno ispitivanje savijanjem)

Ispitivanja savijanja obično se provode na univerzalnom ispitnom stroju (UTM) pomoću uređaja za savijanje u 3 ili 4 točke.

Ispitivanje savijanjem koristi ispitni uzorak koji je savijen u tri točke do određenog kuta.

U ispitivanju vođenog savijanja ispitni uzorak je omotan oko kalupa zadanog promjera prema specifikaciji ispitivanja.

Vođeno ispitivanje savijanjem najčešća je ispitna metoda koja se koristi za kvalifikaciju postupka zavarivanja (PQR) i specifikacije kvalifikacije zavarivača. Prvi promjer ovisi o debljini ispitnog uzorka.

Na donjoj slici prikazane su dvije glavne vrste ispitivanja savijanjem, tj. savijanje u 3 točke i vođeno ispitivanje savijanjem.

Vanjski dio testa savijanja ima maksimalno rastezanje plastičnom deformacijom pod vlačnim naprezanjem.

To dovodi do lakog otkrivanja bilo kakvih nedostataka s preuranjenim neuspjehom testa savijanja. Standardi općenito ukazuju na nedostatak od 3 mm ili više koji treba odbaciti.

Za debljinu materijala manju od 12 mm (1/2 inča), provode se testovi poprečnog korijena i prednjeg savijanja. Za debljinu osnovnog metala veću od 12 mm (1/2 inča), općenito se koriste testovi bočnog savijanja korištenjem pune debljine poprečnog presjeka.

Ispitivanje savijanjem koristi se u ispitivanjima performansi zavarivača kao zamjena za NDT. Obično koristimo RT ili UT za kvalifikaciju zavarivača za ispitivanje čvrstoće zavara, ali se također možemo odlučiti za ispitivanje savijanjem kao zamjenu za ove NDT testove dopuštene u ASME odjeljku IX.

Možemo provesti testove savijanja korijena i čeonog savijanja prema detaljima navedenim u ASME odjeljku IX, tablici QW-452.1(a). Možemo odabrati ili NDT metodu ili mehaničko ispitivanje kako je dopušteno kodeksom.

Postoji ograničenje na neke postupke zavarivanja i zavarivači se mogu kvalificirati samo ispitivanjem savijanja, a radiografija i ultrazvuk neće biti prihvatljivi.

(Na primjer u GMAW s kratkim spojem prema zahtjevima ASME odjeljka IX i AWS D1.1).

Povezano čitanje: Što je postupak ispitivanja vlačne čvrstoće, vrste opreme i laboratorijsko izvješće?​

Zašto provodimo test savijanja u zavarivanju?

Test savijanja jedan je od najvažnijih testova za kvalifikaciju postupka zavarivanja (WPS) i kvalifikaciju rada zavarivača (WPQ).

Test savijanja je kvalitativni destruktivni test jer nećemo dobiti nikakve vrijednosti rezultata ispitivanja osim je li rezultat prihvatljiv ili ne. Glavni ciljevi ispitivanja savijanjem su:

1. Provjerite čvrstoću zavara radi kvalifikacije zavarivača/operatera.
2. Provjerite duktilnost zavarenog spoja za kvalifikaciju postupka zavarivanja (PQR).
3. Provjerite duktilnost materijala kada se ispitivanje izvodi samo za osnovni metal.

Vrsta ispitnog uzorka za ispitivanje savijanjem u zavarivanju

Ispitivanje savijanjem u zavarivanju ima različite vrste za ispitivanje materijala u različitim uvjetima, kao što je ispitivanje u uzdužnom, poprečnom (za osnovni metal ili kupone za zavarivanje) i savijanje s prednje ili korijenske strane u slučaju kupona za ispitivanje zavarivanja.

Glavni tipovi testova savijanja dati su u nastavku i također prikazani na skici:

1. Savijanje lica: Kada se opterećenje primjenjuje na stranu korijena tako da je lice zavara u napetosti.
2. Korijen zavoja: Ovdje se opterećenje primjenjuje na prednju stranu tako da korijen zavara bude u napetosti.
3. Bočno savijanje: Opterećenje se primjenjuje na bilo koju stranu uzorka izrezanog poprečno na smjer zavarivanja.
4. Uzdužni zavoj: Uzdužni zavoj također ima dvije vrste: a) čeoni uzdužni i b) korijenski uzdužni, ovisno o smjeru primijenjenog opterećenja, slično čeonom i korijenskom zavoju kao što je prikazano na dijagramima u nastavku.

Dimenzije čeonog, korijenskog, poprečnog i uzdužnog savijenog uzorka

Što je tvrdoća i vrste testova tvrdoće?

Dimenzije kupona za ispitivanje savijanja uzete iz sučeonog zavara ploče i sučeonog zavara cijevi dane su u nastavku.

