ГОСТ Р 53204-2008

ГОСТ Р 53204-2008 Контроль неруйнівний. Акустичний метод контролю змінної механічної напруги. Загальні вимоги

ГОСТ Р 53204-2008
Група Т59

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Контроль неруйнівний

АКУСТИЧНИЙ МЕТОД КОНТРОЛЮ ЗМІННИХ МЕХАНІЧНИХ НАПРУГ

Загальні вимоги

Non-destructive testing. Зміна stress evaluation by ultrasound. General requirements

ГКС 77.040.10

Дата введення 2010-01-01

Передмова

Цілі та принципи стандартизації в Російській Федерації встановлені Федеральним законом від 27 грудня 2002 р. N 184-ФЗ «Про технічне регулювання», а правила застосування національних стандартів Російської Федерації - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизація в Російській Федерації. Основні положення"

Відомості про стандарт

1 РОЗРОБЛЕНО Нижегородською філією інституту машинознавства Академії наук Російської Федерації (НФ ІМАШ РАН) та Автономною некомерційною організацією «Науково-дослідний центр контролю та діагностики технічних систем» (АНО «НДЦ КД»)

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 132 "Технічна діагностика"

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентства з технічного регулювання та метрології від 25 грудня 2008 р. N 692-ст

4 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Інформація про зміни до цього стандарту публікується в інформаційному покажчику «Національні стандарти», що щорічно видається, а текст змін і поправок — у щомісячно видаваних інформаційних покажчиках «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковане у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет

Вступ

На даний час методи експериментального вивчення напруженого стану конструкційних матеріалів на основі явища акустопружності практично готові до широкого застосування. Загальні вимоги контролю механічної напруги акустичним методом регламентує ГОСТ Р 52731.

Розширення області використання пружноакустичного ефекту для контролю напруги, що виникають у твердих тілах під впливом змінних навантажень, представляє інтерес для фахівців, які займаються питаннями контролю механічних напруг методами акустопружності. Якщо змінні навантаження можна вважати квазистатичними, тобто параметри їх зміни в часі малі в порівнянні з частотою хвиль, що зондують матеріал, то явище динамічної акустопружності можна використовувати для оцінки значень змінних напруг у матеріалі технічного об'єкта.

Цей стандарт послужить методичною основою застосування методу акустопружності для оцінки значень змінних напруг, що діють усередині елементів конструкцій, що піддаються різним динамічним навантаженням у процесі випробувань, налагодження та експлуатації.

1 Область застосування

Цей стандарт поширюється на акустичний луна-метод визначення розмаху коливання напруги, що діє в площині, перпендикулярної до напряму поширення хвиль.

Стандарт поширюється визначення механічних напруг, змінюються з частотою, по крайнього заходу на порядок меншої основний частоти ультразвукових эхо-импульсов.

Цей стандарт встановлює основні вимоги до порядку визначення змінних напруг, усереднених за товщиною матеріалу та площею ультразвукового пучка, в елементах конструкцій технічних об'єктів як при їх випробуваннях на динамічні навантаження, так і в процесі експлуатації.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використано нормативні посилання на такі стандарти:

ГОСТ Р 52731-2007 Контроль неруйнівний. Акустичний метод контролю механічної напруги. Загальні вимоги

ГОСТ 12.1.001-89 Система стандартів безпеки праці. Ультразвук. Загальні вимоги безпеки

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартів безпеки праці. Пожежна безпека. Загальні вимоги

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартів безпеки праці. Устаткування виробниче. Загальні вимоги безпеки

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартів безпеки праці. Процеси виробничі. Загальні вимоги безпеки

Примітка — При користуванні цим стандартом доцільно перевірити дію стандартів посилань в інформаційній системі загального користування — на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет або за щорічно видається інформаційному покажчику «Національні стандарти», опублікованому станом на 1 січня , та за відповідними інформаційними покажчиками, що щомісяця видаються, опублікованими в поточному році. Якщо стандарт посилається (змінений), то при користуванні цим стандартом слід керуватися замінним (зміненим) стандартом. Якщо стандарт зв'язку скасовано без заміни, то положення, в якому дано посилання на нього, застосовується в частині, що не зачіпає це посилання.

3 Позначення та скорочення

3.1 У цьому стандарті застосовані такі позначення:

3.2 У цьому стандарті застосовані такі скорочення:

ОК - об'єкт контролю;

ПН - напруга, змінна в часі;

СІ - засіб вимірювань;

ЕАП – електроакустичний перетворювач.

4 Вимоги до безпеки робіт

4.1 До виконання вимірювань та обробки їх результатів допускають операторів, що володіють навичками експлуатації обладнання ультразвукового неруйнівного контролю, які вміють користуватися загальноросійськими та галузевими нормативними і технічними документами за акустичними методами контролю, що пройшли навчання роботі з застосовуваними СІ та атестованих на промисловість.

