Hitsauksen laatu Rikkova aineenkoetus menetelmäkokeessa. Lapin AMK TeLu Eri lähteistä koonnut Timo Kauppi 2016. www.lapinamk.fi 1

Samankaltaiset tiedostot
HITSAUSMENETELMÄKOKEEN TARKASTUS JA TESTAUS SFS-EN ISO A1+A2:2012

Tarkastuksen ja testauksen tavoite

B8 Tarkastus ja testaus

Seppo Saarela

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY INSPECTA OY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY INSPECTA OY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY INSPECTA OY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY INSPECTA OY

MEKAANINEN AINEENKOETUS

Turvallisuus- ja kemikaalivirasto (Tukes) Valvisto Tarja Painelaitedirektiivin soveltaminen ja tulkinnat

B.3 Terästen hitsattavuus

Valetun valukappaleelle on asetettu usein erilaisia mekaanisia ominaisuuksia, joita mitataan aineenkoestuksella.

Arktisen hitsauksen haasteita WeldArc -projektissa

Teräspaalujen jatkaminen hitsaamalla Laatuvaatimukset ja työn toteutus

LUJIEN TERÄSTEN HITSAUSMETALLURGIA

KUPARISAUVOJEN KOVUUS-, VETO-, JA VÄSYTYSKOKEET ANU VÄISÄNEN, JARMO MÄKIKANGAS, MARKKU KESKITALO, JARI OJALA

VARMENNUSTODISTUKSEN ARVIOINTIPERUSTEET NRO Palosuojatuotteet

RAKENNUSTEOLLISUUDEN HITSAUSTÖIDEN MUUTTUNEET VAATIMUKSET

Laatutason määrittely ja laatustandardit - Valurauta

A9 Hitsaajan pätevyyskokeet

HITSAUS- STANDARDIT 2006

Hitsauksen laadunhallintaan liittyvät standardit ja hitsauksen koordinointi. Janne Hämäläinen, EWE

SHY Turun paikallisosasto seminaariristeily EN sertifiointi

2/19 Ympäristöministeriön asetus

Hitsauksen menetelmäkokeet Kempin ratkaisut. Hitsaustekniikkapäivät, Kokkola Reetta Verho Päällikkö, hitsauksen koordinointipalvelut

Murtolujuus, Rm, MPa (=N/mm ) Myötöraja, Re, MPa

Petri Hakkola HITSAUSOHJEEN HYVÄKSYTTÄMIS- PROSESSI

TILASTOLLINEN LAADUNVALVONTA

Työ 3: STAATTISET ELPYMISMEKANISMIT JA METALLIEN ISKUSITKEYS

BÖHLER M390 MICROCLEAN kemiallinen koostumus ja vastaavat normit.

SUOJAKAASUN VAIKUTUS FERRIITTISEN RUOSTUMATTOMAN TERÄKSEN LASERHITSIN OMINAISUUKSIIN

TEKNIIKAN JA LIIKENTEEN TOIMIALA. Kone- ja tuotantotekniikka. Laivajärjestelmät INSINÖÖRITYÖ HITSAUSOHJEET (WPS) HYDRAULISYLINTEREILLE

Vaatimukset. Rakenne. Materiaalit ja niiden ominaisuudet. Timo Kiesi

Raerajalujittuminen LPK / Oulun yliopisto

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

3 Hitsattujen rakenteiden vaatimustenmukaisuuden osoittaminen (B7 kohta 11)

ILMAILUMÄÄRÄYS AIR M1-8

Ohjelmiston testaus ja laatu. Testaus yleistä

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Lujat teräkset seminaari Lujien terästen hitsauksen tutkimus Steelpoliksessa

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Laadunvalvonta ja käytönaikaiset hyväksyttävyysvaatimukset TT laitteille

NDT-STANDARDIT NDT-tutkinnot

Ympäristöministeriön asetus Eurocode-standardien soveltamisesta talonrakentamisessa annetun asetuksen muuttamisesta

Jouko Seppäläinen Indewe QC Oy

Rakennustuotteiden CE-merkintä

Faasipiirrokset, osa 1: Laatiminen sekä 1-komponenttipiirrosten tulkinta

Souru Oy, Kahitie Nurmijärvi

Alumiinivalujen raaka-ainestandardit

Standardin EN 1090 revisiosuunnitelmat, aikataulu ja uudet osat keskeisimmät kehityksen alla olevat asiat. Standardoinnin koordinointi & työryhmät

TERÄKSEN KÄYTTÄYTYMINEN ÄÄRIOLOSUHTEISSA.

