GOST R 53568-2009

• gost-r-53568-2009.pdf (431.16 KiB)
  ГОСТ Р 53568-2009

GOST R 53568−2009 Kontroli nieniszczących. Wyznaczanie stałych sprężystości trzeciego rzędu metodą akustyczną. Wymagania ogólne

GOST R 53568−2009
Grupa Т59

NORMA KRAJOWA FEDERACJI ROSYJSKIEJ

Kontroli nieniszczących

WYZNACZANIE STAŁYCH SPRĘŻYSTOŚCI TRZECIEGO RZĘDU METODĄ AKUSTYCZNĄ

Wymagania ogólne

Non-złych testing. Evaluation of the third order elasticity modulus by ultrasound method. General requirements

OX 77.040.10

Data wprowadzenia 2010−12−01

Przedmowa

Cele i zasady normalizacji w Federacji Rosyjskiej nie jest ustawiony ustawą z dnia 27 grudnia 2002 r. nr 184-FZ «O technicznym regulacji», a zasady stosowania norm krajowych Federacji Rosyjskiej — GOST R 1.0−2004 «Standaryzacja w Federacji Rosyjskiej. Główne postanowienia"
Informacje o standardzie

1 ZAPROJEKTOWANY Нижегородским filią Instytutu машиноведения im. A. A. Благонравова Rosyjskiej akademii nauk (Nf MASZ RAN), Autonomiczną organizacją non-profit Badawczo-rozwojowy centrum kontroli i diagnostyki systemów technicznych» (ANO «SIC CD»)

2 WPISANY komitet Techniczny dla normalizacji TC 132 «diagnostyka Techniczna"

3 ZATWIERDZONY I WPROWADZONY W życie Rozporządzenie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii od 15 grudnia 2009 r. N 861-st

4 WPROWADZONO PO RAZ PIERWSZY


Informacja o zmianach do niniejszego standardu została opublikowana w roku również spoza publikowanej informacji o indeksie „Krajowe standardy“, a tekst zmian i poprawek — co miesiąc emitowanych informacyjnych drogowskazami „Krajowe standardy“. W przypadku rewizji (wymiany) lub odwołania niniejszego standardu powiadomienie zostanie opublikowany w miesiąc również spoza publikowanej informacji o indeksie „Krajowe standardy“. Odpowiednia informacja, powiadomienie i teksty umieszczane są także w systemie informatycznym do wspólnego użytku — na oficjalnej stronie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii w sieci Internet

Wprowadzenie

Obiektywna ocena zdrowia i bezpieczeństwa pracujących odpowiedzialnych obiektów technicznych w większości praktycznie ważnych przypadków nie jest możliwa bez oceny ciężkim stanu, w którym znajduje się ich materiał.

Wśród współczesnych badań nieniszczących metod pomiaru naprężeń akustyczne metody należą do grona najbardziej obiecujących i coraz szerzej stosowanych w praktyce światowej.
W oparciu o akustycznych metod określania ciężkim stanu leży упругоакустический efekt — liniowa zależność prędkości wzdłużnych i poprzecznych fal sprężystych od naprężeń w materiale, pewne eksperymentalne określanie której stało się możliwe wraz z pojawieniem się nowoczesnych ultradźwiękowe i elektronicznym techniki pomiarowej.

Najważniejszymi cechami materiału, które pozwalają ocenić jego stan naprężenia, są jego współczynniki акустоупругой związku [1], definiowane stałych sprężystości drugiego i trzeciego rzędów wielkości. Jeśli procedura wyznaczania stałych sprężystości drugiego rzędu metodycznie został opracowany, funkcje wyznaczania stałych sprężystości trzeciego rzędu niczym, poza [2], nie regulowane. W związku z tym wydaje się aktualne opracowanie standardu odpowiadającego wymogom normatywnego zapewnienia rozwijających się metod badań nieniszczących.

