Як метод тривалої міцності дозволяє визначити вік металу?

Вік металу

У практиці утилізаційних робіт часто трапляються випадки, коли працівникам необхідно встановити вік металоконструкції. Це необхідно, в першу чергу, для правильного способу її утилізації та можливості повторно використати виріб у процесі роботи. Сьогодні найточнішим способом визначити вік металу є перевірка на тривалу міцність або ж «повзучість» металоконструкції.


Повзучість (від англ. сreep — кріп) — особливість металу змінювати свої фізико-механічні характеристики під впливом регулярних навантажень. Розрізняють декілька видів випробувань на повзучість: оцінка залишкових деформацій зразка під дією навантажень, що становлять не більше 10% від тих, які заплановані для металоконструкції; визначення деформації зразка, вирізаного з основної деталі вузла при підвищених температурах. Для сталей вони не повинні перевищувати 3000 за Цельсієм, але для інших металів, зокрема, алюмінію і його сплавів, вони проводяться при кімнатній температурі; оцінка інтенсивності релаксації — відновлення розмірів зразка після проведених випробувань.

Суть усіх перерахованих методів заснована на тому, що будь-який матеріал під впливом постійних навантажень «втомлюється». В першу чергу це проявляється у зниженні його початкових параметрів міцності. Причому інтенсивність такого зменшення якраз і буде визначати час, коли була виготовлена деталь. Розрізняють два різновиди випробувань заготовок на повзучість — при нормальній і підвищеній температурах. Другий спосіб поширений рідше, оскільки вимагає складнішої техніки, а також тому, що не у всіх господарських структурах є умови для точного проведення випробувань.

Отож, як відбувається оцінка інтенсивності повзучості металоконструкції? Зразок з одного боку кріплять до випробувального устаткування, а з іншого — додають вантаж. Залежно від розмірів зразка і можливостей випробувальної техніки, його маса може коливатися в діапазоні від 30 до 30000 кг. Після цього навантаження поступово збільшують, а вбудовані датчики мають фіксувати відносне подовження зразка. Слід відзначити, що цей метод є доволі тривалим — до 100000 годин, а іноді — і більше, але за його результатами можна доволі точно визначити вік матеріалу.

Яке ж потрібне устаткування для випробувань на повзучість? Прилади для визначення віку металу по інтенсивності його повзучості під навантаженням поділяють на дві групи: машини з ручним навантаженням (серед найбільш популярних — 1713П-3/1200) та установки з автоматичним навантаженням (найсучаснішою вважається АІМА-5-2). Обидва види обладнані системою автоматичного запису деформації за допомогою безконтактних датчиків, при цьому сам запис проводиться з автоматичною компенсацією результатів випробувань.

У зв’язку з тим, що метод тривалої міцності є доволі складним і тривалим, виникає закономірне питання: «Чи можна визначити вік металу іншим способом?». Для конструкцій, які експлуатувалися просто неба, а також для зразків зі звичайної сталі, які не мали антикорозійного покриття, відповідь може дати інтенсивність утворення іржі. Однак, через нестабільність погодних умов, цей метод є не таким точним. Щодо матеріалів, які володіють невисокими оптичними властивостями, то встановити їхній вік можна за допомогою спектрального коефіцієнту відбиття. Визначити вік конструкції допоможе та аналізатор металів. Але цей процес є доволі складним і трудомістким, а вартість сучасного мас-спектрометр може набагато перевищувати найскладнішу техніку для випробувань на повзучість.