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

2 Porapaalujen kärkiosien tekniset vaatimukset 2 KÄYTETTÄVÄT STANDARDIT JA OHJEET... 4

Luento 11 Lujien terästen kehitystrendit

Pirkka Mellanen Lahden Tasopalvelu Oy

SHY Turun paikallisosasto seminaariristeily Toimenpiteet / valmistelut yrityksessä ennen EN sertifiointia

Tulisijojen testaaminen

Hitsaustyön dokumentointi ja jäljitettävyys

Hitsauksen standardit

Boliden Kokkola Jarmo Herronen Jorma Panula

4A 4h. KIMMOKERROIN E

Tarkastusmenetelmät. ValuAtlas Suunnittelijan perusopas Seija Meskanen, Tuula Höök

Welding documentation management WELDEYE -HITSAUKSEN HALLINTAOHJELMISTO

Perusaineesta johtuvat hitsausvirheet ovat pääasiassa halkeamia, kuuma- ja/tai kylmähalkeamia.

Austeniittiset ruostumattomat suorakaideputket Muokkauslujittumisen hyödyntäminen päittäisliitoksissa

HEILAHDUSISKULUJUUSLAITE

Welding documentation management

NDT-TUTKINNOT Standardit, level-2 tutkinnot NDT LEVEL 2 PÄTEVYYSTUTKINNOISSA KÄYTETTÄVÄT STANDARDIT

RKL-, R2KL- ja R3KLkiinnityslevyt

EN 1090 kokemuksia kentältä

Lujat termomekaanisesti valssatut teräkset

Suomen Kaivosyrittäjät ry:n Kaivosseminaari 2016 Kaivannaisalan tukipalvelut

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO LUT School of Energy Systems LUT Kone BK10A0402 Kandidaatintyö

Teräsrakenteet OHJEET 1996 LIITE 2

S960-TERÄKSEN HITSAUSLIITOKSEN LEIKKAUSKESTÄVYYS SHEARING STRENGTH OF S960 WELD JOINT

Ruostumattomien terästen särmättävyyden tutkiminen SFS-EN ISO 7438

LAPPEENRANNAN TEKNILINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta LUT Kone BK10A0401 Kandidaatintyö ja seminaari

GREMMLER 1403 Tiivistysepoksi

Lujat ja erikoislujat termomekaanisesti valssatut hienoraeteräkset

PROJEKTIN OHJAUS JA SEURANTA JOUNI HUOTARI, ESA SALMIKANGAS

MEKAANISET OMINAISUUDET

Luonnollisten lukujen laskutoimitusten määrittely Peanon aksioomien pohjalta

Opettajalle ohje opintojakson toteutuksen tekemiselle mallipohjana ja mallipohjan tuominen opintojakson toteutukseen.

Teräsrakenteiden NDT-tarkastukset SFS-EN 1090 mukaan. DI Juha Toivonen, DEKRA

IV-kuntotutkimushanke_tutkijat

Käyttöohjeen lisäosa. MOVITRAC LTP-B 575 V:n taajuusmuuttajat * _0214*

Käyttövaltuushallintaa kehitetään (SAP IDM -projekti), hyödyt virastoille

Oheismateriaalin käyttö EI sallittua, mutta laskimen käyttö on sallittua Vastaukset tehtäväpaperiin, joka PALAUTETTAVA (vaikka vastaamattomana)!

