Date post: | 25-Dec-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | andreea-deea |
View: | 28 times |
Download: | 6 times |
1
UNIVERSITATEA „PETROL-GAZE” DIN PLOIEŞTI
FACULTATEA DE TEHNOLOGIE PRELUCRĂRII
PETROLULUI ŞI PETROCHIMIE
INGINERIE CHIMICĂ
INGINERIA ŞI PROTECŢIA MEDIULUI ÎN INDUSTRIE
FRECVENŢĂ REDUSĂ
LICENŢĂ
INGINERIA ECHIPAMENTELOR
ANTI POLUANTE
-I.E.A.P.-
INDRUMĂTOR DE LABORATOR
ANUL IV, FR
PLOIEŞTI
2014
2
Laborator L1
Instrucţiuni privind normele de protecţie a muncii
şi supravegherea tehnică ISCIR
1. Generalităţi
Normele specifice de securitate a muncii sunt reglementări cu
aplicabilitate naţională care cuprind prevederi minimal obligatorii pentru
desfăşurarea principalelor activităţi, în condiţii de securitate a muncii.
Normele specifice de securitate a muncii fac parte dintr-un sistem
unitar de reglementări privind asigurarea securitatii şi sănătăţii în muncă,
sistem compus din:
- normele generale de protecţie a muncii, care cuprind prevederi de
securitate şi medicina muncii general valabile pentru orice activitate;
- normele specifice de securitate a muncii care cuprind prevederi de
securitate a muncii, specifice unor anumite activităţi sau grupe de activităţi,
detaliind prin acestea prevederile normelor generale de protecţie a muncii.
Structura fiecarei norme specifice de securitate a muncii are la baza
abordarea sistemică a aspectelor de securitate a muncii – practicată în cadrul
Normelor generale - pentru orice proces de muncă. Conform acestei abordări,
procesul de muncă este tratat ca un sistem, compus din următoarele elemente
ce interacţioneaza reciproc.
- executantul: omul implicat nemijlocit în executarea unei sarcini de
muncă;
- sarcina de muncă: totalitatea acţiunilor ce trebuie efectuate prin
intermediul mijloacelor de producţie şi în anumite condiţii de mediu, pentru
realizarea scopului procesului de muncă;
- mijloacele de producţie: totalitatea mijloacelor de muncă (instalaţii,
utilaje, maşini, aparate, dispozitive, unelte etc.) şi a obiectelor muncii (materii
prime, materiale etc.) care se utilizează în procesul de muncă;
- mediul de muncă: ansamblul condiţiilor fizice, chimice, biologice şi
psiho-sociale în care unul sau mai multi executanţi işi realizează sarcina de
muncă [L1-1].
2. Instalaţii de lucru sub presiune
- Proiectarea, fabricarea, montarea, exploatarea şi verificarea
instalaţiilor sub presiune, de ridicat şi de transportat, trebuie să se facă în
conformitate cu prescripţiile tehnice - colecţia Inspectiei pentru cazane,
3
recipiente sub presiune şi instalatii de ridicat (ISCIR) şi normele de protecţia
muncii aplicabile.
- Se interzice utilizarea instalaţiilor sub presiune, de ridicat şi de
transportat, fără avizul tehnic şi verificarea ISCIR.
- Executarea intervenţiilor la instalaţiile sub presiune, de ridicat şi de
transportat (reparaţii, modificări, racordări etc.) trebuie să se facă numai de
către personal calificat, instruit şi autorizat în acest scop, conform prescripţiilor
tehnice - colecţia ISCIR.
- Atunci când un echipament tehnic pentru ridicarea sarcinilor este
instalat în mod permanent, rezistenţa şi stabilitatea în timpul utilizării trebuie
asigurată ţinând seama, în particular, de sarcinile care se vor ridica şi de
solicitările produse în locurile de suspendare sau de fixare pe structuri.
1 Echipamentele tehnice pentru ridicarea sarcinilor trebuie să fie
marcate vizibil cu sarcina nominală şi atunci când este necesar, cu sarcina
nominală pentru fiecare configuraţie a echipamentului.
2 Dispozitivele de legare sau de prindere a sarcinii trebuie marcate
astfel încât să fie posibilă identificarea caracteristicilor esenţiale pentru
utilizarea în condiţii de securitate.
3 Echipamentul tehnic care n-a fost destinat pentru ridicarea
persoanelor dar care ar putea fi utilizat în acest scop datorită unei posibile
confuzii, trebuie marcat în mod adecvat şi vizibil pentru evitarea unei astfel de
erori.
- Echipamentul tehnic care este mobil sau care poate fi demontat şi care
este destinat pentru ridicarea sarcinilor, trebuie utilizat astfel încât să fie
asigurată stabilitatea să în toate condiţiile previzibile, ţinând seama de natura
solului.
Proiectantul este obligat să stabileasca zonele cu atmosfera potential
exploziva în vederea alegerii echipamentelor tehnice cu grad corespunzator de
protectie.
În locurile cu pericol de incendiu sau explozie trebuie să fie luate
măsuri de protectie impotriva descarcarilor electrice datorate electricitatii
statice (prin legare la pamant a elementelor metalice, instalarea de dispozitive
de neutralizare sau de eliminare a particulelor electrizante etc.).
Verificarea mijloacelor şi a echipamentelor electrice de protectie
inainte de utilizare, de punerea în functiune, dupa reparatii sau modificari, şi
apoi periodic (în exploatare) trebuie să se faca în conformitate cu prevederile
normelor specific [L1-1].
Este interzis ca în exploatarea, intretinerea şi repunerea în functiune a
unei instalatii sau a unui echipament electric, să se aduca modificari fata de
proiect. În cazurile speciale, se pot efectua modificari numai cu acordul
proiectantului.
4
Pentru operatiile de intretinere şi reparare a instalatiilor, retelelor,
utilajelor şi echipamentelor electrice, în instructiunile de securitate a muncii
trebuie prevazute măsuri privind esalonarea corecta a lucrarilor şi organizarea
locului de muncă, astfel incat să se evite accidentele.
(1) Instalatiile electrice în faza de experimentare trebuie să
indeplineasca toate conditiile prevazute în standarde şi norme specifice pentru
protectia impotriva electrocutarii sau a accidentelor tehnice.
(2) Este interzisa folosirea instalatiilor sau a echipamentelor electrice
improvizate sau necorespunzatoare.
Receptionarea şi punerea în functiune a unei instalatii sau a unui
echipament electric trebuie facute numai dupa ce s-a constatat ca s-au respectat
normele de protectia muncii
Daca lucrul temporar la inaltime nu poate fi efectuat în conditii de
securitate şi în conditii ergonomice adecvate, de pe o suprafata convenabila,
trebuie alese cele mai adecvate echipamente tehnice pentru a se asigura şi
mentine conditii de lucru nepericuloase. Trebuie acordata prioritate măsurilor
de protectie colectiva fata de masurile de protectie individuala.
Dimensionarea echipamentului tehnic trebuie adaptata naturii lucrarii
de executat, dificultatilor previzibile şi să permita circulaţia fără pericol..
Scările nu pot fi utilizate ca posturi de lucru la inaltime decat în
conditiile în care, tinand seama de prevederile art. 412, utilizarea altor
echipamente tehnice mai sigure nu este justificata din cauza nivelului redus de
risc şi din cauza, fie a duratei reduse de utilizare, fie a caracteristicilor existente
ale spatiului de acces pe care angajatorul nu le poate modifica [L1-1].
3. Mediul de muncă
Angajatorul trebuie să dispună investigarea prezeţei agenţilor chimici
periculoşi la locul de muncă. În cazul prezeţei agenţilor chimici periculoşi la
locul de muncă, angajatorul trebuie să evalueze orice risc referitor la
securitatea şi sănătatea angajaţilor care decurge din prezenţa acestor agenţi
chimici, luand în considerare, în special:
-proprietăţile lor periculoase;
-informaţiile date de furnizor, producator sau alte surse, privind securitatea şi
sănătatea (de ex., Fisele tehnice de securitate);
-nivelul, tipul şi durata expunerii;
-conditiile de lucru cu astfel de agenţi, inclusiv informaţii referitoare la
cantitatile acestora;
-valorile limita de expunere profesionala sau valorile limita biologice;
-efectul măsurilor preventive luate sau care vor fi luate;
5
-atunci când sunt disponibile, concluziile referitoare la supravegherea stării de
sănătate.
Metodele de măsurare şi evaluare a concentraţiei agenţilor chimici din
aer la locul de muncă trebuie să fie standardizate.
Angajatorul este obligat să ia măsuri de eliminare sau reducere la
minimum a riscurilor privind securitatea şi sănătatea angajaţilor în procesele de
muncă care implică agenţi chimici periculoşi, în special prin:
-proiectarea şi organizarea sistemelor de muncă;
-dotarea cu echipament corespunzator pentru lucrul cu agentii chimici,
elaborarea şi implementarea procedurilor de intretinere, care să asigure
securitatea şi sănătatea angajaţilor în procesul de muncă;
-reducerea la minimum a numărului de angajati expusi sau care pot fi
expusi;
-reducerea la minimum a duratei şi intensităţii de expunere;
-măsuri corespunzătoare de igienă;
-reducerea cantitatii de agent chimic prezent la locul de muncă la
nivelul minim cerut pentru tipul de activitate;
-proceduri adecvate de lucru care includ în special dispozitii privind
manipularea, depozitarea şi transportul în siguranta la locul de muncă al
agenţilor chimici periculoşi şi al deşeurilor care contin asemenea agenţi
chimici.
Angajatorul trebuie să evite folosirea unui agent chimic periculos, prin
inlocuirea lui cu un agent chimic sau un proces tehnologic care nu este
periculos sau este mai putin periculos pentru securitatea şi sănătatea
angajaţilor.
În scopul protejării securitatii şi sănătăţii angajaţilor în caz de accident,
incident sau urgenţă legată de prezenţa agenţilor chimici periculoşi la locul de
muncă, angajatorul trebuie să stabileasca proceduri/planuri de urgenţă care vor
fi puse în practica în momentul aparitiei unor astfel de evenimente. Aceste
proceduri includ exercţii adecvate, la intervale regulate şi dotări adecvate
pentru acordarea primului ajutor [L1-1].
4. Bibliografie L1
L1-1. Inspecţia pentru cazane, recipiente sub presiune şi instalaţii de
ridicat (ISCIR).
6
Laborator L2
Simbolizarea standardizată a oţelurilor
1. Clasificarea oţelurilor
Definirea şi clasificarea mărcilor de oţel se face conform SR EN 10020,
în funcţie de compoziţia chimică, considerând împărţirea oţelurilor în două
mari categorii: oţeluri nealiate şi oţeluri aliate (slab aliate, înalte aliate).
Oţelul reprezintă un material care conţine în greutate mai mult fier
decât orice alt element considerat individual, care are un conţinut de carbon
în general mai mic decât 2 şi care conţine şi alte elemente chimice.
Conform standardului SR EN 10020, oţelurile nealiate sunt cele la care
concentraţiile masice ale elementelor nu depăşesc valorile limită prezentate în
tabelul L2-1, iar oţelurile aliate sunt cele la care concentraţia masică a cel puţin
unui element atinge sau depăşeşte valoarea limită precizată în tabelul L2-1.
Valorile limită (maxime) ale concentraţiilor componentelor oţelurilor nealiate:
Tabelul L2-1. Valorile concentraţiilor ale elementelor chimice [L2-1].
Elementul
chimic
Valoarea limită
%
Elementul
chimic
Valoarea limită
%
Aluminiu
0,10 (0,030)* Plumb 0,40
Bor
0,0008 Seleniu
Seleniu 0,10
0,10
Bismut
0,10 Siliciu
Siliciu 0,50
(0,60)**
0,50(0,60)*
Cobalt
0,10 (0,30)* Telur 0,10
Crom
0,30
_ _
Titan 0,05
Cupru
0,40 Vanadiu 0,10
Mangan
1,65 Wolfram 0,10 (0,30)*
Molibden
0,08 Zirconiu 0,05
Niobiu
0,06 Atele 0,05 0,(10)*
Nichel
0,30
* Valorile admise pentru analiza efectuată pe produse.
Oţelurile nealiate cât şi oţelurile aliate se împart în clase principale de
calitate, în funcţie de gradul de puritate, de tehnologia de elaborate şi de
nivelul prescripţiilor pentru anumite caracteristici, aşa cum se arată în schema
din tabelul L2-2.
7
1. Oţelurile nealiate de uz general sunt oţeluri ale căror caracteristici
corespund prescripţiilor prezentate în L2-5, nu necesită aplicarea de tratamente
termice, şi sunt obţinute prin procedee tehnologice de elaborare obişnuite.
Tabelul L2-2. Clasificarea oţelurilor.
OŢELURI
Oţeluri aliate Oţeluri nealiate
de calitate speciale de uz general de calitate speciale
2. Oţelurile nealiate speciale sunt oţeluri cu caracteristici superioare celor
corespunzătoare oţelurilor de uz general, asigurate în special prin controlul
riguros al compoziţiei chimice, purităţii, proceselor tehnologice de elaborare şi
prin aplicarea tratamentelor termice de călire şi revenire sau de durificare
superficial [L2-5].
3. Oţelurile nealiate de calitate sunt oţeluri la care prescripţiile privind
calitatea sunt mai severe decat la oţelurile nealiate de uz general, fără să li se
impună condiţii privind comportarea la TT (Tratament Termic) sau gradul de
puritate [L2-5].
4. Oţeluri aliate de calitate sunt oţeluri care necesită adaosuri de
elemente de aliere pentru a realiza caracteristicile prescrise în concentraţii ce
depăşesc nivelurile limită date în tabelul L2-1.
În categoria oţelurilor aliate de calitate se încadrează:
a) oţelurile de construcţie cu granulaţie fină sudabile, oţelurile pentru
recipiente sub presiune şi oţelurile pentru ţevi;
b) oţelurile pentru electrotehnică, care conţin ca elemente de aliere numai siliciu
sau siliciul şi aluminiul, introduse în scopul satisfacerii unor prescripţii
referitoare la caracteristicile magnetice;
c) oţeluri pentru produse la care se fac prelucrări severe cu grad mare de
deformare;
d) oţelurile la care singurul element de aliere prescris este cuprul.
5. Oţeluri aliate speciale cuprind oţelurile speciale de constructie,
oţelurile pentru piesele destinate construcţiei de maşini, oţelurile pentru
rulmenţi, oţelurile inoxidabile, oţelurile refractare, oţelurile pentru scule şi
oţelurile cu proprietăţi fizice special [L2-5].
8
2. Simbolizarea oţelurilor
Simbolizarea oţelurilor conţine elemente alfa-numerice astfel
următoarelor standarde şi a celor prezentate în sursele bibliografice L2-6, L2-
7, L2-8, L2-9:
SR EN 10027-1:2006 - Sisteme de simbolizare a otelurilor. Partea 1:
Simboluri alfanumerice;
SR EN 10027-2:1996 - Sisteme de simbolizare a otelurilor. Partea 2: Sistemul
numeric.
2.1. Oţeluri pentru construcţii
Litere
S – oţel pentru construcţii;
G – piese turnate de oţel (când este necesar).
Caracteristici mecanice
nnn – limita minimă la curgere specificată in MPa pentru cea mai mică
grosime din interval.
Simboluri suplimentare sunt prezentate în tabelul L2-2.
Tabelul L2-3. Valorile energiei de rupere funcţie de temperatura de lucru [L2-1].
Energia de rupere [J] Temperatura de
încercare [°C] 27J 40J 60J
JR KR LR 20
J0 K0 L0 0
J2 K2 L2 -20
J3 K3 L3 -30
J4 K4 L4 -40
J5 K5 L5 -50
J6 K6 L6 - 60
A – durificare prin precipitare;
M – laminare termo-mecanică;
N – normalizare sau laminare normalizată;
Q – călire şi revenire;
G – alte caracteristici:
G1 – turnat şi necalmat;
G2 – turnat şi calmat;
G3 – turnat, calmat şi normalizat;
G4 – livrare conform executantului.
9
Notă: Simbolurile A, M, N şi Q se aplică la oţelurile cu granulaţie fină;
C – formare la rece specială;
D – acoperire la cald;
E – emailare;
F – piese forjate;
H – temperatură ridicată;
L – temperatură joasă;
R – temperatură ambiantă;
X – temperaturi ridicate şi scăzute;
P – palplanşă;
S – construcţii navale;
T – ţevi;
W – rezistent la intemperii;
an – simbolurile chimice ale elementelor chimice de aliere specificate, de
exemplu Cu, eventual cu o cifra unică ce reprezintă 10 x media (rotunjită
la 0,1 %) al intervalului specificat al conţinutului acestui element.
Exemple:
1. S235JR, S355JR:
S = construcţii navale,
235, 355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
JR = valoarea energiei de rupere in J (27J), a cărei temperatură
de încercare este de 20°C
(R - temperature room, temperatura camerei), tabel L2-2.
2. S355K2:
S = construcţii navale,
355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
K2 = valoarea energiei de rupere in J (40J), a cărei temperatură de
încercare este de -20°C, tabel L2-2.
3. S450J0:
S = construcţii navale,
450 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
J0 = valoarea energiei de rupere in J (27J), a cărei temperatură de
încercare este de 0°C, tabel L2-2.
4. S355ML
S = construcţii navale,
355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
M = laminare termo-mecanică,
L = temperatură joasă.
10
2.2. Oţeluri pentru aparate sub presiune
Litere
P – oţeluri pentru aparate sub presiune;
G – piese turnate de oţel (când este necesar).
Caracteristici mecanice
nnn – limita minimă la curgere specificată în MPa pentru cea mai mică
grosime din interval.
Simboluri suplimentare
B – recipiente de gaz;
S – aparate sub presiune simple;
T – ţevi;
M, N, Q, G – identic pct. 1.2.1..
Notă: Simbolurile M, N si Q se aplică la oţelurile cu granulaţie fină.
H – temperatură ridicată;
L – temperatură scăzută;
R – temperatură ambiantă;
X – temperaturi ridicate şi scăzute.
Exemple:
1. P265GH
P = oţeluri pentru aparate sub presiune,
355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
G = piese turnate de oţel,
H = temperatură ridicată.
2. GP240GH
G = piese turnate de oţel,
P = oţeluri pentru aparate sub presiune,
240 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
H = temperatură ridicată (Temperature High).
3. P355NH
P = oţeluri pentru aparate sub presiune,
355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
N = tratament termic de normalizare sau laminare normalizată;
H = temperatură ridicată (Temperature High).
11
4. P355QL
P = oţeluri pentru aparate sub presiune,
355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
Q = tratament termic de călire şi revenire,
L = temperatură joasă (Temperature Low).
2.3. Oţeluri pentru ţevi de conducte
Litere
L – oţeluri pentru ţevi de conducte.
Caracteristici mecanice
nnn – limita minimă la curgere specificată în MPa pentru cea mai mică
grosime din interval.
Simboluri suplimentare
M, N, Q, G – identic pct. 1.2.1..
Notă: Simbolurile M, N şi Q se aplică la oţelurile cu granulaţie fină;
Exemplu:
1. L360GA
L = oţeluri pentru ţevi de conducte,
355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
G = piese turnate de oţel,
A = tratament termic de durificare prin precipitare.
2.4. Oţeluri pentru construcţii metalice
Litere
E – oţel pentru construcţii mecanice;
G – Piese turnate de oţel (când este necesar).
Caracteristici mecanice
nnn – limita minimă la curgere specificată în MPa pentru cea mai mică
grosime din interval.
12
Simboluri suplimentare
G – identic pct 1.2.1.;
C – destinate pentru tragere la rece.
Exemple:
1. E355K2
E = oţel pentru construcţii mecanice,
355 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
K2 = valoarea energiei de rupere in J (40J), a cărei temperatură
de încercare este de -20°C, tabel L2-2.
2. E295GC
E = oţel pentru construcţii mecanice,
295 = limita minimă la curgere specificată în MPa,
G = piese turnate de oţel,
C = destinate pentru tragere la rece.
3. Bibliografie L2
L2-1. *** SR EN 10020:1993 - Definirea şi clasificarea mărcilor de oţel;
L2-2. http://www.steelnumber.com/index.php
L2-3. *** SR EN 10027-1:2006 - Sisteme de simbolizare a otelurilor. \
Partea 1: Simboluri alfanumerice;
L2-4. *** SR EN 10027-2:1996 - Sisteme de simbolizare a otelurilor.
Partea 2: Sistemul numeric;
L2-5. Zecheru Gh.; Drăghici Gh., Elemente de ştiinţa şi ingineria
materialelor, vol. 2, Ed. ILEX şi Ed. Univ. din Ploiesti, 2002.
L2-6. *** SR EN 10025:1994, Produse laminate la cald din oţeluri de
construcţie nealiate
L2-7. *** SR EN 10028:1996, Produse plate de oţeluri pentru recipiente sub
presiune.Condiţii generale.
L2-8. *** SR EN 10028-2:1996, Produse plate de oţeluri pentru recipiente
sub presiune. Partea 2: Oţeluri nealiate şi aliate cu caracteristici
specificate la temperaturi ridicate.
L2-9. *** SR EN 10028-3:1996, Produse plate de oţeluri pentru recipiente
sub presiune. Partea 3: Oţeluri sudabile cu granulaţie fină, normalizate.
13
Laborator L3
Duritatea materialelor
1. Generalităţi, definiţii
Def. 1. Duritatea, H, reprezintă de raportul dintre forţa F care
acţionează asupra penetratorului şi suprafaţa urmei lăsate de penetrator pe
materialul de încercat [L3-1, L3-4].
Def. 2. Duritatea, H, reprezintă capacitatea unui corp de a se opune
tendinţei de distrugere a straturilor superficiale de către un alt corp, care
acţionează asupra sa cu presiuni localizate pe arii foarte reduse şi care nu
capată deformaţii permanente.
Duritatea unui corp se apreciază prin valoarea unor caracteristici
convenţionale, obţinute în urma unor încercări nedistructive, tabelul L3-1.
Avantajele acestor încercări sunt: se pot executa direct asupra pieselor finite,
aparatele au o productivitate ridicată, sunt amplasate direct în atelier şi nu
necesită un personal de înaltă calificare.
Tabelul L3-1. Caracteristicile metodelor de determinare a durităţilor
materialelor metalice.
Metoda Tip
penetrator
Evaluarea
durităţii,
[UM]
Scări
utilizate
Domeniu de
utilizare
Tipul
metodei
Brinell bilă oţel F/S, [N/mm2] - <450 HB statică
Rockwell
bilă oţel h, [mm] B=130 <450 HB statică
con de
diamant h, [mm] C=100
toate
materialele statică
Vickers piramidă de
diamant F/S, [N/mm
2] -
toate
materialele statică
Poldi bilă oţel comparativă - <450 HB dinamică
14
2. Clasificare
Procedeele de determinare a durităţii se pot clasifica în funcţie de
următoarele criterii:
- după viteza de încercare,
- după direcţia de acţionare a penetratorului.
- după natura materialului de încercat;
I. Clasificarea după viteza de încercare
A. Cu sarcină statică: ex. Brinell, Vickers, Rockwell, Knoop;
B. Cu sarcină dinamică:
1. cu măsurarea urmei după îndepărtarea sarcinii: ex. Poldi
2. cu măsurarea energiei de recul elastic: ex. Shore
II. Clasificarea după direcţia de acţionare a penetratorului
A. Direcţia de acţiune a penetratorului perpendiculară pe probă: toate
procedeele standardizate de încercare a durităţii la metale şi alte materiale.
B. Direcţia de acţiune a penetratorului tangenţial la probă: ex. duritatea prin
zgâriere, duritatea prin şlefuire.
3. Durităţi Brinell, Vickers, Rockwell
3.1. Încercarea de duritate Brinell
Duritatea Brinell simbolizată HB (H - Hardeness, B - Brinell) permite
determinarea durităţii metalelor netratate termic precum şi a aliajelor cu
durităţi reduse şi medii [L3-1].
Duritatea se calculează ca raport dintre forţa F şi suprafaţa calotei
sferice lăsată de penetrator pe suprafaţa probei (fig. L3-1).
Metoda Brinell, standardizată prin STAS 165, constă în imprimarea cu
o forta F a unei bile de oţel călite sau din carbură de wolfram, cu diametrul
prescris D, perpendicular pe suprafaţa piesei de încercat şi măsurarea
15
diametrului d al amprentei (fig. L3-1 a). Determinarea durităţii materialului
metalic se face pe durimetrul din figura L3-1 b.
Duritatea Brinell se exprimă ca o
mărime convenţională, prin valoarea
numerică dată de formula:
în care F reprezintă forţa aplicată
asupra penetratorului, în N.
Figura L3-1 a. Schema încercării de
duritate după metoda Brinell.
Figura L3-1 b. Schema
durimetrului pentru
determinarea durităţii utilizând
metoda Brinell:
1 – obiectul,
2 – penetratorul,
3 – ecranul pentru vizualizarea
urmei lasate de durimetru pe
suprafaţa piesei,
4 – oglinda pentru asigurarea
unghiului de vizualizare prin
ecranul 3,
5 – sursa de lumină,
6 – elemente pentru selecţia
forţei de apăsare pe suprafaţa
de lucru,
7 – greutăţile de lucru.
16
Determinarea prin această metodă a durităţii unui material metalic
prezintă următoarele particularităţi:
- pentru ca cifrele de duritate să fie reproductibile, parametrii încercării
trebuie aleşi astfel încât să se asigure similitudinea geometrică ( = constant,
ceea ce va conduce la următoarea condiţie 0,24D < d < 0,60D) şi pastrarea
constantă a raportului k = F/D2, numit grad de solicitare;
- timpul de menţinere al forţei trebuie să fie suficient pentru epuizarea
curgerii materialului şi obtinerea unei amprente cu dimensiuni constante (cu
scaderea durităţii, timpul de menţinere creşte);
- grosimea minimă a probelor supuse încercării trebuie să fie amin = 8h,
pentru a se evita influenţa suportului piesei;
- în vederea evitării influenţelor reciproce între zonele ecruisate din
jurul urmelor şi ale marginilor piesei, se recomandă ca distanţa dintre centrele
a două amprente să fie bmin = 4D, iar distanţa de la marginea piesei până în
centrul primei amprente, să fie cmim = 3,5D.
Simbolizarea duritatii Brinell se face indicând diametrul bilei, D, în
mm, sarcina F, în kgf şi timpul de menţinere în secunde, în cazul în care
acestea diferă de condiţiile normale de încercare care sunt: D = 10 mm, F =
3000 kgf, T = 15 secunde (de exemplu duritatea perlitei obişnuite este de 200
HB).
Cunoscând cifra durităţtii se poate aprecia valoarea rezistenţei la
rupere, în daN/mm2, a materialului cu relaţii de forma: Rm = (HB - 40)/6
pentru fonte cenuşii.
