Подготовка образцов к испытаниям кратко

Обновлено: 02.07.2024

Образцы для испытаний на ударную вязкость, как правило, вырезают на металлорежущих станках (фрезерные, расточные) с предохранением их от нагрева и наклёпа. Для первичной вырезки темплета из массива слитка, листа проката, стенки резервуара или трубы большого диаметра допускается применение газовой резки или вулканитового круга. В этом случае необходимо обеспечить условия, чтобы выделяющееся при резке металла тепло не оказывало воздействия на свойства металла, предназначенного для испытаний. Обычно это обеспечивается удалением зоны реза от расположения образцов не менее 50 мм в каждую сторону.

При вырезке заготовок из листового металла с помощью механических

ножниц также следует предусматривать соответствующие припуски на наклёп и удалять образцы от зоны реза.

Образец должен быть обработан со всех сторон в точном соответствии с требованиями стандарта по точности и чистоте поверхностей. Углы пересечения всех граней должны составлять 90±0,5 о .

Заключительную обработку боковых поверхностей образцов следует проводить на плоскошлифовальных станках с обильным охлаждением для предотвращения образования шлифовочных ожогов. Изготовленные образцы рекомендуется подвергнуть размагничиванию для снятия остаточного магнетизма (после закреплении образцов на магнитном столе плоскошлифовального станка).

Надрез можно изготавливать сверлением, фрезерованием или при помощи абразивного камня. В последнем случае на поверхности камня не должно быть рисок, видимых без применения оптических приборов. Допускается доводка и шлифовка дна надреза наждачной бумагой с мелким зерном абразива. Необходимо помнить, что даже ничтожные дефекты на поверхности надреза или незначительные отклонения от указанных в стандарте размеров могут оказать существенное влияние на результаты испытаний! При небрежном изготовлении образцов и надрезов разброс результатов может составлять от нескольких процентов до нескольких раз.

Направление рисок от механической обработки на поверхности надреза оказывает заметное влияние на величину ударной вязкости [1, 3]. Если надрез выполнен фрезерованием, риски располагаются перпендикулярно к направлению растягивающих усилий при приложении ударной нагрузки, и величина ударной вязкости оказывается заниженной. При изготовлении надреза сверлением риски будут параллельны оси надреза, поэтому значения ударной вязкости при испытаниях таких образцов оказываются завышенными. При изготовлении надрезов абразивным камнем (или вулканитовым кругом) значения ударной вязкости будут находиться между двумя указанными выше величинами.

Ось надреза должна быть перпендикулярна продольной оси образца, образуемый при этом угол должен быть в пределах 90±2 о .

Если испытаниям подвергаются образцы, подвергнутые термической обработке, то она должна быть завершена до изготовления надреза.

Все размеры образцов и надрезов контролируются штангенциркулями по ГОСТ 166-89 с ценой деления 0,05 мм. Допускается применять и другие измерительные приборы, обеспечивающие измерение с точностью, указанной в табл. 7.2

Основными при проведении испытаний считаются образцы типа 1 (см. табл. 7.2) размером 10х10х55 мм. В случае, когда толщина материала заготовки (стенка резервуара, труба трубопровода) не позволяет вырезать полноразмерные образцы, допускается проводить испытания на образцах типа 3, имеющих половинное значение размера B: 10х5х55 мм. Однако результаты испытаний образцов уменьшенного размера могут сравниваться только с результатами испытаний таких же образцов.

При подготовке к испытаниям необходимо провести комплекс подготовительных работ, которые сводятся к следующим мероприятиям:

1. Ознакомление с технической документацией установки, подлежащей испытаниям (проектной, заводской, ремонтной и отчетной). Эта работа необходима для уточнения программы испытаний (общей) и схемы измерений. При этом обращается внимание на работу вспомогательного оборудования котла, и его способность обеспечить выполнение программы в заданном диапазоне нагрузок и режимов.

2. Осмотр установки с учетом вспомогательного оборудования с целью оценки состояния, оснащенности КИП, средствами автоматического регулирования и окончательного уточнения наиболее удобных мест для размещения всех точек измерения и проведения необходимых тарировочных работ. При осмотре следует обратить внимание на расположение средств регулирования (шиберов, задвижек, регуляторов слоя топлива в питателях, направляющих аппаратов вентиляторов и дымососов и т.п.) и убедится в их работоспособности и пригодности для выполнения задач испытаний.

3. Составляется технической программы испытаний и определение количества планируемых опытов.

