временное сопротивление разрыву (предел прочности);

относительное удлинение;

относительное сужение поперечного сечения.

101. Испытания на растяжение трубных образцов проводят при комнатной и повышенной температурах, последняя из которых соответствует эксплуатационной температуре металла (с округлением в большую сторону до температуры, кратной 10°С).

Для трубных образцов требования к порядку проведения испытаний на растяжение и обработке их результатов, а также требования к испытательной технике и средствам измерений аналогичны требованиям к таковым испытаниям стандартных образцов металла, проводимых в соответствии с пунктом 100 ФНП.

Трубные образцы изготавливают в осевом (продольном) направлении на всю толщину трубы (сегментные образцы) так, что две противоположные поверхности образца являют собой наружную и внутреннюю поверхности трубы. Эти поверхности должны быть очищены от загрязнений и механической обработке могут не подвергаться.

102. Испытания на ударный изгиб, заключающиеся в разрушении призматических образцов с концентратором посредине ударным нагружением, выполняют на образцах, стандартизированных по типам, (по конфигурации (включая форму концентратора) и размерам).

Изготавливаемые образцы следует маркировать (клеймить) с двух концов на торцах или на гранях, исключая грань, на которую наносится надрез, на расстоянии не более 15 мм от торца образца. В случае клеймения ударным способом маркировка должна наноситься до выполнения надреза.

Испытания на ударный изгиб проводят на маятниковых копрах. Технические характеристики маятниковых копров, крио- и термокамер, аппаратуры и средств измерений должны обеспечивать заданные параметры испытаний с достаточной точностью.

При каждой заданной программой испытаний температуре должны испытывать не менее трёх образцов. Допускается в обоснованных случаях испытывать при каждой температуре два образца.

По результатам испытаний определяют для каждого образца ударную вязкость (удельную энергию разрушения). В случае, если программой исследования предусмотрено установление критической температуры хрупкости металла, процентное соотношение долей вязкой и хрупкой составляющих в изломах образцов определяют на разрушенных образцах с концентратором вида V (тип "Шарпи").

103. Измерения твёрдости металла в стационарных условиях следует проводить стандартными методами: по Бринеллю, по Виккерсу или по Роквеллу.

Испытания проводят при комнатной температуре °С. При изготовлении образцов и подготовке поверхности для контроля следует исключать возможность изменения поверхностных свойств металла вследствие нагрева или наклёпа. Рабочая и противоположная поверхности образца должны быть параллельными в случае измерения твёрдости на плоских поверхностях.

Соотношение толщины образца и нагрузки должно быть таковым, чтобы на обратной поверхности (стороне) образца отсутствовали заметные невооружённым глазом следы деформации от воздействия на металл индентора.

При измерении твёрдости по Бринеллю расстояние между краями двух соседних отпечатков должно быть не менее трёх диаметров отпечатков, а расстояние от края отпечатка до края образца - не менее 2,5 диаметра отпечатка. При измерении твёрдости по Виккерсу расстояние от центра отпечатка до края соседнего отпечатка или до края образца должно быть не менее 2,5 длины диагонали отпечатка. При измерении твёрдости по Роквеллу расстояние между центрами двух соседних отпечатков или от центра отпечатка до края образца должно быть не менее 3,0 мм.

Для получения представительной характеристики твёрдости (в том числе для конкретной зоны образца) должно быть проведено не менее трёх измерений. В обоснованных случаях число измерений может быть сокращено. За результирующую величину твёрдости принимается среднее значение по результатам нескольких измерений.

104. Определение механических свойств сварных соединений отличается спецификой, обусловленной структурной (металлургической) и механической неоднородностью композиции "основной - наплавленный металл (МШ) - переходные зоны (ЗТВ)".

Испытания на статическое растяжение и определение твёрдости проводят как для отдельных зон сварного соединения, так и для всего соединения в целом. Испытания на ударный изгиб выполняют для отдельных конкретных зон сварного соединения согласно месту (точке) расположения в образце вершины концентратора относительно границ зон соединения. Испытания на статический изгиб проводят для сварного соединения в целом.

Порядок вырезки образцов, включая их форму, расположение, ориентацию, размеры (и нанесение концентратора), определяется конкретной задачей исследования, типом и геометрическими параметрами соединения, и видом испытаний.

Общие требования к испытаниям металла отдельных зон (участков) сварного соединения на статическое растяжение соответствуют таковым для аналогичных испытаний стандартных образцов металла, проводимых в соответствии с пунктом 100 ФНП. Испытания проводят для металла шва и металла различных участков ЗТВ.

