INCERCARI MECANICE ALE MATERIALELOR

Incercari de materiale:

mecanica ruperii (liniar elastica, elastoplastica si vascoplastica) cu abordarea conceptelor moderne de evaluare, a ghidurilor si normelor de proiectare la rupere fragila;

oboseala materialelor (la temperatura mediului ambiant, la temperaturi ridicate, coborate sau cu variatia ciclica a temperaturii);

fluajul materialelor in conditiile conceptului degradarilor controlate (tolerate) cu extensia defectelor de tip fisura;

examinari nedistructive: studii si cercetari cu ajutorul retelelor neuronale si a logicii fazei, metodologii si echipamente pentru determinarea tensiunilor remanente la sudare cu ajutorul metodelor US si Barkhausen;

examinari macro-microscopice si incercari de duritate pe probe si epruvete prelevate din produsele industriale supuse expertizelor si inspectiilor; elaborarea rapoartelor de examinare a zonelor caracteristice imbinarilor sudate in vederea calificarii tehnologiilor de sudare si a sudorilor;

tratamente termice post-sudare: studii privind influenta unor tratamente termice post-sudare asupra caracteristicilor mecanice si structurale ale otelurilor nealiate si aliate sudabile conform EN 10020 si EN 10027;

tratamente termice volumice: studii privind cresterea caracteristicilor mecanice de rezistenta si tenacitate la produse industriale din componenta unor echipamente de mare raspundere;

cicluri termice simulate: studii privind influenta ciclurilor termice (sudare, tratament termic, fenomene de difuzie) la materiale metalice;

metalografie cantitativa: studii privind influenta parametrilor stereometrici ai structurilor, ai incluziunilor metalice si a fazelor secundare asupra unor caracteristici mecanice ale otelurilor sudabile;

coroziune: studii privind estimarea fenomenelor de coroziune la materiale metalice sudate si nesudate;

fragilizare structurala: studii privind fenomene de fragilizare structurala aparute la sudarea si tratamentul termic aplicate materialelor metalice;

intocmirea de specificatii de expertizare si inspectii necesare efectuarii lucrarilor propuse;

analize structurale nedistructive cu replici metalografice conform ISO 3057 plasate direct pe produse industriale in stare nesudata si sudata supuse inspectiilor si expertizarilor;

lucrari de inspectie la produse industriale ce lucreaza la presiuni si temperaturi ridicate din industria chimica, petrochimica, nuclearo-electrica si termoenergetica;

lucrari de inspectie la produse industriale ce lucreaza in industria hidroeneregtica

analize de avarii din domeniul constructiilor sudate si nesudate;

studii privind cresterea duratei de viata a unor componente industriale din constructia utilajelor de macinat produse geologice (carbune, roca);

estimarea rezervei de viata a unor componente critice ale echipamentelor din industria energetica.

Imbinari de materiale

cercetari asupra comportarii la sudare a materialelor metalice si nemetalice;

elaborarea procedurilor de sudare cu arc electric pentru produse din diferite materiale de baza   (metalice si nemetalice);

reparatii/reconditionari prin sudare si pulverizare termica la structuri si piese;

lipirea moale si tare, inclusiv a componentelor zincate;

asistenta tehnica la beneficiar pe probleme de sudare, incarcare, lipire si metalizare;

software in domeniul tehnologiilor de sudare

LIEA efectueaza urmatoarele incercari, examinari si analize:

Incercari mecanice:

ale materialelor de baza

ale imbinarilor sudate

ale imbinarilor lipite

Analize structurale:

analize metalografice pentru determinarea caracteristicilor structurale ale materialelor feroase si neferoase prin metode distructive

analiza metalografica a imbinarilor sudate ale materialelor feroase si neferoase prin metode distructive

analiza metalografica pe materiale metalice si imbinarile sudate prin metode nedistructive - replici metalografice

Incercari, examinari si analize ale materialelor termoplastice

Incercari mecanice

Analize structurale

Incercari ale materialelor textile

Incercarea la tractiune a chingilor din materiale textile.

