ГОСТ 23338-91 Сварка металлов. Методы определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва

ГОСТ 23338-91Группа В09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СВАРКА МЕТАЛЛОВМетоды определения содержания диффузионного
водорода в наплавленном металле и металле шваWelding of metals.
Methods for determination of diffusible hydrogen
in deposited weld metal and fused metal

ОКСТУ 0809

Дата введения 1992-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Академией наук УССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Л.М.Лобанов, чл.-кор. АН УССР; И.К.Походня (руководитель темы); И.Р.Явдошин, канд. техн. наук; А.П.Пальцевич, канд. техн. наук; Я.М.Юзькив, канд. техн. наук; В.И.Петрыкин; А.Т.Васильев; А.Н.Трощенков; Б.Б.Искоз; Р.И.Щерабаков; Г.Л.Петров; А.М.Левченко

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 04.06.91 N 783

3. ВЗАМЕН ГОСТ 23338-78

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Настоящий стандарт устанавливает хроматографический и вакуумный методы определения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва и распространяется на покрытые электроды, порошковую проволоку, стальную сварочную проволоку, предназначенные для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Хроматографический метод предназначен для определения содержания диффузионного водорода в образцах швов, выполненных покрытыми электродами, порошковой и стальной сварочной проволоками.

Вакуумный метод предназначен для определения содержания водорода в образцах швов, выполненных покрытыми электродами диаметром от 3 до 6 мм.

При сварке электродами диаметром 4 мм диапазон измерения массовой доли водорода от 0,25 до 13,5 млн - в металле шва, от 0,4 до 22 млн - в наплавленном металле или от 0,3 до 15 см/100 г - в металле шва, от 0,5 до 25 cм /100 г - в наплавленном металле.

Измерения содержания диффузионного водорода в наплавленном металле и металле шва используют для классификации и контроля качества партий сварочных материалов и исследовательских целей.

Для классификации и контроля партий сварочных материалов условия наплавки шва указаны в стандарте.

1. АППАРАТУРА И МАТЕРИАЛЫ

1.1. Сущность хроматографического метода (метод 1)

1.1.1. Метод основан на сборе выделяющегося из образца сварного шва водорода в камере с последующим измерением его объема методом газовой хроматографии.

Для ускорения анализа образец дегазируется при температуре (150±5) °С.

Схема прибора приведена на черт. 1. Выделяющийся из образца 1 водород собирается в металлической камере 2, соединенной с хроматографом 7 через электромагнитный переключатель направления движения газа 5. Управление работой переключателя 5 выполняется с помощью блока управления 6.

Схема прибора для хроматографического метода анализа (метод 1)

1 - образец;

2 - реакционная камера; 3 - крышка реакционной камеры; 4 - печь для нагрева камеры с образцом; 5 - электромагнитный переключатель направления движения газа; 6 - блок управления электромагнитным переключателем направления движения газа; 7 - хроматограф; 8 - блок подготовки газа хроматографа; 9 - блок подготовки детектора по теплопроводности; 10 - блок регулятора температуры; 11 - потенциометр КСП-4; 12 - интегратор И-02 (И-05); 13 - баллон с аргоном

Черт. 1

Промежуток времени, на который камера 2 подключается к потоку газа-носителя аргона для вымывания выделившегося из образца водорода (или промывка камеры от воздуха после помещения в нее образца), - цикл отбора водорода или промывка камеры. Промежуток времени, на который камера 2 отключена от потока газа-носителя аргона для накопления водорода, - цикл накопления водорода.

Во время накопления водорода в камере 2 газ-носитель аргон проходит через хроматограф 7, минуя камеру 2. Для измерения объема выделившегося водорода газ-носитель с помощью переключателя 5 направляется через камеру 2 в хроматограф 7, где детектируется.

Выходной сигнал регистрируется потенциометром 11, его площадь измеряется интегратором 12. Работа хроматографа 7 и его детектора по теплопроводности управляется соответственно блоками 10 и 9. Расход газа-носителя в двух магистралях хроматографа задается с помощью блока подготовки газа хроматографа 8. Для ускорения анализа образец 1 вместе с камерой 2 нагревают печью сопротивлением 4.

Количество циклов накопления водорода и отбора водорода определяют интенсивностью выделения водорода из образца. Количество выделившегося водорода из образца равно сумме площадей пиков водорода, умноженной на функцию преобразования прибора.

1.2. Сущность вакуумного метода (метод 2)

1.2.1. Метод основан на сборе выделяющегося водорода из образца в вакуумированный контейнер, соединенный с манометром. Объем выделившегося водорода определяют с учетом объема контейнера и изменения в нем давления за счет выделившегося водорода. Дегазация образца выполняется при комнатной температуре.

Конструкция прибора для измерения объема диффузионного водорода приведена на черт. 2. Водород, выделяющийся из образца, помещенного в колбу 7, повышает давление, регистрируемое жидкостным манометром 6.

Прибор для вакуумного метода анализа (метод 2)

1, 2, 3, 4 - краны вакуумные; 5 - лампа вакуумметрическая; 6 - манометр; 7 - колба

Черт. 2

1.3. Для измерения объема водорода используются приборы, приспособления и материалы:

1.3.1. Метод 1

1.3.1.1. Прибор ОБ 2456 или ОБ 2144, в состав которого входит хроматограф ЛХМ-8МД или ЛХМ-80 с детекторами по теплопроводности (или хроматографы других марок, укомплектованные детекторами по теплопроводности). Приведенные приборы изготавливают по нормативно-технической документации. Прибор ОБ 2456 предназначен для одновременного анализа трех образцов, прибор ОБ 2144 - для одного образца.

Допускается пользоваться другими приборами, основанными на принципах матографического анализа газов, обеспечивающих идентичные результаты, изготовленными по другой нормативно-технической документации.

1.3.2. Метод 2

1.3.2.1. Вакуумный прибор (черт. 2), устройство которого приведено в приложении 2.

1.3.2.2. Приспособление для наплавки (черт. 3, 4).

Приспособление для наплавки образцов по методам 1 и 2

1, 2 - медные водоохлаждаемые губки; 3 - тиски с ручным приводом

Черт. 3

Приспособление для наплавки образцов по методу 2

1 - болт М12; 2, 4 - зажимы медные; 3 - заготовка образца; 5 - гайка М12; 6 - размерная планка

Черт. 4

1.3.2.3. Универсальный фотоувеличитель "Беларусь-2М" по НТД.

1.3.2.4. Термометр по ГОСТ 28498-90.

1.3.2.5. Весы аналитические ВЛДП-200 г, 2 кл. по НТД.

1.3.2.6. Реактивы: ацетон по ГОСТ 2603; спирт этиловый технический по ГОСТ 18300; толуол по ГОСТ 5789; силикагель по ГОСТ 8984; аргон по ГОСТ 10157; эфир для наркоза - по НТД.

2. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

2.1. Образцы для испытания

2.1.1. Образец представляет собой пластину с наплавленным валиком. Валик следует наплавлять на заготовку, состоящую из пластины, собранной вместе с выводными планками в соответствии с черт.5.

Заготовки составных образцов для наплавки валика

1 - пластина; 2, 3 - выводные планки; неуказанные отклонения размеров Н12Черт. 5

2.1.2. Материал пластины и выводных планок: для классификации сварочных материалов - сталь марок БСт3сп, ВСтЗсп по ГОСТ 380; для других назначений допускается применение низкоуглеродистых и низколегированных сталей, для сварки которых предназначены испытуемые сварочные материалы.

Заготовки для изготовления пластин и выводных планок должны быть подвергнуты отжигу при температуре 650-670 °С в течение не менее 2 ч.

2.1.3. Пластина маркируется на нижней поверхности (по отношению к наплавленному валику).

2.1.4. Пластина и выводные планки после опиловки заусенцев и острых кромок должны быть промыты: для метода 1 - в ацетоне и спирте этиловом техническом; для метода 2 - в толуоле, затем в ацетоне и спирте этиловом техническом.

2.1.5. Пластина до наплавки валика должна быть взвешена с погрешностью не более ±0,01 г.

2.1.6. Пластины и выводные планки до наплавки валика должны храниться в эксикаторе с силикагелем. Силикагель следует регенерировать при температуре 150-300 °С в течение 3 ч не реже одного раза в три месяца.

2.1.7. Заготовка типа I предназначена для испытания электродов диаметром 3-4 мм по методу 1, заготовка типа II предназначена для испытания электродов диаметром более 4 мм, проволок порошковых и проволок стальных сварочных по методу 1, заготовка типа III предназначена для испытания электродов диаметром 3-6 мм по методу 2 (черт. 5).

2.2. Наплавка валика на заготовку

2.2.1. Для наплавки валика заготовку зажимают в приспособление для наплавки. Температура приспособления должна быть в пределах от температуры окружающей среды до температуры ее точки росы.