Duritatea Brinell, HB Timpul de menţinere
a sarcinii, [s]
b,
(figura L3-1)
c,
(figura L3-1)
> 100 10-15 4d 3,5d
36-100 27-33 5d 4,4d
10-35 115-125 6d 5,5d
Sub 10 170-190 6d 5,5d
d reprezintă diametrul urmei lăsate pe suprafaţa piesei, figura L3-1.
17
3.2. Încercarea de duritate Vickers
Metoda Vickers, standardizată prin STAS 492, constă în imprimarea un
cu o forta F, a unui penetrator de forma unei piramide pătratice drepte, din
diamant, perpendicular pe suprafaţa de încercat şi măsurarea diagonalei, d, a
urmei remanente (fig. L3-2 a, L3-3). Urma lăsată de penetrator pe suprafaţa
materiauliui metalic are forma ca în figura L3-2 b.
Figura L3-2 a. Schema încercării de duritate după metoda Vicker.
Figura L3-2 b. Urmele şi măsurarea acestora, lasate pe suprafata piesei
utilizând metoda de duritate Vicker.
Din punct de vedere al mărimii sarcinii, metodele de încercare Vickers
se clasifică în:
- încercare Vickers cu sarcini mari: F = 5; 10; 20; 30; 50; 100 kgf;
- încercare Vickers cu sarcini mici: F = 0,5; 1; 2; 3; 4 kgf;
- microduritate Vickers: F = 0,005; 0,010; 0,020; 0,050; 0,100; 0,200 kgf.
18
Determinarea durităţii materialului metalic se face pe durimetrul din
figura L3-4. Duritatea HV se calculează ca raport între forţă, F, şi aria
suprafeţei laterale imprimată pe probă, S, [L3-3].
Figura L3-3. Schema încercării
de duritate după metoda Vicker.
Figura L3-4. Schema durimetrului pentru
determinarea durităţii utilizând metoda Vicker:
1 – coloana de susţinere a durimetrului,
2 – placa desusţinere a durimetrului,
3 – penetratorul durimetrului,
4 – conul de protecţie a penetratorului,
5 – manetă de acţionare,
6 – ocular,
7 – micrometru ocular,
8 – sursă de lumină,
9 – roată de mână.
19
3.3. Încercarea de duritate Rockwell
Metoda Rockwell constă în imprimarea unui penetrator (con de
diamant sau bila din oţel) cu o sarcină iniţială F0 şi apoi cu o suprasarcină F1
şi măsurarea adâncimii urmei remanente de pătrundere, e, după îndepartarea
suprasarcinii, menţinându-se aplicată sarcina iniţială (fig. L3-5).
Duritatea Rockwell se exprimă, ca o mărime convenţională, prin
diferenţa dintre o adâncime convenabil aleasă E şi adâncimea păatrunderii
remanente, e [L3-2]:
HRC = E – e
Figura L3-5. Schema încercării de duritate după metoda Rockwell.
Determinarea durităţii materialului metalic se face pe durimetrul din
figura L3-6. Aparatele de a durităţii Rockwell se deosebesc deaparatele Brinell
şi Vickers, atât prin faptul că încercarea se desfăşoară în două trepte, sarcina
iniţială şi sarcina finală, cât şi prin faptul că dispozitivul de măsurare face parte
integrantă din aparat.
Încercarea de duritate Rockwell se execută pe suprafeţe care nu trebuie
să fie prelucrate în moddeosebit. Este suficient ca suprafaţa să ie plană, neunsă,
lipsită de oxizi şi impurităţi.
O condiţie esenţială impusă de aceată metodă de încercare este
imobilitatea piesei în timpul încercării. Această imobilitate se asigură prin
aşezarea corectă a piesei pe un suport corespunzător formei sale.
20
Figura L3-6. Schema durimetrului pentru determinarea
durităţii utilizând metoda Rockwell:
1 – batiul maşinii de încercat, 2 – greutăţile de lucru ale durimetrului,
3 – amortizorul, 4 – roata de acţionare a mesei de lucru, 5 – tija filetată a mesi de
lucru, 6 – masa de lucru, 7 – ghjidajul penetratorului, 8 – penetratorul,
9 – comparatorul, 10 – arcul de comprimare, 11 – pârghia de lucru.
3.4. Încercarea de duritate Poldi
Metoda de determinare a durităţii cu ciocanul Poldi, deşi dă valori
aproximative ale durităţii materialelor, este foarte des folosită datorită rapidităţii de
execuţie şi pentru că permite determinarea durităţii pieselor de gabarit mare şi a celor
aflate în locuri inaccesibile celorlalte aparte de determinare a durităţii. Metoda Poldi
este o metodă dinamică, deoarece viteza de aplicare a forţelor prin lovire cuciocanul
este mare. Aparatele destinate încercărilor dinamice sunt uşoare, portabile, robust şi
permit omanipulare uşoară.
Folosirea acestora este îngrădită de precizia mai redusă a rezultatelor obţinute.
La ciocanul Poldi se foloseşte principiul metodei Brinell cu deosebirea că amprenta nu
serealizează în urma aplicării unei sarcini statice, ci prin acţionarea unei sarcini
dinamice. Bila de oţel cu diametrul de 10 mm imprimă concomitent două urme: una pe
piesa de încercat şi alta pe o piesă etalon,care are o duritate HB ecunoscută .Comparând
21
suprafaţa amprentei de pe piesa de încercat cu suprafaţa amprentei de pe bara etalonse
determină duritatea HB a piesei. Duritatea celor două materiale (a barei etalonşi a
piesei de încercat) se poate determina cu una din următoarele relaţii:
în care: D reprezintă diametrul bilei (10 mm), d reprezintă diametrul urmei
lăsate pe piesa de încercat, de reprezintă diametrul urmei lăsate de bilă pe piesa
etalon.
Făcând raportul celor două relaţii se obţine:
,
resultă că:
.
Se spune că această metodă de determinare a durităţii este:
• o metodă dinamică, pentru că forţa se aplică cu mare viteză prin lovire cu
ciocanul;
• o metodă comparativă, pentru că duritatea se determină în raport cu o bară
etalon;
• o metodă informativă, deoarece rezultatele obţinute nu sunt de mare precizie
ci oferă doar informaţii asupra durităţii materialului încercat.
Figura L3-7. Schema durimetrului pentru
determinarea durităţii utilizând metoda Poldi:
a – corpul durimetrului,
b – piesă mobilă,
c – acrcul de lucru,
d – bara etalon,
e – bilă din oţel călit cu diametrul de 10 mm
f – percutorul.
22
4. Bibiliografie L3
L3-1. *** EN ISO 6506-1:2005: Metallic materials – Brinell hardness test –
Part 1: test method;
L3-2. http://www.gordonengland.co.uk/hardness/rockwell.htm
L3-3. http://www.gordonengland.co.uk/hardness/vickers.htm
L3-4. http://www.gordonengland.co.uk/hardness/
23
Laborator L4
Îmbinări demontabile
prin flanşă, şuruburi, filete.
Suprafeţe de etanşare. Garnituri de etanşare
1. Îmbinări demontabile prin flanşă, şuruburi, filete flanşe
Asamblările filetate sunt alcătuite, dintr-un şurub, figura L4-1 şi o
piuliţă având rolul strângerii a două sau mai multe piese; pentru asigurarea
împotriva autodesfacerii. Asamblarea este prevăzută cu un element de
siguranâă – o şaibă Grower, de exemplu - ca în figura L4-2.
Figura L4-1. Organe de asamblare.
În figura L4-3 este prezentată varianta la care lipseşte piuliţa, una
dintre piesele strânse având o gaură filetată. Este evident ca varianta din
figurile L4-3 se foloseşte atunci când nu este posibil accesul pentru strângerea
asamblarii decât pe o singura parte. Asamblarea din figura 1.4 are
particularitatea ca piesele strânse, pe lânga rolul functional, sunt si piulita,
24
respectiv contrapiuliţă, sistem care conferă asamblării siguranâa contra
autodesfacerii.
Figura L4-2. Asamblare demontabilă cu
şurub şi piuliţă. Figura L4-3. Asamblare demontabilă cu
şurub si piesă filetată.
După modul de utilizare a sistemelor filetate, sunt întâlnite numeroase
aplicatii, aşa cum rezultă din tabelul L4-2.
Avantajele sistemelor filetate, în comparaţie cu alte asamblări
demontabile, pot fi:
montare/demontare uşoară;
gabarit redus;
transmit solicitări foarte mari;
sunt posibile realizări constructive diverse;
execuţie ieftină şi uşoară.
Sistemele cu filet prezintă câteva dezavantaje importante de care
trebuie sa se ţină seama atât la montaj cât şi în exploatare:
tensiuni suplimentare datorită concentratorului de eforturi care este filetul;
suprasolicitare datorită strângerii necontrolate;
autodesfacere datorită strângerii insuficiente sau necontrolate;
randament scăzut;
necesitatea asigurării contra autodesfacerii.
Tipuri de filete
1. Triunghiular, cu rol de strângere sau de fixar, figura L4-3 a;
2. Fierăstrău, cu unghiul profilului de 3o , figura L4-3 e;
3. Trapezoidal, cu unghiul profilului de 30
figura L4-3 d;
4. Rotund, filet format din arce de cerc, figura L4-3 c;
25
5. Pătrat, filet cu profilul spirei patrat, figura L4-3 b.
Tabelul L4-1. Utilizarea şuruburilor mecanice.
Rol
funcţional Caracterizare Exemple
Asamblări
de strângere
Fixare Asamblări metalice
Creare de tensiuni Tiranţi
Etansare Recipienţi,
echipamente de proces
Şuruburi
de reglare
a poziţiei
Prin avansul axial al
şurubului sunt poziţionate
repere sau
subansambluri
Motorul electric prevăzut cu
o roata de curea poate fi
deplasat prin avansul unui
şurub, pentru întinderea
curelei
Şuruburi
de mişcare
Este realizată transformarea
miscarii de rotaţie în mişcare
de translaţie sau invers
Şuruburi conducătoare la
maşini unelte,
cricuri, prese cu surub
Amplificatoare
de forţă
Filetul permite amplificarea
forţei aplicate la strângere
Menghine, ventile cu filet,
chei reglabile
Şuruburi
de măsurare
Avansul şurubului permite
materializarea/măsurarea
unor lungimi,
datorită pasului mic
Micrometrul
Figura L4-3. Tipuri de filete.
26
Elemente de asamblare prin flanşele
Ţevile se pot îmbina între ele cu ajutorul:
– asamblărilor nedemontabile: sudare, sau lipire;
– asamblărilor demontabile: cu flanşe, figurile L4-4, L4-5, L4-6, L4-8, L4-9
sau filet.
Figura L4-4.
Elementele componente ale unei
asamblări cu flanşe:
1 – flanşă;
2 – ţeavă;
3 – garnitură;
4 – şurub;
5 – piuliţă;
6 – şaibă.
Tabelul L4-2. Clasificare flanşelor.
Forma flanşei
flanşe rotunde, figura L4-5 a;
flanşe pătrate, figura L4-5 b;
flanşe ovale, figura L4-5 c;
flanşe triunghiulare;
Forma secţiunii
flanşei
flanşe plate, figurile L4-6 b, L4-11;
flanşe cu gât, figurile L4-4, L4-6 a,c,d,e,f, L4-9;
Procedeul de
fabricare
flanşe turnate;
flanşe forjate;
flanşe sudate;
Modul de
asamblare
flanşe asamblate prin sudare,
figurile L4-6 a,c,f, L4-9, L4-10;
flanşe asamblate prin filetare,
figura L4-6e;
flanşe libere, figura L4-11;
Natura mediului
tehnologic
flanşe normale, figurile L4-4,5,6,7,8,9,10,11;
flanşe căptuşite anticoroziv;
Forma suprafeţei
de etanşare
flanşe cu suprafata plane,
figurile L4-4, L4-6 a,b,c,d,e,f , L4-7 a,b, L4-9, L4-10, L4-11;
flanşe cu suprafaţa înclinată-tronconică;
27
Pentru asigurare lipsei de pierdere pe produs vehiculat pe traseul
conducte, asamblările prin flanşe au prevăzute suprafeţe de etanşare, figura
L4-7. Suprafeţele de etanşare diferă ca formă, pentru a rezista în timpul
funcţionării la presiunea de lucru.
Nr crt. Denumirea formei
suprafeţei de etanşare Simbolizare
Presiuni
recomandate,
1 Plană simplă, figura L4-7 a PS Pn6 – Pn 40
2 Plană cu umăr,
figurile L4-6, L4-7 b PU Pn6 – Pn 400
3 Prag şi adâncitură,
figura L4-7 d PA
Pn10 – Pn 100
4 Cana şi pană,
figura L4-7 c CP
5 Prag, cu şanţ şi adâncitură,
figura L4-7 e - Pn10 – Pn 40
6
a b
c
Figura L4-5. Clasificarea flanşelor după criteriul formei geometrice:
a – rotundă; b – pătrată; c – ovală.
28
Figura L4-6. Clasificarea flanşelor după criteriul formei tehnologic:
a – flanşă cu gât; b – flanşă oarbă; c – flanşă cu găt scurt,
d – flanşă cu ştuţ intermediar, e – flanşă filetată,
f – flanşă cu mufă pentru sudare .
1 – corpul flanşei; 2 – suprafaţa de etanşare;
3 – găurile pentru şuruburile de strângere; 4 – suprafaţa interioară de lucru.
a b c d e
Figura L4-7. Clasificarea flanşelor după criteriul suprafeţei de etanşare:
a – plană simplă; b – plană cu umăr, PU; c – canal şi pană, CP;
d – prag şi adâncitură, PA; e – prag, şanţ şi adâncitură;
29
Figura L4-8. Flanşă cu
ştuţ intermediar:
1 – flanşă,
2 – ştuţul intermediar,
3 – cordon de sudură,
4 – ţeavă.
Figura L4-9. Flanşă cu găt:
1 – flanşă,
2 – găt,
3 – cordon de sudură,
4 – ţeavă.
Figura L4-10. Flanşă cu
mufă pentru sudare:
1 – flanşă,
2 – cordon de sudură,
3 – ţeavă,
4 – spaţiu pentru dilatare.
Figura L4-11. Flanşă liberă:
1 – flanşă, 2 – ţeavă.
Caracterizare, domenii de folosire, clasificare ale sistemelor de etanşare
Etanşările sunt organe de maşini folosite pentru asigurarea etanşeităţii
asamblărilor fixe sau mobile sau a subansamblelor maşinilor şi utilajelor, în
vederea funcţionării acestora în condiţii optime.
Scopurile urmărite prin etanşare sunt: închiderea ermetică a unui spatiu
continînd un mediu sub presiune; separarea unor spaţii aflate sub presiuni
diferite; protecţia unor spaţii conţinând lubrifianţi împotriva scurgerii acestora
si/sau împotriva pătrunderii unor corpuri străine din exterior.
Principalele conditii pe care trebuie sa le îndeplineasca un sistem de
etansare sunt:
1. realizarea etanşeităţii;
2. să fie fiabil;
30
3. să aibă durabilitate ridicată;
4. montarea şi demontarea să se facă uşor;
5. întreţinerea să fie simplă;
6. pierderile prin frecare să fie reduse;
7. să aibă rezistenţa mecanică si chimică;
8. conductibilitate termică bună, pentru evacuarea căldurii degajate;
9. să fie compatibil cu mediul etanşat.
Tabelul L4-3. Clasificare sistemelor de etanşare.
Eta
nşă
ri
Cu contact
Fixe
Fără
element
intermediar - -
Cu element
intermediar
Cu garnituri plate -
Cu garnituri
profilate -
Mobile
Radiale
Pentru mişcare de
translaţie
Cu inele ‗O‘
Cu manşete
Cu presetupe
Cu segmenţi metalici
Pentru mişcare de
rotaţie
Cu manşete de rotaţie
Cu inele de pâslă
Axiale Simple -
Compensate -
Fără contact
Cu
labirinţi - - -
Cu fante - - -
Cu efect
centrifugal - - -
Combinate
- - - -
- - - -
- - -
Etanşarea cu garnituri plate
Garniturile se montează liber între suprafeţele etanşate , figura L4-12:
– în cazul presiunilor mici ale fluidului etansat sau a lipsei presiunii;
– în canale;
– în cazul presiunilor mari, când apare pericolul expulzării garniturii.
Materialele pentru garnituri pot fi materiale elastice (cauciuc, aluminiu,
cupru, oţel etc.) sau materiale care se deformeaza plastic (pluta etc.).
Etanşări cu garnituri profilate
Se pot executa din materiale moi sau dure, alegerea materialului
facânduse ţinând seama de natura fluidului etanşat, de presiunea şi temperatura
de lucru a acestuia şi de durabilitatea necesară.
31
Garniturile profilate din material moale asigură etanşarea prin
deformare elastică şi se execută sub forma de şnururi de secţiuni diferite, care
se montează în canale cu adâncimi mai mici decât dimensiunea garniturii pe
direcţia de strângere, dar cu laţimi mai mari, pentru a asigura spaţiul necesar
deformării garniturii, figura L4-13.
Figura L4-12. Tipuri de suprafeţe de
etanşare Figura L4-13. Garnituri profilate.
Garniturile profilate din materiale dure asigură etanşarea prin
deformarea elasto-plastică a materialului garniturii şi se folosesc la etanşarea
suprafeţelor în cazul funcţionării la presiuni şi temperature mari sau în cazul
unor medii speciale. În figura L4-14 este prezentată asamblarea dintre două
flanşe, la care etanşarea se realizează cu garnitura metalică profilată.
Figura L4-14. Garnituri profilate din
material moale cu secţiune
romboidală.
Figura L4-15. Garnituri profilate din
material moale cu secţiune romboidală.
Etanşările cu presetupe se folosesc în cazul armăturilor, pentru
etanşarea fluidelor, figura L4-15. Prin strângerea piuliţelor, bucşă presează
garnitura, care îmbracă tija, realizând între acestea un contact intim. În timp,
32
garniturile se uzează, fiind necesară strângerea piuliţelor, pentru refacerea
etansării. Garniturile se execută din şnur de cânepă, impregnat cu unsoare,
tesături cauciucate, fibră de sticlă, inele de cauciuc etc.
33
Laborator L5
Armături industriale de tip robinet.
Terminologie, construcţie, clasificare,
RV, RS, RC, RR.
1. Generalităţi
Armăturile reprezintă dispozitivele montate pe o conductă sau pe
instalaţii, destinate transportului, depozitării sau distribuirii de fluide.
Armăturile sunt elemente de conductă, care pentru închiderea, transportul sau
reglarea caracteristicilor fluidului respectiv işi modifică secţiunea de trecere;
Armăturile se mai numesc şi robinete.Prin modificarea secţiunii de
trecere, efectele principale obţinute de armături sunt de închidere, distribuţie,
reglare, siguranţă, reţinere etc.
Condiţiile funcţionale caracteristice fiecărui efect urmărit au determinat
forme şi tipuri specifice pentru organele principale ale armăturilor, astfel încât
acestea nu pot fi schimbate între ele pentru obţinerea aceluiaşi efect.
2. Terminologie, construcţie, clasificare, RV, RS, RC, RR
Ca şi criterii de clasificare a armăturilor pot fii luate în considerare
importanţa pe care o au organe ale armăturii la folosirea lor în instalaţii,
importanţa pe care o are materialul de execuţie, fluidul de lucru:
- după natura mediului mediului de lucru:
robinete pentru apă, gaze figurile L5-3a,b,c, produse petroliere,
figura L5-2, produse chimice, GPL, GNL, GTL etc.;
- după procedeul tehnologic de execuţie:
robinete forjate, turnate, matriţate, sudate;
- după modul de racordare la conduct:
cu flanşe, figurile L5-1a,2,3b,4a,b,d,5a,b, mufe figurile L5-1b,3a,c,4c,
capete pentru sudare sau lipire;
- după tipul mecanismului de acţionare:
manuală (directă, indirectă), figurile L5-1a,b,2,3a,b,4a,b,c,d,5a,b,
mecanică (electric, electromagnetic), mixte;
- după destinaţia lor:
pentru închidere şi reglare (RV, RS, RC), figurile L5-1a,b,2,3a,b,c, de
reţinere (armături de siguranţă, discuri de siguranţă, supapele de blocare),
figurile L5-4a,b,c,d,5a,b, pentru reglare, pentru reducere presiunii
(reductoare de presiune), pentru reglarea presiunii (regulatoare de presiune),
34
pentru golire accidentală;
- după forma constructivă:
robinet cu ventil, RV figurile L5-1a,b , robinet cu sertar, RS, figura L5-2,
robinet cu cep, RC, figurileL5-3a,b,c, robinet de reţinere, RR. figurileL5-
4a,b,c,d,5a,b
-după mărimile nominale: Pn, Dn;
-după modul de acţionare:
comandate (RV, RS, RC,) figurile L5-1a,b,2,3a,b,, autocomandate (RR),
figurile L5-4a,b,c,d,5a,b de siguranţă (RR), figurile L5-4a,b,c,d,5a,b,
pentru separare şi eliminarea condensului;
Armături de închidere şi distribuţie.
Montate pe conductă, aceastea au rolul de a asigura întreruperea
curgerii fluidului pe porţiunile de conductă opuse intrării şi ieşirii fluidului din
armătură, figurile L5-1,2,3,4 .
Întreruperea curgerii continue prin conductă trebuie să se realizeze
complet în poziţia închisă a organului de închidere.
În poziţia deschisă a organului de închidere, armătura trebuie să asigure
rezistenţe de curgere cât mai mici pentru fluidul respectiv.
Armături de reglare.
Montate în instalaţii complexe, în care fluidele reprezintă mediul de
lucru supus tehnologic la diferite condiţii de debit, presiune, temperatura, nivel
etc., armăturile de reglare trebuie să asigure o anumită concordanţa între
parametrii respectivi, sau cel puţin o anumită valoare pentru unul dintre
aceştia.
În functie de parametrii la care se refera, tipurile de armaturi intalnite
prezinta si deosebiri constructive importante.
În multe cazuri, datorită reglării unor parametrii, armătura de reglare nu
poate sau nici nu este indicat să asigure o închidere completă, aşa cum se
impune la armătura de închidere.
Armături de siguranţă şi reţinere.
În desfăşurarea unui proces tehnologic, armătura de siguranţă are
menirea să limiteze creşterea periculoasă a unuia dintre parametri (de obicei
presiunea).
Dacă se folosesc armături de siguranţă speciale, atunci ele au rolul sa
prevină avariile sau, dacă e cazul, să localizeze avariile apărute pe conducte
etc., sau să blocheze într-un timp foarte scurt trecerea fluidului dintr-o parte în
alta.
Armăturile de reţinere urmăresc prevenirea circulaţiei inverse a
fluidului faţă de cea stabilită prin procesul tehnologic şi aceasta fie numai
35
pentru asigurarea desfăşurării procesului tehnologic, fie implicit pentru
siguranţa funcţionării instalaţiei.
Oalele de condens, considerate de multe ori ca armături auxiliare,
îndeplinesc rolul de reţinere a condensului din conductele de abur, asigurând
evacuarea acestuia la anumite intervale, fără a se inregistra pierderi de abur.
Astfel armăturile de distribuţie se deosebesc de cele de închidere, sau
armături de siguranţă se consideră numai acelea care se referă la presiune, cele
de reţinere, avarie, blocaj fiind tratate separat, cu toate ca aspectul siguranţei în
funcţionarea sau deservirea instalaţiei pe care îl asigura acestea este evident.
Din punctul de vedere al construcţiei armăturile prezintă unele
elemente principale comune.
Astfel la toate armăturile se vor intalni:
- elementul sau organul de actionare;
- organul de executie a comenzii primite.
Organul de acţionare asigură schimbarea poziţiei organului de
execuţie, în interiorul corpului robinetului, conform programului stabilit pentru
procesul tehnologic respectiv.
Acesta poate funcţiona prin primirea unui impuls asigurat manual,
mecanic, electric, pneumatic etc.
Organul de execuţie este format în general din coprul robinetului şi
organul de închidere. Constructiv, organul de inchidere, este compus din
două suprafeţe de etanşare.
Una, în general fixă, este dispusă în corpul robinetului şi este numită
scaun. A doua este dispusă pe un organ mobil, prin deplasarea caruia se
asigură funcţionarea armăturii.
Prin aşezarea celor două suprafete de etanşare ale organului de
închidere una peste alta, cu o strângere comandată, se realizează fenomenul
de etanşare pe care cele mai multe armături trebuie să-l asigure, afară de cele
de reglare, amintit mai înainte.
În funcţie de particularităţile constructive, cerute de condiţiile
tehnologice de funcţionare în instalaţie şi caracterizate prin deplasarea relativă
a organului de etanşare (mobil fără scaun), se întâlnesc următoarele tipuri de
organe de închidere:
- cu ventil, figurile L5-1a,b;
- cu sertar pană, figura L5-2 ;
- cu clapetă future, figurile L5-5a,b;
- cu cep, figurile L5-3a,b,c;
36
În practică industrială se întâlnesc şi alte tipuri de armături, ale căror
organe de închidere au construcţii speciale, în vederea utilizătii în situaţii
particulare.
ROBINET CU VENTIL (RV)
Aceste robinete sunt folosite ca armături industriale în cadrul
instalaţiilor cu presiuni mici.
Mediul de lucru: apa, abur, gaze, lichide petroliere şi alte lichide
similare, cu acţiune corozivă slabă, exclusiv hidrogen, amestecuri de hidrogen
şi hidrocarburi, precum şi medii agresive cu sulf sau hidrogen sulfurat.
Organul de închidere este ventil plat, figura L5-1a, tija de acţionare,
elementul 4 din figura L5-1a, are o mişcare ascendentă, cu filet, se poate
monta în funcţie de sensul indicat pe corpul robinetului, figura L5-1a,
închiderea robinetului se face prin rotirea roţii de manevră, elementul 8 din
figura L5-1a, în sensul acelor de ceasornic.
Ventilul de închidere poate să fie plat, figura L5-1a, plan, conic, ac,
elementul 2 din figura L5-1b, sferic, special. Fixarea inelelor de etanşare se
face cu piliţe adecvate, prin deformare plastic, cu stranger elestică, prin filet,
prin sudare.
Figura L5-1 a.
Robinet de închidere
cu ventil plat (RV):
1 – Corpul robinetului;
2 – Inelul de etanşare;
3 – Piuliţa tijei;
4 – Tija ascendentă;
5 – Garnitura de etanşare;
6 – Capac;
7 – Garnituri de etanşare;
8 – Roata de manevră;
9 – Prezon;
10 – Piuliţa.
37
Figura L5-1b. Robinet de închidere cu ventil de tip ac (RV):
1 – Corpul robinetului, 2 – Ventilul de tip ac,
3 – Zona de racordare la conducta tehnologică, 4 – Tijă ascendentă,
5 – Garnitura de etanşare, 6 – Roată de manevră, 7 – Capac,
8 – Pres garnitură, 9 – Traseul mediului de lucru,
a – intrare fluid tehnologic, b – ieşire fluid tehnologic.
