理化试验工艺.docx
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理化试验工艺
压力容器制造
通用理化工艺
编写王鑫
审核占新红
批准魏宏忠
徐州马龙节能环保设备有限公司
一、原材料理化检验
各种原材料力学性能试样样坯的截取方法，在相应标准中有明确规定，在截取前应当注意了解，以防失误或出现偏差，取样按照GB/T2975-98《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》和有关规定为依据。
材料复验的力学性能试验应符合GB150-98附录E的要求。
金属拉伸试验测定方法按GB/T228的有关规定进行。
弯曲试验按照GB/T232-1999《金属材料弯曲试验方法》进行。
原材料弯曲试验的根据GB713-2008的规定，每批板按炉批号取1件试件。
化学分析试验按照GB/T223的规定。
a.对于板材，在钢板端部垂直轧制方向截取拉、弯样坯。
对于纵向轧制钢板，在钢板宽度1/4处截取；对于横轧钢板可在宽度方向任意位置截取。
b．对于管材，当外径小于等于30mm时，取整管作拉伸；当外径大于30mm时，取纵向拉伸样坯。
。
c．对于锻件，有圆饼形、圆环形、圆筒形、长条形等不同形状，其样坯截取方位是不同的。
具体规定在JB4726~4728标准中有明确规定。
1、钢板理化试验取样尺寸：
（单位：
mm）
1、拉伸
50×300×δ
2、弯曲
（2δ+10）×175×δ
3、化学成分分析
30×200
注：
δ≤6时，可不做复验。
2、圆钢理化试验取样尺寸：
（单位：
mm）
1、拉伸
L=220
2、化学成分分析
L=200
3、钢管理化试验取样：
（单位：
mm）
当δ≤10时，按GB-3087标准供货
当δ≤40时，按JB/T5310标准供货
1、压扁
φ≥22~400
100＞L≥10
1、压扁试样长度通常为40.
2、φ＜22不做压扁试验，改做弯曲试验，
L=220。
2、拉伸
φ50~70
40×200
φ＞70
45×200
φ100~200
50×200
φ＞200
60×200
3、化学分析
30×200
二、对接焊缝试件和试样的理化检验
1、试件检验项目：
拉伸试验、冲击试验（当规定时）和弯曲试验。
2、力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量应符合下表的规定。
试件母材的厚度T
mm
试验项目和取样数量，个
拉伸试验
弯曲试验2）
冲击试验4）5）
拉伸1）
面弯
背弯
侧弯
焊缝区
热影响区4）
2
2
2
--
--
--
≤T＜10
2
2
2
--
3
3
10≤T＜20
2
2
2
3）
3
3
T≥20
2
--
--
4
3
3
1）一根管接头全截面试样可以代替两个板形试样。
2）当试件焊缝两侧的母材之间或焊缝金属和母材之间的弯曲性能有明显差别时，可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验。
纵向弯曲时只取面弯和背弯试样各2个
3）可以用4个横向侧弯试样代替2个面弯和2个背弯试样。
4）当焊缝两侧母材的钢号不同时，每侧的热影响区都应取3个冲击试样。
5）当无法制备5mm×10mm×55mm小尺寸冲击试样时，免做冲击试验。
3、力学性能和弯曲性能试验的取样方法：
a）试件允许避开缺陷制取试样，取样位置按c）、d）的规定。
b）试样去除焊缝余高前允许对试样进行冷校平。
c）板材对焊缝试件上试样取样位置见图1。
d）管材对焊缝试件上试样取样位置见图2。
图1板材对接焊缝试件上试样位置图
1—拉伸试样；2—面弯试样；3—背弯试样；4—侧弯试样；5—冲击试样
③⑥⑨⑿钟点记号，为水平固定位置焊接时的定位标记
图2管材对接焊缝试件上试样位置图
4、拉伸试验
取样和加工要求
a）试样的焊缝余高应以机械方法去除，使之与母材齐平。
试样厚度应等于或接近试件母材厚度T。
