Laborator-I.E.A.P.-IPM-FR-2014-2015-1 (1)(1).pdf

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:


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:



J0 = valoarea energiei de rupere in J (27J), a cărei temperatură de

încercare este de 0°C, tabel L2-2.

4. S355ML



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).


nnn – limita minimă la curgere specificată în MPa pentru cea mai mică


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,


G = piese turnate de oţel,

H = temperatură ridicată.

2. GP240GH




H = temperatură ridicată (Temperature High).

3. P355NH



N = tratament termic de normalizare sau laminare normalizată;

H = temperatură ridicată (Temperature High).

11

4. P355QL



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.





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,



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).




12


G – identic pct 1.2.1.;

C – destinate pentru tragere la rece.

Exemple:

1. E355K2

E = oţel pentru construcţii mecanice,


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,



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.

http://www.steelnumber.com/index.php

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/

http://www.gordonengland.co.uk/hardness/rockwell.htm

http://www.gordonengland.co.uk/hardness/vickers.htm

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,


4 – ţeavă.

Figura L4-10. Flanşă cu

mufă pentru sudare:

1 – flanşă,


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):


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):


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):


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):


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;


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;


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

http://www.inspection-for-industry.com/pressure-safety-valve-inspection.html

http://www.inspection-for-industry.com/pressure-safety-valve-inspection.html

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Safety_valve-02.jpg

http://www.nationalboard.org/Index.aspx?pageID=164&ID=381

http://www.berstscheiben.de/html_engl/liefer_produkt-2.html

http://www.healthnsafety.info/category/pressure-relief-systems/pressure-relief-devices

http://www.healthnsafety.info/category/pressure-relief-systems/pressure-relief-devices

http://www.powderhandling.com.au/newsletter/newsletter-december-2010

http://www.powderhandling.com.au/newsletter/newsletter-december-2010

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.

http://ro.wikipedia.org/wiki/Material

http://ro.wikipedia.org/wiki/Metal

http://ro.wikipedia.org/wiki/Termoplast

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/

https://global.ihs.com/doc_detail.cfm?&item_s_key=00387066&rid=GS&target=%22blank%22



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://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

http://www.pipefittingchn.com/newpro/newpro130.html

http://www.amazonsupply.com/parker-10sc10-316-stainless-compression-fitting/dp/B005CD2Q70

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://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://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.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.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

http://www.tcontrol.ro/

http://www.asisco.ro/legislatie/legislatie-pt-cr-iscir-2003.php

http://www.karldeutsch.de/KD_GENERAL_KnowledgeBase_PT_EN_M1.html

Laborator-I.E.A.P.-IPM-FR-2014-2015-1 (1)(1).pdf

Documents

Transcript of Laborator-I.E.A.P.-IPM-FR-2014-2015-1 (1)(1).pdf