ROBINET CU SERTAR (RS)
Aceste robinete se folosesc în industria petrolieră în cadrul instalaţiilor
sub presiune, pentru operaţii de producţie, la presiuni nominale de 140, 210,
350 bar, figura L5-2.
Elementul de închidere este de tipul sertar paralel, elementul 7, din
figura L5-2. Tija, elementul 3 din figura L5-2, este neascendentă cu filet
trapezoidal. Capacul de tip bonetă, elementul 2 din figura L5-2 este solidarizat
de corp prin prezoane filetate, elementul 4 din figura L5-2. Robinetele se
racordeaza la instalaţii prin flanşe de legatură prevăzute cu inele metalice de
etanşare, figura L5-2.
Robinetele permit înlocuirea sistemului de etanşare, elemnetul 6 din
figura L5-2, al tijei de lucru.
ROBINET CU CEP (RC)
Este utilizat în cadrul sistemlor de distribuţie a fluidelor cu grad sporit
de contaminare, gaze sau lichide neutre sau potenţial coroziv, figura L5-3a,b,c.
Elementul de obturare, 2 din figura L5-3a execută o mişcare de rotaţie cu un
38
unghi de lucru a cărui valoare este de 900. Asamblarea de conducta tehnologică
se poate face atât prin flanşă, elementul 3, din figura L5-3b cât şi prin mufă,
prin filet, figura L5-3a,c.
Figura L5-2.
Robinet de închidere
cu sertar (RS):
1 – Corpul robinetului;
2 – Capac;
3 – Tija de lucru;
4 – Prezon filetat;
5 – Piuliţa;
6,9 – Garnitură de etanşare;
7 – Sertar;
8 – Inele de etanşare;
10 – Roata de manevră.
ROBINET CU CEP CU 2 CĂI DE LUCRU (RC)
Figura L5-3a.
Robinet cu cep cu 2 căi de
lucru (RC):
1 – Corpul robinetului;
2 – Elementul de obturare
(cepul de obturare-trecere);
3 – Garnitură de etanşare;
4 – Flanşă;
5 – Presgarnitura;
6 – Cheie de acţionare;
7 – Elementul de ungere.
39
Figura L5-3b. Robinet cu cep cu 2 căi de lucru (RC):
1 – Corpul robinetului, 2 – Elementul de obturare (cepul de obturare-trecere),
3 – Flanşa de asamblare la conductea tehnologică, 4 – Suprafaţă de etanşare,
5 – Tija de lucru, 6 – Manetă de acţionare.
Poziţia 1 de lucru Poziţia 2 de lucru
Figura L5-3c. Robinet cu cep cu 3 căi de lucru (RC):
1 – Corpul robinetului, 2 – Mufa de asamblare la conducta tehnologică,
3 – Elementul de obturare (cepul de obturare-trecere),
4 – Capacul de fixare şi etanşare, 5 – Tija de lucru, 6 – Manetă de acţionare,
a, b, c – căi de lucru.
Poziţia 1 de lucru corespunzătoare traseului de lucru a-b şi c obturat,
Poziţia 2 de lucru corespunzătoare traseului de lucru b-c şi a obturat.
40
ROBINETE DE REŢINERE (RR)
Reprezintă categoria de armături destinate vehiculări fluidelor
tehnologice doar într-un singur sens, sens unic, figura L5-4.
Pot fii cu ventil, figura L5-4b, cu clapă, figura L5-4a, cu bilă, figura
L5-4c,d, cu fluture, figura L5-5a,b. Robinetul de reţinere cu bilă este utilizat în
instalaţiile de apa şi instalaţii industriale pentru fluide necorozive şi
neinflamabile. Acesta se poate monta atât în poziţie orizontală cât şi în poziţie
verticală, figura L5-4d.
Figura L5-4a.
Robinet de reţinere cu clapetă (RR):
1 – Corpul robinetului;
2 – Capac, pentru accesul în
armătură, control, revizii;
3 – Clapetă de reţinere;
4 – Tija clapetei de reţinere;
5 – Suprafaţă de etanşare;
6 – Garnitură de etanşare.
In cazul robinetelor de reţinere cu bilă, sfera obturatoare este acţionată
cu ajutorul unui arc pentru a asigura închiderea robinetului. În cazul
construcţiilor fără arc, fluxul din sens invers va mişca sfera obturatoare spre
scaun, creând astfel etanşarea propriu-zisă
Figura L5-4b. Robinet de reţinere cu ventil (RR):
1 – Corpul robinetului; 2 – Ventilul de închidere; 3 – Suprafaţă de etanşare;
4 – Capac, pentru accesul în armătură, control, revizii.
41
Figura L5-4c. Robinet de reţinere cu bilă (RR):
1 – Corpul robinetului;
2 – Bila din material metalic, de închidere;
3 – Suprafaţă de etanşare; 4 – Capac,
a – intrare fluid tehnologic, b – ieşire fluid tehnologic.
Figura L5-4d.
Montarea robinetului de
reţinere cu bilă (RR):
orizontal şi vertical.
Figura L5-5a.
Robinet de reţinere cu fluture (RR):
1 – Corpul robinetului,
2 – Suprafaţă de etanşare,
3 – Elementul mobil de închidere, cu arc,
4 – Opritor.
Figura L5-5b. Montarea robinetului de reţinere cu fluture (RR):
1 – Conducta tehnologică, 2 – Suprafeţele de etanşare,
3 – robinet de reţinere cu future,
a - sensul de intrare al fluidului tehnologic,
b - sensul de evacuare al fluidului tehnologic.
42
Laborator L6
Dispozitive de siguranţă.
Supape de siguranţă, SS,
oale de condens termodinamice,
discuri şi membrane de siguranţă, DS, MS,
1. Generalităţi
Supapele de siguranță - cu arc, pârghie și contragreutate - sunt
dispozitive de siguranță care echipează utilajele, echipamentele sub presiune și
care au rolul de a proteja aceste echipamente și personalul deservent de
creșterea necontrolată a presiunii, implicit la evitarea producerii de incidente
sau accidente, figurile L6-1, L6-2 şi L6-3.
Conform prescripțiilor tehnice ISCIR, echiparea utilajelor sau
echipamentelor sub presiune cu supape de siguranță este o măsură obligatorie
și necesară pentru a nu pune în pericol viața și sănătatea oamenilor și
protejarea acestora la apariția unor neconformități.
2. Clasificare
După modul de evacuare a fluidului, supapele pot fi :
-deschise (cu evacuare în atmosferă) ;
-închise (sunt racordate la conducta de evacuare – atunci când fluidele sunt
inflamabile sau toxice), figurile L6-1, L6-4 [L6-1, L6-2] ;
-etanşe (nu permit scăpări exterioare – pentru fluide letale).
Pot fii: supapă de siguranţă cu pârghie şi contragreutate figura L6-2 şi
supapă de siguranţă cu arc elicoidal figura L6-3.
43
a b
Figura L6-1. Supapă de siguranţă cu arc: a – înainte de descărcare, b – după descărcarea supapei.
Figura L6-2.
Supapă de siguranţă cu
contragreutate:
1 – Corpul aupapei;
2 – Pârghie;
3 – Greutate;
4 – Suprafaţă de etanşare;
5 – Tija de lucru;
6 – Ventilul de siguranţă;
7 – Scaunul ventilului;
8 – Flanşe pentru racordarea la
echipamentul tehnologic.
a – intrare fluid tehnologic,
b – ieşire fluid tehnologic.
44
Figura L6-3.
Supapă de siguranţă cu arc:
1 – Corpul aupapei;
2 – Scaunul ventilului de
siguranţă;
3 – Ventilul de siguranţă;
4 – Corpul superior al supapei de
siguranţă;
5 – Arcul de inchidere;
6 – Tija de lucru;
7 – Manetă pentru controlul
periodic al supapei de siguranţă;
8 – Camă; 9 – Piuliţă de reglare a forţei de
presiune a arcului;
10 – Suprafeţe de etanşare;
11 – Elementul de ghidare al tijei
de lucru;
12 – Capacul supapei de
siguranţă;
13 – Flanşe pentru racordarea la
echipamentul tehnologic;
a – intrare fluid tehnologic,
b – ieşire fluid tehnologic.
Figura L6-4. Supapă de siguranţă cu arc, de tip închis:
1 – Conducta tehnologică de alimentare, intrare în supapă, 2 – Supapa de siguranţă,
3 – Conductă tehnologică de evacuare, ieşire din supapă,
4 – Asamblarea demontabilă prin flanşă dintre conducta tehnologică şi supapă.
45
Oală de condens termodinamică cu disc
Oala de condens cu disc (termodinamică) este un dispozitiv temporizat
care funcţionează pe principiul variaţiei vitezei de curgere a fluidului. Ea
conţine numai un element mobil, care poate fii discul, elementul 9, din figura
L6-5, flotorul, elementul 6 din figura L6-7, plăcuţele bimetalice, elementul 3
din figura L6-6.
Deoarece este foarte uşoară şi compactă, oala de condens cu disc se
poate folosii în care spatiul este limitat. Oalele de condens pot fii cu plutitor
închis, figura L6-7, cu plăcuţe bimetalice, figura L6-6, cu placă mobilă, figura
L6-5.
După criteriul evacuării condensului, oalele pot fii cu evacuare
continuua, intermitentă, periodică. După poziţionare pot fii orizontale, figura
L6-5, verticale, oarecare. După criteriul elementului de închidere, pot fii cu
ventil, cu sertar, cu cep. După criteriul plutitorului pot fii oale cu plutitor
închis, figura L6-7 şi deschis.
Pe lângă simplitatea oalei de condens cu disc şi dimensiunile sale
reduse, ea are şi alte avantaje, cum ar fi rezistenta la şocuri hidraulice,
evacuarea completă a întregului condens, când este deschisă şi o funcţionare
intermitentă pentru o acţiune de purjare, figura L6-5. Se poate asambla atât
prin flanşă, elementul 6 din figura L6-5, cât şi prin mufă elementul 8 din figura
L6-5.
Figura L6-5. Oala de condens termodinamică cu disc:
1 – Corpul, 2 – Capacul, 3 – Garnitura de etanşare;
4 – Disc, 5 – Tija de acţionare, 6 – Suprafaţa de etanşare,
7 – Flanşa, 8 – Mufa, 9 – Filtru de tip ―Y‖,
a – intrare fluid tehnologic, b – ieşire fluid tehnologic
46
Oală de condens termodinamică cu plăcuţe bimetalice
La intrarea aburului, a din figura L6-6, plăcuţele bimetalice, elementul
3 din figura L6-6, se deformează sub acţiunea temperaturii aburului. Astfel se
deplasează tija de lucru, elementul 7 din figura L6-6, o dată cu ea şi ventilul 6,
figura L6-6.
Figura L6-6. Oala de condens cu plăcuţe bimetalice:
1 – Corpul oalei, 2 – Capacul, 3 – Plăcuţele bimetalice, 4 – Flanşă,
5 – Suprafaţa de etanşare, 6 – Ventil închidere, 7 – Tija de lucru;
a – intrare fluid tehnologic, b – ieşire fluid tehnologic
Figura L6-7. Oala de condens cu plutitor:
1 – Corpul oalei, 2 – Capacul, 3 – Termostatul, 4 – Canal de aerisire,
5 – Braţul plutitorului, 6 – Plutitor.
47
Discuri şi membrane de siguranţă DS, MS
Membrane de siguranţă, MS
Membranele de siguranţă, MS, se caracterizează prin apariţia unor mari
deformaţii plastice înainte de cedarea. Se execută din foi sau table subţiri
laminate sau presate. Membranele plate sau prebombate, figurile L6-
8,9,10,11,12, se folosesc pentru protejarea aparetelor tehnologice care lucrează
la presiuni joase, 3 bar, cazul cicloanelor de separare şi reţinere a prafului,
conductelor de acetilenă. MS prebombate se execută din foi laminate plate
subţiri, NI, monel*, inconel*, Ti, Al, Cu. MS plane se execută mai simplu şi se
montează mai comod faţă de cele prebombate.
*monel reprezintă material ce rezistă în medii acide, acid sulfuric, maleabil, rezistent la
coroziune şi inconel reprezintă material ce rezistă în medii acide, acid sulfuric, fosforic, rezistent la
coroziune sub sarcină, CORFIS, (SCC - stress corrosion cracking), are proprietăţi mecanice bune
pentru medii de lucru cu temperaturi ridicate şi joase.
Figura L6-8.
Membrană de siguranţă, MS:
1 – Membrană de siguranţă cu placa de
identificare, 2 – Inele de fixare.
Figura L6-9. Etapele ruperii
membrane de siguranţă, MS, (de
rupere):
1 – Inele de fixare, 2 – Membrană de
rupere,
3 – Deformarea membranei înainte de
ruperea acesteia,
4 – Ruperea, cedarea membranei.
Figura L6-10.
Membrană de siguranţă, MS:
1 – Placă de identificare,
2 – Inele de fixare,
3 – Membrană de siguranţă, MS.
48
Figura L6-11. Montarea membranei de siguranţă, MS, (de rupere):
1 – Membrană de rupere, 2 – Ansamblu şurub-piuliţă-şaibă,
3 – Inele de fixare, stranger, ale membranei,
4 – Clema de prindere a celor două inele de fixare, 5 – Flanşă, 6 – Conducta tehnologică,
7 – Direcţia de avans a fluidului tehnologic, 8 - Placă de identificare.
Figura L6-12. Modurile de rupere ale membranei de siguranţă, MS, (de rupere).