Oprócz określenia ciężkim stanu ciał stałych na podstawie zjawiska акустоупругости, znajomość stałych nieliniowej sprężystości ważne przy ustalaniu ciężko-zdeformowanego stanu płyt i powłok, przy nauce efektów interakcji pól odkształceń sprężystych z polami innej natury (elektrycznych, magnetycznych itp.).

Niniejszy standard jest metodycznego podstawą do wyznaczania stałych sprężystości w trzeciej kolejności przy stosowaniu akustycznego metody kontroli naprężeń według GOST R 52731, a także może być używany do innych zastosowań praktycznych nieliniowej teorii sprężystości, w szczególności, gdy analitycznych i numerycznych obliczeniach ciężko-zdeformowanego stanu materiałów i konstrukcji z wykorzystaniem liniowo-sprężystych modeli materiału.

1 Zakres zastosowania

Niniejszy standard stosuje się do laboratorium akustyczne metody wyznaczania stałych sprężystości w trzeciej kolejności ciał stałych i określa ogólne wymagania dotyczące kolejności wyznaczania stałych sprężystości w trzeciej kolejności, uśrednionych dla grubości materiału i wielkości wiązki ultradźwięków, z użyciem dużych fal ultradźwiękowych, rozchodzących się w kierunku prostopadłym do płaszczyzny powierzchni próbek materiałów.

Znajomość wartości stałych sprężystości w trzeciej kolejności pozwoli przeprowadzić dokładniejsze obliczenia wytrzymałościowe płyt i powłok z uwzględnieniem nieliniowych elastycznych właściwości materiałów.

Fizyczną podstawą metody służy упругоакустический efekt — zależność prędkości wzdłużnych i poprzecznych fal sprężystych od wielkości одноосного naprężenia w materiale.

2 powołania Normatywne

W tym standardzie stosowane przepisy linki na następujące standardy:

GOST R 52731−2007 Kontroli nieniszczących. Akustyczny metoda kontroli naprężeń. Wymagania ogólne

GOST 12.1.001−89 System standardów bezpieczeństwa pracy. Ultradźwięki. Ogólne wymagania bezpieczeństwa

GOST 12.1.019−79 System standardów bezpieczeństwa pracy. Bezpieczeństwo elektryczne. Ogólne wymagania i nazewnictwo gatunków ochrony

GOST 12.1.038−82 System standardów bezpieczeństwa pracy. Bezpieczeństwo elektryczne. Dopuszczalne wartości napięć dotykowych i prądów

GOST 12.2.013.0−91 (IEC 745−1-82) System norm bezpieczeństwa pracy. Maszyny ręczne, elektryczne. Ogólne wymagania bezpieczeństwa i metody badań

GOST 1497−84 Metale. Metody badań wytrzymałości na rozciąganie

GOST 2768−84 Aceton techniczny. Warunki techniczne

GOST 2789−73 Chropowatości powierzchni. Parametry i dane techniczne

GOST 6507−90 Mikrometrów. Warunki techniczne

GOST 10587−84 Żywicy epoksydowo-диановые nieutwardzone. Warunki techniczne

GOST 17299−78 Alkohol etylowy techniczny. Warunki techniczne

GOST 26266−90 Kontroli nieniszczących. Przetworniki ultradźwiękowe. Ogólne wymagania techniczne

GOST 28840−90 Maszyny do badania materiałów na rozciąganie, ściskanie i zginanie. Ogólne wymagania techniczne

Uwaga — Podczas korzystania z niniejszym standardem wskazane jest, aby sprawdzić działanie odwołania standardów w systemie informatycznym do wspólnego użytku — na oficjalnej stronie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii w sieci Internet lub rocznie издаваемому dla wskaźnika „Krajowe standardy“, który opublikowany został według stanu na dzień 1 stycznia bieżącego roku, i w odpowiednim miesięcznie издаваемым informacyjnych drogowskazy, opublikowanych w bieżącym roku. Jeśli referencyjny standard wymieniony (zmienione), podczas korzystania z niniejszym standardem należy kierować zastępujące (zmienionym) standardem. Jeśli referencyjny standard anulowane bez wymiany, to stan, w którym dana link do niego, stosuje się w zakresie nie wpływających na ten link.

3 Oznaczenia

3.1 W tym standardzie zastosowano następujące oznaczenia:

 — moduł Younga materiału testowego, Mpa;

 — współczynnik Poissona materiału testowego;

 — objętościowy moduł sprężystości, Mpa;

,  — współczynniki Ламэ drugiego rzędu, Mpa;

 — elastyczne одноосное napięcie w okresie próbce, Mpa;

 — granica plastyczności materiału testowego, Mpa;

 — liczba stopni sprężystego napięcia testowego;

 — pokój stopnia sprężystego napięcia testowego 1, …, ;

 — obciążenie -go stopnia obciążenia, ;

 — одноосное napięcie w okresie próbce na -go stopnia obciążenia, Mpa;

 — grubość testowego w nieobciążonym stanie mm;

 — powierzchnia przekroju badawczego próbki, mm, , gdzie  — szerokość części roboczej próbki, mm;

 — opóźnienia impulsów fal sprężystych na -go stopnia obciążenia, iss:

— 1 odpowiada elastyczna сдвиговой fali z wektorem polaryzacji, równoległym do osi próbki,

— 2 odpowiada elastyczna сдвиговой fali z wektorem polaryzacji, prostopadłe do osi próbki,

— 3 odpowiada elastyczna podłużnej fali;

 — prędkości propagacji fal sprężystych, odpowiednie opóźnienia impulsów fal sprężystych w materiale , m/s;

 — kursy акустоупругой związku, 1/Mpa, 1, 2, 3:

—  — względna zmiana opóźnienia impulsu сдвиговой fale spolaryzowane wzdłuż kierunku działania одноосного napięcia, przy jego zmianie na 1 Mpa;

—  — względna zmiana opóźnienia impulsu сдвиговой fale, fala spolaryzowana w poprzek kierunku działania одноосного napięcia, przy jego zmianie na 1 Mpa;

—  — względna zmiana opóźnienia impulsu podłużnej fali przy zmianie napięcia na 1 Mpa;

, ,  — stałe sprężystości trzeciej kolejności Мурнагана, Mpa.

4 postanowienia Ogólne

4.1 Definicja stałych sprężystości w trzeciej kolejności wykonać zgodnie z ogólnymi wymaganiami [1].

4.2 Pomiary i przetwarzanie wyników wykonują w warunkach laboratoryjnych.

4.3 Pomiary przeprowadza się na próbkach testowych materiału obiektu kontroli. Wymagania dotyczące próbek podano w sekcji 7.

4.4 w Celu określenia stałych sprężystości w trzeciej kolejności korzystają z poprzeczne fale spolaryzowane wzdłuż i w poprzek osi próbki, a także podłużne fale.

4.5 Schemat прозвучивания materiału odpowiada echo-metody badań ultradźwiękowych [1]. Sposób wzbudzenia drgań sprężystych — pin. Rodzaj emitowanego sygnału — радиоимпульс z wysokiej częstotliwości (ultradźwiękowy) wypełnieniem, płynną koperty i efektywnej długości (na poziomie 0,6 maksymalnej amplitudy) 2−4 okresu podstawowej częstotliwości.

4.6 Do emisji i odbioru sygnałów akustycznych stosuje się nadawcze i odbiorcze (wanna) piezoelektryczne przetworniki (dalej — przetwornice) podłużnych i poprzecznych fal według GOST 26266.

4.7 Stałe sprężystości trzeciego rzędu są uśrednionymi objętościowo wiązki ultradźwięków, który wymiarami poprzecznymi konwerter i grubości materiału próbki.