Na slikama a, b i c u nastavku prikazane su dimenzije uzorka čeonog poprečnog korijenskog savijanja i uzdužnog savijanja.

Debljina, širina i duljina savijenog uzorka temelje se na debljini ispitnog uzorka kao što je prikazano na donjoj slici. Općenito korištena širina testa savijanja je 38 mm, a duljina uzorka je najmanje 150 mm prema ASME odjeljku 9.

Dimenzije uzoraka bočnog savijanja

Dimenzije uzorka za ispitivanje savijanja prema ASME odjeljku IX dane su u nastavku za uzorke sa bočnim i poprečnim savijanjem.

Kao što je dopušteno u ASME odjeljku IX, tablica QW-451.1, fusnota 5, potreban je materijal debljine manje od 10 mm (3/8 inča) korijenskog savijanja i čeonog savijanja u zavaru.

Za debljine veće od 3/8 inča ili 10 mm, one se mogu zamijeniti ispitivanjem bočnog savijanja.

1. Kada je nanos zavara t manji od debljine uzorka T, debljina bočno savijenog uzorka može biti ‘t’.
2. Kada je debljina kupona T jednaka ili veća od 1-1/2 in. (38 mm), upotrijebite jedno od sljedećeg:
   (a) Izrežite uzorak na više ispitnih uzoraka debljine y približno jednakih dimenzija od 3/4 in. do 1-1/2 in. (19 mm do 38 mm).
   y = debljina ispitanog uzorka kada se više uzoraka uzima iz jednog kupona.
   (b) Uzorak se može saviti punom širinom. Pogledajte zahtjeve za širinu šablone u QW-466.1.

Standardi ispitivanja savijanja

Standardi ispitivanja savijanja odnose se na ispitivanje materijala i ispitivanje zavarenih spojeva. Glavni standard za ispitivanje savijanja za ispitivanje materijala (kao što su ploča, cijev, kovanje itd.) je ASTM E290.

Standardi ispitivanja savijanja za zavarivanje su ASTM E190 i ASME odjeljak IX. Ispod su glavni standardi ispitivanja savijanja:

1. ASTM E290 – 14: Za ispitivanje materijala na savijanje
2. ASTM E190 – 14 Vođeno ispitivanje savijanja u zavaru
3. EN 910: Ispitivanje savijanjem zavarenih spojeva
4. ISO 5173: Ispitivanje savijanjem u zavarenim spojevima
5. ASME odjeljak IX

Ispitivanje kvalitete i kriteriji prihvatljivosti rezultata ispitivanja savijanja prema ASME odjeljku IX

ASME odjeljak IX ima iste kriterije prihvaćanja za prihvaćanje testa savijanja za (PQR) kvalifikaciju postupka i (WPQ) kvalifikaciju performansi zavarivača, tako da su maksimalne dopuštene nesavršenosti tijekom testa iste bez obzira da li se kvalificiramo kao zavarivač ili WPS.

Prema ASME odjeljku IX sljedeća pravila primjenjuju se za prihvaćanje rezultata testa savijanja:

1. Nijedan diskontinuitet ne smije biti veći od 1/8 inča (3 mm) po duljini (u bilo kojem smjeru) koji se ne smije uočiti na konveksnoj površini (vanjskoj strani uzorka savijanja nakon savijanja) nakon ispitivanja.

2. Sve nastale pukotine i drugi diskontinuiteti koji su manji od 1/8 inča (3 mm) bit će prihvatljivi. Prihvatljivo je u slučaju pukotina koje su veće od 1/8 inča (3 mm), ali su nastale od ruba ispitnog kupona.

Razlog je taj što su rubovi podvrgnuti koncentraciji naprezanja zbog ispitivanja i to ne bi trebalo biti razlog za odbijanje.

Budući da je ispitivanje savijanjem obavezan zahtjev za ispitivanje prema ASME Odjeljku IX za PQR kvalifikaciju, rezultat ispitivanja savijanjem mora se zabilježiti u zapis o kvalifikaciji postupka (PQR).

Isto pravilo vrijedi ako se ispitivanje savijanjem koristi za kvalifikaciju zavarivača umjesto NDT-a.

Cijena stroja za ispitivanje savijanja

Test savijanja može se izvesti ili na posebnom stroju za ispitivanje savijanja ili pomoću šablona na univerzalnom stroju za ispitivanje kao što je prikazano na gornjoj slici. Dakle, cijena može biti od 3000 USD do 30000 USD za stroj.

Promjer trna za ispitivanje savijanja

Odabir promjera igle za ispitivanje savijanja je u skladu s primjenjivim kodom ili standardom. Na primjer, kada se provodi ispitivanje savijanja za kvalifikaciju zavarivača prema ASME odjeljku IX, promjer igle za ispitivanje savijanja odabire se kako je navedeno na slikama QW-466.1 i QW-466.2.

