SU1746248A1 - Method of estimating quality of butt joints of polyethylene tubes - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к испытательной технике и может быть использовано дл  оценки качества сварных стыковых соединений полиэтиленовых труб. Цель изобретени  - повышение достоверности способа при реализации его в производственных услови х , Дл  этого из сварного соединени  вырезают в диаметральном направлении поперек сварного шва секторные образцы, нагревают соединение в течение 10-12 с до температуры на 40-50°С выше температуры плавлени  материала труб, нанос т на исследуемую поверхность сварного шва адгезионный слой индикаторного жидкого вещества, поверх него закрепл ют прозрачную ленту и получают на ленте отпечаток зоны сварного шва, по которому суд т о качестве сварного соединени , при этом предварительно из каждого секторного образца параллельно плоскости реза поперек сварного шва вырезают основную и дополнительную партии образцов, кажда  из которых содержит по крайней мере 3 образца толщиной 1 мм и шероховатостью поверхности не более 0,8 мкм, один образец каждой дополнительной партии вырезают из равноудаленного от внутренней и внешней поверхностей участка секторного образца, а два других - из смежных участков, расположенных симметрично,, каждый образец основных партий последовательно 5 раз нагружают знакопеременным изгибом по центру шва сначала до полного соприкосновени  внутренних поверхностей образца, а затем наружных с продолжительностью одного цикла не более 6 с, затем эти образцы испытывают на одноосное раст жение при скорости деформировани  8-10 мм/мин в течение не более 60 с дл  каждого образца, дополнительные партии образцов подвергают аналогичному циклу испытаний на знакопеременный изгиб и одноосное раст жение и учитывают результаты испытаний основных и дополнительных партий образцов при оценке качества сварного соединени . 8 ил., 2 табл. w Ё ь. h м w ь N ON fO N 00 t:The invention relates to a testing technique and can be used to assess the quality of welded butt joints of polyethylene pipes. The purpose of the invention is to increase the reliability of the method when it is carried out under production conditions. To do this, cut out the welded joint in the diametral direction across the weld seam samples, heat the joint for 10-12 seconds to a temperature 40-50 ° C above the melting point the pipe material, an adhesive layer of the indicator liquid substance is applied onto the weld surface being examined; a transparent tape is fixed on top of it and a print of the weld zone is obtained on the tape, judging by the quality of A pre-cutting joint, preliminarily from each sector sample parallel to the cutting plane across the weld, the main and additional batches of samples are cut, each of which contains at least 3 samples 1 mm thick and no more than 0.8 microns in surface roughness, one sample of each additional batch cut out of the sector sample section equidistant from the inner and outer surfaces, and the other two from adjacent areas symmetrically located, each sample of the main batches successively 5 They are loaded with an alternating bend along the center of the seam, first until the inner surfaces of the specimen are completely in contact, and then the outer ones with a duration of one cycle of not more than 6 s, then these specimens are tested for uniaxial stretching at a deformation rate of 8-10 mm / min for not more than 60 sec. for each sample, additional batches of samples are subjected to a similar cycle of tests for alternating bending and uniaxial stretching and take into account the results of tests of primary and secondary batches of samples when assessing the quality a weld. 8 ill., 2 tab. w y. h m wb N ON fO N 00 t:

Description

Изобретение относитс  к испытательной технике, а именно к способам оценки качества сварных стыковых соединений полиэтиленовых труб.The invention relates to a testing technique, and specifically to methods for assessing the quality of welded butt joints of polyethylene pipes.

Известен способ оценки качества сварного соединени  пластмассовых труб, вклю- чающий вырезку в диаметральномThere is a method for assessing the quality of a welded joint of plastic pipes, including cutting in diametrically

направлении поперек сварного шва через каждые 90° секторных образцов, нагрев соединени  в течение 10-12 с до температуры на 40Н50°С выше температуры плавлени  труб, нанесение на исследуемую поверхность сварного шва адгезионного сло  индикаторного жидкого вещества послеtransverse to the weld every 90 ° sector samples, heating the joint for 10–12 s to a temperature 40Н50 50 C above the melting point of the pipes, applying an adhesion liquid layer after the

каждого нагрева, сн тие отпечатков с помощью прозрачной ленты с липким слоем и нанесение их на бумагу. Оценку качества сварного соединени  осуществл ют путем сравнени  отпечатков.each heat, removing the prints with a transparent tape with a sticky layer and applying them to the paper. A welded joint quality assessment is carried out by comparing prints.