Examinari nedistructive ale produselor laminate, forjate, turnate si ale imbinarilor sudate:

LIEA dispune de un laborator mobil dotat cu echipamente moderne de examinari nedistructive cu radiatii penetrante. Laboratorul mobil, autorizat CNCAN, permite desfasurarea de activitati de examinari cu radiatii penetrante in locatiile solicitate de beneficiar.

TESTAREA MATERIALELOR TERMOPLASTICE

EXAMINARI NEDISTRUCTIVE:

Examinarea ultrasonica a imbinarilor sudate la tevi din polietilena de inalta densitate (PEHD), conform procedurii PS-LIEA-02-07, avizata de ISCIR INSPECT (nr. 19884-3L / 06.07.2004).

Examinarile nedistructive pot fi efectuate atat in laborator sau hale de productie cat si pe teren cu ajutorul laboratorul mobil de control al institutului.

INCERCARI MECANICE:

Incercarea la presiune interioara la temperatura constanta a tevilor si imbinarilor sudate de tevi din materiale termoplastice.

Incercarile pot fi efectuate intr-o baie termostatata (max. 96C) sau intr-un cuptor (max. 120C). In timpul incercarii presiunea si temperatura este controlata de catre 2 microcontrolere, intregul proces fiind condus de catre un computer.

Capitolul 4

Metodologia de control a unor materiale performante obtinute prin tehnologia de imbinare prin microplasma

4.4. Examinarea distructiva a tehnologiilor de microimbinare cu microplasma cupru/cupru, otel/otel, CuCr/CuCr, CuW/CuW, aluminiu/aluminiu

Metodele distructive de examinare/caracterizare a microimbinarilor cu microplasma se realizeaza, in general, ca incercari de tip mecanic si verificari ale comportarii in conditii de mediu specifice aplicatiei concrete.

De exemplu, sudarea cuprului si a aliajelor acestuia prin tehnologia PAW este compatibila cu tehnologia GTAW a acestor aliaje. Argonul, heliul si amestecuri ale acestor gaze sunt utilizate pentru sudarea tuturor aliajelor. Se subliniaza ca, la sudarea cuprului nu se foloseste niciodata hidrogenul. PAW si sudarea cu microplasma = PAW cu echipament miniaturizat pentru lucrari complexe, prezinta avantajul ca datorita geometriei tehnologice a electrodului implica reducerea drastica a contaminarii in timpul sudarii aliajelor cu constituenti ce au temperaturi mici de topire, de tipul alamelor, bronzurilor, bronzurilor fosforoase si bronzurilor de aluminiu.

Incercarea distructiva este reprezentata de fapt de grupa incercarilor de tip mecanic si de comportare in conditii specifice de mediu.

Definirea incercarilor mecanice se face prin analiza datelor privind:

tipul de solicitare mecanica la care este supusa imbinarea pe durata normata de utilizare, cuprinzand depozitarea, transportul si aplicatia propriu-zisa;

valorile parametrilor caracteristici fiecarui tip de solicitare mecanica la care se supune proba pentru a rezista conditiilor reale de exploatare;

caracteristici adiacente pentru executia incercarii, de natura numarului, tipului de epruvete, etc, care fie sunt conforme prevederilor din normele specifice, fie sunt particularizare in specificatia tehnica corespunzatoare.

De asemenea, stabilirea metodei de verificare a comportarii imbinarilor in conditiile de mediu se poate realiza numai dupa definirea aplicatiei specifice. Deoarece, de regula, verificarea rezistentei materialelor la factorii de mediu specifici destinatiei de utilizare este precedata si urmata de o incercare mecanica, prezentarea rezultatelor documentarii este realizata concomitent.

La consultarea bibliografica a normativelor nationale (STAS, SR CEI, SR ISO, SR EN) si internationale (CEI, ISO, ASTM) pentru definirea unor metode mecanice de examinare a imbinarilor metalelor realizate prin tehnologia cu microplasma, s-a constatat ca nu exista o metodica specifica, mai ales cand cautarea s-a particularizat pentru cuplurile sistemelor tehnologice corespunzatoare probelor realizate in cadrul fazei.