4.2 При проведенні робіт з визначення змінних механічних напруг акустичним методом оператор повинен керуватися ГОСТ 12.1.001, ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.3.002 та правилами технічної безпеки під час експлуатації електроустановок споживачів, затвердженими Держенергонаглядом.

4.3 Роботу слід проводити відповідно до вимог безпеки, викладених в інструкції з експлуатації апаратури, що входить до складу використовуваних засобів вимірювальної техніки.

4.4 У методиці проведення акустичних вимірювань на конкретному ОК повинні бути зазначені вимоги, дотримання яких є обов'язковим при роботі на даному підприємстві.

4.5 При організації робіт з контролю повинні дотримуватися вимог пожежної безпеки згідно з ГОСТ 12.1.004.

5 Вимоги до засобів вимірювань

5.1 В якості СІ можуть бути використані установки, зібрані із серійної апаратури, та спеціалізовані прилади для визначення розмаху ПН, сертифіковані та повірені в установленому порядку.

5.2 СІ повинні містити комплект ЕАП, що забезпечують випромінювання та прийом зсувних та поздовжніх пружних хвиль.

5.3 У комплект СІ повинен входити відеоконтрольний пристрій, що забезпечує розгорнення інформативного сигналу принаймні до 1 нс на поділ горизонтальної шкали.

5.4 СІ повинні бути укомплектовані методикою виконання вимірювань та обробки їх результатів.

6 Вимоги до об'єкта контролю

6.1 ОК у зонах вимірювань не повинен містити неполадок та дефектів.

6.2 Стан поверхні у зонах вимірювань повинен забезпечити необхідну чутливість та стабільність спостереження акустичних імпульсів.

6.3 Мінімальна товщина матеріалу в зонах вимірювань визначається тривалістю імпульсів, а максимальна - загасанням пружних хвиль і станом поверхні, що відбиває.

6.4 При обстеженні ОК з криволінійними поверхнями більш доцільними для вимірювань є поверхні опуклого типу.

7 Порядок підготовки до проведення контролю

7.1 Підготовка до контролю містить такі основні етапи:

- Аналіз технічних документів на об'єкт та складання карти обстеження;

- Підготовка зон вимірювань.

7.2 Порядок аналізу технічних документів та складання картки обстеження

7.2.1 На підставі вивчення технічних документів на об'єкт встановлюють:

- Товщину матеріалу ОК в зонах вимірювань;

- Можливість виникнення у відповідальних вузлах або елементах конструкції небажаних змінних напруг, що впливають на їхню працездатність;

- Розрахункові або експериментальні відомості про амплітудно-частотний діапазон змінних навантажень, яким конструкція піддається в процесі випробувань або експлуатації;

- Імовірний напрямок дії змінних напруг у кожній з контрольованих деталей конструкції;

- Інші відомості, що обумовлюють необхідність контролю змінних напруг;

- Марку матеріалу контрольованих елементів конструкції.

7.2.2 На підставі аналізу, проведеного відповідно до 7.2.1, та з урахуванням вимог 5 складають карту контролю об'єкта.

7.3 Підготовка об'єкта до акустичних вимірів

7.3.1 У зонах контролю повинні бути підготовлені плоскі ділянки з розмірами, що перевищують відповідні геометричні розміри використовуваних ЕАП.

7.3.2 Поверхня підготовлених ділянок у зонах вимірювань механічною обробкою доводять до ступеня шорсткості та хвилястості, що забезпечують спостереження на екрані відеоконтрольного пристрою ультразвукових імпульсів, затриманих у матеріалі принаймні на 50-100 мкс.

7.3.3 Зони вимірювань нумерують та вносять до карти акустичного контролю.

8 Порядок проведення контролю

8.1 Вибір контрольного акустичного імпульсу

8.1.1 Встановлюють перетворювач зсувних хвиль у положення, що відповідає напрямку вектора їх поляризації паралельно передбачуваному напрямку дії змінної напруги.

Примітка — Оскільки в цьому випадку чутливість акустичного методу є найбільшою, при контролі результати відповідних вимірювань будуть основними.

8.1.2 На екрані відеоконтрольного пристрою спостерігають картину відлуння, відбитих від меж елемента конструкції. Перевіряють можливість спостереження луна-імпульсу, затриманого у матеріалі кілька десятків мікросекунд. Те саме повторюють для іншого напрямку вектора поляризації хвиль зсуву, а також для поздовжніх хвиль.

Примітка — Використання поздовжніх хвиль не є обов'язковим, вони можуть бути використані як додаткова інформація для підтвердження результатів контролю за допомогою хвиль зсуву.

8.2 Вимірювання затримки контрольного луна-імпульсу в матеріалі

8.2.1 Визначають величину затримки контрольного ехо-імпульсу щодо першого за кількістю поділів відеоконтрольного пристрою або з використанням прецизійної лінії затримки за ГОСТ Р 52731.

8.2.2 Вимірювання проводять для двох або, за потреби, для трьох типів хвиль. Значення , і вносять до журналу контролю.

Примітка — При можливості розвантаження ОК вимірювання 8.2 дозволяють визначити постійну складову напруги відповідно до ГОСТу Р 52731.

8.3 Вимірювання розширення профілю імпульсу пружної хвилі

8.3.1 Для зсувних хвиль (див. 8.1.1) знаходять на екрані відеоконтрольного пристрою перший з ехо-імпульсів і вибирають точку перетину коливанням нуля, бажано в середині імпульсу, де амплітуда коливань максимальна.

8.3.2 Максимально розтягують вертикальну та горизонтальну осі картини на екрані так, щоб спостерігалася одна майже вертикальна лінія, що відповідає обраній фазі коливання імпульсу.

8.3.3 Візуально, по поділу лінії розгортки відеоконтрольного пристрою, визначають ширину лінії, що зображує профіль ехо-імпульсу на екрані. За наявності у складі СІ прецизійної лінії затримки цю операцію проводять із її використанням.

8.3.4 Ті самі операції проводять для відлуння, затриманого в матеріалі на 50-100 мкс. Значення визначають як різницю між шириною лінії, що зображує профіль затриманого відлуння-імпульсу, і шириною лінії, що зображує профіль першого відлуння-імпульсу.

Примітка - При можливості виконання вимог 8.3.4 чутливість методу повинна становити 10-20 МПа значення розмаху ПН (для металів та сплавів промислового застосування). В іншому випадку це значення буде більшим.

8.3.5 Повторивши операції по 8.3.1-8.3.4 для зсувної хвилі перпендикулярного напрямку вектора поляризації хвилі зсуву, знаходять .

8.3.6 Перевіряють відповідність передбачуваного напряму дії змінної напруги реальному. Припущення правильно, якщо значення у 2-3 рази перевищує значення .

Якщо перевірка по 8.3.6 дає протилежний результат, то і напрям дії змінної напруги, швидше за все, перпендикулярне. Якщо значення і близькі, то змінна напруга, швидше за все, діє під кутом до вибраних осей. У цьому випадку слід повторити вимірювання, повернувши відповідні напрямки поляризації хвиль (точніше визначити напрямок дії змінної напруги в такий спосіб навряд чи можливо).

8.3.7 Для підвищення достовірності результатів контролю допускається проведення операцій з 8.3.1-8.3.4 для поздовжніх хвиль. Знайдене значення має бути в 1,5-2 рази менше .

8.3.8 Вимірювання , і, за необхідності, по можливості проводять кілька разів, усереднені результати вимірювань вносять до журналу контролю.

9 Правила обробки результатів вимірювань

9.1 Значення розмаху ПН, що діють всередині елемента конструкції перпендикулярно напрямку поширення пружних зондуючих хвиль, обчислюють за формулами:

, (1)

, (2)

, (3)

де , , - Коефіцієнти акустопружного зв'язку матеріалу ОК;

- Відносне розширення профілю імпульсу пружної хвилі, де 1, 2, 3.

Примітка , і у формулах (1)-(3) можна прийняти рівними їх значенням, що кількісно визначає значення звичайного акустопружного ефекту в конструкційних матеріалах.

9.2 Контрольовані величини, знайдені за формулами (1)-(3) повинні бути однаковими в межах 10-20 МПа. Враховуючи, що формула (1) є основною (див. примітку до 8.3.1), відповідне значення має бути найдостовірнішим. При правильному проведенні вимірювань формули (2) та (3) допомагають у цьому переконатися.

9.3 При неможливості проведення вимірювань для обробки результатів за формулою (1) використовуються формули (2) та/або (3). Точність визначення у своїй зменшується.

9.4 Значення контрольованого параметра, визначені за формулами (1)-(3), вносять до журналу контролю.

9.5 До журналу контролю вносять результуюче значення розмаху ПН в елементі конструкції, визначене за формулою (1) з урахуванням даних додаткових вимірювань.

10 Правила оформлення результатів контролю

10.1 Результати контролю фіксують у журналі, форму якого наведено у додатку А.

Додаткові відомості, що підлягають запису, порядок оформлення та зберігання журналу (або висновків) слід встановлювати у технічних документах на контроль.

10.2 Якщо проведені вимірювання є частиною науково-дослідних робіт, результати вимірювань слід оформлювати відповідно до загальних вимог та правил оформлення звітів про науково-дослідні роботи.

10.3 Результати обстеження слід зберігати до наступного контролю ОК.

Додаток, А (рекомендований). Форма журналу визначення розмаху змінної напруги

Додаток А
(рекомендоване)

Електронний текст документа
підготовлений АТ «Кодекс» і звірений за:
офіційне видання
М: Стандартінформ, 2009