Недостатком известного способа  вл етс  невозможность обнаружени  скрытых локальных дефектов типа микротрещин или несплавлений в шве. При действии нагрузки в процессе эксплуатации трубопроводов по- добн ые дефекты могут достигать критических размеров, что приводит к разрушению сварных соединений. При нагреве микротрещина может релаксировать, что не позвол ет однозначно оценить качество стыков полиэтиленовых труб.The disadvantage of this method is the impossibility of detecting hidden local defects such as microcracks or non-fusions in the seam. Under the action of a load during the operation of pipelines, similar defects can reach critical sizes, which leads to the destruction of welded joints. When heated, the microcrack can relax, which does not allow an unambiguous assessment of the quality of the joints of polyethylene pipes.

Цели изобретени  повышение достоверности способа при реализации его в производственных услови х.The objectives of the invention are to increase the reliability of the method when it is implemented under production conditions.

Указанна  цель достигаетс  тем, что со- гласно способу оценки качества сварных стыковых соединений полиэтиленовых труб, по которому из сварного соединени  вырезают в диаметральном направлении поперек сварного шва секторные образцы, нагревают соединение в течение 10-12 с до температуры на 40-50°С выше температуры плавлени  материала труб, нанос т на исследуемую поверхность сварного шва адгезионный слой индикаторного жидкого вещества, поверх его закрепл ют прозрачную ленту и получают на ленте отпечаток зоны сварного шва, по которому суд т о качестве сварного соединени , предварительно из каждого секторного образца па- раллельно плоскости реза поперек сварного шва вырезают основную и дополнительную партии образцов, кажда  из которых содержит по крайней мере 3 образца толщиной 1 мм и шероховатостью поверх- ности не более 0,8 мкм, один образец каждой дополнительной партии вырезают из равноудаленного от внутренней и внешней поверхностей участка секторного образца, а два других - из смежных участков, распо- ложенных симметрично, затем каждый образец основных партий последовательно 5 раз нагружают знакопеременным изгибом по центру сварного шва сначала до полного соприкосновени  внутренних поверхно- стей образца, а затем наружных с продолжительностью одного цикла не более 6 с, а затем эти образцы испытывают на одноосное раст жение при скорости деформировани  8-10 мм/мин в течение не более 60 с дл  каждого образца, дополнительные партии образцов подвергают аналогичному циклу испытаний на знакопеременный изгиб и одноосное раст жение и учитывают результаты испытаний основных и дополнительных партий образцов при оценке качества сварного соединени .This goal is achieved by the fact that, according to the method of assessing the quality of welded butt joints of polyethylene pipes, through which sector samples are cut out of the welded joint in the diametrical direction across the weld, the joint is heated for 10–12 s to 40–50 ° C above the melting temperature of the pipe material, an adhesive layer of the indicator liquid substance is deposited on the weld surface being examined; a transparent tape is fixed on top of it and a print of the weld zone is printed on the tape; about the quality of the welded joint; previously, from each sector sample, parallel to the cutting plane across the weld, the main and additional batches of samples are cut, each of which contains at least 3 samples 1 mm thick and the surface roughness is not more than 0.8 µm, one A sample of each additional batch is cut from an area of a sector sample that is equidistant from the inner and outer surfaces, and the other two are from symmetrically adjacent areas, then each sample of the main batches 5 times, they are loaded with an alternating bend along the center of the weld, first up to the contact of the inner surfaces of the specimen, and then the outer surfaces with a duration of one cycle of not more than 6 s, and then these specimens are tested for uniaxial stretching at a deformation rate of 8-10 mm / min for no more than 60 s for each specimen, additional batches of specimens are subjected to a similar cycle of tests for alternating bending and uniaxial stretching and take into account the results of tests of primary and secondary batches of specimens n and evaluating the quality of weld joint.