Твёрдость металла отдельных зон сварных соединений определяют в соответствии с пунктом 103 ФНП. В качестве основного метода для измерения твёрдости применятся метод Виккерса. Твёрдость сварного соединения как целой композиции определяют дискретными измерениями с заданным шагом поперёк сварного соединения (включая все зоны) от основного металла с одной стороны до основного металла другой (противоположной) стороны соединения. Твёрдость основного металла, различных участков ЗТВ и металла шва измеряют по одной или нескольким линиям на поперечном сечении соединения, перпендикулярным оси соединения на этом сечении. Предпочтительно проводить измерения по нескольким линиям.

Испытания на ударный изгиб сварного соединения проводят для различных его зон: МШ, различных участков ЗТВ (линия сплавления, "мягкая" прослойка).

Принадлежность испытываемого металла к конкретной зоне определяется месторасположением вершины концентратора (надреза) в образце по отношению к границам зон соединения. Основные требования к образцам, проведению испытаний и обработке их результатов соответствуют таковым для стандартных испытаний металла на ударную вязкость, проводимых в соответствии с пунктом 102 ФНП.

Испытание сварного соединения как цельной композиции на статическое растяжение проводят для определения прочности наиболее слабого участка стыкового или нахлёсточного соединения и по его результатам устанавливают временное сопротивление наиболее слабого участка (сварного соединения в целом).

Испытания на длительную прочность

105. Испытания на длительную прочность проводят:

для оценки соответствия жаропрочных свойств материалов нормативным требованиям применительно к металлу повреждённых в ходе эксплуатации элементов;

для определения остаточного ресурса высокотемпературных элементов длительно эксплуатируемого оборудования.

В данном пункте и далее по тексту ФНП в качестве остаточного ресурса принимается наработка оборудования или групп элементов в его составе от текущего момента до перехода в предельное состояние (требующее прекращения работы), определяемая с использованием индивидуального ресурса и предшествующей наработки с учётом фактических параметров предшествующей эксплуатации и для конкретных заданных параметров последующей эксплуатации. При этом к ресурсу индивидуальному относится ресурс оборудования или групп элементов в его составе, рассчитанного с учётом фактических данных по геометрическим размерам и состоянию металла для конкретных заданных параметров эксплуатации.

106. Испытания на жаропрочность требуется выполнять в диапазонах температур и напряжений, в пределах которых механизмы ползучести и разрушения металла при лабораторных исследованиях и эксплуатации подобны.

Количество испытываемых образцов на одно состояние металла (одна серия испытаний) должно быть не менее восьми.

107. Диапазон изменения времени испытания (до разрушения) в пределах одной серии испытываемых образцов составляет не менее одного порядка.

Минимальное время до разрушения образца, принимаемое в расчёт при обработке результатов испытаний, должно составлять не менее 300 часов.

108. Диапазон задаваемых напряжений для серии испытываемых образцов следует устанавливать в пределах от 1,25 до 2,0 от уровня рабочих напряжений.

Следует по возможности задавать напряжение испытаний образца ниже уровня 1,25 от рабочего напряжения, так как при этом будет повышаться точность конечной оценки характеристик жаропрочности по результатам данной серии испытаний.

Не следует задавать напряжение испытаний образца выше двукратного рабочего напряжения.

109. В процессе испытаний определяют для каждого разрушенного образца значение параметра длительной прочности по формуле:

где: - время до разрушения образца, ч;

Т - температура испытания, К;

- постоянная.

Следует принимать: для углеродистых, низколегированных и легированных сталей ; для высоколегированных аустенитных сталей ; для хромистых сталей .

110. По результатам испытаний серии образцов (для конкретного состояния металла) строят условную параметрическую диаграмму длительной прочности в координатах " ", где - напряжение в испытуемом образце, МПа.

Параметрическую диаграмму допускается использовать для графического определения условного предела длительной прочности металла (для заданных температуры и ресурсной базы) или остаточного ресурса для заданных температуры и уровня рабочего напряжения (с учётом коэффициента запаса прочности).

Экстраполяция предела длительной прочности по результатам испытаний серии образцов выполняется на ресурс, не превышающий суммарную базу испытаний данной серии более чем на порядок.

Определение химического состава металла

111. Определение элементного состава металла методами химического анализа (с помощью химических реакций) проводят на специально отобранных пробах в виде стружки, мелких частиц металла (опилок).

Поверхность металла для отбора проб тщательно очищается от окалины и прочих загрязнений. Пробы отбирают в нескольких местах по поверхности или сечению детали сверлами или специально заточенным резцом.

Недопустимо попадание на отбираемую пробу масла или охлаждающей эмульсии. Поверхность стружки не должна иметь цветов побежалости. Не следует отбирать пробу (опилки) напильником во избежание попадания в неё частиц постороннего материала.

112. Для определения химического состава металла в лабораторных условиях предпочтительно использовать современные технические средства: стационарные приборы оптико-эмиссионного или рентгенофлуоресцентного принципа действия. С помощью стационарных аналитических приборов определяют химический состав металла на демонтированных деталях или вырезанных образцах.