استاندارد سختی یا Toughness در پایپینگ .... B31T

جهت اطلاعات عمومی 

مهم :  جدول ۳۲۳.۳.۱ الزامات آزمون ضربه برای تست کوپن را نشان می دهد که نشاندهنده  نصف ضخامت  تا ضخامت بعلاوه ۶ میلیمتر است.

Table 323.3.1 shows Impact test requirements for production test coupons which shows 1/2T to T+6 mm 

شروع مطلب 

۴.۳ نمونه های تست : 

هر دست یا مجموعه از  نمونه های مورد آزمون باید شامل ۳ قطعه باشد.تمام آزمون های impact یا ضربه بایستی طبق استاندارد بایستی بصورت مقطع مربع  ۱۰ میلیمتر باشد بغیر اززمانیکه شکل یا ضخامت اجازه نمی دهد . آزمون های Charpy v-notch یا شارپی با شکاف V می تواند روی تمام ضخامت متریال انجام گیرد . جاهایی که ممکن است برای حذف یا برداشتن سطح نامنظم  از متریال ماشین کاری شود ،  بعنوان جایگزین اینچنین متریالی می توانند ضخامت آنها  برای تولید بزرگترین قطعه زیرسایزی ( SubSize ) شارپی با شکاف V کاسته شوند. اگر نمونه های زیر اندازه ( منظور  کمتر از ۱۰ میل ) استفاده شوند دمای تست باید طبق پاراگراف ۴.۴.۲ تنظیم شود.آزمون های سختی زمانیکه حداکثر نمونه شارپی  بدست آمده دارای عرض کمتری در امتداد بریدگی باشد مورد نیاز نیست.

۴.۴ دماهای آزمون 

برای نمونه های ضربه شارپی ، شرط دمای تست در پاراگراف ۴.۴.۱ یا ۴.۴.۲ می بایست رعایت گردد.نمونه های آزمون و انبرهای دستی  بایستی برای مدت زمان کافی که به دمای تست برسند سرد نگهداشته شوند

۴.۴.۱ برای متریال هایی با ضخامت بزرگترمساوی ۱۰ میلیمتر

جائیکه بزرگترین نمونه CVN قابل دستیابی دارای عرض در امتداد شکاف حداقل ۸ میلیمتر باشد ، آزمون شارپی که از چنین نمونه ای استفاده می کند بایستی در دمایی که گرم تر از حداقل دمای طراحی نیست انجام گیرد.جائیکه بزرگترین نمونه آزمون ممکن دارای عرض در امتداد شکاف کمتر از ۸ میلیمتر است بایستی در دمایی سردتر از حداق دمای طراحی مطابق پاراگرف ۴.۴.۲ صورت بگیرد.

 ۴.۴.۲ برای متریال هایی با ضخامت کمتر از ۱۰ میلیمتر

جائیکه بزرگترین نمونه قابل دستیابی دارای عرض در امتداد شکاف حداقل ۸۰ درصد ضخامت متریال باشد ، آزمون شارپی چنین نمونه ای باید در دمایی که گرمتر از دمای حداقل طراحی نباشد انجام گیرد.در جائیکه بزرگترین نمونه آزمون ممکن دارای عرض در امتداد شکاف کمتر از ۸۰ درصد ضخامت متریال باشد آزمون باید در دمایی سردتر ازدمای حداقل طراحی به میزانی برابر با  اختلاف ( مراجعه به جدول ۱-۴.۴.۲ ) بین کاهش دمای مربوط به ضخامت واقعی متریال و کاهش دمای مربوط به عرض واقعی نمونه شارپی آزمایش شده صورت گیرد.

Example : 

دمای حداقل طراحی

Design Min Temp : -20 Celcius

ضخامت واقعی متریال

Actual material thk : 6 mm

Specimen : 4 mm

Test temp ? 

طبق پاراگراف ۴.۴.۱ ضخامت قطعه کمتر از ۸ میلیمتر است و ذکر کرده طبق پاراگراف ۴.۴.۲ عمل شود .  ضخامت قابل دستیابی کمتر از ۸۰ درصد ضخامت متریال است بنابراین طبق پاراگرف به جدول ۱-۴.۴.۲ مراجعه می شود.( باید در دمایی سردتر از دمای منهای بیست آزمون شارپی انجام شود ... اختلاف دماها طبق جدول در ضخامت واقعی و ضخامت آزمون ممکن ) ... با مراجعه به جدول داریم : 

6 mm -> Temp : 8.4

4 mm-> Temp : 16.7

-۲۰-(۱۶.۷-۸.۳)=-۲۰-۸.۴=-۲۸.۴

لذا با توجه با پاراگراف ۴.۴.۲ آزمون شارپی قطعات در دمای سردتر از منهای ۲۰ درجه یعنی در منهای ۲۸ درجه صورت خواهد گرفت.

Another Ex :

 2inches pipe with thickness of 5.5mm. the design temparature is -46deg C

test coupon thickness=5.5mm

Charpy Impact Design Test Temperature=-46 degree centigrade

the maximum attainable specimen =4mm

for 6mm In table 8.3

for 4mm obtainable in table 16.7

16.7-8.3=8.4

Test shall be conducted in Colder than -46 so ... it is -46-8.4=-54.4 Degree ( Centigrade )

Interpretation: 22-02 

Subject: ASME B31.3-2006, Table 323.3.4, Charpy Impact Test Temperature Reduction 

Date Issued: April 29, 2008 

File: 08-476 

Question: To qualify a material to -46"C, should a 5 mm Charpy impact specimen produced  from a 6.32 mm material thickness be tested at -50.1°C? 

Reply: Yes; see para. 323.3.4(b).

توضیح تفسیر بالا از تفسیر ۲۲ کد ۳۱.۳ : کاهش دما برای ضخامت ۶.۳۲ میلیمتر طبق note 1 جدول ۳۲۳.۳.۴ می شود ۷ درجه سانتیگراد و در ضخامت ۵ که ۸۰ درصد ضحامت تست کوپن است طبق نوت یک  جدول ۱۱.۱ درجه بدست می آید ، اختلاف این دو درجه که ۴.۱ شده با ۴۶ درجه دمای حداقل جمع شده و عدد ۵۰.۱ بدست می آید . لذا در دمای منهای ۵۰.۱ درجه سانتیگراد نمونه باید مورد آزمون  قرار گیرد.

-Pipe size:6 inch, schedule 40 pipe
(168.3mm outside diameter x 7.11mm wall thickness)
-Standard test temperature
(for Grade 6)-45°C

-Charpy V-notch width:5mm (max. size that can be taken)

The impact test specimen width is only 5mm (71% of the material thickness)

Temperature Difference=11°C -4°C=7°C

Actual Test Temperature=-45 -7°C=-52°C

If use straight linear intrapolation

thk 7.11.... Temp 3.78

thk 5 ..... Temp 11

-45-(11-3.78)=-52.22 Centigrade

New Ex : 

I have SA 333 Gr.6 2" x 5.54mm PQR coupon supposed to be impact tested at -50Deg.C asper piping service class.

The specimen size is 10mm X 3.33 mm

As Per Code B31.3

Actual wall thickness = 5.54 mm

Impact Specimen Width Across the Notch = 3.33mm

(3.33/5.54)×100=60.11%

طبق پاراگراف ۴.۴.۲ اگر نمونه کمتر ار ۸۰ درصد ضخامت قطعه باشد که هست ( ۶۰ درصد کمتر از ۸۰ درصد است ) لذا در دمایی کمتر از دمای قطعه باید تست شود لذا به جدول کاهش دما مراجعه می شود ( Temperature Reduction )

5.54mm >Temp : 9.6 C

3.33 > Temp : 19.4 C

Test Temp : -50-(19.4-9.6)

=-50-9.8

=-59.8 C

مثال دیگر : 

My problem:

I have tested an A333 Gr.6 (4" pipe-6.3 mm thickness). Labratoary used a sub size specimen (55*5*10). and they tested it in -48c. test temperature of A 333 Gr.6 is -45C and they tested it in 3c cooler temperature Unfortunately absorbed energy was low and my test failed.

(5/6.3) * 100 = 79% then i should not apply the above mentioned clause and i shall calculate reduction temperature and test my sample in cooler temperature(-45-3=-48).This is correct, With small correction.Kindly check the note below Table 6 of SA/A 333 "Straight line interpolation for intermediate values is permitted.So by calculations -45-4=-49.

در مورد بالا ، طبق جدول ۶ از استاندارد A333 ، اختلاف دما بین ضخامت ۶.۳ و زیر اندازه ۵ میل ۴.۳ درجه سانتیگراد بدست آمده و چون زیر اندازه زیر ۸۰ درصد ضخامت واقعی است پس نمونه بدست آمده ( ۵ میلیمتر ) باید در دمائی سردتر از دمای منهای ۴۵ درجه تست شود.

See Table 6 Of Astm A333

Thk 6.3 mm > Temp ~ 6.65 ~ 7 C

Thk 5 mm > 11 C

Impact Temp =-45-(11-7)=-48 C

۴.۵.۴ آزمون مجدد

۴.۵.۴.۱ برای معیار انرژی جذب شده زمانیکه میانگین مقدار ۳ نمونه مساوی و بیشتر از حداقل مقدار مجاز تک نمونه باشد و مقدار برای بیشتر از یک نمونه زیر مقدار میانگین مورد نیاز است یا زمانیکه مقدار برای یک نمونه زیر مقدار حداقل مجاز تک نمونه است آزمون مجدد از ۳ نمونه اضافه دیگر باید تهیه گردد.مقدار هر کدام از این نمونه های جدید بایستی مساوی یا بیشتر از مقدار میانگین باشد.

استاندارد  B31.3 پارگراف ۳۲۳.۲.۲ : 

(b) برای فولادهای کربنی با نشانه حرف ( مثل A یا B ) در ستون حدقل دمای جدول A-1 ، حداقل دما در منحنی قابل اجرا و یا دداشت هایی در شکل ۳۲۳.۲.۲A مشخص گردیده.اگر ترکیب  ضخامت - دمای حداقل طراحی  ( منظور محل برخورد خط ضخامت و دما روی منحنی) روی یا بالاتر از منحنی باشد آزمون ضربه مورد نیاز نمی باشد.

ASME B31.3 2014