На фиг. 1 изображена схема вырезки образцов из сварного соединени ; на фиг. 2 - изгиб образца на 180°; на фиг. 3 - то же до соприкосновени  торца образца; на фиг. 4 - знакопеременный перегиб того же образца на 360°; на фиг. 5 - то же, до соприкосновени  противоположных сторон; на фиг. 6 - вид А на фиг. 2; на фиг. 7 - сечение Б-Б на фиг, 3; на фиг. 8 - схема испытани  образца на одноосное раст жение.FIG. 1 is a diagram of cutting samples from a welded joint; in fig. 2 - sample bending at 180 °; in fig. 3 - the same until the end of the sample is in contact; in fig. 4 - alternating bend of the same sample by 360 °; in fig. 5 - the same, to the contact of opposite sides; in fig. 6 is a view A of FIG. 2; in fig. 7 is a section BB in FIG. 3; in fig. 8 shows a test pattern for uniaxial stretching.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Из сварного соединени  вырезают в диаметральном направлении поперек сварного шва секторные образцы. Затем из четырех секторов параллельно плоскости реза поперек шва сектора вырезают основную и дополнительную партии образцов, кажда  из которых содержит по крайней мере 3 образца толщиной 1 мм и шероховатостью поверхности не более 0,8 мкм. Один образец каждой дополнительной партии вырезают из равноудаленного от внутренней поверхности участка секторного образца, а два других - из смежных участков, расположенных симметрично. Затем каждый образец основной партии последовательно 5 раз нагружают знакопеременным изгибом по центру сварного шва сначала до полного соприкосновени  внутренних поверхностей образца, а затем наружных с продолжительностью одного цикла не более 6 с. После этого образцы испытывают на одноосное раст жение при скорости деформировани  8-10 мм/мин в течение не более 60 с дл  каждого образца. Дополнительные партии образцов подвергают аналогичному циклу испытаний на знакопеременный изгиб и одноосное раст жение и учитывают результаты испытаний основных и дополнительных партий образцов при оценке качества сварного соединени , Соединени  оценивают как качественные, если во всех 24 образцах произошло пластическое разрушение, и соединение оценивают как бракованное при разрушении по зоне шва в двух или более образцах из одного сектора или из одной части сварного соединени  в процессе испытани  на изгиб, а также при хрупком разрушении сварного соединени  по зоне шва двух Образцов из одного сектора или одной части сварного соединени  при испытании на одноосное раст жение. Причем разрушение характеризуют как хрупкое, если образец разрушилс  ранее 30 с от начала проведени  испытани . При этом дл  проведени  корректировки технологических параметров режима сварки из участка сектораSector specimens are cut out of the welded joint in the diametrical direction across the weld. Then, from the four sectors parallel to the cutting plane across the seam of the sector, the main and additional batches of samples are cut, each of which contains at least 3 samples 1 mm thick and the surface roughness is not more than 0.8 μm. One sample of each additional batch is cut from a sector sample that is equidistant from the inner surface, and the other two are from symmetrically adjacent areas. Then each sample of the main lot is sequentially loaded 5 times with alternating bending along the center of the weld, first up to full contact of the internal surfaces of the sample, and then the outer ones with a duration of one cycle of not more than 6 s. Thereafter, the samples are tested for uniaxial stretching at a deformation rate of 8-10 mm / min for no more than 60 seconds for each sample. Additional batches of samples are subjected to a similar test cycle for alternating bending and uniaxial stretching and take into account the results of tests of primary and secondary batches of samples when assessing the quality of a welded joint. Compounds are rated as qualitative if all 24 samples have undergone plastic failure, and the joint is evaluated as rejected during fracture. over the seam area in two or more samples from one sector or from one part of the welded joint during the bending test, as well as when it is brittle breaking the welded joint along the weld zone of two Samples from one sector or one part of the welded joint when tested for uniaxial stretching. Moreover, the destruction is characterized as brittle, if the sample was destroyed before 30 s from the beginning of the test. At the same time, in order to correct the technological parameters of the welding mode from the sector sector

бракованного сварного соединени  с помощью известных операций получают документ о рельефе зоны шва и сравнивают этот рельеф с документом качественного сварного соединени .rejected welded joint using known operations receive a document on the relief of the weld zone and compare this relief with the document of a high-quality welded joint.

Пример. Исследованию подвергалась одна парти  (10 сварных соединений) образцов из труб ПНД225С ГОСТ 18599-83 (толщина стенки 1,4 мм), сваренных при соблюдении технологических параметров и при нарушении режима сварки. Из каждого сварного соединени  вырезалось четыре сектора через каждые 90°. После этого производили маркировку секторов (№ 1-№ 4). Далее образцы испытывались в последовательности, указанной в описываемом способе.Example. One batch (10 welded joints) of specimens from PND225S GOST 18599-83 pipes (wall thickness 1.4 mm), welded with observance of technological parameters and in violation of the welding mode, was subjected to investigation. Four sectors were cut out from each welded joint every 90 °. After that, the sectors were labeled (№ 1-№ 4). Next, the samples were tested in the sequence specified in the described method.

В табл. 1 представлены результаты испытаний сварных соединений, оцененных как качественные. В табл. 2 представлены результаты испытаний сварных соединений, оцененных как бракованные.In tab. 1 shows the results of tests of welded joints, evaluated as high-quality. In tab. 2 presents the results of tests of welded joints, evaluated as defective.

Качество соединений, приведенных в табл. 1, оценено как хорошее, так как в микрошлифах разрушенных образцов обнаруже- ны только различного рода включени . Дефекты такого рода не прорастают под действием нагрузки до критических размеров.The quality of the compounds listed in table. 1, is rated as good, since only various inclusions are found in microsections of the destroyed samples. Defects of this kind do not germinate under the action of the load to a critical size.

Кроме этого, из этих сварных соединений испытывались стандартные образцы на осевое раст жение в соответствии с требовани ми ГОСТ 11262-80 на разрывной машине Z010/90 (ГДР). Результаты этих испытаний подтвердили, что прочность сварных соединений равнопрочна материалу труб.In addition, from these welded joints, standard specimens were tested for axial stretching in accordance with the requirements of GOST 11262-80 on a tensile testing machine Z010 / 90 (GDR). The results of these tests confirmed that the strength of welded joints is of equal strength to the pipe material.

Испытанные сварные соединени  признаны бракованными Из 2/3 этих сварных соединений испытывались стандартные образцы на осевое раст жение в соответствии с требовани ми ГОСТ 11262-80 на разрывной машине ZD 10/90. Результаты стандартных испытаний показали, что прочность швов соответствует 35-58% прочности основного материала, при этом сварные образцы разрушились хрупко по зоне шва, тем самым эти результаты испытаний подтверждают результаты предлагаемого способа.Tested welded joints are recognized as defective. From 2/3 of these welded joints, standard samples were tested for axial tension in accordance with the requirements of GOST 11262-80 on a tensile testing machine ZD 10/90. The results of standard tests showed that the strength of the seams corresponds to 35-58% of the strength of the base material, while the welded specimens collapsed brittlely along the weld zone, thereby these test results confirm the results of the proposed method.

После этого из сварных соединений двух партий получали документ о рельефе зоны шва и проводили их сравнение. По результатам исследований, полученных с бракованных соединений, были сделаны следующие выводы: в некоторых сварных соединени х наблюдалась увеличенна  ширина зоны шва, что свидетельствует о несоблюдении давлени  осадки (давление ниже нормативного); в других сварных соединени х наблюдалась значительно уменьшенна  ширина зоны шва, что свидетельствует о значительном превышении величины давлени  осадки; в образцах , которые хрупко разрушились, а ширина зоны шва была нормативной, следует предполагать , что в соединении имелись локальные дефекты, природу которых необходимоAfter that, a document on the relief of the weld zone was obtained from the welded joints of the two batches and compared. According to the results of studies obtained from defective joints, the following conclusions were made: in some welded joints, an increased width of the weld zone was observed, which indicates non-compliance with draft pressure (pressure below the standard); In other welded joints, a significantly reduced width of the weld zone was observed, which indicates a significant excess of the slump pressure value; in samples that were fragile, and the width of the seam zone was normative, it should be assumed that there were local defects in the joint, the nature of which is necessary