Caracteristicile de 'material' cele mai reprezentative din punct de vedere al utilizatorului, ca de exemplu rezistenta mecanica la oboseala (anduranta), stabilitate termica (socuri, imbatranire), rezistenta la coroziune in medii specifice (ceata salina, caldura umeda, factori chimici) se verifica prin metode corespunzatoare generale adaptate cazului concret de epruveta, adaptarea fiind prevazuta la punerea de acord, cu beneficiarul utilizator, a specificatiilor tehnice.

Ca urmare a documentarii bibliografice s-au selectat urmatoarele grupe de normative care se pot utiliza la incercarea tipodimensiunilor de sisteme de materiale realizate in sistemele tehnologice similare celor in care s-au executat epruvetele in cadrul fazei.

I. Normative privind cupru, aliaje ale acestuia, aluminiu, otel, prin extensie imbinari ale acestora

Normative ISO, ASTM, CEI privind metode generale de incercare distructiva a metalelor ce constituie obiectul fazei;

II. Normative privind incercarile mecanice ale metalelor, prin extensie imbinari ale acestora prin diferite procedee tehnologice:

• Grupa ISO 77.040.10 - Incercarea mecanica a metalelor;
• Grupa ISO 19.060 - Incercari mecanice in general;

Grupa ISO 25.160.40 - Incercari mecanice pentru imbinari sudate;

III. Normative privind incercarile climatice ale metalelor, prin extensie imbinari ale acestora:

Grupa ISO/CEI 19.040 - Incercari climatice.

De asemenea, exista numeroase normative ASTM referitoare la metode de incercare corespunzatoare grupelor I - III definite mai sus.

Din fiecare grupa, in raport cu destinatia specifica de utilizare si alti parametrii functionali specifici se vor include in specificatiile tehnice metodele cele mai adecvate conform solicitarilor utilizatorilor, din una sau mai multe grupe mentionate.

Metodele se pot prelua ca atare sau se pot adapta fiecarui caz concret, prin realizarea de dispozitive anexe pentru fixarea probelor concrete la dispozitivele de incercare generale.

Caracteristicile mecanice ale metalelor determina domeniul de utilizare a acestora si definesc modul de comportare a acesta. Cele mai importante caracteristici sunt rezistenta, duritatea, ductilitatea (modulul de elasticitate - modulul lui Young), reducerea ariei, rezistenta la impact.

Duritatea unui metal este definita ca rezistenta locala a metalului la patrunderea unui corp mai dur, incercarea realizandu-se cu "etaloane" specifice: bila de otel sau de diamant; caracteristica astfel determinata se numeste duritatea Brinell, respectiv duritatea Rockwell; in functie de metoda de incercare utilizata metalele se pot caracteriza din punct de vedere a duritatii Vickers sau Shore.

Rezistenta la impact se determina prin incercarea Charpy, iar ca informatie furnizata reprezinta capacitatea metalului de a rezista la socuri.

Cuprul si aliajele de cupru sunt utilizate in numeroase conditii de mediu si aplicatii datorita excelentei lor rezistente la coroziune, care este cuplata cu alte proprietati dorite, precum conductivitatea electrica si termica superioare, facilitatea de prelucrare si imbinare, domeniul larg de proprietati mecanice, rezistenta la reziduurile biologice. Cuprul se corodeaza in rate neinsemnate in aer nepoluat, apa, acizi neoxidanti dezaerati. Aliajele de cupru rezista in majoritatea solutiilor saline, a solutiilor alcaline si a chimicalelor organice. Totusi, cuprul este susceptibil unui atac mai rapid in acizi oxidanti, saruri oxidante ale metalelor grele, sulf, amoniu (NH₃) si anumiti compusi al sulfului si amoniului.

Datorita acestor proprietati remarcabile, cuprul si aliajele sale se utilizeaza in numeroase aplicatii, dintre care se mentioneaza generic cele mai reprezentative:

constructii, pentru utilizari ce solicita rezistenta la expunerea atmosferica;

aplicatii navale, inclusiv maritime si terestre, in care rezistenta superioara la diferite tipuri de apa (inclusiv apa marii si microorganismele marine) si la actiunea "solului" (microorganisme specifice) sunt importante;

constructia de masini pentru aplicatii de tipul schimbatoarelor de caldura si condensatoarelor termice in care procesul poate fi insotit de un agent contaminat prezent in aburi;

echipamente industriale si din industria chimica expuse actiunii unui spectru larg si variat de chimicale organice si anorganice;

electrotehnica si electronica, in utilizari ce implica combinarea proprieta5ilor electrice, termice si mecanice specifice.

In ceea ce priveste aluminiul si aliajelor sale, acestea prezinta o coroziune ridicata datorita faptului ca, in contact cu aerul suprafata se acopera cu un film de oxid de numai 1 nm grosime, dar extrem de eficient in protejarea la coroziune. Coroziunea aluminului este de tip "pitting" si este produsa majoritar datorita ionilor de halogeni (Cl^-).

Majoritatea aliajelor de aluminiu au o rezistenta excelenta privind coroziunea atmosferica, ceea ce determina utilizarea acestora in aplicatii exterioare, aceasta fara a necesita acoperisuri, acoperiri de protectie sau mentenanta.

Aliajele de aluminiu din seriile 1xxx, 3xxx, 5xxx si 6xxx sunt rezistente la majoritatea "apelor" din natura, caracteristicile apei ce controleaza corozivitatea "apelor naturale" sunt: temperatura, pH-ul, conductivitatea, disponibilitatea unui reactant catodic, prezenta sau absenta metalelor grele, potentialele de coroziune si pitting ale aliajelor specifice.

LABORATORUL DE TEHNOLOGIA MATERIALELOR

Integrat in structura organizatorica a S.C. Electroputere S.A. laboratorul executa incercari pentru certificarea calitatii materialelor si pieselor tehnologice executate in fabricile si diviziile firmei.

Executam incercari si pentru o terta parte.

Laboratorul de tehnologia materialelor are in componenta 7 entitati tehnice:

• Laborator Incercari Mecanice

Laborator Analize Structurale

• Laborator Incercari Fizice si Electrice

• Laborator Analize Chimice

• Laborator Tehnologie Chimica

• Laborator Acoperiri Metalice si Toxicologie

• Laborator Ape Uzate si Uleiuri

Organizarea Laboratorului este conforma cu SR EN 45001 si SR ISO 17025.

Pentru materialele metalice executam, in cadrul Laboratorului de Incercari Mecanice, caracterizarea proprietatilor mecanice la tractiune prin determinarea Rm, A%, Z, Re, precum incercarea de indoire, incercarea de incovoiere prin soc kV, kCU precum incercari de duritate Brinell sau Viekers.

Pentru imbinari sudate executam incercari distructive pentru incercarea la tractiune transversala, indoire, incercare la incovoiere prin soc. Dintre probele tehnologice amintim incercarea tevilor, resoartelor, organelor de asamblare, papucilor etc. Pentru materialele plastice determinam caracteristicile la tractiune, incovoiere la temperatura ambianta sau ridicata, energia de rupere prin soc Charpy precum si caracterizarea la compresiune si de duritate. Pentru elestomeri se pot determina caracteristicile efort - deformatie.

In Laboratorul de Analize Structurale se face determinarea macro si microstructurala pentru materiale turnate, laminate, forjate, tratate termic sau termochimic.

Se determina constituientii structurali de asemenea si calitatea imbinarilor sudate.

In laboratorul de incercari Fizice si Electrice sunt caracterizate proprietatile fizice si electrice pentru materiale electroizolante:

gazoase: puncte de roua, puritate;

lichide: densitate, viscozitate, indici de refractie, concentratia carbonului aromatic, naftenic, parafinic, proprietatile de coroziune, tg, tensiunea de strapungere, puncte de congelare, de tulburare;

solide: rezistenta la arc electric, tensiunea de strapungere, rezistivitatea de volum.

Pentru materiale conductoare sau rezistive determinam rezistente ohmice si rezistivitati.

In cadrul Laboratorului de Acoperiri Metalice se determina proprietatile acoperirile electrochimice pe suport magnetic si nemagnetic precum si proprietatile bailor galvanice. In Laboratorul Toxicologic se determina caracteristicile microclimatice si noxele profesionale in zonele periculoase, cu risc.

