ГОСТ Р 53686-2009
(ИСО 8249:2000)

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Сварка

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФЕРРИТНОЙ ФАЗЫ В МЕТАЛЛЕ СВАРНОГО ШВА АУСТЕНИТНЫХ И ДВУХФАЗНЫХ ФЕРРИТО-АУСТЕНИТНЫХ ХРОМОНИКЕЛЕВЫХ КОРРОЗИОННОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

Welding. Determination of Ferrite Number (FN) in austenitic and duplex ferritic-austenitic Cr-Ni stainless steel weld metal

ОКС 25.160.01

Дата введения 2011-01-01

     Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным учреждением "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при МГТУ им.Н.Э.Баумана (ФГУ НУЦСК при МГТУ им.Н.Э.Баумана), Национальным агентством контроля и сварки (НАКС) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 "Сварка и родственные процессы"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 1081-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ISO 8249:2000 "Сварка. Определение ферритного числа в металле сварного шва аустенитных и двухфазных феррито-аустенитных хромоникелевых коррозионностойких сталей" (ISO 8249:2000 "Welding - Determination of Ferrite Number (FN) in austenitic and duplex ferritic-austenitic Cr-Ni stainless steel weld metal", MOD) путем внесения дополнительных пунктов и абзацев, которые выделены путем заключения их в рамки из тонких линий, а информация с объяснением причин включения этих положений приведена во введении стандарта

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2020 г.

     Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Международный стандарт ИСО 8249-2000 на метод контроля содержания ферритной фазы (СФФ) в металле сварного шва хромоникелевых сталей аустенитного и феррито-аустенитного классов разработан Международным институтом сварки (МИС) и был принят Советом ISO, действующим в качестве международной организации по стандартизации в области сварки взамен стандарта ИСО 8249-1985, распространявшегося только на стали аустенитного класса.

Стандарт ИСО 8249-1985 - результат многолетнего (с 1978 г.) поиска решения проблемы обеспечения достоверности и единства измерений СФФ, выполняемых в различных странах. Цель нового стандарта - использовать лучшие достижения стран - участниц дискуссии и обеспечить технический компромисс между двумя основными независимыми направлениями магнитной ферритометрии, представленными, с одной стороны, комплексом российской нормативной документации и, с другой стороны, стандартами США и других западных стран, обобщенными в стандарте ИСО 8249-1985.

Наряду с рядом общих черт эти два направления имеют коренные отличия:

- российскими стандартами предусмотрена возможность использования практически не известных за рубежом ферритометров объемного типа, отличающихся исключительной достоверностью и простотой в эксплуатации. Для этого типа ферритометров в ЦНИИТМАШ разработаны не имеющие аналогов за рубежом стандартные образцы (СО СФФ), аттестуемые прецизионным методом магнитного насыщения;

- различны физические принципы и образцовые средства измерений, используемые для калибровки рабочих средств измерений: метод магнитного насыщения по ГОСТ 26364-90 и метод измерения силы отрыва постоянного магнита от поверхности образца по национальному стандарту США AWS А 4.2-91;

- различны единицы измерений СФФ: в российских документах это "процент" (общепринятая в магнитном фазовом анализе величина); в стандарте ИСО 8249 это "ферритное число" (условная величина, определяемая по специальной методике средствами магнитной толщинометрии);

- различен выбор материала для изготовления СО СФФ: естественные однородные образцы сталей с надежно установленным СФФ (по российским стандартам) и искусственные эталоны толщины немагнитного покрытия (по ИСО 8249).

Компромиссный вариант нового стандарта взамен ИСО 8249-1985 стал возможным благодаря разработанной ЦНИИТМАШ технологии изготовления единых СО СФФ для калибровки ферритометров любых типов и конструкций, которые могут быть аттестованы как в процентах (в диапазоне 0...80%), так и в ферритных числах (0...120). Новые российские СО СФФ утверждены МИС в качестве международных СО СФФ. По сообщению делегации США в МИС (в письме на имя председателя Госстандарта РФ) применение российских СО СФФ предусмотрено не только новым международным стандартом, но и национальными стандартами США: AWS А 4.2М:2006 и ASME Boiler Code.

В проверке предложений российской делегации в МИС и в подготовке окончательной редакции стандарта ИСО 8249-2000 принимали участие делегации ведущих индустриальных стран Европы, Америки и Азии.

В российских стандартах и в национальных стандартах других стран, сотрудничающих в Международном институте сварки, магнитный метод признан наилучшим для количественного определения содержания ферритной фазы (СФФ) в металле сварного шва хромоникелевых сталей аустенитного и феррито-аустенитных классов. Вместе с тем, как указано в стандарте ИСО 8249-2000, до настоящего времени в мировой практике измерений СФФ не существует единого мнения в отношении "...наилучшего экспериментального метода, разрушающего или неразрушающего, который давал бы абсолютное количественное выражение СФФ в металле сварного шва...". В настоящее время существуют и эффективно используются два варианта магнитного метода определения СФФ.

1 Концепция "процента СФФ". В российских стандартах для количественного выражения СФФ (объемной доли) в качестве единицы измерения СФФ, называемой "процент СФФ" или "1% СФФ", принимается значение 1/100 доли величины удельной намагниченности насыщения ферритной фазы. Величина удельной намагниченности насыщения ферритной фазы может быть установлена экспериментально для каждой стали. В российских стандартах эта величина принимается в качестве единой характеристики для группы марок сталей аустенитного и феррито-аустенитного классов, близких по химическому составу.

Диапазон возможных значений СФФ в "процентах" составляет от 0 до 100%.

