ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
на выполнение работ по проведению испытаний и исследований материалов для определения причин образования трещин в металлоконструкциях резервуаров
Наименование проводимой работы
«Проведение испытаний и исследований материалов для определения причин образования трещин в металлоконструкциях резервуаров» (далее Работа).
Цель работы, задачи
Цель работы:
- определение причин трещинообразования в зоне сварного шва пояса стенки резервуара №1;
- определение причин трещинообразования основного металла стенки резервуара №2.
2.2 Задачи работы:
исследование микроструктуры и определение механических свойств околошовной зоны вертикального сварного шва и основного металла пояса стенки резервуара №1;
исследование микроструктуры и определение механических свойств основного металла стенки резервуара №2;
определение причин образования дефектов в околошовной зоне вертикального сварного шва пояса стенки резервуара №1 и в основном металле стенки резервуара №2.
2.3 Выполнение Работы проводится с учетом требований следующих документов:
ГОСТ 7.32-2001 «Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет о научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления»;
ГОСТ 1497-84 « Металлы. Методы испытаний на растяжение»;
ГОСТ 1778-70 «Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений»;
ГОСТ 2999-75 «Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу»;
ГОСТ 5639-82 «Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна»;
ГОСТ 5640-68 «Сталь. Металлографический метод оценки микроструктуры листов и ленты»;
ГОСТ 6996-66 «Сварные соединения. Методы определения механических свойств»;
ГОСТ 9454-78 «Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах»;
ГОСТ 14019-2003 «Материалы металлические. Метод испытания на изгиб».
Краткое описание работ
В результате выполнения Работы должен быть разработан отчет с указанием причин трещинообразования в зоне сварного шва пояса стенки резервуара №1 и в основном металле стенки резервуара №2.
Основные параметры и технические требования
При выполнении Работы:
проводится изготовление образцов для проведения испытаний и исследований;
проводятся механические испытания и определяется химический состав основного металла и сварного соединения резервуаров;
проводятся комплексные исследования микроструктуры основного металла и сварного соединения, включающие электронно – фрактографический анализ поверхности разрушения.
Виды испытаний, количество образцов для проведения исследований и испытаний приведены в Приложении А, схема вырезки образцов – в Приложении Б.
Вырезку образцов следует проводить механическим способом, не допуская перегрева металла.
4.1.1 Испытания механических свойств должны включать:
- испытания на растяжение основного металла и продольного сварного соединения;
- испытания на ударный изгиб основного металла и сварного соединения;
- испытание на статический изгиб основного металла и сварного соединения;
- измерение твердости на поперечных микрошлифах в зоне трещинообразования (в области максимального раскрытия трещины в обоих ее концах) методом Виккерса (ГОСТ 2999) с нагрузкой 10 кг.
4.1.2 Механические испытания на растяжение необходимо проводить на поперечных образцах в соответствии с требованиями ГОСТ 1497, ГОСТ 6996.
При испытании основного металла и сварного соединения определяют временное сопротивление σв (МПа), предел текучести σт (МПа) и относительное удлинение δ (%).
4.1.3 Испытания на ударный изгиб основного металла должны быть проведены по ГОСТ 9454, сварного соединения по ГОСТ 9454 с учетом требований по ГОСТ 6996. Схема нанесения надреза на образцах сварных соединений приведена в Приложении В.
По результатам испытаний на ударный изгиб кроме ударной вязкости следует фиксировать долю вязкой составляющей в изломе, определяемую по ГОСТ 4543.
Испытания основного металла проводятся на поперечных образцах типа 2, 1 (Менаже) и на образцах типа 12, 11 (Шарпи) по ГОСТ 9454.
Испытания сварного соединения проводятся на поперечных образцах типа IХ и VI (Шарпи) по ГОСТ 6996.
4.1.4 Испытания сварного соединения на статический изгиб проводятся по ГОСТ 14019, основного металла – по ГОСТ 6996.
4.1.5 Химический состав основного металла и сварного соединения определяется в зоне трещинообразования и должен быть проведен не менее чем по трем прожигам по толщине по ГОСТ 18895.
Определяемые элементы: C, S, P, Cu, Si, Mn, Ni, Cr, W, Ti, Al.
