Hodnocení aluminotermického nava ování kabelových koncovek katodové ochrany úložných za ízení. Ing Jaroslav Kubí ek VUT, FSI Brno

Transkript

1 Hodnocení aluminotermického nava ování kabelových koncovek katodové ochrany úložných za ízení Ing Jaroslav Kubí ek VUT, FSI Brno Úvod V roce 2001 byla zavedena norma SN EN ZÁSOBOVÁNÍ PLYNEM- SVA OVANÉ OCELOVÉ POTRUBÍ FUNK NÍ POŽADAVKY. Tím vyvstal požadavek na ov ení aluminotermického nava ování kabelových koncovek katodické ochrany podle ílohy H této normy. Ve spolupráci Jihomoravské plynárenské spole nosti a.s., TDS Brno a VUT FSI Brno byla vypracována metodika a sva ovací postup p i nava ování kabelových koncovek. JMP stanovila svoje požadavky na provád ní prací a VUT FSI Brno bylo pov eno hodnocením zkušebních svar. V p ísp vku je uveden p íklad zápisu protokolu o výsledku zkoušky a požadavky JMP na zabezpe ení zkoušky. POŽADAVKY DS NA DODAVATELE ALUMINOTERMICKÉHO SVA OVÁNÍ PODLE SN EN 12732, P ÍLOHA H Kvalifikace: Aluminotermické nava ování prvk PKO na povrch plynovodu je innost, která by mohla vážn ohrozit bezpe nost provozu tohoto vyhrazeného plynového za ízení. Pro tuto innost je nutné, aby dodavatel t chto prací, t.j. podnikající fyzická i právnická osoba byla držitelem oprávn ní pro montáž p ísl. vyhrazeného plynového za ízení ve smyslu 6c odst. 1 písm.b) zákona. 174/1968 Sb. v platném zn ní, resp. 3 odst. 1 vyhlášky ÚBP a BÚ. 21/1979 Sb. v platném zn ní, potažmo též l ást II TPG Dodavatel musí být držitelem p íslušného oprávn ní (ITI). Kvalifikace svá pro aluminotermické sva ování kabelových p ípojek je stanovena jako zaškolovací kurz dle SN EN ZP WO1. Sva ovací za ízení: ed zahájením svá ských prací budou externím dodavatelem p edloženy svá ecímu dozoru DS ke schválení podrobné údaje o spojovací technice a použitých p ístrojích, které musí být ve shod s doporu ením výrobce. Podmínky JMP a.s. pro registraci: Každá z dodavatelských firem p edloží provozovateli p edb žný postup sva ování dle SN EN viz p íloha H. Zástupce externího dodavatele p edkládá p edb žný postup sva ování svá skému dozoru JMP,a.s. Podmínky JMP a.s. p ed zahájením svá ských prací: ed zahájením svá ských prací provede, každý ze svá externího dodavatele provede za asti svá ského dozoru JMP a.s., nebo osoby jím pov ené t i zkušební svary, které musí splnit podmínky dané normou SN EN p íloha H 68

2 VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ, FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ, ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE, ODBOR SVA OVÁNÍ A POVRCHOVÝCH ÚPRAV. Protokol o zkoušce 1/2005 HODNOCENÍ ALUMINOTERMICKÉHO NAVA OVÁNÍ KABELOVÝCH P ÍPOJEK. Zadavatel: FIRMA XXXX Na zkušební kusy trubky DN 85 bylo nava eny celkem 3 kabelové koncovky obr.1. Dozor nad sva ováním provád l: SVÁ SKÝ DOZOR PROVOZOVATELE PLYNOVODU. Hodnocení bylo provedeno dle normy: SN EN Zásobování plynem - Sva ované ocelové potrubí Funk ní požadavky. íloha H. Obr. 1 Nava ené koncovky na zkušebních vzorcích ení elektrického odporu. Nejprve bylo provedeno m ení elektrického odporu. Na všech nava ených kabelových koncovkách nebylo prokázáno zvýšení elektrického odporu. Ur ení mechanické pevnosti nava ovaných koncovek. Mechanická pevnost byla ur ena údery kladiva o hmotnosti 1 kg. Pro zkoušky mechanické pevnosti byly zkoušeny 4 koncovky údery kladivem a jedna byla roz ezána na metalografické hodnocení. Po celkem 15 úderech kladiva na každou koncovku, byly koncovky pouze deformovány bez odd lení od trubky. ení tvrdosti. Pro m ení tvrdosti a hodnocení struktury byl vy íznut a vybroušen vzorek ezu návarem. Tvrdost byla m ena dle normy v jednom mm pod povrchem trubky. 69

3 Schéma m ení tvrdosti tepeln ovlivn né oblasti (TOO) základního materiálu je na obr.2. Návarový kov TOO Linie m ení tvrdosti 1 pod povrchem ZM obr. 2 Schéma m ení tvrdosti Hodnocení tvrdosti bylo provedeno na za ízení Zwick 3212 obr. 3. ístroj slouží pro stanovení tvrdosti podle Vickerse podle DIN 50133, ASTM E 92, BS 427, ISO/R81, ISO/R192, ISO/R399. Postup je vhodný pro m ení tvrdosti b žných ocelí, ale také pro velmi tvrdé materiály nebo vrstvy. Obr. 3 Tvrdom r Zwick 3212 ístrojem lze provád t také zkoušku podle Brinella, p i níž se vtla uje kuli ka o φ1 mm silou 100 N. Zkouška je vhodná pro m ení tvrdosti barevných kov s malou zát ží. Dále je p ístroj vybaven za ízením pro ení mikrotvrdosti. Pro snímání a vyhodnocení vtisk je standardní stroj vybaven sou adnicovým stolem a ipojením na PC, toto vybavení bylo v etn SW zhotoveno u fy. Zwick. ení tvrdosti bylo provedeno metodou dle Vickerse p i zatížení 10 kg. ( dle normy SN EN 12732). Výsledky m ení jsou uvedeny v tabulce 1. 70

4 Tabulka 1. Vzorek návaru ení tvrdosti TOO Hloubka linie Tvrdost HV 10 aluminotermického návaru 1mm 129,125,151,154,151,150,144,138,13 4 Vyhodnocení zkoušek tvrdosti. Hrani ní hodnoty 325 HV 10 ( p ípustnost dle SN EN ) nebylo dosaženu u žádného m ení tvrdosti a hodnoty tvrdosti jsou hluboko pod uvedenou hrani ní hodnotou. Hodnocení mikrostruktury návaru. Hodnocení mikrostruktury bylo provedeno na mikroskopu OLYMPUS s digitálním fotoaparátem. Rozhraní návar základní materiál p i zv tšení 50x (obr.4) nevykazuje žádní vady a nespojitosti..rovnom rná hranice ZM návar, malý nár st velikosti zrn na rozhranní vlivem tepelného ovlivn ní ZM.a n kolik globulárních mikropór. P i zvetšení 200x (obr. 5) viditelná difúze m di do ZM. Místo s viditelnou difúzí m di do ZM, s jemn rozptýlenými ásticemi ZM v návaru. obr. 4 ez rozhranním návar ZM (naho e), 50x 71

5 Obr. 5 Rozhraní návar ZM 200x CELKOVÝ ZÁV R Z uvedeného hodnocení návar kabelových koncovek pomocí aluminotermického sva ování byly vyvozeny následující záv ry: Elektrický odpor nebyl u zkoumaných návar zjišt n. Návary mají vysokou mechanickou pevnost, bez možnosti odražení kladivem. U návar došlo pouze k mírné deformaci údery kladiva. U zkoušek tvrdosti TOO a ZM byly zjišt né hodnoty tvrdosti hluboko pod hodnotou 325 HV10, která je uvedena v SN EN jako hrani ní pro použití metody aluminotermického sva ování. Difúze Cu do základního materiálu byla p i zv tšení 200x prokázána v centrální oblasti návaru, kde je p edpoklad v tšího p ívodu tepla do svarového spoje. Difúzní oblast je dob e viditelná do hloubky cca 0,045 mm. Natavení prokázané nabylo. Na základ vyhodnocení zkoušek dle SN EN p íloha H je aluminotermické nava ování kabelových koncovek ve FIRM XXX schváleno. Datum xxxxx podpis, razítko 72