49
Discuri de siguranţă, DS
Se execută cu dimensiuni precise prin operaţii de aşchiere mecanică sau
prin ambutisare, presare. Cedarea are loc la presiuni de lucru foarte mari, 250-
400 bar, figura L6-13.
Figura L6-13. Disc de siguranţă, DS, (de rupere):
1 – Disc de siguranţă, 2 – Flanşă liberă, 3 – Suprfataţă de etanşare,
4 – Flanşă cu gât, 5 – Conductă tehnologică, 6 – Zona de cedare a DS,
7 – Cordon de sudura dintre flanşă si conductă, 8 - Ansamblu şurub-piuliţă-şaibă.
50
3. Bibiliografie L6
L6-1. http://www.inspection-for-industry.com/pressure-safety-valve-
inspection.html;
L6-2. http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Safety_valve-02.jpg;
L6-3. http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=381
L6-4. http://www.berstscheiben.de/html_engl/liefer_produkt-2.html
L6-5. http://www.healthnsafety.info/category/pressure-relief-systems/pressure-
relief-devices
L6-6. http://www.powderhandling.com.au/newsletter/newsletter-december-
2010
L6-7. http://www.donadonsdd.com/EN/rupture_discs.htm
51
Laborator L7
1. Piese fasonate
Sisteme constructive – funcţionale pentru compensarea
dilatărilor
Piesele fasonate sunt elemente ale conductelor care servesc fie la reglarea a
doua tevi cu acelasi diametru sau cu diametre diferite intre ele, fie la schimbarea
directiei traseului conductei, fie la ramificarea unei conducte principale, fie la
inchiderea unui capat sau al unui orificiu al acesteia. Un asemenea element de legatura
poate indeplini una sau mai multe din functiunile enumerate. Forma piesei fasonate
depinde de rolul pe care-l indeplineste, din materialul din care este construita, de
procedeul de fabricatie adoptat, precum si de dimensiunile nominale ale conductei,
figura L7-1,2,3,4a [L7-5].
Clasificare
D.p.d.v. al înbinării cu elementele conjugate, pot fii piese fasonate ce se
îmbina prin filet, sudate, prin lipire, cu flanşe sau mixte.
D.p.d.v. al formei lor, piesele fasonate pot fi impărtite în:
- tuburi de legatură, figura L7-1,2,3,4a;
- curbe sau coturi pentru diferite unghiuri de racordare, figura L7-1,2,3,4a ;
- ramificatii simple sau duble cu diferite unghiuri de imbinare, figura L7-
1,2,3,4a;
- piese de inchidere (dopuri, flanse oarbe, capace etc), figura L7-1,2,3,4a.
D.p.d.v. al criteriului constructive functional, piesele fasonate pot fi din fontă
de uz general, din fonta maleabila, pentru presiuni Pn16, Pn25, transport apă, abur
saturat, aer, gaze, din otel turnat, Pn 25-250, pentru abur, gaze, din otel laminat, din
otel forjat, din alame, material plastic [L7-5].
Fiecare dintre acestea poate avea, in functie de legatura pe care o face, acelasi
diametru nominal in orice sectiune perpendiculara pe ax, sau diametre nominale
diferite. Imbinarea lor cu celelalte elemede de conducta se poate face, in functie de
materialul de constructie si conditiile de exploatare, printr-unul din sistemele de
imbinare. De obicei, piesele fasonate, asamblate prin filet se numesc fitinguri.
O mare parte dintre aceste elemente de legatura sunt standardizate la noi. Cele
nestandardizate sunt executate de uzinele constructoare specializate, in baza unor
desene de executie, sau sunt executate pe santierele de montare, cu mijloace de care
dispun la fata locului [L7-5].
Piesele fasonate de otel se executa cu procedee tehnologice variate, in functie
de conditiile lor de functionare si de caracterul productiei lor. Piesele de legatura din
otel turnat sunt folosite in cazul presiunilor pana la 250 kgf/cm2 si temperaturi pana la
500oC. Fitingurile de otel forjat sunt folosite atat la tevile obisnuite de instalatii cat si
la tevile din industria petroliera pana la presiunea de 100kgf/cm2. O mare parte a
pieselor de legatura de otel sunt executate din tevi prin indoire si sudare.
52
Figura L7-1. Traseul de conductă:
1,3 – conductă tehnologică principală, 2 – racor de tip reducţie concentrică,
4 – reducţie excentrică, 5,9 – racord de tip pantalon, 6 – element de obturare a conductei,
7 – gură de acces, 8,14 – racord de tip cot la 450 simplu,
10,11 – conducte de alimentare echipamente de lucru, 12 – racord de tip T,
13 – racord de tip cot la 450 redus.
a b c d
Figura L7-2. Elemente fasonate: a – cot la 90
0, b – cot la 45
0, c: a – cot la 180
0, b – 90
0, c –45
0, d – reducţie concentrică,
a b c d
Figura L7-3. Elemente fasonate: a – racord de tip T, b – racord de tip olandez,
c – element de obturare fixat printr-un cordon de sudură, d – element de obturare fixat cu filet
53
a b c d
e f g
Figura L7-4a. Elemente fasonate: a – reducţie excentrică, b – niplu cu reductie, c – niplu fara reductie, d – racord de tip T,
e – racord de tip cruce, f – racord de tip pantalon simetric, g– racord de tip pantalon asimetric.
a b c
d e
Figura L7-4b. Elemente fasonate electrosudabile: a – mufă, b – mufă cu capac, c – reducţie concentrică,
d – cot de 900, e – record de tip T.
Compensatoare de dilataţie
Generalităţi privind fenomenul de dilataţie
Dilatarea termică reprezintă fenomenul fizic prin care dimensiunile
(volumul, suprafața, lungimea) unui corp cresc în urma variației temperaturii.
54
Fenomenul opus se numește contracție termică Aceasta este direct
proporţională cu temperatura de lucru, relaţia L7-1.
Creşterea liniară a materialului are următoarea formulă:
ltΔl , (L7-1)
unde: l reprezintă variaţia lungimii corpului o dată cu creşterea
temperaturii, [mm];
- coeficientul de dilatare liniar al materialului, [0C
-1],
t - variaţia temperaturii, [0C],
l - lungimea iniţială a materialului, [mm].
Notând cu:
tl
lt1)(rel.L7
l
lt
, (L7-2)
şi : tt E , (L7-3)
se obţine:
)t(Et , (L7-4)
unde t reprezintă tensiunea de natură termică, [N/mm2],
E - modulul de elasticitate longitudinal, [N/mm2],
- coeficientul de dilatare liniar al materialului, [0C
-1],
t - variaţia temperaturii, [0C].
Tabel L7-1. Proprietăţile fizice ale materialelor.
Materialul Coeficientul de dilatare
termică liniară, , [0C
-1]
Modulul de elasticitate
longitudinal, E, [N/mm2],
Oţel 1,2 x 10-5
2,10 x 105
Cupru 1,7 x 10-5
1,20 x 105
Bronz 1,8 x 10-5
1,15 x 105
Alamă 1,9 x 10-5
0.90 x 105
Aluminiu 2,5 x 10-5
0,70 x 105
Compensatoare de dilataţie
Reprezintă dispozitive cu elemente uşor deformabile sau deplasabile
care preiau parţial sau total, respectiv compensează deformaţiile termice,
figurile L7-4b,5,6.
Pot fi compensatoare flexibile, articulate-flexibile, îndoite din ţeavă, cu
elemnete curbe sudate din segmenţi (de tip I), articulate-flexibile,cu destinatie
specială (de tip II), figura L7-4b.
55
a b
Figura L7-4b. Compensatoare de dilatatie:
a – compensator de tip U, b – compensator lenticular,
1 – burduful, 2 – elementul de racordare la conducta.
Compensator axial de tip lunecător, figura L7-5, preia defformaţiile
termice liniare libere. Principalele particularităţi ale compensatoarelor sunt:
compensează perfect axial, se utilizează pentru presiuni mici,
Figura L7-5. Compensatoare de dilataţie de tip lunecător unilateral: 1,2 – capetele de racordare, 3 – cutia de etanşare, 4 – punctul fix principal,
5 – limitator de cursă (deplasare), 6 – presgarnitură, 7 – garnituri de etanşare.
Figura L7-6. Compensatoare de dilataţie de tip lunecător bilateral: 1,4 – capetele de racordare, 2 – punctul fix principal, 3 – cutia de etanşare,
5 – limitator de cursă (deplasare), 6 – garnituri de etanşare.
56
Figura L7-7a.
Compensator de dilataţie laterali.
Figura L7-7b. Compensator de dilataţie laterali.
A – contracţie termică, B – poziţia initţială de montare a compensatorului,
C – dilatarea termică.
Figura L7-8.
Compensator de dilataţie universal
sferici:
1– motor electric, ME,
2 – echipament dinamic, pompă,
compresor, suflantă,
3 – compensatorul lateral universal,
4 – conducta de lucru,
5 – fundaţie pentru echipementele de
lucru.
57
2. Sudare, suduri.
Prin sudare se înțelege înbinarea a două sau mai multe obiecte, MB, din
materiale de obicei metalice sau termoplastice, utilizând căldura sau presiunea
- cu sau fără ajutorul unor materiale de adios, MA, figura L7-9.
Atunci când îmbinarea este realizată în urma schimbării de fază
(topirii) a materialului, procesul se numește sudare prin topire. Sudării prin
topire îi este specifica apariția unei zone denumite Zona Influențată Termic
(ZIT), în care pot apărea modificări microstructurale ce conduc la reducerea
rezistenței produsului metalic sudat. Se recomandă ca această zonă sa fie cât
mai mică pentru a nu afecta proprietățile mecanice ale celor două materiale ce
trebuie îmbinate prin sudare. Îmbinarea este asigurată de cordonul de sudură,
care este un volum de material solidificat care realizează continuitatea
structurii cristaline a celor două materiale. Sudarea este o asamblare
nedemontabilă între 2 sau mai multe piese, figura L7-9.
Materiale supuse procesului de sudare sunt materialul de bază (MB) și
material de adaos (MA), care este opțional. De obicei materialul de adaos este
prezent în operația de sudare doar atunci când rostul (spațiul dintre
componente) care trebuie umplut este mare sau când materialele ce trebuie
îmbinate nu sunt compatibile metalurgic. Trebuie astfel ales un material care să
interacționeze (formeze soluții solide sau constituenți nefragili) atât cu un
material, cât și cu celălalt material, astfel încât materialul de adaos să realizeze
puntea de legătură între cele două materiale. Materialul din care se
confecționează electrodul (ME) este un alt factor important care afecteaza
operația de sudare. Alegerea acestui material depinde de natura materialelor
utilizate în proces și de caracteristicile pe care trebuie sa le aibă cordonul
sudat. Aceste caracteristici pot privi duritatea, tenacitatea, rezistența la
coroziune, figura L7-9.
Procedee de sudare:
Procedeul de sudare electrică cu arc;
Procedeul SEI (Sudarea cu Electrod Învelit);
Procedeul de sudare automată sub strat de flux;
Procedeul MIG/MAG;
Procedeul WIG (TIG);
Sudarea cu plasmă;
Procedeul de sudare cu flacără oxi-acetilenică;
Procedeul de sudare cu fascicul de electroni;
Procedeul de sudare cu fascicul de fotoni;
Procedeele de sudare prin presiune;
Sudarea electrică prin presiune în puncteSudarea electrică prin presiune în
linie.
58
Figura L7-9. Elemente componente ale
procedeului de sudare:
MB – materialul de baza,
MA – materialul de adaos,
ZIT – zona influentata termic,
CS – cordon de sudura,
ZIC – zona influentata chimic,
RC – radacina cordonului de sudura,
Clasificare procedeelor de sudare a. dupa pozitia reciproca a pieselor
cap la cap, in colt exterior/interior, in T, in cruce, prin suprapunere, in muchie,
cu margini rasfrante, figura L7-10 a,b,c,d,e,f,g,h.
Figura L7-10. Tipuri de suduri.
a – cap la cap,
b – in colt interior
c – in colt exterior
d – in T,
e – in cruce,
f – prin suprapunere,
g – in muchie,
h – cu margini rasfrante.
b. dupa numarul de treceri
dintr-o trecere si din mai multe treceri,
c. dupa partile sudate
dintr-o parte si din ambele parti,
d. dupa continuitate
cusaturi continue si discontinue.
e. dupa directia cusaturilor
frontale, laterale, inclinate, figura L7-11,a,b,c.
a b c
Figura L7-11. Tipuri de suduri dupa directia cusaturilor:
a – frontale, b – laterale, c – inclinate.
59
3. Mandrinarea mecanică
3.1. Generalitati
Mandrinarea reprezintă operatia de evazare la rece, la inceput libera si
apoi fortata, a capetelor sau a unor zone de elemente tubulare (tevi, bucse,
stuturi, etc.) in orificiile practicate in peretii anumitor dispozitive sau structuri
(placi tubulare, ecrane tubulare, ecrane terminale, etc), in scopul realizarii
corespunzatoare — prin strangere radiala — de imbinari semidemontabile
etanse, rezistente si durabile.
Din punct de vedere al modalitatilor de executie practica, mandrinarea
poate fi mecanica (statica), hidraulica (statica) sau prin explozie controlata
(dinamica).
Mandrinarea mecanica se executa prin operatia de dornuire (in general
pentru diametre mici sub 12 mm) sau cu aparate cu role rostogolitoare numite
mandrine, figura L7-14 .
Imbinarile cu strangere radiala, obtinute la rece cu ajutorul
mandrinelor, se numesc imbinari mandrinate sau imbinari prin mandrinare.
Principalele tipuri de imbinari prin mandrinare sunt:
a) dupa criteriul formei geometrice a orificiilor
- cu orificii cilindrice, figura L7-12a;
- cu orificii tronconice, figura L7-12b;
b) dupa criteriul starii suprafetei orificiilor
- cu suprafata neteda, figura L7-12a,b;
- cu suprafata renurata, cu canale inelare, figura L7-12c,13c;
c) dupa criteriul constructiv
- fără petrecere;
- cu petrecere dreaptă, figura L7-13a;
- cu petrecere rasfrantă, figura L7-13b.
a b c
Figura L7-12. Îmbinări prin mandrinare d.p.d.v. al criteriului geormetric:
a – cilindrică, b – tronconică, c – renurată.
60
a b c
Figura L7-13. Îmbinări prin mandrinare d.p.d.v. al criteriului constuctiv:
a – cu petrecere dreapta, b – cu petrecere rasfranta, c – renurată.
1 – tubulatura, 2 – placa tubular.
3.2. Conditiile fundamentale ale mandrinarii
Procesul mandrinarii mecanice implica doua etape distincte, principale,
care se succed fara intrerupere, si anume:
a) Premandrinarea, reprezinta evazarea preliminara elastica sau/
elastoplastica a elementelor de tubulatura, pana cand acestea vin in contact cu
peretele orificiilor din placa tubulara.
b) Mandrinarea propriu-zisa, reprezinta evazarea suplimentara
preponderent elastoplastica, remanenta, reziduala, a elementului de tubulatura,
concomitent cu largirea preponderent elastica, reversibila a orificiilor din placa
tubulara.
Prin incetarea exercitarii apasarii (presiunii) de mandrinare, in urma
retragerii mandrinei, peretile orificiilor din placa tubulara — fiind deformat
preponderent elastic — tinde sa revina la starea sa initiala.
3.3. Fazele mandrinării
Inlocuirea tevilor defecte, imbinate prin mandrinare cu altele, necesita
scoaterea tevilor defecte, confectionarea de tevi de lungimi corespunzatoare,
pregatirea capetelor şi a locaşurilor de ţeava.
La lucrarile de reparatii, instalatiile fiind in general vechi, diametrele
locasurilor de teava pot diferi intre ele in urma prelucrarilor repetate cu ocazia
schimbarilor de tevi. Din acest motiv se marcheaza fiecare cap de teava in
locasul in care va fi introdus pentru ca prelucrarea capului de teava si a gaurii
sa se faca in concordanta cu marimea celor doua diametre.
Sculele pentru mandrinat se utilizează la operaţia de înbinare rezistentă
şi etanşă, de tip semideontabil a elementelor tubulare cu placuţe conjugate prin
procedeul mandrinării mecanice, în întreprinderilor de utilaj chimic,
tehnologic, pentru instalaţii termomecanice (cazane, generatoare de abur,
supraîncălzire etc.) şi termoenergie, figura L7-14 [L7-5].
61
Figura L7-14. Scule pentru operaţia de mandrinare.
4. Materiale termoprotectoare
Figura L7-15a. Protejarea antitermică a cordoanelor de sudură:
a – căptuşire cu cărămidă refractară, b – căptuşire cu blocuri de grafit,
c – sistem termoizolant la exterior,
d – practicarea rosturilor de dilatare etanşate cu chituri de etanşare,
azbest compact, vată mineral copactă.
1,8 – cărămidă refractară, 2 – mantaua metalică, 3 – cordoane de sudură,
4,7 – blocuri de grafit, 5 – strat de izolaţie, 6 – strat de beton trocretat.
Figura L7-15b.
Protejarea antitermică a
cordoanelor de sudură:
a – strat de beton torcretat fixat pe
suport de tip figure,
b – strat de beton torcretat fixat pe
suport de plasă,
c – strat de beton torcretat fixat cu
ajutorul agrafelor sudate pe
suprafaţa interioară a mantalei.
62
Tabel L7-2. Tipuri de material utilizate pentru conductele tehnologice.
Denumire
material
Dimensiuni Presiune
de lucru,
[bar]
Durată
de viaţă,
[ani]
Metoda de îmbinare Diametru
[mm]
Lungime
[m]
Fonta
cenuşie 80-900 4-6 10 (20) 100
Mufă cu frânghie
gudronată
şi plumb topit
Oţel
carbon
1400-
-4000 6-12 < 100 30-40 Sudare cap la cap
Azbociment 80 - 600
4-6
6-10 50 Manşon şi
garnituri de cauciuc,
tub cu tub în şanţ
Beton
comprimat 400-1400 10 (20) 30-40
Mufă şi garnitură de
cauciuc
Conducte
din tuburi de
masă
plastică,
PEID, PVC,
50-100 100
max 10
50
Sudare cap la ap,
prin manşoane
electrosudabile
şi cu îmbinări
demontabile
(la diametre mici)
100-2400 6-12
Conducte
din tuburi de
PAFS/
PAFSIN*
- 6-8 - Manşon
Fontă
ductilă
(nodulară)
800-
-3000 6 < 30 100 Mufă
* Poliester armat cu fibra de sticlă – PAFS – sau şi cu insertie de nisip – PAFSIN. Este un
material compozit format din poliester, fibră de sticlă şi nisip. Tuburile sunt produse în două
tehnologii, prin înfăşurare şi prin torcretare în forma centrifugate.
5. Bibiliografie L7
L7-1. ISO 9692: Welding and allied processes;
L7-2. AWS D1.1: Structural welding code;
L7-3. AWS B2.2: Specification for brazing procedure and performance
qualification;
L7-4. AWS BRH: Brazing handbook;
L7-5 Surse web: http://www.pipeflow.com/pipe-flow-wizard-software/pipe-flow-wizard-fittings-database
http://www.actsensors.com/fittings.htm
http://engineeringtraining.tpub.com/14069/css/14069_288.htm
http://www.bittnerindustries.com/fiberglass-pipe-fittings.htm
http://chestofbooks.com/home-improvement/construction/plumbing/Elements-of-
Plumbing/Wrought-Iron-And-Steel-Pipe.html#.VHRetGe-AY4
http://www.ftductile.co.uk/ductile-iron-water-pipes/pipe-fittings/
63
http://www.pipefittingchn.com/newpro/newpro130.html
http://www.amazonsupply.com/parker-10sc10-316-stainless-compression-
fitting/dp/B005CD2Q70
http://us.misumi-ec.com/vona2/detail/110300321420/
http://www.flow-technology.co.uk/category.php?catID=156
http://www.spmetal.net/fittings-type-buttweldfittings-socketweldfittings-
threadedfittings/forged-fitting-type-socketweld-fittings-manufacturer/socketweld-fitting-
asme-b16.11-union.html
http://www.hamiltonbuilders.com/building_pipefittings.php
http://www.steeltubesindia.net/butt-welding-fittings-manufacturer/buttweld-nipple-pipe-
nipple.html
http://ceproinv.infoconstruct.ro/anunt_364796-
Producator+de+compensatori+de+dilatare+ptfe.html
http://www.cupru.com/lire-de-dilatatie-in-forma-de-u
http://www.scrigroup.com/casa-masina/constructii/CAIET-DE-SARCINI-INSTALATII-
IN41896.php
http://www.prestcom-instal.ro/fdumi_mag/eshop/1-1-ROBINETI-INDUSTRIALI-
DUYAR/0/5/640-COMPENSATOR-AXIAL-DE-DILATARE-LINIARA-cu-FLANSE-
LIBERE-si-GHIDAJ-60mm-DN-65-250
http://timisoara.all.biz/mfy-g73181
http://www.instalcaz.ro/mandrinare/
http://www.clubafaceri.ro/27167/mandrina-pentru-fixarea-tevilor-142731.html
http://demoscomp.ro/mandrinare/mandrine-pentru-aplicatii-speciale/
http://www.elliott-tool.com/keller-associates-inc-finds-the-best-bead-in-the-market/
http://www.tubetools.ca/beading_expander_by_powermaster.html
http://www.elliott-tool.com/category/tube-installation/
http://www.niksupowertools.com/products1-1.htm
https://www.google.com/patents/US7765850
http://www.elliott-tool.com/choosing-between-paste-lubricant-and-liquid-lubricant/
http://www.tcwilson.com/boiler_tube_expand/reference_charts/step_rolling_tube.php
http://www.indiamart.com/powermaster-india/products.html
http://www.nesspaco.com/boiler.html
http://www.prosystemitalia.com/P/750/Sfoglia-il-Catalogo/Sistemi-di-
staffaggio/Compensatori/Compensatore-antisismico.html http://www.usbellows.com/expansion-joint-catalog/compensator-examples.htm http://www.contitech.de/pages/produkte/kompensatoren/vorteile_en.html
64
Laborator L8
Defectroscopia nedistructivă.
Metodele VT, LP, PM, US, RP, EA.
Tensometrie
Generalităţi, clasificare
Controlul nedistructiv (NonDestructive Testing, NDT) reprezintă
modalitatea de control al rezistenței unei structuri, piese etc fără a fi necesară
demontarea, scoaterea din funcţiune, ori distrugerea acestora.
Este un ansamblu de metode ce permite caracterizarea stării de
integritate a pieselor, structurilor industriale, fără a le degrada, fie în decursul
producției, fie pe parcursul utilizării prin efectuarea de teste nedistructive în
mod regulat pentru a detecta defecte ce prin alte metode este fie mai dificil, fie
mai costisitor. Scopul metodelor este de a evideţia defectele din structura
materialului metalic, figura L8-1. Principalele tipuri de defecte sunt fisuri,
pori, crăpături, incluziuni, lipsă de pătrundere:
Fisuri: defecte care se manifestă sub formă unor discontinuităţi cu dimensiuni
microscopice.
Crăpături: defecte care se manifestă sub forma unor discontinuităţi care pot fii
observate cu ochiul liber.
Pori: sunt cavităţi umplute cu gaze, având suprafaţa lucie sau sferică.
Incluziuni: defecte de compoziţie chimică diferită de a metalului din cusătura. Ele
pot fi metalice sau nemetalice, iar din punct de vedere chimic pot fi
oxizi, silicati, sulfuri, nitruri etc. In îmbinări sudate mai frecvente sunt
incluziunile nemetalice ca cele de zgura, oxizi, nitruri şi sulfuri.
Lipsă de
pătrundere:
caracterizeaza defectul la care materialul topit nu acopera toată
secţiunea necesară sudurii, astfel încât rămâne un interstitiu între
metalul depus şi metalul de bază.
Lipsă de
topire:
apare ca o legatură incompletă între metalul de bază şi cel de adaos sau
între straturile metalului depus. Locurile unde pot fi situate lipsă de
topire: laterală, intre straturi şi la rădăcină.
Figura L8-1. Tipuri de defecte:
a – pori; b – sulfuri deschise; c – fisuri; d – crăpături; e – rupture; f – stratificări.
65
Pentru examinarea nedistructivă se pot utiliza una din următoarele
metode:
1. metoda vizuală, VT (VT = Visual Testing);
2. lichide penetrante, LP (PT = Penetrant Testing);
3. pulberi magnetice, PM (MT = Magnetic Testing);
4. ultrasunete, US (UT = Ultrasounds Testing);
5. radiaţii penetrante X şi gamma, RP (RT = Radiography Testing);
6. curenţi turbionari, EDDY (ET = EDDY curents Testing);
7. verificarea etanşeităţii (LT = Leak Testing);
8. termografie (IRT = Infrared Testing);
9. emisie acustică, EA (AT = Acoustic emission Testing).
1. Examinare nedistructivă utilizând metoda vizuală, VT.
Este o examinare bazată pe capacitatea ochiului omenesc de a capta
lumina reflectată de către detaliile unui obiect şi de a recunoaşte diferenţele de
luminozitate, formă şi culoare.
Ea constituie cea mai simplă modalitate de examinare nedistructivă şi
permite detectarea a numeroase tipuri de defecte de suprafaţă, de formă, poziţie
reciprocă etc. (ex. fisuri, sufluri, retasuri, cratere, incluziuni de suprafaţă,
stropi, scurgeri, deteriorari accidentale, urme ale sculelor).
Examinarea vizuală presupune respectarea condițiilor de claritate
satisfăcătoare a suprafețelor materialelor, echipamentelor și sudurilor luând în
considerare caracteristicile și proprietățile acestora.
Pentru control vizual se folosesc diferite ustensile optice cum ar fi
endoscop, lupe, lămpi, microscop, endoscop, boroscop, holografie, telescop,
flexiscop, etc. Prin control visual sunt furnizate o serie de indicii legate de
aspectul suprafeței metalului precum și estimarea unor defecte interne
(recipiente metalice, butelii de gaze, conducte, tuburi etc)
Odată cu controlul visual se pot determina și dimensiuile defectelor de
îmbinare, grosimile recipientului sudat, dimensiunile cordonului sudat etc.
2. Examinare nedistructivă utilizând lichide penetrante, LP.
Această metodă de examinare constă în detectarea eficientă a
discontinuităţilor de tip fisuri, suprapuneri, defecte de laminare, pori, care sunt
deschise la suprafaţa metalelor şi a altor materiale neporoase. Principiul
metodei constă în degresarea îngrijită a piesei de controlat, cufundarea într-o
baie cu lichid penetrant (sau depunere cu pistol), pătrunderea prin capilaritate a
lichidului în fisuri sau pori, spălarea şi uscarea suprafeţei piesei, tratarea cu
revelator şi observarea piesei la lumină neagră.