4.1.6 Исследования структуры металла
Исследования микроструктуры должны включать:
- определение структурно-фазового состава основного металла и зоны термического влияния;
- электронно-фрактографические исследования поверхности разрушения.
Металлографические исследования необходимо проводить на поперечных микрошлифах в зоне трещинообразования (в области максимального раскрытия трещины в обоих ее концах).
4.1.7 Электронно - фрактографические исследования.
При исследовании поверхности разрушения проводится анализ траектории распространения начального дефекта с определением характера, механизма и скорости распространения дефекта.
При фрактографическом анализе поверхности разрушения должен быть выявлен очаг разрушения, зона распространения и зона затухания трещины.
Исследование поверхности трещины должно быть проведено в очаговой зоне разрушения, зоне распространения и зоне затухания трещины с увеличением 5×-10000× и с определением обнаруженных дефектов микроструктуры металла, включая микрорентгеноспектральный анализ.
Также должно быть проведено изучение распространения трещины по толщине металла, выявлены:
- зона зарождения трещины;
- зона перехода от зарождения трещины к зоне стабильного роста трещины;
- зона ускоренного роста трещины.
Соответствующие зоны распространения трещины должны быть указаны на фотографиях поверхности разрушения.
В отчете должны быть представлены (в графическом и табличном виде) зависимости изменения скорости распространения трещины и ее геометрических параметров (глубины, ширины) в разных зонах распространения трещины с учетом циклического характера нагружения резервуара.
4.2 По результатам экспериментальных исследований микроструктуры и механических свойств основного металла и сварного соединения должны быть представлены выводы о причинах образования трещин.
4.3 Построение, содержание и оформление отчета о Работе должно соответствовать требованиям ГОСТ 7.32-2001 и состоять из следующих элементов:
титульный лист;
список исполнителей;
реферат;
содержание;
определения;
обозначения и сокращения;
введение;
основная часть;
заключение;
список использованных источников;
приложения.
4.4 В отчете о Работе должны быть представлены:
результаты металлографических, электронно - фрактографических исследований и механических испытаний образцов основного металла и сварного соединения. Результаты исследований и испытаний должны быть проиллюстрированы изображениями микроструктуры, графиками и таблицами с пояснениями.
4.5 Исполнитель по требованию Заказчика должен обеспечить присутствие представителя Заказчика при проведении испытаний и исследований.
4.6 Испытанные образцы и остатки металла должны сохраняться до подписания Акта выполненных работ. По требованию, испытанные образцы должны передаваться Заказчику.
5 Стадии и этапы разработки
5.1 Работа выполняется в один этап.
5.2 Сроки выполнения Работы – 30 рабочих дней с момента получения Исполнителем темплетов, отобранных из металлоконструкций резервуаров. Исполнитель обязан принять темплеты для выполнения работ не позднее четырех рабочих дней с даты подписания договора со склада Заказчика по адресу: г. Москва, Севастопольский проспект 47А.
Форма и вид отчетности: отчет о Работе в соответствовать с требованиями ГОСТ 7.32-2001.
Отчетные материалы предоставляются заказчику не позднее 5 дней до окончания этапа.
6 Приложения к ТЗ
Приложение А. Виды испытаний, количество образцов и схема вырезки образцов для проведения исследований и испытаний металлоконструкции резервуара №1, №2.
Приложение Б. Ориентировочная схема вырезки образцов из поясов стенки резервуара.
Приложение В. Схема выполнения надреза на образцах сварного соединения для испытаний на ударный изгиб.
Приложение А
Виды испытаний, количество образцов и схема вырезки образцов для проведения исследований и испытаний металлоконструкции резервуара №1
№ п/п
|
Виды испытаний и испытаний
|
Количество и тип образцов, шт.
|
Общее количество, шт.
