Контроль захисних покриттів за заданою міцністю при ударі

Лабораторна робота №

Контроль захисних покриттів за заданою міцністю при ударі

Сутність методу

Визначення міцності покриття при ударі проводять під впливом вільно падаючого вантажу.

Вимоги до зразків

Вимірювання проводять на 2% труб із захисним покриттям у 10 точках, що знаходяться одна від одної на відстані не менше 0,5 м, а також у місцях, що викликають сумніви. В точках проведення випробувань на ударну міцність попередньо визначають суцільність покриття іскровим дефектоскопом.

Засоби контролю і допоміжні пристрої

Ударний пристрій типу У-1, виконаний за схемою, що наведена на рисунку 1

Основа 1 – сталева трикутна плита товщиною 5 мм, споряджена рівнем (індикатором горизонтальності) 2 для встановлення її в горизонтальному положенні на трубі з захисним покриттям 5 і гвинтами-ніжками 4 розміром М5 х 50 і відстанню між ними 100 мм, що дозволяє встановлювати ударний пристрій на трубі будь-якого діаметра

Напрямна 3 зі шкалою від 0 см до 50 см – сталева труба, закріплена під прямим кутом до основи, висотою 700 мм, внутрішнім діаметром 60 мм, товщиною стінки 5 мм з подовжнім розміром 600 мм х 5 мм

Вільно падаючий вантаж 7 з постійною масою, що дорівнює (1 0,001) кг, містить у собі:

а) сталевий стакан з зовнішнім діаметром 59 мм, висотою 150 мм, товщиною стінки 1 мм;

б) сталевий бойок 6 сферичної форми твердістю HRC 60, радіусом 8 мм, закріплений біля основи стакана

Маса вільно падаючого вантажу може бути збільшена за допомогою дозованих навантажувачів масою по 0,25 кг

Іскровий дефектоскоп регульованої високої напруги зі світловим чи звуковим сигналом

Проведення випробувань

Ударний пристрій установлюють на поверхні покриття в точках проведення випробувань за допомогою гвинтів-ніжок і рівня 2.

Вільно падаючий вантаж піднімають на висоту Н, м, що визначається за формулою:

H = U/m^.g, (К.1)

де U – міцність покриття при ударі, Дж (кгс^.см);

m – вага вантажу, що скидають на поверхню захисного покриття, кг;

g – прискорення вільного падіння (9,8 м/с²).

 

1 – основа; 2 – рівень; 3 – напрямна; 4 – гвинти-ніжки; 5 – труба з захисним покриттям; 6 – сталевий бойок; 7 – вантаж; 8 – навантажувач; 9 – гвинт-рукоятка

Рисунок 1 – Пристрій для контролю міцності захисних покриттів при ударі

У місці удару іскровим дефектоскопом контролюють суцільність покриття згідно з додатком П.

Обробка результатів

Захисне покриття вважають таким, що витримало контроль, якщо після випробувань в 10 точках не менше ніж у 9 точках покриття не зруйноване, тобто при падінні вантажу з висоти, що визначена в залежності від ударної міцності покриття, в місцях удару відсутні пори, тріщини, електричний пробій.

Оформлення результатів випробувань

Контрольні питання:

Пояснити механізм роботи лабораторної установки

Які основні процеси протікатимуть в покритті при ударі

Як визначають придатність покриття

Як визначають висоту під’йому ударного механізму

За допомогою яких засобів та пристріїв проводиться контроль

За якою методикою він проводиться

Лабораторна робота №

Метод визначення пенетрації (глибини вдавлювання)

Сутність методу

Методика призначена для проведення випробування полімерних та мастикових матеріалів і покриттів на їх основі за показником пенетрації і дозволяє установити їх відповідність вимогам НД.

Сутність методу полягає у визначенні глибини вдавлювання у випробуваний зразок пресованого матеріалу або покриття стандартного металевого стрижня при навантаженні 10 Н/мм² (рисунок 1).

