Трубы. Метод испытания крутящим моментом

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР.

ТРУБЫ

МЕТОД ИСПЫТАНИЯ КРУТЯЩИМ

МОМЕНТОМ

ГОСТ 12501—67

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ТРУБЫ

Метод испытания крутящим моментом
Tubes. Twisting moment test
method

ОКСТУ 190-9.

Утвержден Государственным комитетом стандартов, мер и измерительных при­боров СССР 4 января 1967 г. Срок введения установлен
с 01.04,67
Проверен в 1986 г. Постановлением Госстандарта от 19.05.86 № 1257 срок действия продлен до 01,01,97
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на стальные цельно­катаные, волоченые и сварныё трубы и .устанавливает метод ста­тических испытаний крутящим моментом для определения при температурах 15—30°С следующих характеристик:
) момента предела упругости (условного);
) момента предела пропорциональности (условного);
) момента предела текучести (физического);
) момента предела текучести (условного);
) предельного крутящего- момента.
Применение метода предусматривается в стандартах и тех­нических условиях, устанавливающих технические требования на стальные трубы.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

1.1. При испытании стальных труб крутящим моментом преду­сматриваются следующие определения и обозначения:
) рабочая длина образца I мм — часть образца между учас­тками для захвата;
) расчетная длина образца 10, мм — участок образца, слу­жащий для определения величин деформаций;
) наружный диаметр трубы Do, мм;
) толщина стенки трубы а0, мм; .
) скручивающий момент М, Н-м (кгс-н), действующий на: об­разец в данный момент;
) угол закручивания ср, градусах,— угол относительного, пово­рота поперечных сечений на концах расчетной длины;
) остаточный сдвиг у — пластическая деформация, образца после,снятия приложенного скручивающего момента.
1.2. Характеристики свойств стальных труб, определяемые при испытании крутящим моментом, имеют следующие обозначения и определения:
) момент предела упругости (условного) Mo,oS Н-м (кгс-н)— величина крутящего момента, при котором образец получает ос­таточный сдвиг, равный 0,05%. ...
■ Примечание. При наличии в стандартах или технических условиях на стальные трубы особых указаний разрешается определять величину момента пре­дела упругости (условного) с меньшими допусками на величину остаточного сдвига (до (1,02%). Величина использованного допуска должна быть указана в обозначении, например: Ж.ог; Л1о,оз и т. д.
) момент предела пропорциональности (условного) Лїпц, Н-м кгс-н — величина крутящего момента, при котором отступ­ление от линейной зависимости между моментом я углом закру­чивания по поверхности образца достигает такой величины, при которой тангенс угла, образуемого касательной к кривой дефор­мации и осью моментов, превышает свое первоначальное значение на 50%. .
Примечание. При наличии в стандартах или технических условиях на стальные трубы особых указаний, разрешается определять величину момента предела пропорциональности Л(пц, Н-м (кгс-н), при ином допуске на увеличение указанного тангенса угла наклона касательной.
Величина допуска в процентах должна быть указана в обозначении; напри- •мер: ЛГпц к,, ЛІЛЦ 25 и т. д. , ' ■
) момент предела текучести (физического) Мт, Н-м- (кгс-н)— наименьшая величина крутящего момента, при котором образец деформируется без заметного1 изменения нагрузки;
) момент предела текучестиі (условного) 2И0,з, Н-м (кгс-н)—- величина крутящего момента, при котором образец получает ос­таточный сдвиг, равный 0,3%.
Примечание. При наличии в стандартах или технических условиях на стальные трубы особых укаазний, разрешается определять величину момента условного предела текучести при иных допусках на величину остаточного сдви­га. Величина используемого допуска должна быть указана в обозначении, на­пример: Лїод; Л4о,2- •
) предельный крутящий момент 2Ив, Н-м (кгс-н) — величи­на крутящего момента, предшествующая потере устойчивости тру­бы (смятию'*.

2. ФОРМА И РАЗМЕРЫ ОБРАЗЦОВ

2.1. Для испытания труб крутящим моментом применяют от­резки труб полного сечения.
2.2. Изготовление образцов путем отрезки труб необходимой мерной длины производят на металлорежущем оборудовании.
Необходимо принимать меры предосторожности против воз­можного изменения свойств металла образцов вследствие нагрева или наклепа. Поверхности образцов (кроме торцов) механичес­кой обработке не подвергаются.
Острые заусенцы на торцах образцов, оставшиеся после отрез­ки, должны быть удалены запиловкой или обточкой.
2.3. К испытаниям не допускаются образцы, имеющие на по­верхности рабочей части вмятины, забоины и другие механичес­кие повреждения.
2.4. Наружный диаметр образцов измеряют с погрешностью не более 0,1 мм.
2.5. Расчетная длина образцов соответствует базе применяемо­го тензометра и выдерживается с погрешностью не более 1,0 мм.
Примечание. Применение расчетных длин менее 500 мм не рекомен- дется.
2.6. Общие размеры образцові устанавливаются по'черт. 1.
2.7. Для осуществления деформации скручивания в концы об­разцов (труб) плотно вставляются металлические пробки, пре­дохраняющие образец от смятия при закреплении в. захватах ма­шины.

2.8. Образцы маркируют за пределами расчетной части.

3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

3.1. В качестве испытательных машин допускается применять машины для кручения всех систем, обеспечивающие:
точность показания величины крутящего момента ± 1 %;
плавность статического нагружения (без ударов и толчков);
надежное центрирование образца и отсутствие изгибающих на­грузок;
возможность приостановления’ нагружения с точностью до од­ного наименьшего деления шкалы силоизмерителя;
свободное продольное перемещение одного из захватов; плавность разгрузки.
3.2. При определении величин предельных моментов С ПОМО­ЩЬЮ тензометров или торсиометров цена деления последних не должна превышать 10'.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ПОДСЧЕТ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1. Величину крутящего момента при испытании отсчитыва­ют с точностью до одного наименьшего деления шкалы силоизме- р пт ел я.
4.2. При определении величин предельных моментов испыты­ваемых труб нагрузки должный составлять не менее 0,1 применяе­мой шкалы силоизмерителя, но не ниже 0,04 от максимальной нагрузки испытательной машины.
4.3. Момент предела упругости (условного) Afo.os определяют с помощью тензометров или торсиометров следующим образом.
Вычисляют величину остаточного сдвига (у) в градусах по формуле
2І0-К
Y 1,75-Do ’
где /о — база тензометра, применяемого для измерения остаточ­ной деформации сдвига (расчетная длина образца,), в мм;
Da — наружный диаметр трубы в мм;
К— допуск на величину остаточного сдвига в %.
Полученные значения округляют до 5'.
На образец после закрепления его в захватах испытатель­ной машины и нагружения крутящим моментом, не превышающим 10% от ожидаемой величины момента предела упругости, уста­навливают тензометр.
Затем образец нагружают моментом, составляющим 70% от ожидаемого момента упругости, и разгружают до начального мо­мента. Следующие нагружения производят ступенями, соответст­вующими не более 10% от ожидаемого предельного момента. Пос­ле каждой ступени нагружения производят разгрузку до началь­ного момента с определением величины остаточного сдвига.
Испытание прекращают, когда остаточный сдвиг достигнет или несколько пре’высит вычисленную величину у.
По результатам испытаний определяют величину момента, со­ответствующую установленному остаточному сдвигу.
В тех случаях, когда необходимо уточнить численное значение определяемой характеристики, допускается использование линей­ной интерполяции.
Пример определения момента предела упру­гости Л/0,05-
Обраізец — труба 51X2,5 мм, начальная расчетная длина и ба­за тензометра 750 мм, ожидаемый момент предела упругости 2450—2548 Н м (250—260 кгс-м).
Величина остаточного сдвига равна 2x750X0,05 лосл/ 1,75Х5І~=0 50 '
Начальный момент 196 Н-м (20 кгс-м). Цена , тензо­метра 10'.
Первую ступень нагружения принимают равной 1760 Н-м (180 кгс-м), в дальнейшем нагружение проводят ступенями по 196 Н-м (20 кгс-м) до,тех пор, пока остаточный сдвиг достигает или несколько' превысит установленный допуск 0°50'. Результаты испытаний записывают в табл. 1. 1
Таблица 1
Приложенный момент, Н • м (кгс • м)
Остаточный сдвиг после разгрузки
Приложенный мо­мент, Н • м (кгс • м)
Остаточный сдвиг после разгрузки
196 (20)
0
2352 (240)
25'
1760 (180)
0
2548 (260)
1°
1960 (200)
0
2744 (280)
2°40'
2156 (220)
10'

По результатам испытаний находят величину момента, соот­ветствующую установленному остаточному сдвигу. Момент пре­дела упругости (условного) Л4оо5~2548 Н-м (260 кгс-м). Най­денный момент уточняют путем линейной интерполяции:
2548—2352=196 Н-м (20 кгс-м); 60'—25'= 35'.
Добавочный момент (ДМ) определяют из пропорции 196 Н-м— 35'
ДМ—10',
где 10'-— разность между вычисленным остаточным сдвигом 0°50' и полученным (1°) после снятия приложенного момента 2548 Н-м (260t кгс-м);
ДМ= -196HQ^~- = 56 Н-м (5,7 кгс-м).
Полученный уточненный момент предела упругости Мо,о5 ра­вен Mo,or,— 2548—56=2492 Н-м (254,3 кгс-м).
(Измененная редакция, Изм. № 1).
4.4. Допускается определять момент предела упругости .(услов­ного) по диаграмме испытаний (черт. 2), построенной по данным показаний силоизмерителя испытательной машины (момент) и тензометра (деформация). Масштаб диаграммы должен обеспе­чивать соответствие 1 (мм) оси абсцисс не более 0,1% от остаточ-
4.5. ного сдвига и 1' мм оси ординат не более 1,0% от величины опре­деляемого крутящего момента.
Для определения момента Afo.os вы­числяют величину остаточного сдвига по формуле, приведенной в п. 4.3.
Из точки Е, отстоящей от начала ко­ординат на расстоянии, равном величи­не заданного допуска на остаточный сдвиг, проводят прямую ЕМ, параллель­ную прямой ОА. Точка М (пересечение ЕМ с кривой скручивания) определяет высоту ординаты, т. е. величину момен­та Л1о,о5, отвечающую моменту предела упругости при заданном допуске на ве­личину остаточного сдвига.
4.6. Момент предела пропорциональ­ности (условного) Мпц определяют с по­мощью тензометров или торсиометров следующим образом.

На образец после его закрепления в ной машины и