Контроль физико-химических показателей при производстве фланцев Часть II

Контроль твердости

Твердость имеет большое значение для фланцев стальных , которые эксплуатируются в условиях высокого давления. Именно этот параметр характеризует, насколько сильно поверхность фланца может деформироваться при контакте с другими деталями, в частности со стальными прокладками. Показатели твердости напрямую зависят от марки стали, используемой в технологическом процессе изготовления фланцев. Увеличению твердости стали способствует процентное содержание углерода, азота и хрома.

Управлять твердостью углеродистой и легированной стали можно, изменяя режимы термической обработки. Нагрев до определенной температуры и резкое охлаждение приводит к изменению структуры металла, в результате чего твердость резко возрастает. Постепенное охлаждение, в свою очередь, позволяет сделать сталь более мягкой, что облегчает последующую механическую обработку.

Отечественная и зарубежная промышленность выпускает стационарные и портативные твердомеры, работающие по принципу измерения результатов механического воздействия на испытуемый образец фланца стального. При контроле по методу Виккерса в материал детали под заданным давлением внедряется четырехгранная призма. При контроле по методу Бринелля для этих же целей используется шарик. Твердомеры часто поставляются с контрольными образцами, позволяющими периодически осуществлять поверку приборов. Также в промышленности применяются ультразвуковые методы контроля, основанные на измерении частоты колебаний датчиков.

Контроль прочности, упругости и текучести

Прочность стали на растяжение является важным параметром для расчета фланцевых соединений. Этот параметр показывает, насколько велика статическая нагрузка, которую способен выдержать металл. Превышение усилий сверх расчетного предела прочности приводит к необратимой деформации деталей и, как следствие, к нарушению герметичности фланцевого соединения. Увеличению прочности стали способствуют такие легирующие элементы, как марганец, кремний и кобальт.

Определение прочности материала, из которого изготовлены фланцы стальные, осуществляется разрушающим методом на разрывных машинах. Разрушающее усилие создается с помощью механического или гидравлического привода. В процессе испытаний на прочность также определяются предельные показатели упругости и текучести.

Контроль ударной вязкости

Некоторые фланцевые соединения и трубопроводы работают в условиях вибрации и регулярных динамических нагрузок. В такой ситуации важное значение имеет способность металла поглощать механическую энергию или ударная вязкость стали. Для испытаний образцов на ударную вязкость используется специальный прибор – «механический копор». Образец жестко устанавливается на двух опорах и подвергается механическим нагрузкам.

Для того чтобы сделать результаты измерений более достоверными, испытания по ГОСТ 9454 – 78 предусматривают наличие искусственно созданных концентраторов напряжений, имитирующих естественные дефекты металла, такие как трещины или усадочные раковины. Кроме того, в ряде случаев испытания проводятся при низких температурах, что позволяет оценить не только ударную вязкость материала, но и хладноломкость.

 

←