b）厚度小于或等于30mm的试件，采用全厚度试样进行试验。
c）当试验机受能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时，则可将试件在厚度方向上均匀分层取样，等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度。
等分后的两片或多片试样试验代替一个全厚度试样的试验。
试样形式
a）紧凑型板接头带肩板形试样（见图3）适用于所有厚度板材的对接焊缝试件。
紧凑型管接头带肩板形试样型式Ⅰ（见图4）适用于外径大于76mm的所有壁厚管材对接焊缝试件。
b）紧凑型管接头带肩板形试样型式Ⅱ（见图5）适用于外径小于或等于76mm的管材对接焊缝试件。
S—试样厚度，mm;
W—试样受拉伸平行侧面宽度，大于或等于25mm;
—焊缝最大宽度，mm;
h—夹持部分长度，根据试验机夹具而定，mm。
图3紧凑型板接头带肩板形拉伸试样
注：
为取得图中宽度为20mm的平行面，壁厚方向上的加工量应最少。
图4紧凑型管接头带肩板形拉伸试样型式Ⅰ
l—受拉伸平行侧面长度，等于或大于
+2S,mm.
图5紧凑型管接头带肩板形拉伸试样型式Ⅱ
c）管接头全截面试样（见图6）适用于外径小于或等于76mm的管材对接焊缝试件。
拉伸试验按GB/T228规定的试验方法测定焊接接头的抗拉强度。
a）试样母材为同种钢号时，每个试样的抗拉强度应不低于母材钢号标准规定值的下限值。
b）试样母材为两种钢号时，每个试样的抗拉强度应不低于两种钢号标准规定值下限的较低值。
c）同一厚度方向上的两片或多片试样拉伸试验结果平均值应符合上述要求，且单片试样如果断在焊缝或熔合线以外的母材上，其最低值不得低于母材钢号标准规定值下限的95﹪（碳素钢）或97﹪（低合金钢和高合金钢）。
图6管接头全截面拉伸试样
5、弯曲试验
试样的焊缝余高应采用机械方法去除，面弯、背弯试样的拉伸表面应齐平。
试样形式
a）面弯和背弯试样见图7
当试件厚度T≤10mm时，试样厚度S与T相等或相近；T≥10mm时，S=10mm，从试样受压面加工去除多余厚度。
b）横向侧弯试样见图8
当试件厚度T为10～38mm时，试样宽度等于试件厚度。
当试件厚度T≥38mm时，允许沿试件厚度方向分层切成宽度为20～38mm等宽的两片或多片试样的试验代替一个全厚度侧弯试样的试验。
a）弯曲试验按GB/T232和下表规定的试验方法测定焊接接头的完好性和塑性。
弯曲试验尺寸规定
试件厚度S，mm
弯心半径D，mm
支座间距离，mm
弯曲角度，（°）
＜10
4S
6S+10
180
10
40
63
b）试样的焊缝中心应对准弯心轴线。
侧弯试验时，若试样表面存在缺陷，则以缺陷较严重一侧作为拉伸面。
c）弯曲角度应以试样承受载荷时测量为准。
d）对于伸长率δ标准或技术文件规定值下限小于20﹪的母材，若弯曲试验不合格而其实测值δ＜20﹪，则允许加大弯心直径重新进行试验，此时弯心直径等于
（δ为伸长率的规定值下限），支座间距离等于弯心直径加上（2S+3）mm。
a）板材和管材试件的面弯试样
b）板材和管材试件的背弯试样
c）纵向面弯和背弯试样
1.试样长度L≈D+2.5S+100，mm（式中D——弯曲直径，mm）
2.板材试样宽度B=38mm；管材试样宽度按如下规定：
当管子外径φ为50～100mm时，则B=20mm；φ为10～50mm时，则B=10mm；或φ≤25mm，则将管子在圆周方向上四等分取样。
3.试样拉伸面棱角R≤2mm。
图7面弯和背弯试样
1B—试样宽度（此时为试件厚度方向），mm。
2L=D+105,mm,最小为150mm。
图8横向侧弯试样
试样弯曲到规定的角度后，其拉伸面上沿任何方向不得有单条长度大于3mm的裂纹或缺陷，试样的棱角开裂一般不计，但由夹渣或其他焊接缺陷引起的棱角开裂长度应计入。
6冲击试验
a）试样取向：
试样纵轴应垂直于焊缝轴线，缺口轴线垂直于母材表面。
b）取样位置：
在试件厚度上的取样位置见图9.
a）热影响区冲击试样位置
b）焊缝区冲击试样位置
≤60mm时，t1≈1～2mm；当T＞60mm时，t2=T/4
2.双面焊缝时，t2从后焊面的钢材表面测量。
图9冲击试样位置图
焊缝区试样缺口轴线应位于焊缝中心线上。
热影响区试样缺口轴线至试样轴线与熔合线交点的距离＞0，且应尽可能多的通过热影响区。
6.2试样形式、尺寸和实验方法应符合GB/T229的规定。
每个区3个试样为一组的常温的冲击吸收功平均值应符合图样或相关技术文件规定，且不得小于27J，至多允许有一个试样的冲击吸收功低于规定值，但不得低于规定值的70﹪.
7.角焊缝试件和试样的检查
7.1检验项目：
外观检查、金相检验（宏观）。
外观检查不得有裂纹。
7.2金相检验（宏观）
a）试件两端各舍去20mm，然后沿试件纵向等分切取5块试样。
b）每块试样取一个面进行金相检查，任意两个检验面不得未同一切口的两侧面。
管材角焊缝试样
a）将试件等分切取4块试样，焊缝的起始和终了位置位于试样焊缝的中部。
b）每块试样取一个面进行金相检验，任意两检查面不得为同一切口的两侧面。
a）焊缝根部应焊透，焊缝金属和热影响区不得有裂纹、未熔合。
b）角焊缝两焊脚之差不宜大于3mm。
8耐蚀堆焊试件和试样的检查
8.1检验项目：
渗透检测、弯曲试验和化学成分分析。
采用着色法和荧光法，检测方法按JB4730的规定，检测结果不得有裂纹。
a）在渗透检测合格后的试件上切取4个侧弯试样，可在平行和垂直于焊接方向上各取2个，也可4个试样都垂直于焊接方向，取样位置如图10.
b）试样宽度至少应包括堆焊层全部、熔合线和基层热影响区，试样尺寸参照图8.
c）当试件厚度T≥25mm时，则试样宽度（连同堆焊层）≥25mm；当试件T＜25mm时，则试样宽度（连同堆焊层）等于T。
试验按GB/T232和下表的规定进行，若试样存在缺陷，则取缺陷较严重的一侧作为拉伸面。
试样厚度S，mm
弯心半径D，mm
支座间距离，mm
弯曲角度，（°）
10
40
63
180
弯曲试验后在试样拉伸面上的堆焊层不得有大于1.5mm的任一裂纹或缺陷；在熔合线上不得有大于3mm的任一裂纹或缺陷。
在耐蚀堆焊试件中部堆焊层横截面上取样（见图11）
化学成分分析方法应符合相应标准和图样规定。
8.4.3合格指标按有关技术文件规定。
8.4.4堆焊层评定最小厚度（见图11）
a）当在焊态表面上进行分析时，则从熔合线至焊态表面的距离a为堆焊层评定最小厚度。
b）当在清除焊态表面层后的加工表面上进行分析时，则从熔合线至加工表面的距离b未堆焊层评定最小厚度。
c）从侧面水平钻孔采取屑片进行分析时，则从熔合线至钻孔孔壁上沿的距离c为堆焊层评定最小厚度。
图10弯曲试样位置图
图11耐蚀堆焊金属化学成分分析取样示意图
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