Innovaatioprojektin projektisuunnitelma. Talousjakkara ikääntyville

Tuomas Laakko FOSFATOIDUN TERÄSLANGAN VASTUSHITSAUS

Kriittisen polun hallinta CRIPMAN (CRItical Path MANagement) Pekka Maijala & Jaakko Paasi

Ajankohtaista laboratoriorintamalla Pasila Emilia Savolainen, Suunnittelu- ja ohjausyksikkö

Käyttöjärjestelmät: Virtuaalimuisti

MAA10 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

MITTAUSSUUNNITELMA. Soran murskauksen aiheuttaman hengitettävien hiukkasten pitoisuuden mittaus. Rudus Oy, Sandhöjden, Porvoo. Rudus Oy Liisa Suhonen

Tutkimuksen projektisointi ja ajankäyttö. Jouni Lauronen

Salkin poliorokotekoe Ryhmän koko Sairastuvuus (per ) Hoitoryhmä Vertailuryhmä Ei saanut rokottaa

Korkealujuusteräksen hitsaus konepajoissa

II- luento. Etiikan määritelmiä. Eettisen ajattelu ja käytänteet. 1 Etiikka on oikean ja väärän tutkimusta

DEKRA - Historia. Tänään: Euroopan markkinajohtaja, TOP 5 maailmanlaajuisesti 2005: Mukaan teollisuuden testaukseen 1996: Kansainvälistyminen

Transkriptio:

Hitsauksen laatu Rikkova aineenkoetus menetelmäkokeessa Lapin AMK TeLu Eri lähteistä koonnut Timo Kauppi 2016 1

2

Hitsauksen laatua 3

Yleistä Erilaisilla materiaalien aineenkoetusmenetelmillä tutkitaan materiaalien käyttäytymistä ja ominaisuuksia, kuten esimerkiksi terästen lujuutta, kovuutta, iskusitkeyttä, taivutus- ja väsymislujuutta, mikrorakennetta, jne. Aineenkoetus jaetaan ainetta rikkomattomaan (engl. NDT = Non Destructive Testing) ja ainetta rikkovaan (engl. DT = Destructive Testing) testaukseen.

Yleistä Ainetta rikkomattomia aineenkoetusmenetelmiä ovat mm. silmämääräinen tarkastus, radiografinen kuvaus (röntgen läpivalaisu), ultraäänitarkastus, magneettijauhetarkastus, tunkeumanestetarkastus, pyörrevirtatarkastus, jäljennetarkastus ja akustinen emissio. Ainetta rikkovia aineenkoetusmenetelmiä taasen ovat mm. vetokoe, kovuusmittaus, iskukoe, taivutuskoe, murtokoe, väsytyskoe ja virumiskoe. Metallisten materiaalien aineenkoetus on pitkälti standardisoitu kansainvälisillä standardeilla.

Yleistä Hitsauksen yhteydessä aineenkoetus on välttämätön laadunhallinnan kannalta. Laatuvaatimusten määrittäminen hitsausprosesseille on tärkeätä, koska näitä prosesseja ei voida valmiiksi todentaa. Näin ollen hitsausprosesseja on käsiteltävä standardin ISO 9000:2000 mukaisesti erikoisprosesseina. Tuotteille, joiden tulee toimia ongelmattomasti tuotannossa ja käytössä, on välttämätöntä tehdä valvontaa suunnitteluvaiheessa, materiaalivalinnassa, valmistuksessa ja tarkastuksessa.

Yleistä Hitsauksen laadunvarmistus vaatii yhä useammin hyväksyttyjen hitsausohjeiden (WPS, Welding Procedure Specification) laadintaa ja käyttöä. Viimeisin normimuutos joka laajensi hyväksyttyjen hitsausohjeiden käytön myös kantavien teräsrakenteiden valmistukseen, oli Suomessa usean vuoden siirtymäajan jälkeen 1.7.2014 voimaan astunut teräsrakenteiden CE merkintä. Tähän liittyen julkaistiin SFS-EN ISO 1090 standardisarja, jossa on määritelty teräs- ja alumiinirakenteiden toteutuksen tekniset vaatimukset.

