Материал: РОСЭНЕРГОАТОМ внутренний документ

РДЭО 0027-2005

Приложение Б (справочное)

Сравнительная характеристика приборов для измерения твердости и рекомендации для использования при контроле на АЭС

Вразделе 4 дана классификация твердомеров на стационарные и пе­ реносные. Для осуществления эксплуатационного контроля на АЭС необхо­ димы переносные приборы. В нашей стране выпускались и использовались различные модификации переносных твердомеров статического нагружения типа ТШП, ТПП, ТКП («Точприбор», Иваново), приборы серии МЭИ-Т (МЭИ, Москва). Они требуют крепления на испытуемой поверхности с помощью струбцин, магнитных и ленточных или цепных захватов. Они рассчитаны на создание значительной нагрузки на индентор. Это позволяет удовлетворить требованиям стандартов, но делает приборы громоздкими, тяжелыми и не­ удобными в эксплуатации. Поэтому их практическое использование ограниче­ но.

Впоследнее время появился ряд ручных приборов, не требующих за­ крепления, из которых можно назвать приборы фирм "Stiefelmayer", “Zwick” (Германия), "ERNST" (Швейцария), основанные на принципах статического или кинетического действия. Сюда же можно отнести отечественный твердомер «Минитест-1» (ВНИИАЭС, Москва). Эти приборы не требуют крепления на ис­ пытуемой поверхности, имеют малые размеры и массу, не требуют приложе­ ния больших нагрузок. Широкое применение нашли ручные твердомеры дина­ мического действия, работающие на принципе Лееба - «Equotip» (Proceq, Швейцария), «ТЭМП» (НПП («Технотест-М», г. Москва). Твердомеры, рабо­ тающие по принципу акустического импеданса, такие как «Microdur» («Krautkramer», Германия), «МЕТ-У1» (ЦФМИ «МЕТ», г. Москва) используются для контроля труднодоступных объектов. Выпускаются также твердомеры, объединяющие несколько методов в одном блоке: твердомер МЕТ-УД (ЦФМИ «МЕТ», г. Москва) ), MIC 20 («Krautkramer», Германия) благодаря использова­ нию сменных датчиков сочетает в себе метод Лееба и метод акустического импеданса, что позволяет существенно расширить спектр измеряемых изде­ лий и повысить точность измерения.

Во ВНИИАЭС был накоплен большой опыт использования приборов различного типа для контроля оборудования и трубопроводов АЭС. При этом использовались макротвердомер ТЕСТ-5У, ручной твердомер, реализующий кинетический метод МИНИТЕСТ-1 (оба - конструкции ВНИИАЭС), ручные ди­ намические твердомеры, реализующий метод Лееба: ТЭМП-2 (НПП «Техно­ тест-М», г. Москва), «МЕТ-Д1» (ЦФМИ «МЕТ», г. Москва).

Твердомер ТЕСТ-5У предназначен для проведения испытаний на вдав­ ливание шарового индентора с максимальным усилием до 4000 Н. Он обеспе­ чивает запись диаграммы вдавливание шара с целью определения механиче­ ских свойств испытуемого материала с погрешностью до 10 %. Также он мо-

21

РДЭО 0027-2005

жет быть использован для определения твердости по Бринеллю с погрешно­ стью до 5 %.

Сопоставление результатов измерения твердости на оборудовании и трубопроводах АЭС показало, что дисперсия результатов отдельных испыта­ ний у ручных твердомеров значительно выше, чем у макротвердомера. У ТЕСТ-5У относительное среднеквадратическое отклонение результатов испы­ таний составило 4% , у ударных твердомеров - от 8 до 15 %, у твердомера МИНИТЕСТ-1 - до 10%.

В ЦНИИТМАШ проводились сравнительные испытания переносных твердомеров различного типа: приборов ВПИ-2, ВПИ-ЗК (Волгоградский госу­ дарственный технический университет), МЭИ-Т7 (МЭИ, г.Москва), "Equotip"("Schneider", Германия), ТШ-2М («Точприбор», г. Иваново). Приборы ВПИ, реализующие метод ударного отпечатка показали наибольшее средне­ квадратическое отклонение результатов испытаний - 25%, остальные приборы показали близкое между собой дисперсию в пределах от 6 до 10 %.

Опыт проведения работ показывает, что для повышения надежности результатов испытаний ручными твердомерами на оборудовании и трубопро­ водах АЭС следует

-проводить серию не менее чем из трех испытаний, а при использова­ нии ручных твердомеров - пяти испытаний;

-проводить их тщательную тарировку перед испытанием и системати­ чески контролировать их показания.

22

РДЭО 0027-2005

Приложение В (справочное)

Обзор нестандартных методов определения твердости

В данном приложении дается краткое изложение методов, имеющих ши­ рокое применение, но не описанных в отечественных стандартах.

В.1 Испытания на непрерывное вдавливание алмазной пирамиды (универсальная твердость)

Безобразцовое определение механических свойств методом кинетиче­ ской твердости регламентируется германским стандартом DIN 50359-1 и меж­ дународным IS014577.

Универсальный метод твердости подходит к определению твёрдости всех материалов и соответствует принципу твердости по Виккерсу.

Используется алмазный наконечник в форме правильной четырехгранной пирамиды с углом между противоположенными гранями пирамиды при верши­ не 136° (рисунок В.1). При этой форме испытательная нагрузка пропорцио­ нальна площади поверхности отпечатка. В ходе испытания записывается диа­ грамма вдавливания (рисунок В.2)

Значение универсальной твердости обозначается цифрами, характери­ зующими величину твердости со стоящим после них символом HU.

Расчет универсальной твердости HU осуществляется по формуле

где F - приложенное к индентору усилие в н;

S- площадь поверхности отпечатка в мм 2,

а- ширина площади основания пирамиды в мм,

b - высота пирамиды в мм

h - глубина вдавливания в мм.

На рисунке В.З приведена номограмма, позволяющая находить значения универсальной твердости при различных значениях прилагаемой силы и F и глубины вдавливания h.

Согласно вышедшему в 2003 году переизданию международного стан­ дарта IS014577 универсальная твердость получила новое наименование - «твердость по Мартенсу» и обозначение НМ.

23

РДЭО 0027-2005

F = 0

<1 ^ iJ

Рисунок В.1 - Схема проведения испытаний на универсальную твердость

Сила

Рисунок В.2 - Вид диаграммы вдавливания, регистрируемой в ходе испытания методом универсальной твердости

Глубина вдавливания h,

Рисунок В.З - Номограмма определения универсальной твердости

24