|
Основной металл
|
Сварное соединение
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Образцы для проведения испытаний
|
1
|
Определение химического состава по
ГОСТ 18895
|
1 (в зоне трещинообразования)
|
-
|
1
|
2
|
Растяжение
|
по ГОСТ 1497
3 поперечных
(по отношению к направлению прокатки пятикратных цилиндрических образца типа III)
|
по ГОСТ 6996
3 поперечных
Тип образцов- XII
|
6
|
3
|
Ударная вязкость*
|
По ГОСТ 9454
6 поперечных
3 – тип 1 (Менаже);
3 – тип 11 (Шарпи)
|
по ГОСТ 6996
6 поперечных с надрезом по околошовной зоне
3 – тип IX (Шарпи);
3 – типа VI (Менаже)
|
12
|
4
|
Доля вязкой составляющей по ГОСТ 4543
|
6
|
6
|
12
|
5
|
Статический изгиб
|
по ГОСТ 14019
2 поперечных
|
по ГОСТ 6996
2 поперечных
|
4
|
6
|
Металлография
|
1
|
не менее 2
|
не менее 3
|
7
|
Электронно-фрактографический анализ поверхности разрушения
|
-
|
не менее 2
|
не менее 2
|
8
|
Измерения твердости
|
1
|
2 (в области максимального раскрытия трещины с обоих ее концов)
|
3
|
Примечание – При необходимости проведения повторных испытаний, необходима дополнительная вырезка образцов.
* Температура испытания на ударную вязкость согласовывается с Заказчиком.
|
Приложение А (продолжение)
Виды испытаний, количество образцов и схема вырезки образцов для проведения исследований и испытаний металлоконструкции резервуара № 2
№ п/п
|
Виды испытаний и испытаний
|
Количество и тип образцов, шт.
|
Основной металл
|
1
|
2
|
3
|
Образцы для проведения испытаний
|
1
|
Определение химического состава по ГОСТ 18895
|
3
|
2
|
Растяжение по ГОСТ 1497
|
9 поперечных
(по отношению к направлению прокатки пятикратных цилиндрических образца типа III)
|
3
|
Ударная вязкость по ГОСТ 9454*
|
9 – тип 2 (Менаже);
9 – тип 12 (Шарпи)
|
4
|
Доля вязкой составляющей
по ГОСТ 4543
|
18
|
5
|
Статический изгиб по ГОСТ 14019
|
6
|
6
|
Металлография
|
не менее 6
|
7
|
Электроннофрактографический анализ поверхности разрушения
|
не менее 6
|
8
|
Измерения твердости
|
6
(в области максимального раскрытия трещины с обоих ее концов)
|
Примечание – При необходимости проведения повторных испытаний, требуется дополнительная вырезка образцов.
*Температура испытания на ударную вязкость согласовывается с Заказчиком.
|
Приложение Б
Ориентировочная схема вырезки образцов из поясов стенки резервуара
№ 1 – образцы для испытаний сварного соединения на растяжение по ГОСТ 6996 (три поперечных образца типа XII, остальные – для повторных испытаний, при необходимости);
№ 2 – образцы для испытаний сварного соединения на ударную вязкость по ГОСТ 6996 (три поперечных образца типа IX (Шарпи), три поперечных образца типа VI (Менаже), три образца для повторных испытаний, при необходимости);
№ 3 – образцы для испытаний сварного соединения на статический изгиб по ГОСТ 6996 (два поперечных образца, остальные – для повторных испытаний, при необходимости);
№ 4 – образцы для испытаний основного металла на растяжение по ГОСТ 1497 (три поперечных по отношению к направлению прокатки пятикратных цилиндрических образца типа III, остальные – для повторных испытаний, при необходимости);
№ 5 – образцы для испытаний основного металла на ударную вязкость по ГОСТ 9454 (три образца типа 2 (Менаже), три образца типа 12 (Шарпи), остальные – для повторных испытаний, при необходимости);
№ 6 – образцы для испытаний основного металла на статический изгиб по ГОСТ 14019 (два образца);
№ 7 – образец для определения химического состава спектральным методом.
Образцы для металлографических и электроннофрактографических исследований вырезаются в зоне дефектов, в местах зарождения трещин.
Образцы для измерения твердости вырезаются в области максимального раскрытия трещины с обоих ее концов.
Приложение В
Схема выполнения надреза на образцах сварного соединения для испытаний на ударный изгиб
а
б
а) образец с надрезом по центру сварного шва;
б) образец с надрезом по ЗТВ.
Москва
2014
|
