Спосіб ідентифікації холоднодеформованого арматурного прокату класу міцності в500с

Реферат: UA 98673 U UA 98673 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до випробовування металів, а саме до методів визначення механічних властивостей. Переважна галузь застосування - механічні випробування довгомірних зразків холоднодеформованого арматурного прокату на розтяг, і встановлення відповідності їх механічних властивостей вимогам нормативної документації. Контроль механічних властивостей холоднодеформованого арматурного прокату класу міцності В500С по ДСТУ ENV 10080:2005, ГОСТ Р 52544-2006 та іншим стандартам передбачає визначення наступних характеристик (ГОСТ 12004-81 "Сталь арматурна. Методи випробування на розтяг"), значення яких повинні відповідати певному рівню: межі текучості (σ0,2500 Н/мм); 2 тимчасового опору при розтягу (σв550 Н/мм ); повного відносного подовження при максимальному навантаженні (δ max2,5 %) або відносного рівномірного подовження (δР2,0 %). Відомо, що холоднодеформований арматурний прокат класу В500С має певну відмінність, яка полягає у відсутності вираженої площинки текучості на діаграмі розтягу, що свідчить про наявність умовної межі текучості (0,2). Визначення даної характеристики властивості можливо графічним шляхом при проведенні випробування зразків прокату на розтяг із застосуванням тензометрів, що достатньо трудомістко, або на випробувальних машинах з автоматичним записом діаграми розтягування в координатах "навантаження - деформація". Також по цій діаграмі можливо визначати і величину повного відносного подовження при максимальному навантаженні (δmах). Однак, технологічні лабораторії вхідного контролю матеріалів для виготовлення залізобетонних виробів багатьох заводів будівельної індустрії укомплектовані застарілими типами розривних машин, на яких діаграмні апарати недосконалі і в більшості випадків не працюють, внаслідок чого здійснити контроль показників механічних властивостей арматурного прокату класу В500С таких, як умовна межа текучості (0,2) і повне відносне подовження при максимальному навантаженні (δmax) на них, не є можливим. Для усунення наявних протиріч ведеться пошук рішень, які дозволять нівелювати наявні труднощі і спростити визначення механічних властивостей металу для даного виду продукції. Відома методика (патент РФ № 2393454, МПК G03N 3/28 "СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ МЕТАЛЛА", опублікований 27.06.2010 р.), згідно з якою зразок піддають розтягуванню до розриву, з фіксуванням до проведення випробування початкової довжини і вихідної площі поперечного перерізу, в процесі випробування реєструють діаграму розтягування і максимальне навантаження, після випробування реєструють кінцеву довжину зразка, при цьому в процесі випробування додатково реєструють абсолютне пружне і абсолютне пластичне подовження, а після випробування визначають в'язкість металу (характеристику пластичності) за певною математичною формулою. Даний спосіб є трудомістким, вимагає складного обладнання для запису діаграми випробування, що за вказаними раніше причинами, не придатний для вхідного контролю механічних властивостей арматурного прокату. Також відомий спосіб визначення міцнісних і пластичних характеристик арматурного прокату (ГОСТ 12004-81 "Сталь арматурна. Методи випробування на розтяг"), згідно з яким натурні зразки заздалегідь готують шляхом виправляння, визначення площі поперечного перерізу (через масу і довжину) і розмітки за допомогою міток, що наносяться ділильної машинкою, скобами або керном. Далі проводять випробування зразка на розтяг до руйнування, реєстрацію значень навантаження і деформації, і подальше обчислення значень характеристик межі текучості (т), тимчасового опору при розтягу (в) і відносних подовжень (δР, δ5). При цьому випробування зразків, у яких відсутня фізична межа текучості, проводять з використанням різних датчиків деформації (тензометрів), на підставі показань яких будують діаграму "навантаження-деформація", або на сучасних машинах з автоматичним записом таких діаграм. По діаграмі обчислюють значення умовної границі текучості (0,2), а також повне відносне подовження при максимальному навантаженні (mах). Недоліки цього способу проявляються в трудомісткості процесу випробування, пов'язаного з необхідністю побудови (або запису) діаграм