66
Materiale si accesorii utilizate. Pentru examinarea cu lichide
penetrante se foloseşte un set de produse format din următoarele material,
figura L8-1:
- penetrant;
- produs de îndepărtare a excesului de penetrant;
- developant;
- degresantul utilizat la curăţirea chimică prealabilă a pieselor de
examinat.
Pentru examinarea cu lichide penetrante fluorescente se foloseşte lampă
U.V. cu lungimea de undă de 365 nm. Dotarea laboratorului permite
măsurarea iluminării zonei de examinat pentru lumină albă şi pentru lumina
ultravioletă. Aparatura va fi verificată metrologic, în conformitate cu
prevederile legale.
Cusăturile sudate examinate, volumul faza tehnologică de control, tipul
de lichide penetrante, vor fi stabilite de proiectant, responsabilul cu
supravegherea şi verificarea tehnică autorizat sau inspectorul ISCIR.
Examinarea cu lichide se efectuează în conformitate cu SR EN 571-1 şi
cu precizările prescripţiei tehnice CR6-2003.
Pregătirea şi curăţirea prealabilă. Îmbinarea sudată care urmează a fi
controlată precum şi zonele învecinate acesteia pe o lăţime de minim 25 mm
vor fi curăţate de oxizi, zgură, stropi de sudură, grăsimi, uleiuri, vopsea.
Înainte de efectuarea controlului se va face un control vizual prealabil, pentru
alegerea metodei de curăţire, figura L8-2.
Tehnica de examinare
Aplicarea penetrantului. Penetrantul se aplică pe suprafaţa de contact
prin pulverizare (spray). Timpul de penetrare este cuprins între 5 şi 60 minute.
Pe toată durata de penetrare se urmăreşte ca lichidul să nu se usuce şi să
acopere toată suprafaţa examinată. Dacă este necesar este permisă completarea
cantităţii de penetrant aplicată, figura L8-2.
Îndepărtarea excesului de penetrant. Excesul de penetrant solubil în
apă se îndepărtează prin ştergere cu tampoane de pînză. Se va evita spălarea
excesivă care poate conduce la îndepărtarea penetrantului din discontinuităţile
deschise la suprafaţă. Indepărtarea excesului de penetrant se consideră
terminată cînd dispare orice urmă de culoare vizibilă, figura L8-2.
Uscarea suprafeţei. Suprafaţa supusă examinării se usucă până când
dispare de pe suprafaţa de examinat orice urmă de pată de umezeală, evitându-
se uscarea excesivă care poate conduce la uscarea penetrantului din
discontinuităţi.
67
Aplicarea developantului. Developantul se aplică într-un strat uniform
şi subţire, pe întreaga suprafaţă de examinat, numai după ce în prealabil a fost
bine agitat. După aplicarea developantului suprafaţa examinată trebuie să fie
uscată fie prin evaporare naturală fie prin evaporare forţată. Durata de
developare începe imediat după uscarea suprafeţei. Aceasta poate fi cuprinsă
între 10 şi 30 minute, figura L8-1.
Figura L8-2. Examinare nedistructivă utilizând lichide penetrante, LP:
a – aplicarea penetratorului; b – îndepărtarea excesului; c – developare.
3. Examinare nedistructivă utilizând pulberi magnetice, PM.
Controlul cu pulberi magnetice este o metodă relativ simplă, aplicabilă
numai pieselor feromagnetice, punând în evidenţă defecte de suprafaţă sau de
interior, aflate în imediata apropiere a suprafeţei. Metoda permite localizarea
defectelor superficiale, prin punerea în evidenţă a câmpului magnetic de
scăpări la suprafaţa şi exteriorul suprafeţei piesei de controlat.
Controlul cu pulberi magnetice se foloseşte pentru evidenţierea fisurilor
de pe toate suprafeţele pieselor de controlat. Orice piesa feroasă străbătută de
un camp magnetic, generează un cîmp magnetic longitudinal.
Dacă secţiunea purtătoare de linii de cîmp se schimbă rapid, o parte a
liniilor de cîmp ies din fier în aer. Acest fenomen se numeşte cîmp de
dispersie. Cîmpurile de dispersie sunt generate întotdeauna în punctele
materialelor feromagnetice, unde liniile de cîmp sunt brusc comprimate.
Clasificare
Metoda cu flux de curent prin piesă
Tehnica jugului
Tehnica magnetizarii circulare cu conductor central.
Tehnica magnetizarii cu electrozi.
Tehnica magnetizarii longitudinal.
Tehnica magnetizarii circulare prin contact direct.
Tehnica de magnetizare multidirectionala. Magnetizarea cu curent alternativ.
68
Tehnica de lucru. Magnetizarea suprafeţelor care urmează a fi
examinate se face prin următoarea prin aplicarea unui electromagnet sub formă
de potcoavă (jug magnetic). Forţa de ridicare a electromagnetului pentru
distanţa între poli de 75-150 mm pentru jugul magnetic, este de 19 kg.
Magnetizarea trebuie continuată încă 1-5 sec, după aplicarea pulberii
magnetice.
Discontinuităţile sunt puse în evidenţă prin aglomerarea particulelor
magnetice. Discontinuităţile pot fi deschise la suprafaţă sau pot fi situate în
material imediat sub suprafaţă. (2mm).
Discontinuităţile deschise la suprafaţă sunt conturate clar dacă sunt
orientate perpendicular pe liniile de forţă, iar discontinuităţile situate imediat
sub suprafaţă sunt conturate mai şters sau au aspect de linii întrerupte.
Pot apărea şi indicaţii eronate datorită rugozităţii excesive a suprafeţei
de examinat, modificării geometriei suprafeţei sau variaţiei permeabilităţii
magnetice din sudură şi materialul de bază.
4. Examinare nedistructivă utilizând ultrasunete, US.
Metoda este bazată pe undele mecanice (ultrasunete) generate de un
element piezo-magnetic excitat la o frecvenţă cuprinsă de regulă între 2 şi 5
mhz. Metoda prezintă avantajul de a găsi defectele în profunzime datorită unei
rezoluţii ridicate, însă este lentă datorită necesităţii de scanare multiplă a
piesei. Uneori este necesară executarea controlului pe mai multe suprafeţe ale
piesei. Metoda de control prin ultrasunete este foarte sensibilă la detectarea
defectelor netede, figura L8-3.
Figura L8-3. Examinare nedistructivă utilizând ultrasunetele, US:
1 – proba, materialul metalic; 2 – defect; 3 – palpator; 4 – osciloscop. 5 – semnalul iniţial,
6 – ecoul defectului, 7 – ecoul suprafeţei opuse a probei.
Tehnica de examinare. Examinarea cu ultrasunete trebuie să fie
efectuată în conformitate cu prevederile SREN 583-1 şi cu următoarele
prevederi suplimentare:
69
- explorarea manuală;
- examinarea imperfecţiunilor perpendiculare pe suprafaţă.
Indicaţiile se localizează folosind un sistem de referinţă care are ales un
punct ca origine suprafaţa de examinat. Dacă examinarea se efectuează pe mai
multe suprafeţe trebuie stabilite puncte de referinţă pe fiecare suprafaţă şi de
asemenea o relaţie între poziţiile acestor puncte de referinţă astfel încât să se
determine localizarea absolută a tuturor indicaţiilor. Amplitudinea maximă se
înregistrează în raport cu nivelul de referinţă convenit.Caracterizarea
imperfecţiunilor trebuie să îndeplinească cerinţele nivelurilor de acceptare sau
dacă este necesar prin înţelegere între părţi.
5. Examinare nedistructivă utilizând radiatii penetrante, RP.
Este o metodă de examinare nedistructivă folosită pentru detectarea
volumetrică a discontinuităţilor în materiale şi suduri, folosind radiaţiile
penetrante şi ca suport pentru înregistrare filme radiografice, figura L8-4 .
Figura L8-4.
Examinare nedistructivă utilizând
pulberi magnetice, PM:
1 – tubul de raze X;
2 – piesă;
3 – film;
4 – placă de plumb;
5 – fascicule de raze X.
6. Examinare nedistructivă utilizând curenţi turbionari, EDDY.
Metoda curenţilor turbionari este folosită ca o alternativă sau extensie a
controlului nedistructiv cu particule magnetice, fiind utilizată, în special,
pentru controlul ţevilor cu diametrul exterior de maximum 140 mm.
Sensibilitatea metodei este maximă la grosimi de perete de până la 5 mm. O
dată cu creşterea grosimii pereţilor, scade eficienţa metodei de evidenţiere a
defectelor interne, ea rămânând eficace pentru evidenţierea defectelor de
suprafaţă şi din imediata apropiere a acesteia. Metoda constă în inducerea unor
curenţi turbionari în pereţii ţevii controlate.
7. Examinare nedistructivă pentru verificarea etanşeităţii, lt.
Metoda lt (leak test) este o metodă de examinare nedistructivă utilizată
la localizarea neetanşeităţilor şi/sau la măsurarea ratei scurgerilor. În funcţie de
70
obiectul (formă, dimensiuni, etc.) supus examinării se vor aplica diverse
tehnici (tehnici cu bule, tehnici cu gaz trasor, etc.). Tehnicile alese vor fi
procedurate şi aplicate de personal certificate.
Incercarea cu aer comprimat se aplica la recipiente, conducte etc.,
care functioneaza sub presiune. Presiunea de incercare se regleaza la 1,2 - 1,5
ori presiunea de regim. După pomparea aerului, conducta de aer comprimat se
decuplează. Aceste incercari se executa in încăperi izolate, luându-se măsurile
necesare de blindare a încaperii cu table de oţel. Controlul produsului sudat
poate fi executat in mai multe feluri:
- cu presiune statică, prin ungerea cusăturilor cu apă şi săpun, iar la ivirea
băşicilor pot fi defectate locurile cu neetanşeitate;
- cu presiunea statică, prin cufundarea în apă, care se execută prin cufundarea
echipamnetului la 20-30 cm sub nivelul apei, după care se introduce aer comprimat;
prin aceasta metoda se controlează echipamnetele cu volum redus;
- cu jet de aer suflat la o presiune de minimum 4 atm dirijat perpendicular pe o
cusătură care pe partea opusă este unsă cu apă şi cu săpun.
Incercarile hidraulice sunt destinate controlului cusaturilor sudate atăt
la etanşeitate, căt şi la rezistenţa, recipientelor si aparatelor care functionează
sub presiune. Umplerea poate fi partială sau totală, precum şi cu o presiune
hidrostatică, suplimentară, aceasta din urma fiind folosită la cazane, aparate şi
conducte care lucrează la presiune. Presiunea de încercare este de 1,5 - 2 ori
presiunea de regim. După ce produsul este menţinut la presiune ridicată,
aceasta este micşorată până la presiunea de regim şi de-a lungul cusăturilor, de
o parte şi de alta, la distanta de ~20 mm, se loveşte cu un ciocan cu cap rotund.
Tensometrie
Tensometria reprezintă ansamblul metodelor exerimentale utilizate
pentru determinarea tensiunilor din piesele finite supuse la solicitări prin
măsurarea deformaţiilor în câteva puncte de pe suprafaţa piesei.
Tensometria electric, TER, este metoda de măsurare a deformaţiilor şi
a alungirilor, unui corp supus solicitărilor exterioare, prin intermediul unor
traductoare care transformă deformaţiile mecanice în variaţii ale unei mărimi
electrice.
În principiu, prin metodele tensometrice se măsoară variaţia, l , a unei
lungimi, l, numită bază de măsurare. Ca urmare, se poate determina alungirea
specifică, :
l
l . (L8-1)
71
Dacă starea de solicitare este de întindere sau compresiune simplă şi
are loc în zona de deformaţii elastice a unui material, care se supune legii lui
Hooke, se poate determina tensiunea normală corespunzătoare:
E , (L8-2)
unde: reprezintă tensiunea normală, [N/mm2];
– deformaţia specifică liniară, [%];
E – modul de elasticitate longitudinal, [N/mm2].
Tensometria electrica rezistivă, TER, este cea mai folosită pentru
determinarea stării de deformaţie pentr-un punct. Aceasta se bazează pe
fenomenul modificării rezistenţei conductorilor electrici atunci când se
alungesc sau se scurtează prin întindere respectiv prin comprimare axială.
Traductorii au la bază variaţia mărimii dintr-un circuit electric, datorită unei
modificări geomentrice. Traductor reprezintă piesa care transformă o
deformaţie mecanică în variaţie a unei mărimi electrice într-un circuit. Etapele care trebuie să fie parcuse în tensometria electrică rezistivă
sunt:
1. măsurarea deformaţiilor;
2. determinarea stării de deformaţii;
3. determinarea stării de tensiuni;
4. tensiuni principale în îuncte semnificative.
Bibliografie
L8-1.Voicu Ionel Safta, Voicu Ioan Safta - Defectroscopia nedistructivă
indutrială, Ed. Sudura, Timişoara, 2001.
L8-2. http://www.tcontrol.ro/
L8-3. SR EN ISO 23277:2010 - Examinări nedistructive ale sudurilor.
Examinarea cu lichide penetrante a sudurilor. Niveluri de acceptare.
L8-4. SR EN ISO 23278:2010 - Examinări nedistructive ale sudurilor.
Examinarea cu pulberi magnetice a sudurilor.
L8-5. PT CR 6-2003 - Examinarea cu lichide penetrante a îmbinărilor sudate
ale instalaţiilor mecanice sub presiune şi ale nstalaţiilor de ridicat.
L8-6. http://www.asisco.ro/legislatie/legislatie-pt-cr-iscir-2003.php L8-7. http://www.karldeutsch.de/KD_GENERAL_KnowledgeBase_PT_EN_M1.html