5 Wymagania bezpieczeństwa

5.1 wykonanie pomiarów pozwalają na operatorów posiadających umiejętności obsługi urządzeń ultradźwiękowych badań nieniszczących, umiejących korzystać z общероссийскими i branżowych przepisów i dokumentów technicznych w akustycznym metod kontroli, które przeszły szkolenie w pracy z zastosowanymi środkami pomiarów i poświadczających znajomość zasad bezpieczeństwa w danej branży przemysłu.

5.2 Operator musi kierować GOST 12.1.001 i zasadami bezpieczeństwa technicznego podczas eksploatacji elektrycznych zgodnie z GOST 12.1.019 i GOST 12.1.038.

6 Wymagania dotyczące narzędzi pomiarowych

6.1 jako narzędzi pomiarowych używają zabudowy, zebrane z serii aparatury, lub specjalistyczne narzędzia (dalej — sztućce), certyfikowane i nadające się do legalizacji w ustalonym porządku.

6.2 Akustyczne urządzenia powinny zawierać zestaw przetworników o nominalnej częstotliwości 5 Mhz, zapewniających promieniowanie i odbiór poprzecznych i podłużnych fal sprężystych.

6.3 Granice dopuszczalnej względnego błędu pomiaru czasu propagacji impulsów fal sprężystych nie powinny przekraczać ±10.

6.4 jako нагружающих urządzeń wykorzystują maszyny do badania materiałów na rozciąganie, ściskanie i zginanie według GOST 28840.

6.5 Granice dopuszczalnej niepewności pomiaru obciążenia przy bezpośrednim uderzeniu (w procentach mierzonej obciążenia) nie powinny przekraczać ±0,5%, co odpowiada próbny maszyn z grupy 0-według GOST 28840.

6.6 Do pomiaru grubości próbki w miejscu instalacji konwerter są używane mikrometrów według GOST 6507 z ceną podziału 0,001 mm.

6.7 Pomocnicze urządzenia i materiały

6.7.1 narzędzia Ścierne do przygotowania powierzchni — według GOST 12.2.013.0.

6.7.2 Do odtłuszczania powierzchni próbki stosuje się alkohol według GOST 17299 lub aceton według GOST 2768.

6.7.3 Dla zapewnienia akustycznego kontaktu konwerter z powierzchnią próbki stosuje się epoxy żywicy według GOST 10587 formularza lub innej cieczy. Lepkość kontaktowej cieczy w temperaturze pomiaru musi spełniać lepkości żywicy epoksydowej w temperaturze 25 °C: 12−25 Pa·s.

7 Wymagania dotyczące laboratoriów badawczych próbek

7.1 jako próbek używają płaskie próbki wykonane z materiału obiektu kontroli zgodnie z GOST 1497.

7.2 Liczba próbek testowych powinna być nie mniejsza niż 5.

7.3 Grubość próbek testowych powinna być nie mniejsza niż 5 mm.

7.4 Szerokość części roboczej próbek powinna być 2−3 razy więcej wymiarów geometrycznych elementów aktywnych przetworników.

7.5 Z obu stron powierzchni próbek testowych w centrum części roboczej przygotowują plac zabaw ze stroną, równej szerokości próbki, i chropowatości powierzchni nie więcej niż 1,25 według GOST 2789.

8 Przygotowanie do wykonywania pomiarów

8.1 każdy testowego do jego mocowania w uchwytach maszyny wytrzymałościowej mierzą grubość w miejscu mocowania przetwornika.

8.2 Ustalają okres próbny próbkę w uchwytach maszyny wytrzymałościowej.

8.3 Powod warstwy kontaktowej płynu na tak przygotowaną powierzchnię testowego.

8.4 W środku próbki ustalane przetwornik poprzecznych fal, ukierunkowując jego wektor polaryzacji równolegle do osi próbki.

8.5 Powyżej osi próbki ustalane przetwornik poprzecznych fal, ukierunkowując jego wektor polaryzacji prostopadle do osi.

8.6 Poniżej osi próbki ustalane przetwornik podłużnych fal.

8.7 Zawiera przyrząd wyświetla видеоконтрольного urządzenia tymczasowej obraz odbieranych sygnałów.

8.8 Sprawdzają jakość akustycznego kontaktu, na ekranie видеоконтрольного urządzenia muszą wystąpić wielokrotnie odbite impulsy trzech typów fal, czas trwania zamiatać nie mniej niż 50 µs dla poprzecznych i nie mniej niż 30 µs dla fal podłużnych.

9 Kolejność wykonywania pomiarów

9.1 Pomiary wykonywać w normalnych warunkach klimatycznych

9.2 prototyp obciąża siłą , a następnie konsekwentnie 4−6 stopniami zmniejszają ją do wartości .

9.3 Na pierwszym stopniu obciążenia (1) wybierają pierwszy echo-impuls i następujący po nim drugi echo-impuls, który wykorzystują do pomiaru opóźnienia impulsu na podwójnej grubości próbki.

9.4 Dla pierwszego echo serca wybierają czasie, odpowiedni реперной punkcie profilu impulsu.

Uwaga — jako реперной wybierają jeden z punktów, gdzie sygnał ma wartość zero.

9.5 Dla drugiego echo serca decydują o czasie, odpowiedni taka sama реперной punkt profil tego impulsu.

9.6 Na podstawie różnicy czasów określają opóźnienie impulsu na podwójnej grubości próbki (1, 2, 3, odpowiednio dla poprzecznych fal spolaryzowanych wzdłuż i wszerz testowego, i podłużnej fali).

Uwaga — Jeśli błąd wyznaczenia nie spełnia 6.5, mierzą odstęp czasu między pierwszym a -m echo-impulsami ( — numer echo serca) zgodnie z GOST R 52371. W przyszłości jako opóźnienia wykorzystują otrzymaną wartość.

9.7 Pomiaru zgodnie z 9.2−9.6 powtórzyć dla każdego z poziomów napięcia testowego.

9.8 Pomiaru zgodnie z 9.2−9.6 powtórzyć dla wszystkich próbek materiału obiektu kontroli.

10 Przetwarzanie wyników pomiarów

10.1 Na podstawie wyników pomiarów na wszystkich testowych egzemplarzach dla każdego rodzaju fal liczą współczynniki korelacji między względnymi zmianami opóźnień i napięciami według wzoru

. (1)

Wyniki pomiarów uznaje się za pozytywny, jeżeli współczynniki korelacji dla wszystkich rodzajów fal, nie mniej niż 0,95. W przeciwnym przypadku, należy powtórzyć eksperyment z większą liczbą poziomów obciążenia , dopóki nie zostanie spełniony warunek 0,95 (1,2, 3).

10.2 Współczynniki акустоупругой związku oblicza się ze wzoru

. (2)

10.3 Stałe sprężystości trzeciej kolejności Мурнагана oblicza się ze wzoru [3, 4]

, (3)

, (4)

, (5)

gdzie

, (6)

, (7)

. (8)

Uwaga — Zamiast stałych sprężystości w trzeciej kolejności Мурнагана jest dozwolone użyć stałe , , [5], , , [6], , , [7].


Formuły komunikacji między stałymi podane są w tabeli 1.


Tabela 1 — Formuły komunikacji między różnymi stałymi sprężystości trzeciego rzędu

11 publikacja wyników pomiarów

Wyniki pomiarów odnotowują w protokole, którego kształt przedstawiono w załączniku A.

Załącznik A (zalecane). Formularz protokołu pomiarów

Załącznik A
(jest to zalecane)

PROTOKÓŁ
definicje stałych sprężystości trzeciego rzędu

Tabela 1 — Wyniki pomiarów do badań próbki N

9 Uśrednione wartości stałych sprężystości w trzeciej kolejności podane są w tabeli 2


Tabela 2 — Wartości stałych sprężystości trzeciego rzędu

Uwaga — , ,  — względne błędy wyznaczania stałych sprężystości w trzeciej kolejności , , .