4. Составляется список (перечень) необходимых работ по устранению отмеченных при осмотре недостатков, установке дополнительных приборов, врезке дополнительных лючков и приспособлений для измерения и необходимых тарировок. Готовится необходимая документация (эскизы, чертежи, схемы, расчеты), необходимая для выполнения этих работ силами ТЭС.

5. Техническая программа испытаний, согласовываются с руководством ТЭС, цехами и утверждается главным инженером станции. Кроме того, согласовывается и передается ТЭС перечень необходимых работ по устранению недостатков, установке приборов и пр. и составляется график выполнения подготовительных работ. По результатам этих согласований составляется протокол, утверждаемый руководством ТЭС и организации, выполняющей испытания.

6. На основании протокола о согласовании программы испытаний, перечня необходимых работ и трафика их выполнения руководство ТЭС выпускает приказ о подготовке и проведении испытаний, в котором назначаются службы и ответственные работники ТЭС за подготовку и осуществление испытаний.

7. Важным моментом является авторский надзор за выполнением программы подготовительных работ. Эта работа обычно возлагается на руководителя испытаний, либо на лицо, им назначенное.

8. В подготовительный период формируется бригада исследователей, согласовывается количество инженеров и наблюдателей, выделяемых ТЭС для проведения испытаний, проводится их обучение, тренировки и распределение по участкам измерения.

9. Подготовительный период заканчивается приемкой (проверкой готовности) котла к испытаниям, которую осуществляет руководитель испытаний. Он же подписывает акт приемки котла к испытаниям. Обязательным этапом подготовки бригады к испытаниям является обучение безопасным методам работы, правилам работы с оформлением проверки знаний по технике безопасности и допуском к работе.

3. Составляется технической программы испытаний и определение количества планируемых опытов.

Как и любое исследование, металлография требует определенной предварительной подготовки образца – металлографического шлифа. Он представляет собой отполированное до зеркального блеска сечение кусочка металла, вырезанного в наиболее информативном для задач исследования месте.

На полированном микрошлифе проводят исследования загрязненности металла неметаллическими включениями, уровня пористости, оценку графита в чугуне, а также обнаруживают микротрещины или другие возможные дефекты.

Для выявления и оценки параметров микроструктуры полированный шлиф подвергается металлографическому травлению. Оно может быть химическим или электролитическим, в зависимости от материала и задач дальнейшего исследования.

Этап 1. Вырезка образца

Важнейшим условием вырезки образцов для металлографического исследования является отсутствие термического воздействия во время резки. Связано это с тем, что температуры, образующиеся при резке металла без охлаждения, могут привести к существенным изменениям структурных составляющих металла, вследствие чего результат исследование будет ошибочным.

Поэтому в исследовательских лабораториях для вырезки образцов используют специальные отрезные машины, оснащенные рециркуляционной системой охлаждения водным раствором охлаждающего реагента. Существуют различные модификации таких машин в зависимости от требуемых задач. Так, например, помимо стандартной абразивной отрезной машины, наша лаборатория имеет в своем распоряжении отрезную машину прецизионного реза для выполнения тонких резов с автоматической подачей отрезного круга с заданной скоростью.

Этап 2. Запрессовка

Для удобства работы с образцами их фиксируют с помощью заливки в специальные смолы. Эта операция подготовки шлифа позволяет:

надежно закрепить образец в нужной плоскости, сохраняя плоскопараллельность;
унифицировать форму образца для автоматической пробоподготовки;
промаркировать образец;
продлить срок службы полировальной ткани и снизить травматизм при ручной шлифовке/полировке.

Помимо перечисленных достоинств запрессовки стоит отметить возможность, во-первых, качественно подготовить шлифы для объектов исследования тонкого сечения (листы, проволока), а во-вторых, оптимизировать пробоподготовку таких образцов, фиксируя несколько образцов в одной запрессовке.

Существуют различные смолы для запрессовок. Одни требуют специального оборудования и с обеспечением системы охлаждения для горячей запрессовки, другие требуют лишь специальных формочек, в которые производится заливка холодной смолой с последующим отвердением на воздухе. Полимерная смола может обладать специальными свойствами, такими как способность удерживать край образца, способность проводить ток или свет.

Этап 3. Шлифовка и полировка

Получение зеркальной поверхности образца достигается несколькими последовательными этапами шлифовки и полировки с постепенным уменьшением размеров абразивных частиц.

Современные шлифовально-полировальные машины представляют собой плоский магнитный вращающийся круг, на котором закрепляется металлический диск либо с бумагой разной степени грубости (для шлифовки), либо с тканью (для полировки). Система управления позволяет регулировать скорость и направление вращения диска, подачу воды и полировальных суспензий. Применяется как ручной, так и автоматический режим пробоподготовки с использованием специального держателя, рассчитанного на одновременную работу с 6ю образцами и с возможностью регулировки силы нажатия на образец.

Подготовленный таким образом микрошлиф, требует бережного отношения, исключающего возможность попадания на него жидкостей, воздействия агрессивных коррозионных сред, механических повреждений. Хранение микрошлифов осуществляется в закрытых ёмкостях с фиксированной температурой и влажностью.

Одна из характеристик, определяющая пожарную опасность строительных материалов, является воспламеняемость строительных материалов.

В условиях пожара строительные материалы под воздействием теплового потока могут самовоспламеняться, поддерживать и развивать пожар.

Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности и нормативными документами установлено применение строительных материалов, относящихся к конкретным группам по воспламеняемости строительных материалов в определенных помещениях.

Образцы материалов должны иметь форму квадрата со стороной от 160 до 165 мм и иметь толщину не более 70 мм. Всего для стандартного испытания изготавливают комплект из 15 образцов, но в зависимости от материала может потребоваться 2 комплекта образцов.

Согласно п.6 ГОСТ 30402-96 существуют образцы для “стандартного” испытания и “нестандартного”. Образцы для стандартного испытания изготавливаются в сочетании с негорючей основой (хризотилцементные листы), при этом исследуемый материал должен иметь плотный контакт с негорючей основой. Как правило, для стандартного испытания плотный контакт достигается за счет механического прижатия.

Если у исследуемого материала присутствует техническая документация, в которой указаны способ крепления (механическое прижатие, приклеивание и т.д) и основа, на которой этот материал должен эксплуатироваться то и образцы должны быть сделаны в соответствии с представленной технической документацией. Например, для линолеума производитель допускает приклеивание только определенным клеем и указывает его в технической документации на изделие, соответственно в испытательной лаборатории этот линолеум тоже должен быть приклеен на указанный клей.

Некоторые строительные материалы могут применяться в качестве отделочных и облицовочных, а так же применяться самостоятельно (например как отдельные конструкции). Примером такого материала могут служить гипсокартонные листы. Ими можно облицовывать стены для того чтобы их выровнять, а можно делать из них перегородки. В этом случае необходимо сделать образцы с горючей основой и без горючей основы и подвергнуть испытаниям 2 комплекта образцов.

Если на поверхности исследуемого материала присутствуют различные неровности в виде тиснений, рельефа и т.п., перепад высот которых составляет более 5 мм допускается изготовить этот же материал с плоской поверхностью. То есть, если у материала есть рельеф, который не удовлетворяет п.6.2 ГОСТ 30402-96, то заказчик и/или производитель должны предоставить этот же материал без рельефа. Тут возникает вопрос – что делать, если такой рельефный материал не может быть по разным причинам предоставлен для испытаний с плоской поверхностью?

Согласно тому же п.6.2 ГОСТ 30402-96 экспонируемая поверхность не должна подвергаться обработке. Это означает что при подготовке образцов в лаборатории этот рельеф не может быть выровнен, так как это будет приравниваться к обработке экспонируемой поверхности. Следовательно, если материал не соответствует п.6.2 ГОСТ 30402-96 и нет возможности изготовить на производстве такой же материал, но с плоской поверхностью, то такой материал не может быть испытан.

Образцы некоторых материалов могут быть многослойными. В этом случае изготавливают 2 комплекта образцов для того, чтобы подвергнуть испытаниям обе поверхности материала. Группу воспламеняемости устанавливают по худшему результату. Многослойный материал может испытываться только с одной стороны в случае, если этого требует заказчик и если это отражено в технической документации.

Лакокрасочные материалы для испытаний на параметр воспламеняемости наносятся на негорючую основу с расходом, указанным в технической документации не менее чем в 4 слоя. Очень важно выдержать расход лакокрасочных изделий и количество слоев, для того, чтобы на всех образцах была одинаковая толщина лакокрасочных изделий. Если толщина лакокрасочных изделий будет различаться, то это может негативно сказаться на результатах испытаний и их сходимости.

Все образцы перед испытанием кондиционируются до достижения постоянства массы, которое считается достигнутым если при 2-х последующих взвешиваниях с разницей в 24 часа разница в массе не будет превышать 0,1%. Сами образцы во время кондиционирования должны находиться при температуре 23±2ºС и относительной влажности 50±5%.

Читайте также: