Об’єкт та якість
DVS 2203: випробування зварних з'єднань, вимоги та документація
Випробування на розтяг, вигин та ударний розтяг документують, чи витримує з'єднання. Як відбирати зразки, читати результати та документувати їх.
Що охоплює стандарт DVS 2203
DVS 2203 описує, як документуються зварні шви в термопластах шляхом розтягування, вигинання або руйнування зразків ударом. Випробування проводяться на зразках для випробувань, які вирізаються зі з'єднання, а результат є доказом того, як саме поводилося це конкретне з'єднання або процес зварювання. Це єдиний метод, який показує, чи зв'язується матеріал у шві.
Серія поділена за методами. Частина 1 описує методи випробувань та загальні вимоги, частина 2 — випробування на розтяг, частина 3 — випробування на ударний розтяг, частина 4 — випробування на розтяг за низьких температур і частина 5 — технологічне випробування на вигин. Вимоги до випробувань на вигин також містяться в DVS 2203-1, додаток 3.
Для напівфабрикатів існує паралельна серія EN 12814, яка охоплює випробування на розтяг, вигин та відрив зварних з'єднань у листах та трубах з термопластів. Яка серія застосовується, зазначено в контракті або в стандарті, згідно з яким проводиться тендер чи робота.
Методи випробувань та що вони показують
Обирайте метод відповідно до типу з'єднання та того, що необхідно довести. Випробування на розтяг говорить про міцність, випробування на вигин — про пластичність і наявність крихких зон, а випробування на ударний розтяг — про те, чи витримує з'єднання раптове навантаження.
| Метод | Посилання | Що вимірюється | Зазвичай використовується для |
|---|---|---|---|
| Випробування на розтяг | DVS 2203-2, EN 12814-1 | Границя міцності при розтязі у зварному шві порівняно з неушкодженим матеріалом, коефіцієнт зварювання fz, характер руйнування та місце руйнування | Стикове зварювання та зварювання листів з PE та PP |
| Випробування на ударний розтяг | DVS 2203-3, EN 12814-3 | Енергопоглинання при швидкому навантаженні | З'єднання, що піддаються поштовхам та ударам |
| Випробування на розтяг за низьких температур | DVS 2203-4 | Поведінка при руйнуванні в умовах морозу | Об'єкти, що зварюються та експлуатуються в зимових умовах |
| Технологічне випробування на вигин | DVS 2203-5, EN 12814-2 | Тріщини, пори та сторонні включення в зігнутому зразку | Поточний контроль стикового зварювання труб |
| Випробування на відрив | ISO 13954 | Зчеплення між трубою та електрофузійним фітингом | Електромуфтове зварювання від прибл. Ø90 і вище |
| Макроскопічний зріз | EN 12814-5 | Геометрія шва, грат, проплавлення та дефекти в поперечному перерізі | Аналіз та документування дефектів |
Вибір методу, кількість зразків та критерії прийнятності узгоджуються в контракті. Випробування не замінюють поточне документування процесу зварювання.
Випробування на розтяг та коефіцієнт зварювання
Під час випробування на розтяг зразок витягується зі з'єднання до його руйнування. Коефіцієнт зварювання обчислюється як границя міцності при розтязі зварного зразка, поділена на границю міцності при розтязі неушкодженого контрольного зразка з того ж матеріалу. Тобто коефіцієнт виражає, яку частку міцності матеріалу зберегло з'єднання.
Характер руйнування (злам) є принаймні таким же важливим, як і цифра. Руйнування у шві, крихкі поверхні зламу або видимі пори вказують на те, що процес проходив неправильно, навіть якщо коефіцієнт здається прийнятним. Руйнування поза швом у неушкодженому матеріалі є бажаним результатом.
Який коефіцієнт вимагається, залежить від матеріалу, типу з'єднання та контракту. Для стикового зварювання поліетиленових (PE) труб часто застосовується вимога не менше 0,8, тоді як для інших завдань вимагається задокументований характер зламу замість певної цифри. Ознайомтеся з вимогами в контракті або стандарті, що діє для цього завдання, перед відправкою зразка на випробування.
Випробування на вигин на практиці
Технологічне випробування на вигин — це швидкий контроль, який використовується в повсякденній роботі. Зразок вирізається впоперек шва, його згинають навколо оправки або у випробувальному стенді, а шов перевіряють на наявність тріщин і дефектів. Випробування не потребує обладнання для розтягування та може виконуватися на будівельному майданчику.
При стиковому зварюванні зразок береться так, щоб увесь шов знаходився посередині зразка. Якщо зразок зігнути, слабкий шов розкриється у вигляді тріщини, тоді як правильне з'єднання гнеться разом із ним. Пори та включення стають видимими на поверхні зламу і можуть бути зафотографовані як документація.
Кількість зразків визначається залежно від обсягу робіт та вимог контракту. Під час запуску нового матеріалу, нової машини або нової програми зварювання завжди відбирається зразок перед початком виробництва.
Відбір зразків та частота
Зразок слід брати зі з'єднання, яке виконане тією ж машиною, за тією ж програмою та з тими ж параметрами, що й виробництво. Якщо зразок береться зі спеціального тестового з'єднання, воно має виконуватися як частина поточних робіт, а не як надзвичайно якісне з'єднання.
На великих об'єктах прийнято брати зразки на початку робіт, а потім через фіксовані інтервали або при зміні матеріалу, розміру та оператора. Точна частота вказана в контракті, плані якості замовника або в стандарті, згідно з яким виконуються роботи.
Зразки повинні бути промарковані номером зварного з'єднання, датою, розміром, матеріалом і номером машини, щоб їх можна було простежити до зареєстрованого з'єднання. Без простежуваності зразок є марним як документація.
Надійна документація
Звіт про випробування повинен містити метод і стандарт, дату, особу, яка проводила випробування, розміри та схему відбору зразка, результат з границею міцності при розтязі та обчисленим коефіцієнтом зварювання, опис характеру зламу та оцінку. Фотографії поверхні зламу є вагомою документацією і коштують майже нічого.
Звіт додається до лог-файлу машини для кожного з'єднання, імені оператора та будь-яких сертифікатів. У разі спірних питань вирішальним є комплексний підхід: зареєстрований процес, зразок із простежуваністю та звіт, який показує, як зразок був відібраний та оцінений.
Якщо випробування має виконуватися сторонньою лабораторією, це заздалегідь узгоджується із замовником, а зразки надсилаються з описом умов зберігання та транспортування. Дізнайтеся більше про тестування та документацію в розділі тестування та документація.
Помилки, які виявляє випробування, і ті, які воно не виявляє
Випробування виявляє холодні з'єднання, недостатній тиск, невідповідну температуру, забруднення на зварювальній поверхні та неправильний час перемикання. Воно також виявляє дефекти матеріалу, які проявляються у вигляді пор або крихких зон на поверхні зламу.
Випробування не виявляє з'єднання, яке було зварене занадто високим тиском, але в іншому виглядає нормально, і воно нічого не говорить про довговічність. Довговічність документується за допомогою випробувань під тиском та дотримання параметрів стандарту, а не за допомогою одного випробування на розтяг.
Тому використовуйте випробування як частину ланцюжка: правильна підготовка, зареєстрований процес, візуальний контроль, випробування і, нарешті, випробування під тиском. Див. підготовка труб перед зварюванням та тестування та документація.