5 устанавливать дополнительно оптический и электронный микроскопией, определением показател  текучести расплава (ПТР), определением концентрации сажи и т.д.5 to additionally install optical and electron microscopy, determining the melt flow rate (MFR), determining the concentration of soot, etc.

Таким образом, способ повышает досто0 верность оценки качества сварных стыковых соединений полиэтиленовых труб в производственных услови х.Thus, the method improves the reliability of the quality assessment of welded butt joints of polyethylene pipes under production conditions.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 5 Способ оценки качества сварных стыковых соединений полиэтиленовых труб, по которому из сварного соединени  вырезают в диаметральном направлении поперек сварного шва секторные образцы, нагревают со0 единение в течение 10-12 с до температуры на 40-50°С выше температуры плавлени  материала труб, нанос т на исследуемую поверхность сварного шва адгезионный слой индикаторного жидкого вещества, по5 верх его закрепл ют прозрачную ленту и получают на ленте отпечаток зоны сварного шва, по которому суд т о качестве сварного соединени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности способа5 A method for assessing the quality of welded butt joints of polyethylene pipes, through which the sector samples are cut out from the welded joint in the diametrical direction across the weld seam, heat the joint for 10-12 s to a temperature 40-50 ° C above the melting temperature of the pipe material, an adhesive layer of the indicator liquid substance is attached to the investigated weld surface, a transparent tape is fixed to the top 5 and a print of the weld zone is obtained on the tape, judging by the quality of the welded joint that distinguishes in that, in order to increase the reliability of the method 0 при реализации его в производственных услови х , предварительно из каждого секторного образца параллельно плоскости реза поперек сварного шва вырезают основную и дополнительную партии образцов, кажда 0, when it is implemented under production conditions, the primary and secondary batches of samples are cut out of each sector sample parallel to the cut plane across the weld; 5 из которых содержит по крайней мере три5 of which contain at least three образца толщиной 1 мм и шероховатостьюspecimen 1 mm thick and rough поверхности не более 0,8 мкм, один образецsurface not more than 0.8 microns, one sample каждой дополнительной партии вырезают each additional batch cut out из равноудаленного от внутренний и внеш0 ней поверхностей участка секторного образца , а два других - из смежных участков, расположенных симметрично, затем каждый образец основных партий последовательно п ть раз нагружаютfrom the area of the sector sample that is equidistant from the inner and outer surfaces, and the other two are from adjacent areas symmetrically, then each sample of the main batches is loaded five times in succession 5 знакопеременным изгибом по центру сварного шва сначала до полного соприкосновени  внутренних поверхностей образца, а затем - наружных с продолжительностью одного цикла не более 6 с, а затем эти об0 разцы испытывают на одноосное раст жение при скорости деформировани  8-10 мм/мин в течение не более 60 с дл  каждого образца, дополнительные партии образцов подвергают аналогичному циклу испытаний5 alternating bending at the center of the weld, first to complete contact of the internal surfaces of the sample, and then external surfaces with a duration of one cycle of not more than 6 s, and then these samples are tested for uniaxial stretching at a deformation rate of 8-10 mm / min for not more than 60 seconds for each sample, additional batches of samples subjected to a similar test cycle 5 на знакопеременный изгиб и одноосное раст жение, и учитывают результаты испытаний основных и дополнительных партий образцов при оценке качества сварного соединени .5 for alternating bending and uniaxial stretching, and take into account the results of testing the main and additional batches of samples when assessing the quality of the welded joint. Таблица 1Table 1 Таблица 2table 2 Vu&ZVu & z У h Y h Фиг.3 6Figure 3 6 pi Фиг.4 ppi Figure 4 p дидАdida ФигЛFy crcr