Yleistä Hitsausohjeita voidaan hyväksyä usealla eri tavalla. Mahdollisia hyväksymistapoja ovat: menetelmäkoe (SFS-EN ISO 15614-1 14) esituotannollinen koe (SFS-EN ISO 15613) aiempi kokemus (SFS-EN ISO 15611) testatut lisäaineet (SFS-EN ISO 15610) standardihitsausohjeet (SFS-EN ISO 15612) Hitsausmetallurgian ja lujuuslaskennan kannalta paras vaihtoehto on tehdä hyväksyntä menetelmäkokeella.

Menetelmäkoe Menetelmäkoe antaa hyvät tiedot hyväksyttävän ohjeen mukaisesti hitsatun liitoksen ominaisuuksista ja parhaat mahdollisuudet ohjeen mukaisesti hitsatun liitoksen käyttökelpoisuuden arviointiin. Menetelmäkokeella tehty hyväksyntä antaa yleensä myös laajimman käyttöalueen hyväksyttävälle hitsausohjeelle.

Menetelmäkoe SFS-EN ISO 15614-1:2012 10

Menetelmäkoe Perusaineryhmät: CEN ISO/TR 15608:2013 SFS-EN ISO 15614-1:2012 11

Hitsien vetokoe Hitsiliitokselle tehtävä poikittainen vetokoe on määritelty standardissa SFS-EN ISO 4136:2012. Standardissa annetaan koesauvojen mitat ja esitetään poikittaisen vetokokeen suoritustapa, jota käytetään hitsattujen päittäisliitosten murtolujuuden ja murtuman sijainnin määrittämiseen. Standardissa SFS-EN ISO 6892-1:2009 määritellään metallien vetokokeen suorittaminen huoneenlämpötilassa sekä siinä määritettävät mekaaniset ominaisuudet.

Hitsien vetokoe Vetokokeen suorituksen periaate on yksinkertainen: tunnetun poikkipinta-alan omaavaa koesauvaa vedetään kasvavalla voimalla kunnes se katkeaa. Kokeen aikana rekisteröidään voima (F) ja sen vaikutuksesta syntyvä pysyvä muodonmuutos eli venymä (e). Seuraavassa diassa on esitetty vetokokeessa rekisteröitävän jännitys-venymäkäyrän periaatekuva sellaiselle metalliseokselle, jolla on epäjatkuva myötöraja. http://lrrpublic.cli.det.nsw.edu.au/lrrsecure/sites/lrrview/6448/applets/tensile_tester.htm

Vetokoe SFS-EN ISO 6892-1:2009

Hitsien poikittainen taivutuskoe Hitsiliitokselle tehtävän taivutuskokeen suoritus on määritelty standardissa SFS-EN ISO 5173:2011. Kokeen periaate on seuraava: poikittain tai pitkittäin hitsausliitoksesta otettuun koesauvaan aiheutetaan taivuttamalla pysyvä muodonmuutos vaihtamatta taivutussuuntaa niin, että joko hitsausliitoksen pinta tai poikkileikkaus on vedon puolella.

Hitsien poikittainen taivutuskoe

Hitsien poikittainen taivutuskoe Menetelmäkoestandardissa hitsin taivutuskokeesta määritellään seuraavasti: Kun aineenpaksuus on < 12 mm, testataan kaksi juuritaivutussauvaa (TRBB) ja kaksi pintataivutussauvaa (TFBB). Kun aineenpaksuus on 12 mm, suositellaan juuri- ja pintataivutuskoesauvojen tilalle neljä sivutaivutuskoesauvaa (SBB). Eripariliitoksissa tai kun hitsiaine poikkeaa perusaineesta, voidaan levyn päittäisliitoksen neljä poikittaista taivutuskoetta korvata yhdellä pitkittäisellä juuritaivutuskokeella (LRBB) ja yhdellä pitkittäisellä pintataivutuskokeella (LFBB)

Hitsien poikittainen taivutuskoe Kokeen aikana koesauvoihin ei saa syntyä missään suunnassa yli 3 mm suuruisia avoimia vikoja. Taivutuskoesauvan nurkissa olevia virheitä ei tarvitse ottaa huomioon arvostelussa.