Зразки для випробувань

Зразками для випробувань є пластини матеріалу, пресованого згідно з ГОСТ 16336, розміром 150 мм х 150 мм, товщиною не менше 2 мм чи зразки покриття (свідки) за технічними умовами на ці матеріали. Зразки повинні мати гладку рівну поверхню без здуттів, відколів, тріщин, раковин і інших дефектів.

Підготовка до випробувань

Зразки випробують не раніше ніж через 16 год після пресування або виготовлення покриття.

Установлюють зразок 2 на металеву підкладку 1 і витримують за температури (20 2) °С протягом не менше 60 хв.

Проведення випробувань

На випробуваний зразок 2 установлюють металевий стрижень 3 і через 5 с на індикаторі 4 встановлюють нульове значення, після чого додають вантаж 5 масою 2250 г.

Через 24 год знімають зі шкали індикатора покази глибини вдавлювання в покриття металевого стрижня з точністю до 0,01 мм.

Випробування проводять у трьох точках зразка, відстань між якими повинна бути не менше 30 мм.

1 – стіл пенетрометра; 2 – зразок покриття; 3 – металевий стрижень; 4 – індикатор годинникового типу; 5 – додатковий вантаж

Рисунок 1 – Установка для визначення пенетрації

Принцип проведення досліду

Лабораторно робота №

Вимоги до зразків

Зразками є покриття, нанесені на сталеву поверхню відповідно до НД на ці покриття в лабораторних або промислових умовах. Випробування проводять на зразках двох видів:

- у вигляді трубок;

- у вигляді пластин або карт з ізольованих труб (використовується, як правило, для нестрічкових покриттів).

Три випробовувані зразки повинні бути перевірені на відсутність пор і наскрізних отворів з використанням іскрового дефектоскопа при випробувальній напрузі
5 кВ/мм товщини покриття.

Підготовка до випробувань

У центрі зразка в захисному покритті свердлять циліндричний отвір до утворення в металі конічного поглиблення. Метал при цьому не повинен бути перфорований. Діаметр отвору повинен бути в три рази більший товщини покриття, але не менше 6 мм. Поверхню металу в отворі знежирюють спиртом.

Готують 3 %-ний розчин NaCl на дистильованій воді.

Підготовка зразків для випробування на трубках

Торці трубок (рисунки М.1 і М.2) герметизують струмонепровідним герметиком так, щоб електроліт не проникав до внутрішньої незахищеної поверхні трубки. Попередньо до кінця кожної трубки прикріплюють провід для електричного контакту зі зразком.

Три випробуваних зразки 2 на трубках поміщають вертикально, симетрично центру в плоскодонну ємність 1 з електролітом 3. В центрі ємності розміщують анод 4.

Поверхня зразка покриття, що знаходиться в контакті з електролітом, повинна бути не менше 232 см². Відстань між зразками й анодом повинна бути не меншою за 38 мм.

Дефект у покритті повинен бути звернений у бік анода.

Підготовка зразків для випробування на пластинах або картах

На пластину (карту) 1 (рисунки М.3 і М.4) за допомогою пластиліну встановлюють трубу 2 з поліетилену таким чином, щоб вісь труби співпадала з центром висвердленого в покритті отвору. Якщо випробування проводять на картах, то торець труби з поліетилену обрізають так, щоб повторювалася кривизна карти.

В трубу 2 заливають електроліт 3 до рівня 50 мм від поверхні покриття.

У розчин поміщають анод 4 на відстані не менше за 38 мм від поверхні покриття.

Електричні схеми

Для проведення випробувань збирають електричні схеми згідно з рис. 1 і 2(3 і 4).

Схема з магнієвим анодом

Зразок за допомогою проводів з'єднують з магнієвим анодом, як показано на рисунках 1 і 3. При цьому на зразку встановлюють потенціал від мінус 1,45 В до мінус 1,55 В за мідносульфатним електродом порівняння 9, що відповідає приблизно мінус 1,4 В за хлорсрібним електродом порівняння.

Вимірювання встановленого потенціалу на зразку проводять за допомогою електрода порівняння і високоомного вольтметра постійного струму 5 (рисунок 1 або 3).

 

1 – ємність; 2 – випробовуваний зразок; 3 – електроліт; 4 – магнієвий анод; 5 – вольтметр; 9 – електрод порівняння Рисунок 1 – Схема проведення випробування зразків покриттів на трубках для визначення площі відшаровування з застосуванням магнієвого анода	1 – ємність; 2 – випробовуваний зразок; 3 – електроліт; 4 – інертний анод; 5 і 8 – вольтметри; 6 – еталонний опір; 7 – реостат; 9 – електрод порівняння Рисунок 2 – Схема проведення випробування зразків покриттів на трубках для визначення площі відшаровування з застосуванням інертного анода
1 – пластина (карта) – випробовуваний зразок; 2 – труба з поліетилену; 3 – електроліт; 4 – магнієвий анод; 5 –вольтметр; 9 – електрод порівняння Рисунок 3 – Схема проведення випробування зразків покриттів на пластинах (картах) для визначення площі відшаровування з застосуванням магнієвого анода	1 – пластина (карта) – випробовуваний зразок; 2 – труба з поліетилена; 3 – електроліт; 4 – інертний анод; 5 і 8 – вольтметри; 7 – реостат; 9 – електрод порівняння Рисунок 4 – Схема проведення випробування зразків покриттів на пластинах (картах) для визначення площі відшаровування з застосуванням інертного анода

Схема з інертним анодом

При випробуванні з інертним анодом збирають схему згідно з рисунком 2 або 4.

Зразок 1 підключають до негативного полюса джерела струму. Інертний електрод 4 з'єднують послідовно з еталонним опором (1 Ом) 6, реостатом 7, і позитивним полюсом джерела струму. Вольтметр 5 підключають паралельно еталонному опору 6. Керуючи реостатом 7, установлюють за показами вольтметра 8 потенціал на зразку мінус (1,50 0,05) В. Далі вольтметр 5 відключають і фіксують час початку випробувань.

Проведення випробувань

Зразки витримують у розчині електроліту під дією наведеного катодного струму протягом 30 днів за температури від 291 К до 295 К (від 18 °С до 22 °С).

Періодично через кожні 7 днів випробувань міняють розчин електроліту. Для цього подачу напруги на зразки припиняють, електроліт виливають, ємність і зразки промивають дистильованою водою, заливаючи її 2 – 3 рази і збовтуючи. Потім заливають свіжий електроліт.

Після закінчення випробувань зразок з покриттям демонтують, промивають водою і витирають ганчір'ям. Площу ділянки покриття, що відшарувалося, оголюють, обережно підчіплюючи і зрізуючи покриття скальпелем.

Для твердих покриттів товщиною більше 1,2 мм допускається нагрівання покриття вище температури розм'якшення з наступним повним видаленням покриття з металу. Площею відшаровування покриття в цьому випадку є площа, обмежена контуром зміни кольору металу із сірого на більш темний.

Лабораторна робота №

Сутність методу

Метод призначений для проведення випробувань і оцінки захисної здатності покриття на нових трубах, а також у місцях шурфування при обстеженні технічного стану діючих трубопроводів за температури вище 0°С.

Вимоги до зразків

Зразками для випробувань є ізольовані труби або безпосередньо ділянка трубопроводу з покриттям.

Кількість зразків для базових умов випробувань – не менше 3 шт.

Товщина і діелектрична суцільність зразків повинні відповідати вимогам НД на контрольоване покриття. Зразки з дефектами покриття до випробувань не допускаються.

Кількість контрольованих ділянок на трубопроводі, що укладений в ґрунт, визначається кількістю шурфів.

Проведення випробувань

Для вимірювання перехідного опору покриття методом "мокрого контакту" на поверхню покриття 2 труби 1 (чи зразка, відрізаного від труби), по периметру накладають тканинне полотнище 3, змочене 3%-ним розчином хлористого натрію, потім на полотнище встановлюють металевий електрод-бандаж 4 шириною не менше 0,4 м і щільно стягують його бовтами або гумовими стрічками.

Примітка. Перед проведенням вимірювання перехідного опору старанно видаляють забруднення і вологу з поверхні захисного покриття газопроводу на ділянці довжиною не менше
0,8 м.

По обидві сторони електрода-бандажа додатково встановлюють два екрануючих електроди-бандажі 5 шириною не менше 0,05 м для виключення впливу поверхневого витоку струму крізь забруднену або зволожену поверхню ізоляційного покриття. Електроди-бандажі не повинні контактувати з ґрунтом.

Вимірювання перехідного опору може проводитися за допомогою тераомметра (мегомметра) за схемою згідно з рисунком 1 або з застосуванням електричної схеми, представленої на рисунку 2.

При проведенні вимірювань за схемою рисунка 1 підключають клему Л (лінія) тераомметра до електрода-бандажа 4, клему З – до металу труби 1, клему Е (екран) – до електродів-бандажів 5, що екранують.

При вимірюванні перехідного опору покриття за схемою, представленою на рисунку 2, резистором R установлюють робочу напругу, рівну 30 В, яку контролюють за вольтметром, і знімають покази міліамперметрів.

Якщо немає необхідності пошкоджувати покриття (наприклад, для вимірювання адгезії), клему З замикають не на оголену ділянку труби, а на сталевий штир, вбитий у ґрунт поруч із трубопроводом.

Сутність методу

Методика призначена для проведення типових випробувань і дозволяє визначити змінення захисної здатності покриття в електроліті.

Сутність методу полягає у вимірюванні перехідного опору системи "покриття – труба" після витримки зразків у 3%-ному розчині NaCl.

Вимоги до зразків

Випробування заводських покриттів проводять на зразках, вирізаних з ізольованих труб або безпосередньо на трубах з покриттям. Розміри зразків –150мм х 150мм (нормуються не жорстко). Для інших типів покриттів зразки підготовляються шляхом нанесення покриття (згідно з НД на дане покриття) на сталеву пластину розміром
150 мм х 150 мм.

Кількість паралельних зразків для заданих умов випробувань – не менше 5 шт.

Зразки з дефектами покриття до випробувань не допускаються.

Товщина і діелектрична суцільність зразків повинні відповідати вимогам НД на випробовуване покриття.

Підготовка до випробувань

До зразків з покриттям за допомогою пластиліну (герметика) 8 прикріплюють скляні чи поліетиленові циліндри 3. У прикріплений до зразка циліндр заливають 3%-ний розчин NaCl до мітки на рівні не менше 50 мм від поверхні покриття. Циліндр накривають склотекстолітовою кришкою 5 (рисунок Н.3).

Поверхню покриття знежирюють ватою, змоченою етиловим спиртом.

Проведення випробувань

Випробування проводять за температури (20 5) °С.

Перехідний опір покриття зразка вимірюють за допомогою тераомметра 7 при зануренні платинового (графітового) електрода 4 в розчин.

Вихідний перехідний опір покриття вимірюють після витримки зразків у цих умовах протягом 3 діб. До подальших випробувань допускають тільки ті зразки, перехідний опір яких не менше значень, зазначених у таблиці 3 даного стандарту.

При тривалих випробуваннях (100 діб) через кожні 25 діб вимірюють перехідний опір покриття. Якщо хоча б в одному циліндрі опір менше значення, регламентованого вимогами даного стандарту, випробування припиняють.

Не рідше одного разу на 10 діб перевіряють рівень розчину в циліндрах і, доливаючи дистильовану воду, доводять його до первісного.

Сутність методу

Що таке катодна поляризація

Принцип дії установки

Порядок проведення досліду

Лабораторна робота №

Контроль захисних покриттів за заданою міцністю при ударі

Сутність методу

Визначення міцності покриття при ударі проводять під впливом вільно падаючого вантажу.

Вимоги до зразків

Вимірювання проводять на 2% труб із захисним покриттям у 10 точках, що знаходяться одна від одної на відстані не менше 0,5 м, а також у місцях, що викликають сумніви. В точках проведення випробувань на ударну міцність попередньо визначають суцільність покриття іскровим дефектоскопом.