In Laboratorul de Ape Uzate si Uleiuri executam analiza apelor uzate rezultate in procesele tehnologice, determinand pH, conductivitatea electrica, concentratia unor cationi si anioni. Se executa si probe de potabilitate a apelor. Pentru uleiuri determinam punctul de inflamabilitate, indicele de neutralizare si concentratia apei dizolvate in ulei prin metoda Karl Fischer.

In Laboratorul de Tehnologie Chimica se caracterizeaza rasinile de turnare, lacurile de impregnare, materialele de umplutura precum si proprietatile grundurilor si a emailurilor si caracteristicile sistemelor de vopsire.
Deteminam proprietatile tehnologice, densitate, continut de liant, interactiunile materialelor electrotehnice cu apa, uleiurile, diluantii a elastomerilor, materialelor compozite si celulozice.

In Laboratorul de Analize Chimice se determina concentratiile elementelor din oteluri, aliaje de aluminiu si cupru, materiale pretioase (aliaje de lipit) prin metode clasice.

Incercarile se executa in sistem de asigurare a calitatii in conformitate cu prevederile standardelor nationale: STAS; SR EN; SR ISO; SR CEI precum si DIN ori ASTM.
Instrumentele de masura sunt certificate metrologic in laboratoarele proprii ale firmei sau de catre Institutul National de Metrologie.
Laboratorul este recunoscut de Autoritatea Feroviara Romana (AFER), ISCIR, Ministerul Sanatatii si Familiei fiecare in domeniul sau de activitate.
Executam de asemenea ca microproductie, aliaje de lipit moale, aliaje de lipit tare (BALT7P) pulberi de Ag, CdO15, pentru contacte electrice, metalizare de izolatori, flux de lipire tare.

Laborator de Incercari Mecanice

Proprietati fizice -sunt insusirile care determina relatiile metalelor cu mediul inconjurator, acestea sunt:

* colored - majoritatea cenusiu-inchis -> alb stralucitor-exceptie galben sau roscata (Au, Cu si aliajele lor);

* luciul - proprietatea de a reflecta lumina -metalic;

* densitatea -variaza de la 530 kg/m3 (litiu), pana la 22 500 kg m3 (osmiu)

* fuzibilitatea - este proprietatea materialelor de a se topi la o anumita temperatura.

* dilatarea termica - este modificarea dimensiunii atunci cand sunt incalzite

* conductibilitate termica - este proprietatea materialelor metalice de a conduce caldura;

* conductibilitatea electrica

* magnetismul - comportamentul materialelor metalice cand sunt introduse intr-un camp magnetic.

* rezistenta la coroziune - este proprietatea materialelor metalice de a rezista la actiunea unor agenti chimici din mediul inconjurator (aer, apa, gaze industriale etc.

• Rezistenta la tractiune - este proprietatea corpurilor solide de a se opune deformarii sau ruperii sub actiunea a doua forte axiale de sens opus
  * Rezistenta la compresiune - este proprietatea corpurilor solide de a se opune deformarii sub actiunea a doua forte axiale de sens contrar, orientate catre interiorul piesei.
  * Rezistenta la incovoiere -este proprietatea corpurilor solide de a se opune deformarii sub actiunea unui moment incovoitor exercitat de forte exterioare.
  * Rezistenta la torsiune - este proprietatea corpurilor solide de a se opune deformarii sub actiune unui moment de rasucire (care se exercita in fiecare sectiune)

* Rezistenta la forfecare - este proprietatea corpurilor solide de a se opune actiunii momentane a doua forte paralele, egale ca marime, de sens contrar si dispuse perpendicular pe suprafata corpului, la foarte mica distanta una de alta, de o parte si de alta a unei sectiuni

* Duritatea - este proprietatea corpurilor solide de a se opune patrunderii in masa lor a unor corpuri solide care tind sa le deformeze

*Elasticitatea -Plasticitatea

Proprietatile tehnologice- se refera la modul de comportare al materialelor metalice in timpul prelucrarii :

Capacitatea de turnare

Forjabilitatea -este proprietatea materialelor metalice de a se prelucra prin deformare plastica la cald.

Prelucrarea prin aschiere - este proprietatea materialelor metalice de a fi prelucrat prin unul din procedee: strunjire, gaurire, frezare, rabotare, alezare