Za ispitivanje savijanja osnovnog materijala, zahtjevi za promjer igle navedeni su u specifikaciji ASTM E290.

Za ispitivanje savijanja za kvalifikaciju zavarivača prema ISO 9606-1 ili ISO 15614-1, izbor promjera igle može se izvršiti prema ISO 5173.

Koje nedostatke može pokazati ispitivanje savijanja?

Ispitivanje savijanjem je destruktivno ispitivanje koje može otkriti brojne nedostatke zavarivanja, ali je ograničeno na površinske i podpovršinske nedostatke. Unutarnji nedostaci mogu se otkriti podvrgnuti tome da materijal nema duktilnost pa se može slomiti.

Obično, test savijanja otkriva nedostatak taljenja, pukotine, poroznost, laminacije i pore vrste nedostataka zavarivanja. Ovi nedostaci su kritični čimbenici pri procjeni čvrstoće materijala i zavarenih spojeva.

What is a free bend test?

Besplatan test savijanja ili također nazvan početni test savijanja. Test je jednostavan za izvođenje i ne zahtijeva posebnu opremu.

Najprije se uzorci za savijanje izrezuju s ploče za ispitivanje zavarivanja i pripremaju s glatkom površinom. Sva dodatna čeona ili korijenska armatura glatko se brusi.

Početno savijanje se stvara stezanjem kupona za ispitivanje savijanja u škripac i ručnim korištenjem čekića.

Test savijanja nego se može u potpunosti stegnuti u škripcu. Za završno savijanje može se upotrijebiti sila pomoću čekića ili škripca.

Zbog činjenice da kod slobodnog savijanja, budući da se parametri savijanja ne mogu kontrolirati, ova vrsta savijanja ne odražava rezultate dobre kvalitete, pa se stoga test slobodnog savijanja ne koristi previše. Također, ova vrsta ispitivanja savijanjem nije odobrena od strane standarda ili specifikacija ispitivanja.

Besplatno ispitivanje savijanja za zavarivanje

Ovo ispitivanje mjeri duktilnost metala zavara u sučeonom spoju u ploči ili cijevi u smislu postotka istezanja.

Debljina uzorka jednaka je debljini ploče ili cijevi, širina je 1,5 puta veća od debljine, a duljina je negdje između 150 mm za 6 mm ‘t’ i 450 mm za 50 mm’t’. Dužina nije obavezna.

Zavar se obrađuje do razine ploče turpijanjem, brušenjem ili strojnom obradom, imajući na umu da tragovi alata trebaju biti uzdužni prema uzorku.

Važno je da linija između metala zavara i osnovnog metala bude jasno vidljiva, a ako je potrebno površinu uzorka treba nagrizati odgovarajućim reagensom.

Dvije mjerne crte su lagano označene na uzorku. Razmak između mjernih linija (mjerna duljina) treba biti 3 mm manji od širine zavara.

Treba ga mjeriti do najbližih 0,25 mm. Mjerne linije moraju se pojaviti na široj strani zavara ako ima nejednake površine.

Uzorak se prvo podvrgava početnom savijanju u uređaju. Lice s mjernim linijama mora biti okrenuto prema dolje.

Var mora ležati točno na sredini raspona i nosača i bloka za opterećenje. Alternativno, savijanje od 30-45° od mjernih linija može se postići držanjem uzorka u čeljusti škripca tako da jedna trećina duljine uzorka strši iz čeljusti i zadavanjem udaraca čekićem.

Slično savijanje daje se i drugom kraju uzorka. Oba kraja trebaju biti savijena pod istim kutom i biti simetrična u odnosu na zavareni spoj.

Konačni slobodni zavoj se postiže primjenom tlačnih sila na dva kraja kako bi se postupno smanjio razmak između njih.

Ako se na konveksnoj strani uzorka pojavi pukotina ili udubljenje veće od određene veličine, opterećenje se povlači i uzorak se uklanja. Ako se ne pojave pukotine ili drugi nedostaci, uzorak se potpuno savije do 180° i zatim izvadi.

U svakom slučaju, konačna mjerna duljina mjeri se do najbližih 0,25 mm. Razlika između konačne i izvorne mjerne duljine podijeljena s izvornom mjernom duljinom i pomnožena sa 100 daje postotak istezanja koji se uzima kao mjera duktilnosti metala zavara.

Slični postovi:

1. Što je mokra kemijska analiza metala?
2. Što je tvrdoća i vrste testova tvrdoće?
3. Što je postupak ispitivanja vlačne čvrstoće, vrste opreme i laboratorijsko izvješće?​
4. Ispitivanje pomaka otvaranja vrha pukotine (CTOD).

Open this in UX Builder to add and edit content