2 Концепция "ферритного числа". В международном стандарте ISO 8249-2000, в американском национальном стандарте AWS А4.2М:2006 и в ряде национальных стандартов других стран для количественного выражения СФФ в качестве единицы измерения СФФ принимается условная единица "ферритное число", определяемая по специальной методике путем измерения силы отрыва специального постоянного магнита от поверхности исследуемого образца стали через показания прибора "Магне Гейдж".

Диапазон возможных значений ферритного числа составляет: от 0 до 120 и более.

Ситуация, при которой на практике широко используются обе вышеуказанные концепции и, соответственно, различные единицы измерения СФФ, привела к необходимости разработки настоящего стандарта, регламентирующего порядок подготовки и выполнения измерений СФФ с использованием, при необходимости, любой из этих единиц - "процента" либо "ферритного числа".

Настоящий стандарт обобщает накопленный в России научный и производственный опыт метрологического, приборного и методического обеспечения контроля СФФ при выплавке и сварке сталей аустенитного класса, а также опыт сотрудничества с Международным институтом сварки при подготовке стандарта ИСО 8249 (издания 1985 и 2000 гг.). Стандарт создает возможность гармонизации стандарта ИСО 8249-2000 с действующими российскими стандартами.

В настоящий стандарт дополнительно включены разделы 10-17, отражающие применяемый в Российской Федерации метод определения ферритной фазы в процентах СФФ.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает порядок подготовки и выполнения измерений СФФ в хромоникелевых аустенитных (АС) и двухфазных феррито-аустенитных (ФАС) коррозионностойких сталях магнитным методом в "процентах СФФ" и в единицах "ферритного числа" с использованием переносных магнитных ферритометров объемного и локального типов по ГОСТ 26364-90.

_______________

Иногда используется название "дуплексные феррито-аустенитные коррозионностойкие стали".

Стандарт распространяется на АС и ФАС с содержанием хрома от 13% до 27% и никеля от 5% до 15% с возможным дополнительным легированием кремнием, молибденом, титаном, ниобием и другими элементами и с содержанием ферритной фазы от 0 до 80% (ферритное число от 0 до 120).

В стандарте представлены разделы, относящиеся к определению СФФ в процентах, в единицах ферритного числа, а также к установлению соотношения между результатами измерений СФФ в процентах и ферритных числах.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.518 Государственная система обеспечения единства измерений. Ферритометры для сталей аустенитного класса. Методика поверки

ГОСТ 380 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки

ГОСТ 2246 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 5632 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 9466 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки сталей и наплавки. Классификация и общие технические условия

ГОСТ 10157 Аргон газообразный и жидкий. Технические условия

ГОСТ 26364 Ферритометры для сталей аустенитного класса. Общие технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями и сокращениями.

3.1 ферритная фаза (дельта-феррит, феррит): Мелкодисперсная фаза, возникающая при кристаллизации из жидкого состояния хромоникелевых сталей аустенитного и аустенитно-ферритного класса, имеет объемно-центрированную кубическую кристаллическую решетку, обладает ниже точки Кюри (около 650°С) ферромагнитными свойствами.

3.2 содержание ферритной фазы (СФФ): Объемная доля ферритной фазы в хромоникелевых сталях аустенитного или аустенитно-ферритного класса.

3.3 процент ферритной фазы: Единица измерения содержания ферритной фазы, отождествляемая в ГОСТ 26364 и ГОСТ 8.518 с одной сотой величины удельной намагниченности насыщения ферритной фазы исследуемой хромоникелевой стали аустенитного или аустенитно-ферритного класса.

3.4 ферритное число (ФЧ): Условная величина, характеризующая содержание ферритной фазы в хромоникелевых сталях аустенитного или феррито-аустенитного класса согласно настоящему стандарту.

3.5 определение СФФ: Совокупность операций, включающая в себя подготовку исследуемой стали к измерениям (изготовление образцов при использовании ферритометров объемного типа, подготовку поверхности при использовании ферритометров локального типа), выполнение измерений и обработку полученных результатов.

3.6 переносные магнитные ферритометры: Приборы для определения содержания ферритной фазы в лабораторных и производственных условиях.

- АС - хромоникелевые стали аустенитного класса (аустенитные стали);

- ФАС - хромоникелевые стали феррито-аустенитного класса (феррито-аустенитные стали);

- СФФ - содержание ферритной фазы;

- СО СФФ - стандартные образцы содержания ферритной фазы;

- СО ТНП - стандартные образцы толщины немагнитного покрытия;

- Гс - гаусс.

     4 Определение ферритного числа. Физический принцип

Измерения содержания феррита в металле сварного шва преимущественно аустенитных коррозионно-стойких сталей через силу притяжения между образцом металла сварного шва и постоянным магнитом основаны на том факте, что сила притяжения между двухфазным или многофазным образцом, содержащим одну ферромагнитную фазу и одну (или более) неферромагнитную фазу, возрастает при увеличении содержания ферромагнитной фазы. В металле сварного шва преимущественно аустенитных и двухфазных феррито-аустенитных коррозионно-стойких сталей феррит ферромагнитен, тогда как аустенит, карбиды, сигма-фаза и неметаллические включения неферромагнитны.

     5 Калибровка

5.1 Стандартные образцы толщины покрытия

Стандартные образцы толщины покрытия состоят из нелегированной стальной основы размером 30 мм30 мм и нанесенной сверху немагнитной меди. Толщина нелегированной стальной основы должна равняться или быть больше, чем минимальная толщина, определенная экспериментальным путем, при которой дальнейшее увеличение толщины не приводит к увеличению силы притяжения между стандартным постоянным магнитом и стандартным образцом толщины покрытия. Толщина немагнитного медного слоя должна быть известна с точностью ±5% или с большей точностью. Химический состав нелегированной стали должен быть в следующих пределах: