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 12732 – ZÁSOBOVÁNÍ PLYNEMSVA 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 PODLE SN EN 12732, P ÍLOHA H
SVA OVÁNÍ
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. 9.3.1.1 ást II TPG 905 01. 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 05 0705 - ZP- 71 - 9 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 12732 – 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 12732 p íloha H
68
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 12 732 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 koncovkách nebylo prokázáno zvýšení elektrického odporu.
nava ených kabelových
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
Schéma m ení tvrdosti tepeln ovlivn né oblasti (TOO) základního materiálu je na obr.2 .
Návarový kov
Linie m ení tvrdosti 1 pod povrchem ZM TOO
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 nížse 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
Tabulka 1. Vzorek návaru ení tvrdosti TOO Hloubka linie aluminotermického návaru 1mm
Tvrdost HV 10 129,125,151,154,151,150,144,138,13 4
Vyhodnocení zkoušek tvrdosti. Hrani ní hodnoty 325 HV 10 ( p ípustnost dle SN EN 12 732) 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
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 12732 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 12 732 p íloha H je aluminotermické nava ování kabelových koncovek ve FIRM XXX schváleno.
Datum xxxxx -----------------------------------------podpis, razítko
72