Hitsien iskukoe Iskusitkeys on ominaisuus, joka on kenties eniten sidoksissa metallin kiderakenteeseen. Terästen kiderakenne on pääsääntöisesti tila- tai pintakeskinen kuutiollinen ja kun tarkastellaan näiden kiderakenteiden murtumiskäyttäytymistä matalissa lämpötiloissa, havaitaan siinä selkeä ero: pintakeskisen kuutiollisen kiderakenteen omaavalla teräksellä (esimerkiksi austeniittinen ruostumaton teräs) lämpötila ei juurikaan vaikuta siihen, kun taas tilakeskisen kuutiollisen kiderakenteen omaavilla teräksillä murtumiskäyttäytyminen muuttuu sitkeästä hauraaksi lämpötilan laskiessa.

Hitsien iskukoe Sitkeässä murtumassa (engl. ductile fracture) rakenne kuroutuu eli kappaleen poikkipinta pienenee selvästi ennen murtumista alla olevan kuvan mukaisesti - murtuman eteneminen vaatii paljon energiaa ja särönkasvu on hidasta.

Hitsien iskukoe Haurasmurtumassa (engl. brittle fracture) rakenteessa ei esiinny kuroutumista ja murtumiseen vaadittava energia on huomattavasti pienempi kuin sitkeässä murtumassa. Teräs voi murtua todella nopeasti ja lasimaisen hauraasti, jopa tasaisessa, mutta yleensä iskumaisessa kuormituksessa.

Hitsien iskukoe Iskusitkeys on yksi materiaalinvalinnan tärkeimpiä kriteereitä. Mitä parempi iskusitkeys teräksellä on, sitä vaikeammat olosuhteet, suuremmat jännityskeskittymät ja kookkaammat alkusäröt se kestää. Iskusitkeyden ja transitiolämpötilan määrittämiseksi on käytössä useita eri menetelmiä. Yleisesti käytetyt Charpy V (CVN), Charpy U (CUN) kokeet (engl. Charpy pendulum impact test) ovat murtumaan sitoutuneen energian mittaamiseen perustuvia testimenetelmiä.

Hitsien iskukoe Menetelmäkokeeseen liittyvä iskukoe on määritelty standardeissa SFS-EN ISO 9016:2012 ja SFS-EN ISO 148 1:2011. Ensimmäisessä määritellään koesauvan sijainti, loven suunta ja koesauvan tarkastus ja jälkimmäisessä itse menetelmä. Yleiskoesauvan pituus on 55 mm ja poikkipinta neliö, jonka sivut ovat 10 mm Pituuden puolivälissä on oltava V- tai U-lovi. V-loven kulman on oltava 45, syvyyden 2 mm ja loven pohjan pyöristyssäteen 0,25 mm.

Hitsien iskukoe 24

Hitsien iskukoe Charpyn iskukokeessa koesauva asetetaan huolellisesti tukia vasten siten, että loven symmetriataso on 0,5 mm tarkkuudella tukien keskellä. Iskurin on iskettävä koesauvan loven symmetriatasoon vastakkaiselle puolelle lovea. Yleensä terästen iskusitkeyttä testattaessa koelämpötila on välillä -20-60 C. Koesauvan jäähdytys voi tapahtua nestemäisessä tai kaasumaisessa väliaineessa.

Hitsien iskukoe Testattaessa muussa kuin huoneenlämpötilassa, koesauvan poistamisesta kuumennus- tai jäähdytysväliaineesta sen iskemiseen iskurilla saa kulua enintään viisi sekuntia. Kun siirtäminen tehdään manuaalisesti, on aina olemassa riski satunnaisen virheen syntymisestä. Riski kasvaa, kun testauslämpötilan poikkeama huoneenlämpötilasta kasvaa. Paras vaihtoehto on käyttää mekanisoitua siirtolaitteistoa.