випробування та їх подальшої розшифровки, а також в необхідності використання дорогого випробувального обладнання та кваліфікованого персоналу для обслуговування та проведення випробувань. Найближчим аналогом корисної моделі є спосіб експрес-контролю механічних властивостей8 холоднодеформованого арматурного прокату класу В500С (патент UA №86896, МПК G01N 3/00, від 10.01.2014 p.), що включає відбір, підготовку, розмітку та випробування натурного зразка періодичного профілю на розтяг, реєстрацію значень навантаження і деформації, і подальше обчислення значень характеристик. При цьому розтягнення зразка здійснюють до максимального навантаження і переривають випробування, фіксують значення максимального 1 UA 98673 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 навантаження, далі зразок розвантажують і фіксують значення його залишкового подовження, після чого обчислюють тимчасовий опір при розтягу (в) і відносне рівномірне подовження (р), а відповідність прокату необхідному класу міцності встановлюють за величиною добутку характеристик в х Р, який повинен дорівнювати не менш 1200, при обов'язкових значеннях в і 2 р не менше 550 Н/мм і 2,0 % відповідно. Недоліки способу за прототипом проявляються в тому, що відсутня можливість визначення характеристики умовної межі текучості (0,2). Це не дає можливості встановити факт відповідності прокат класу В500С нормованим вимогам, тобто провести його ідентифікацію. Задачею корисної моделі є розробка способу визначення механічних властивостей холоднодеформованого арматурного прокату класу В500С, спрощення методики випробування зразків для встановлення відповідності (ідентифікації) його властивостей з вимогами стандарту. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб ідентифікації холоднодеформованого арматурного прокату класу міцності В500С включає відбір, підготовку, розмітку та випробування натурного зразка періодичного профілю на розтяг, реєстрацію значень навантаження і деформації, подальше обчислення значень характеристик міцності і пластичності, згідно з корисною моделлю, розтягнення здійснюють в два прийоми шляхом первісного розтягування зразка до пробного навантаження, відповідного нормованій напрузі межі текучості в 500 Н/мм, після чого зразок розвантажують, і заміряють значення його залишкового подовження (Δl1), далі зразок повторно піддають розтягуванню до максимального навантаження (Рmах) і фіксують це значення, а зразок знову розвантажують, заміряють значення його залишкового подовження (l2), після чого обчислюють тимчасовий опір (в) і відносне рівномірне подовження (Р), а відповідність прокату класу міцності В500С встановлюють за величиною залишкового подовження (l1), яка повинна бути не більше 0,002 від первісної довжини і характеристикам в і 2 Р, які повинні бути не менше 550 Н/мм і 2,0 % відповідно. Згідно з корисною моделлю, вразі отримання значення залишкового подовження (l1) після первісного розтягування до пробного навантаження більше 0,002 від первісної довжини, зразок повторному розтягуванню не піддають, а прокат визнають таким, що не відповідає класу міцності В500С. Технічним результатом корисної моделі є можливість проведення механічних іспитів холоднодеформованого арматурного прокату класу міцності В500С на випробувальних машинах любої конструкції, так як фіксується тільки один показник - значення максимального навантаження, спрощення методики випробування зразків арматурного прокату за рахунок спрощення розмітки зразка, та ідентифікація (швидке встановлення відповідності) його властивостей вимогам стандарту. Досягнення зазначеного технічного результату забезпечується набором відмінних ознак, а саме тим, що розтягнення здійснюють в два прийоми шляхом первісного розтягування зразка до 2 пробного навантаження, відповідної нормованій напрузі межі текучості в 500 Н/мм , після чого зразок розвантажують, і заміряють значення його залишкового подовження (l1), далі зразок повторно піддають розтягуванню до максимального навантаження (Рmах) і фіксують це значення, а зразок знову розвантажують, заміряють значення його залишкового подовження (l2), після чого обчислюють тимчасовий опір (в) і відносне рівномірне подовження (Р), а відповідність прокату класу міцності В500С встановлюють за величиною залишкового подовження (l1), яка повинна бути не більше 0,002 від первісної довжини і характеристикам в і 2 Р, які повинні бути не менше 550 Н/мм і 2,0 % відповідно. В разі отримання значення залишкового подовження (l1) після первісного розтягування до пробного навантаження більше 0,002 від первісної довжини, зразок повторному розтягуванню не піддають, а прокат визнають таким, що не відповідає класу міцності В500С. Всі відмітні ознаки корисної моделі, що заявляється, взаємопов'язані і сприяють досягненню поставленої задачі. В запропонованому способі відповідність прокату класу В500С (ідентифікацію) встановлюють за величиною залишкового подовження (l1), яке повинна бути не більше 0,002 від первісної довжини і характеристикам в і Р, які повинні бути не менше 550 2 Н/мм і 2,0 % відповідно. В разі отримання значення залишкового подовження (l1) після первісного розтягування до пробного навантаження більше 0,002 від первісної довжини, зразок повторному розтягуванню не піддають, а прокат визнають, що не відповідає класу міцності В500С. Ці ознаки спрощують сам іспит і дають можливість проведення ідентифікації арматурного прокату класу В500С. Якщо згідно зі стандартами вимагається визначення умовної межі текучості (0,2), тимчасового опору при розтягу (в), повного відносного подовження при максимальному навантаженні (mах) або відносного рівномірного подовження (р), то запропонований спосіб передбачає визначення меншого числа показників властивостей, а саме 2 UA 98673 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - тимчасового опору при розтягу (в) та відносного рівномірного подовження (р), що приводить до спрощення методики випробування зразків арматурного прокату. У стандартах ДСТУ ENV 10080:2005 та ГОСТ Р 52544 для холоднодеформованого арматурного прокату класу В500С значення характеристик в і Р нормуються на рівні не менше 2 550 Н/мм і 2,0 % відповідно, тому виконання їх обов'язково. Щодо того, що не проводиться визначення характеристики умовної межі текучості (0,2), з нормованою величиною не менше 2 500 Н/мм , то тут немає істотних побоювань за невизначення даного показника, тому що здійснюється факт його непрямого виконання на задовільне значення. Це відбувається коли первісне розтягування до пробного навантаження не приводить до залишкового подовження (l1) більше 0,002 від первісної довжини (відсутність залишкової деформації). Якщо зразок не має залишкової деформації, то умовна межа текучості (0,2) більша ніж нормована величина в 2 500 Н/мм . Між сукупністю суттєвих ознак об'єкта, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує причинно-наслідковий зв'язок, який полягає в тому, що після проведення випробування і реєстрації значення максимального навантаження (Рmах) і значення залишкового подовження(l2), всі наступні обчислення значень характеристик тимчасового опору при розтягу (в) та відносного рівномірного подовження (р) є елементарними арифметичними діями. При цьому не потрібно вдаватися до запису діаграми випробування із використанням сучасного обладнання. Досить тільки зафіксувати показання індикатора навантаження на випробувальній машині, а також за допомогою штангенциркуля заміряти відстань між мітками на зразку. 2 Отримані значення в і Р повинні становити не менше 550 Н/мм і 2,0 % відповідно, а також величина залишкового подовження (l1), яка повинна бути не більше 0,002 від первісної довжини забезпечують технічний результат, який заявляється, - можливість проведення механічних іспитів холоднодеформованого арматурного прокату класу В500С на випробувальних машинах любої конструкції, спрощення методики випробування зразків арматурного прокату, та ідентифікація (швидке встановлення відповідності) його властивостей вимогам стандарту. Застосування описаного вище способу ідентифікації дозволяє спростити проведення випробувань, а саме - зменшити кількість визначуваних характеристик, скоротити час самого випробування натурних зразків арматурного прокату періодичного профілю, за рахунок спрощення підготовки зразків і виключення необхідності запису діаграм випробування. Крім того, спосіб дає можливість миттєво визначати відповідність випробуваних зразків холоднодеформованого арматурного прокату нормованим вимогам для класу В500С за ДСТУ ENV 10080:2005, ГОСТ Р 52544 та іншими стандартами. Для дослідного опробування способу ідентифікації арматурного прокату класу міцності В500С відібрали зразки діаметром 5,5; 8,0 і 11,0 мм (по дві партії кожного діаметра) довжиною по 350 мм і провели їх розтягнення на випробувальній машині FP-100/1. Спосіб ідентифікації, включав відбір, підготовку, розмітку та випробування натурного зразка періодичного профілю на розтяг, реєстрацію значень навантаження і деформації, подальше обчислювання значення характеристик міцності і пластичності. При цьому розтяг здійснюють у два прийоми шляхом первісного розтягування зразка до пробного навантаження (Р пр), відповідного нормованій 2 напрузі межі текучості в 500 Н/мм , після чого зразок розвантажували, і заміряли значення його залишкового подовження (l1), далі зразок повторно піддавали розтягуванню до максимального навантаження (Рmах) і фіксували це значення, а зразок розвантажували, заміряли значення його залишкового подовження (l2), після чого обчислювали тимчасовий опір (в) і відносне рівномірне подовження (р). Відстань між захватами випробувальної машини складало 220 мм, а на зразку за допомогою двох міток наносили базову довжину 200 мм. За площею перерізу і нормованій напрузі межі текучості (500 Н/мм) обчислювали необхідне Рпр, до якого здійснювали початкове навантаження зразків. Після чого зразки розвантажували і заміряли l1, яка не повинна була перевищувати 0,40 мм. За цією дією констатували факт відповідності зразка вимозі класу В500С за межею текучості. Далі зразки повторно розтягували до Рmах і фіксували це значення. Після чого зразок розвантажували, заміряли l2, обчислювали в і р. Отримані результати представлені в таблиці. Отримані результати свідчать про те, що всі зразки піддані випробуванню, за винятком другої партії зразків діаметром 8,0 мм, відповідають вимогам стандарту для прокату класу В500С. Таким чином, ідентифікація зразків виконана без проведення розмітки зразків по всій довжині, без запису діаграми розтягування і розриву самих зразків. Це дозволяє скоротити час випробування, а самі випробування можуть проводитися на машинах будь-якої конструкції. 3 UA 98673 U Таблиця 2 Рпр., Кн l1, мм 0,2, Н/мм Pmax, Кн в, Н/мм2 l2, мм р, % d, мм F0, мм  0,40* 500 550 4,0* 2,0 5,5 5,5 8,0 8,0 11,0 11,0 23,50 23,80 50,30 50,10 95,0 94,7 11,75 11,90 25,15 25,05 47,50 47,35 0,25 0,35 0,40 0,55 0,35 0,30 задов. задов. задов. незадовіл. задов. задов. 14,69 14,28 30,68 60,80 56,35 625 600 610 640 595 4,12 4,30 4,20 4,40 4,80 2,06 2,15 2,10 2,20 2,40 Примітки вимога за стандартом В500С В500С В500С ні В500С по 0,2 В500С В500С * - визначено з урахуванням базової довжини зразка в 200 мм 5 Спосіб може бути рекомендований для вхідного контролю механічних властивостей холоднодеформованого арматурного прокату класу В500С за ДСТУ EN 10080-2009 (ГОСТ Р 52544-2006), що дозволить гарантовано ідентифікувати його на відповідність вимогам стандарту до продукції даного класу міцності. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 1. Спосіб ідентифікації холоднодеформованого арматурного прокату класу міцності В500С, що включає відбір, підготовку, розмітку та випробування натурного зразка періодичного профілю на розтяг, реєстрацію значень навантаження і деформації, подальше обчислення значень характеристик міцності і пластичності, який відрізняється тим, що розтягнення здійснюють в два прийоми шляхом первісного розтягування зразка до пробного навантаження, відповідної 2 нормованій напрузі межі текучості 500 Н/мм , після чого зразок розвантажують і заміряють значення його залишкового подовження (l1), далі зразок повторно піддають розтягуванню до максимального навантаження (Рmах) і фіксують це значення, а зразок знову розвантажують, заміряють значення його залишкового подовження (l2), після чого обчислюють тимчасовий опір (в) і відносне рівномірне подовження (Р), a відповідність прокату класу В500С встановлюють за величиною залишкового подовження (l1), яка повинна бути не більше 0,002 від первісної 2 довжини і характеристикам в і Р, які повинні бути не менше 550 Н/мм і 2,0 %, відповідно. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в разі отримання значення залишкового подовження (l1) після первісного розтягування до пробного навантаження більше 0,002 від первісної довжини, зразок повторному розтягуванню не піддають, а прокат визнають таким, що не відповідає класу міцності В500С. 25 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4