es un material importante en la industria moderna, y la verificación del cumplimiento de su proceso es un vínculo clave para garantizar la calidad y confiabilidad del producto. La prueba de propiedades mecánicas es uno de los medios importantes para evaluar la conformidad del proceso de las tuberías soldadas. Al simular las condiciones de tensión reales, se pueden evaluar de forma integral la resistencia, la tenacidad y otras propiedades mecánicas de las tuberías soldadas, juzgando así la corrección del proceso de soldadura y la calificación de los materiales de soldadura. Este artículo discutirá en detalle cómo verificar la conformidad del proceso de la tubería soldada A312 a través de pruebas de propiedades mecánicas.
La norma ASTM A312 fue desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) y especifica específicamente los requisitos de fabricación y las propiedades mecánicas de las tuberías soldadas y sin costura de acero inoxidable austenítico. La norma cubre una variedad de especificaciones de tuberías y grados de acero inoxidable, como TP304, TP304L, TP316, TP316L, etc., lo que garantiza la confiabilidad y durabilidad de la tubería en el uso real.
El proceso de fabricación de tubos soldados A312 incluye principalmente la preparación de la materia prima, la conformación, la soldadura, el tratamiento térmico y el tratamiento de la superficie. Las materias primas deben ser placas o tiras de acero inoxidable austenítico que cumplan con los requisitos de la norma. Después del pretratamiento, como el corte y la limpieza, se envían a la máquina formadora para laminarlas o prensarlas. Es necesario soldar el tocho del tubo formado. El método de soldadura puede ser soldadura automática, soldadura manual o soldadura combinada para garantizar la calidad de la soldadura. Una vez finalizada la soldadura, se requiere un tratamiento térmico para eliminar la tensión de soldadura y mejorar el rendimiento general de la tubería. Finalmente, las paredes interiores y exteriores de la tubería se someten a tratamientos superficiales como pulido mecánico, desengrasado, decapado y limpieza para cumplir con los requisitos de acabado superficial especificados.
La prueba de propiedades mecánicas es el medio principal para evaluar la conformidad del proceso de las tuberías soldadas, e incluye principalmente varios métodos comunes como la prueba de tracción, la prueba de flexión, la prueba de impacto, la prueba de dureza y la prueba de fatiga.
Prueba de tracción
La prueba de tracción aplica una fuerza de tracción que aumenta gradualmente a la soldadura hasta que esta se rompe y registra la curva de tensión-deformación durante el proceso. Esta prueba puede evaluar las propiedades mecánicas de la soldadura, incluida la resistencia a la tracción, el límite elástico, el alargamiento y la reducción de área. La forma y el tamaño de la muestra de prueba deben cortarse y prepararse de acuerdo con la norma o los requisitos de diseño para garantizar que pueda representar la calidad general de la soldadura. Durante la prueba, la velocidad de carga y la temperatura del entorno de prueba deben controlarse estrictamente para garantizar la precisión y repetibilidad de los resultados de la prueba. La resistencia a la tracción Rm es el valor máximo de tensión que un material puede soportar durante el proceso de estiramiento, que caracteriza la capacidad del material para resistir la fractura por tracción; El alargamiento A refleja la capacidad del material para deformarse plásticamente durante el proceso de estiramiento.
Prueba de flexión
Las pruebas de flexión se utilizan para evaluar el rendimiento de las soldaduras bajo cargas de flexión e incluyen tres tipos: flexión frontal, flexión posterior y flexión lateral. El ensayo de flexión lateral es especialmente adecuado para comprobar el grado de adhesión entre la soldadura y el material base, así como la fragilidad de revestimientos de revestimiento, capas de transición de uniones soldadas bimetálicas y uniones de acero diferentes. Factores como el tamaño de la muestra, el diámetro y la posición del penetrador y la velocidad de carga afectarán los resultados de la prueba, por lo que la prueba debe realizarse estrictamente de acuerdo con las normas. La prueba de flexión puede probar la resistencia a la flexión y las condiciones de grietas superficiales de la soldadura, y es un medio importante para evaluar la plasticidad y tenacidad de la soldadura.
Prueba de impacto
La prueba de impacto utiliza una máquina de prueba de impacto para impactar la muestra y medir la tenacidad al impacto y la sensibilidad a la muesca de la soldadura. Las muestras se dividen en dos tipos: entalladura en forma de U y entalladura en forma de V. La muesca debe abrirse en la zona más débil de la soldadura o unión soldada o en el área que sea el foco de la evaluación. Los resultados de la prueba de impacto se ven afectados por factores como la rugosidad de la superficie de la entalla y los métodos de procesamiento, por lo que la muestra debe procesarse y tratarse según sea necesario antes de la prueba. La tenacidad al impacto ak es la capacidad de un material para absorber el trabajo de deformación plástica y el trabajo de fractura bajo carga de impacto, y es un indicador importante para evaluar la tenacidad de la soldadura.
Prueba de dureza
La prueba de dureza se utiliza para determinar la dureza de la soldadura. La curva de distribución de dureza de la unión soldada puede comparar las diferencias de rendimiento en varias áreas de la unión, la segregación regional y la tendencia al endurecimiento del área cercana a la costura. Los métodos de prueba de dureza comúnmente utilizados incluyen la prueba de dureza Brinell, la prueba de dureza Rockwell y la prueba de dureza Vickers. Al realizar pruebas, se deben seleccionar métodos y equipos de prueba apropiados según las necesidades reales. La dureza es una medida de la capacidad de un material para resistir la deformación debido a la presión local y es importante para evaluar la resistencia al desgaste y al rayado de las soldaduras.
Prueba de fatiga
La prueba de fatiga se utiliza para determinar la resistencia del metal de soldadura y de las uniones soldadas cuando se someten a cargas alternas. El límite de fatiga de una unión soldada está determinado principalmente por la carga aplicada y la amplitud, y su tamaño está especificado por las condiciones técnicas correspondientes. La cantidad de datos en las pruebas de fatiga es grande y, generalmente, se requieren no menos de 6 puntos de datos para garantizar la precisión y confiabilidad de los resultados de la prueba. La resistencia a la fatiga y la vida útil por fatiga son indicadores importantes para evaluar la capacidad del material para resistir daños por fatiga bajo cargas alternas.
Los pasos de implementación de las pruebas de propiedades mecánicas incluyen la preparación de la muestra, la instalación y fijación, la precarga, la prueba de carga y el procesamiento y análisis de datos.
Preparación de muestras
De acuerdo con las normas o requisitos de diseño, se tomarán muestras apropiadas de la soldadura que se va a probar. La forma, el tamaño y la calidad de la superficie de la muestra deben cumplir con los requisitos estándar para garantizar la precisión y confiabilidad de los resultados de la prueba.
Instalación y fijación
Instale las muestras preparadas en la máquina de prueba correspondiente para asegurarse de que las muestras estén firmemente fijadas para evitar que se deslicen o se caigan durante la prueba.
Precarga
Antes de la carga formal, la muestra se precarga para eliminar el espacio y la tensión inicial entre la muestra y el accesorio para garantizar la precisión de los resultados de la prueba.
Prueba de carga
De acuerdo con los requisitos de la prueba, se aplica una carga que aumenta gradualmente sobre la muestra hasta que ésta se daña. Durante la prueba, la velocidad de carga y la temperatura del entorno de prueba deben controlarse estrictamente, y deben registrarse los datos relevantes durante la prueba.
Procesamiento y análisis de datos
Procesar y analizar los datos de prueba, incluida la selección de datos, el preprocesamiento de datos, la extracción de características, la visualización de gráficos, la expresión numérica, la descripción de texto, etc. Comparar y analizar los resultados de la prueba con datos anteriores u otros estándares para evaluar la calidad y las tendencias cambiantes de las propiedades mecánicas de la soldadura.
4. Aplicación de la prueba de propiedades mecánicas para verificar la conformidad del proceso de tubería soldada A312
A través de pruebas de propiedades mecánicas, se puede evaluar completamente la conformidad del proceso de la tubería soldada A312. En concreto, se centran en los siguientes aspectos:
Evaluación de la calidad de la soldadura
Las pruebas de propiedades mecánicas pueden reflejar directamente la calidad de las soldaduras. Mediante pruebas de tracción, pruebas de flexión y pruebas de impacto, se pueden evaluar las propiedades mecánicas de las soldaduras como resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento, contracción transversal, resistencia a la flexión y tenacidad al impacto. Estos indicadores pueden reflejar completamente la resistencia y tenacidad de la soldadura, juzgando así la corrección del proceso de soldadura y la calificación de los materiales de soldadura.
Verificación del efecto del tratamiento térmico
El tratamiento térmico es una parte importante del proceso de fabricación de tubos soldados A312, cuyo objetivo es eliminar la tensión de la soldadura y mejorar el rendimiento general de la tubería. Mediante pruebas de propiedades mecánicas, se puede verificar si el efecto del tratamiento térmico cumple con las expectativas. Por ejemplo, las pruebas de dureza se pueden utilizar para detectar la distribución de la dureza de las soldaduras y las zonas afectadas por el calor, determinando así si el tratamiento térmico es uniforme y si se ha eliminado la tensión de soldadura.
Comparación del rendimiento del material
Comparando los resultados de las pruebas con valores estándar o datos de otros lotes, se pueden evaluar las diferencias de rendimiento de las tuberías soldadas hechas de diferentes materiales o de diferentes lotes. Esto ayuda a los fabricantes a optimizar los procesos de producción y mejorar la calidad y la consistencia del producto.
Base de la mejora de procesos
Los resultados de las pruebas de propiedades mecánicas también pueden proporcionar una base para la mejora del proceso. Por ejemplo, al analizar datos de pruebas, se pueden descubrir problemas o deficiencias en el proceso de soldadura, guiando así a los fabricantes a realizar mejoras y optimizaciones específicas.
En resumen, la prueba de propiedades mecánicas es uno de los medios importantes para verificar la conformidad del proceso de las tuberías soldadas A312. A través de métodos comunes como prueba de tracción, prueba de flexión, prueba de impacto, prueba de dureza y prueba de fatiga, las propiedades mecánicas de las tuberías soldadas se pueden evaluar de manera integral para determinar la corrección del proceso de soldadura y la elegibilidad de los materiales de soldadura. Durante el proceso de prueba, las condiciones de prueba deben controlarse estrictamente para garantizar la precisión y confiabilidad de los resultados de la prueba. Al mismo tiempo, comparar y analizar los resultados de las pruebas con valores estándar o datos de otros lotes puede proporcionar una base para la mejora y optimización del proceso. Por lo tanto, en el proceso de fabricación de tubos soldados A312, se debe prestar atención a la aplicación y práctica de pruebas de propiedades mecánicas para garantizar la calidad y confiabilidad del producto.