Hitsien iskukoe

Hitsien kovuuskoe Hitsausliitoksille sovelletaan yleensä Vickersin tai Brinellin kovuuskoetta. Kaarihitsausliitosten kovuuskoe on määritelty standardissa SFS-EN ISO 9015 1:2011. Sen perusteella tehtävät kovuuskokeet suoritetaan standardien ISO 6507-1 tai ISO 6506-2 mukaisesti. Hitsien kovuuskokeessa koekappaleeseen tehdään painumia, jotka on tehty riveinä tietylle etäisyydelle pinnasta niin, että hitsausliitoksen kovuuden arviointi on näiden painumarivien tai osarivien avulla mahdollista.

Hitsien kovuuskoe Painumien lukumäärän ja painumarivin peräkkäisten painumien välisen etäisyyden on oltava riittävä hitsauksen aiheuttamien kovettuneiden tai pehmenneiden alueiden määrittämiseksi. 29

Hitsien kovuuskoe Painumia on tehtävä riittävästi, jotta rakenteeltaan muuttumaton perusaine saadaan testattua. Hitsiaineessa painumien välinen etäisyys on valittava ja tarkastettava siten, että kovuuskokeesta saatavat tulokset tekevät hitsausliitoksen arvioinnin mahdolliseksi. Seuraavassa diassa olevassa kuvassa on esitetty tyypilliset erillispainumien sijaintialueet: painumaryhmä 1-4 antaa tietoa rakenteeltaan muuttumattomasta perusaineesta, painumaryhmä 5-10 koskee muutosvyöhykettä (HAZ) ja painumaryhmä 11 14 hitsiainetta.

Hitsien kovuuskoe 31

Makrohie Hitsien makro- ja mikrohietutkimus on määritelty standardissa SFS-EN ISO 17639:2013. Makro- ja mikrohietutkimusta käytetään hitsausliitoksen makroskooppisten ja mikroskooppisten ominaisuuksien selvittämiseen ja se tehdään tavallisesti poikkileikkauspinnoille. Makro- ja mikrohietutkimuksen tarkoituksena on arvioida hitsausliitoksen rakennetta (mukaan lukien raerakenne, morfologia ja sijainti, erkautuminen ja sulkeumat) riippumattomana ja/tai suhteessa erilaisiin halkeamiin tai onteloihin.

Makrohie Mikrokuva antaa yksityiskohtaisempaa tietoa teräksen ja hitsin mikrorakenteesta. Haluttaessa tarkastella pieniä yksityiskohtia voidaan hyödyntää elektronimikroskopiaa, silloin kun se on mahdollista.

ASM / DT - laboratorio Lapin ammattikorkeakoulussa toimivan Arctic Steel and Mining TKI ryhmän ainetta rikkovan aineenkoetuksen laboratorio toimii Kemissä. Peruslaitekanta on seuraava: Zwick & Roell Z250 allround vetokone, max. Voima 250kN Zwick Roell PSW750 iskuvasara Struers A2500 yleiskovuusmittari Leica IDM 5000M valomikroskooppi Quanta 450 FEG FESEM mikroskooppi + Thermo Nora System 312E EDS alkuaineanalysaattori.

ASM / DT - laboratorio Veto-, taivutus- ja iskukoesauvat tehdään yhteistyössä ammattiopisto Lappian kanssa. Toiminta on laboratoriostandardin EN ISO/IEC 17025:2005 mukaista. Voimme tehdä mm. SFS-EN 1090-2:2012 liityvien menetelmäkokeiden rikkovan aineenkoetuksen.

Excellence in metallurgy 36

Yhteystiedot Lapin ammattikorkeakoulu, Tietokatu 1, 94600 Kemi JaloteräsStudio, Etappitie 4, 95400 Tornio Ryhmän vetäjä, Rauno Toppila, puh. 050 310 9542 Yliopettaja, Timo Kauppi, puh. 050 438 1287 37

Ja tämänkin luennon teille tarjosi: