ГОСТ Р 55807-2013

ГОСТ Р 55807-2013 Контроль неруйнівний. Акустичний метод контролю стану внутрішнього трубного циліндричного різьблення. Загальні вимоги

ГОСТ Р 55807-2013

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Контроль неруйнівний

АКУСТИЧНИЙ МЕТОД КОНТРОЛЮ СТАНУ ВНУТРІШНЬОГО ТРУБНОГО ЦИЛІНДРИЧНОГО РІЗАННЯ

Загальні вимоги

Non-destructive testing. Ultrasonic monitoring internal stright pipe threads. General requirements

ГКС 77.040.10

Дата введення 2015-01-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕН Автономною некомерційною організацією «Науково-дослідний центр контролю та діагностики технічних систем» (АНО «НДЦ КД»), Закритим акціонерним товариством «Спеціальне конструкторське бюро «Інфотранс» (ЗАТ «Інфотранс»)

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 22.11.13 р. N 1673-ст

4 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Правила застосування цього стандарту встановлені у ГОСТ Р 1.0-2012 (розділ 8). Інформація про зміни до цього стандарту публікується у щорічному (станом на 1 січня поточного року) інформаційному покажчику «Національні стандарти», а офіційний текст змін та поправок — у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковано у найближчому випуску щомісячного інформаційного покажчика «Національні стандарти». Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті національного органу Російської Федерації зі стандартизації в мережі Інтернет (gost.ru).

Вступ

Більшість відповідальних технічних об'єктів містять різьбові з'єднання, стан яких часто визначає конструктивну цілісність та безпеку експлуатації об'єкта.

Наприклад, у собівартості нафти, що видобувається російськими нафтовими компаніями, до 35-40% становлять витрати на підтримку у справному стані насосно-компресорних труб і муфт для них. При цьому понад 50% аварій трубних підвісок відбувається через несправність різьбових з'єднань.

Такі методи неруйнівного контролю як магнітопорошковий, вихрострумовий, проникаючих рідин, мають важливий недолік, що полягає в необхідності розбирання сполуки.

На відміну від них акустичний метод не вимагає розбирання, проте внаслідок наявності великої кількості хибних сигналів, що викликаються відбиттям акустичного сигналу від різьблення, єдиної методики ультразвукового контролю різьбових з'єднань в даний час немає [1].

Контролювати стан внутрішнього різьблення без розбирання з'єднання за критеріями ультразвукової дефектоскопії часто виявляється неможливо.

Існує, однак, значний клас об'єктів, експлуатаційна надійність яких визначається не наявністю дефектів типу втомних тріщин у внутрішній різьбі, а ступенем її загальної деградації, обумовленої корозією, деформацією та іншими процесами, що порушують геометрію різьблення.

Для таких широко поширених промислових об'єктів як з'єднувальні муфти трубопроводів, газові балони та ін, що мають внутрішнє трубне різьблення, може бути використаний акустичний метод контролю, заснований на аналізі закономірностей спектральних спотворень сигналу, відбитого від поверхні різьблення [2, 3].

Цей стандарт розроблено з метою забезпечення методичної основи застосування акустичного методу для визначення стану внутрішньої різьби на основі аналізу змін спектра акустичних сигналів, що поширюються в матеріалі різьбового з'єднання.

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює метод визначення стану внутрішнього трубного циліндричного різьблення відповідальних технічних об'єктів акустичним методом із застосуванням прийомів спектральної обробки акустичних сигналів.

Стандарт встановлює основні вимоги до порядку визначення стану різьблення акустичним луною методом з використанням електроакустичних перетворювачів пружних хвиль в режимі ручного сканування поверхні об'єкта контролю.

Стандарт поширюється на внутрішнє трубне циліндричне різьблення за ГОСТ 6357 з внутрішнім діаметром не менше 30 мм.

Метод, що встановлюється стандартом, може бути застосований як при лабораторних дослідженнях, так і при експлуатації технічних об'єктів різного призначення, що містять різьбові з'єднання з трубним циліндричним різьбленням.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використано нормативні посилання на такі стандарти:

ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002 Точність (правильність та прецизійність) методів та результатів вимірювань. Частина 2. Основний метод визначення повторюваності та відтворюваності стандартного методу вимірювань

ГОСТ 7.32-91 Система стандартів з інформації, бібліотечної та видавничої справи. Звіт про науково-дослідну роботу. Структура та правила оформлення

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 12.1.019-79 Система стандартів безпеки праці. Електробезпека. Загальні вимоги та номенклатура видів захисту

ГОСТ 12.1.038-82 Система стандартів безпеки праці. Електробезпека. Гранично допустимі значення напруги дотику та струмів

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

ГОСТ 32-74 Олії турбінні. Технічні умови

ГОСТ 2768-84 Ацетон технічний. Технічні умови

ГОСТ 2789-73 Шорсткість поверхні. Параметри та характеристики

ГОСТ 6259-75 Реактиви. Гліцерин. Технічні умови

ГОСТ 6357-81 Основні норми взаємозамінності. Різьблення трубне циліндричне

ГОСТ 11708-82 Основні норми взаємозамінності. Різьблення. терміни та визначення

ГОСТ 17299-78 Спирт етиловий технічний. Технічні умови

ГОСТ 23829-85 Контроль неруйнівний акустичний. терміни та визначення

ГОСТ 26266-90 Контроль неруйнівний. Перетворювачі ультразвукові. Загальні технічні вимоги

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 щорічним інформаційним покажчиком «Національні стандарти», який опублікований станом на 1 січня поточного року та за випусками щомісячного інформаційного покажчика «Національні стандарти» за поточний рік. Якщо замінений стандарт посилання, на який дано недатоване посилання, рекомендується використовувати діючу версію цього стандарту з урахуванням усіх внесених до цієї версії змін. Якщо замінений стандарт, на який дано датоване посилання, то рекомендується використовувати версію цього стандарту із зазначеним вище роком затвердження (прийняття). Якщо після затвердження цього стандарту до посилального стандарту, на який дано датоване посилання, внесено зміну, що стосується положення, на яке дано посилання, то це положення рекомендується застосовувати без урахування цієї зміни. Якщо стандарт посилається без заміни, то положення, в якому дано посилання на нього, рекомендується застосовувати в частині, що не зачіпає це посилання.

3 Терміни, визначення, позначення та скорочення

3.1 У цьому стандарті використовуються терміни за ГОСТ 11708 та ГОСТ 23829 .

3.2 У цьому стандарті застосовані позначення за ГОСТ 11708 , ГОСТ 6357 , а також такі основні позначення:

3.3 У цьому стандарті застосовані такі скорочення:

4 Загальні положення

4.1 Метод заснований на використанні чутливості форми амплітудного спектра ультразвукового імпульсу з довжиною хвилі, близькою до кроку різьблення, до форми профілю, що змінюється в процесі експлуатації.

4.2 Про якість різьблення та придатність її до подальшої експлуатації судять на підставі порівняння амплітудного спектра донного УІ, відображеного від профілю різьблення, з амплітудним спектром, отриманим при вимірюваннях на СОП.

Примітка — На рисунку 1 наведено типовий амплітудний спектр донного сигналу, що огинає, з центральною спектральною частотою 2,5 МГц, відбитого від профілю різьблення СОП.

Малюнок 1 — Амплітудний спектр для різьблення СОП

Малюнок 1 — Амплітудний спектр для різьблення СОП

На малюнку 2 наведено оминає амплітудного спектру для сильно корродованого різьблення, непридатного для експлуатації.

Малюнок 2 - Амплітудний спектр для сильно корродованого різьблення

Малюнок 2 - Амплітудний спектр для сильно корродованого різьблення

4.3 Метод реалізується за допомогою ручного способу ультразвукового прозвучування із застосуванням прямих поєднаних ПЕП за ГОСТ 26266 або аналогічних ЕМАП.

4.4 Оптимальний вид випромінюваного сигналу - «радіоімпульс» з високочастотним (ультразвуковим) заповненням, плавною огинаючої та ефективною тривалістю (на рівні 0,6 максимальної амплітуди), що дорівнює 2-4 періодам основної частоти.

4.5 Метод забезпечує достовірні результати при проведенні контролю у зоні поза стеком різьблення.

5 Вимоги безпеки

5.1 До виконання вимірювань допускають операторів, які мають навички експлуатації обладнання ультразвукового контролю, які вміють користуватися національними та галузевими нормативними та технічними документами за акустичними методами контролю, які пройшли навчання роботі з застосовуваними СІ та атестованих на знання правил безпеки у відповідній галузі промисловості.

5.2 При контролі PC оператор повинен керуватися ГОСТ 12.1.001, ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.3.002 та правилами безпеки при експлуатації електроустановок за ГОСТ 12.1.019 та ГОСТ 12.1.038.

5.3 Вимірювання проводять відповідно до вимог безпеки, зазначених в інструкції з експлуатації апаратури, що входить до складу використовуваних СІ.

5.4 Приміщення для проведення вимірювань повинні відповідати вимогам щодо [4] та [5].

5.5 При організації робіт з контролю PC повинні бути дотримані вимоги пожежної безпеки згідно з ГОСТ 12.1.004.

6 Вимоги до засобів вимірювань

6.1 В якості СІ використовують установки, зібрані з серійної апаратури, або спеціалізовані ультразвукові прилади, сертифіковані та повірені в установленому порядку.

6.2 У комплект СІ повинні входити ЕАП, що встановлюються на бічній поверхні PC і забезпечують випромінювання та прийом імпульсів поздовжніх пружних хвиль, що розповсюджуються вздовж діаметра PC.

ЕАП повинні мати підошви циліндричної форми з радіусом кривизни, величина якого знаходиться в інтервалі 045-055 від зовнішнього діаметра PC.

6.3 СІ повинні забезпечувати проведення вимірювань луною методом з використанням УІ з плавною огинаючою.

6.4 СІ повинні забезпечувати дискретизацію ультразвукового сигналу з частотою, що перевищує не менше ніж разів ефективну частоту використовуваного ЕАП.

6.5 СІ повинні містити аналого-цифрові перетворювачі з розрядністю не менше .

6.6 Величини і зазвичай мають значення 10 та 12 відповідно, проте можуть бути уточнені в ході попередніх експериментальних досліджень.

6.7 ПО СІ має забезпечувати можливість розрахунку амплітудних спектрів донних імпульсів з використанням БПФ.

6.7* Первинна акустична інформація для кожного вимірювання повинна зберігатися на зовнішніх носіях, захищених від несанкціонованого доступу.

__________________

* Нумерація відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.

6.8 Документація С. І. повинна містити методику виконання вимірювань, а також документи, що встановлюють:

— призначення та сфера застосування СІ;

- склад та основні характеристики засобів апаратного та програмного забезпечення, що включають похибку вимірювання параметрів УІ;

- методи та засоби досягнення сумісності СІ, у тому числі інформаційної, електричної, енергетичної, програмної, конструкторської, експлуатаційної;

- правила агрегатування засобів апаратного та програмного забезпечення та організації їх взаємодії.

6.9 Опис функціональних можливостей СІ в експлуатаційних, конструкторських та програмних документах має відображати характеристики апаратного та програмного забезпечення.

6.10 Експлуатаційні характеристики СІ повинні відповідати вимогам технічних умов та цього стандарту.

6.11 Допоміжні пристрої та матеріали

6.11.1 Для підготовки поверхні ОК використовують шліфувальний інструмент, що забезпечує шорсткість поверхні відповідно до 7.2.

6.11.2 Для знежирення поверхні застосовують спирт за ГОСТ 17299 або ацетон за ГОСТ 2768.

6.11.3 При використанні ПЕП в якості контактної застосовують досить густі текучі, добре проводять ультразвук рідини (наприклад, гліцерин за ГОСТ 6259 ; PC та контактної поверхні ПЕП).

6.11.4 При контролі використовують ємності для зберігання контактної рідини, кисті для нанесення контактної рідини на поверхню PC, ганчір'я для протирання ультразвукової апаратури та рук оператора, лінійку металеву 500 мм для розмітки поверхні PC, маркер або крейда для нанесення міток на проконтрольовані PC, журнал для робочих записів.

7 Вимоги до об'єктів контролю

7.1 Матеріал PC не повинен мати неприпустимі розшарування, включення та інші дефекти, що виявляються акустичним луною.

7.2 Шорсткість бічної поверхні PC у зонах контролю — трохи більше 2,5 мкм по ГОСТ 2789.

Примітка — Метод не гарантує необхідну точність оцінки якості PC, якщо шорсткість його бічної поверхні перевищує 2,5 мкм.

7.3 Температура поверхні PC у зонах контролю повинна бути в межах від 5 °C до 40 °C.

7.4 Перед встановленням ЕАП бічну поверхню PC очищають від бруду, окалини, іржі та знежирюють.

8 Порядок підготовки до проведення контролю

8.1 На підставі технічної документації на PC визначають внутрішній діаметр різьблення та зовнішній діаметр PC .

8.2 Вибирають ЕАП з номінальною частотою, що дорівнює 2,5 МГц, та радіусом кривизни підошви, що відповідає 6.2.

8.3 Перевірку працездатності СІ проводять на СОП, в якості якого використовують різьбовий виріб, що не був в експлуатації, відповідний за типорозміром і маркою матеріалу контрольованого.

8.4 Стан поверхні СОП повинен відповідати вимогам розділу 7.

8.5 Наносять (при використанні контактних ЕАП) контактну рідину на центральну зону поверхні СОП.

8.6 Встановлюють ЕАП, включають СІ та перевіряють його працездатність, виводячи на екран тимчасову розгортку відбитих імпульсів.

Тривалість розгортки у мкс має забезпечувати виконання нерівності:

, (1)

де - Швидкість поширення пружної поздовжньої хвилі в матеріалі PC, м / с;

- Затримка зондувального імпульсу в мкс, що визначається технічними характеристиками використовуваного СІ.

8.7 Перевіряють відсутність на тимчасовій розгортці імпульсів, викликаних наявністю в зоні контролю додаткових меж, що відбивають (розшарування, тріщини, пор та ін.), що знаходяться в матеріалі СОП, але не виявлених при дефектоскопічному контролі.

9 Порядок проведення контролю та правила обробки результатів

9.1 Проведення вимірювань та обробка результатів для СОП

9.1.1 Для центральної зони поверхні СОП у точці вимірювань з номером 1 отримують осцилограму, що містить донний УІ.

9.1.2 Засобами П. О. на осцилограмі виділяють ліву і праву межі відображеного УІ таким чином, щоб всередині обраних меж рівень сигналу перевищував середнє значення рівня шуму щонайменше ніж 6 дБ.

9.1.3 З використанням БПФ розраховують амплітудний спектр для масиву з числом значень , де - ціле число, що доповнює число значень масиву до найближчого значення числа 2 у відповідній мірі.

Примітка — Можна використовувати прямокутну віконну функцію.

9.1.4 Визначають максимальне значення спектра .

9.1.5 Визначають ліву і праву межі спектру, поза якими значення менше величини на 20 дБ та більше.

9.1.6 Засобами П. О. на інтервалі номерів гармонік від до визначають масиви локальних екстремумів амплітудного спектру .

9.1.7 Розраховують характеристику неоднорідності спектра для СОП за такою формулою

, (2)

де - Кількість екстремумів амплітудного спектру на інтервалі .

9.1.8 Переміщаючи ЕАП уздовж PC в осьовому напрямку з кроком 1 мм, проводять вимірювання по 9.1.1-9.1.7 не менше ніж у 10 точках.

9.1.9 Масив значень перевіряють на наявність викидів відповідно до ДСТУ ISO 5725-2.

9.1.10 Визначають середню характеристику спектру неоднорідності для СОП за формулою

. (3)

9.1.11 Розраховують коефіцієнт варіації результатів вимірів за формулою

, (4)

де - Середньоквадратичне відхилення, що обчислюється за формулою

. (5)

9.1.12 Порівнюють значення із гранично допустимим значенням , отриманим в ході експериментів тарування, що забезпечує необхідну точність контролю стану PC.

Якщо виконується співвідношення

, (6)

то як розрахункове значення характеристики неоднорідності спектра вибирають отримане значення . В іншому випадку кількість точок вимірювань збільшують і вимірювання по 9.1.1-9.1.7 повторюють доти, доки величина коефіцієнта варіації не досягне значення .

Примітка — У разі неможливості забезпечити величину коефіцієнта варіації не більше приймають рішення про можливість контролю стану PC зі зниженою точністю або про неможливість вимірів.

9.2 Проведення вимірювань та обробка результатів для PC

9.2.1 Для обраної зони контролю поза стеком різьблення проводять вимірювання та обробляють їх результати аналогічно вимірюванням на СОП за 9.1.

9.2.2 В результаті вимірювання для кожної зони контролю PC визначають середню характеристику неоднорідності спектра .

9.2.3 Про стан PC судять на підставі порівняння різниці із гранично допустимим значенням , отриманим в ході тарувальних експериментів на PC досліджуваного типу:

- При PC вважається працездатним,

- При PC вважається непрацездатним.

10 Правила оформлення результатів контролю

10.1 Результати вимірювань фіксують у протоколі, форму якого наведено у додатку А.

Додаткові відомості, що підлягають запису, порядок оформлення та зберігання протоколу слід встановлювати у технічних документах на контроль.

10.2 Якщо контроль PC є частиною науково-дослідних робіт, то результати вимірювань слід оформляти відповідно до вимог ГОСТ 7.32.

Додаток, А (рекомендований). Форма протоколу контролю

Додаток А
(рекомендоване)

Таблиця 1 - Результати вимірювань у зонах

Бібліографія

[1] Неруйнівний контроль. Довідник за ред. В. В. Клюєва , т.3. М: Машинобудування, 2004. 864 с.

[2] Углов А. Л. , Єрофєєв В. І. , Смирнов А. Н. Акустичний контроль обладнання при виготовленні та експлуатації. М: Наука, 2009. 280 с.

[3] Хлибов А. А. , Углов А. Л. , Пічков С. Н. Оцінка якості внутрішньої різьблення балонів спектрально-акустичним методом // Контроль. Діагностика, 2010, N 5, с.40-44

[4] СНиП 11-М.2-72 * Громадські будівлі та споруди. Норми проектування
________________
* Замінено СНіП II-91-77. СНиП II-91-77 замінений СНиП 2.09.03-85, СНиП II-89-80. - Примітка виробника бази даних.

[5] СН 245-71 * Санітарні норми проектування промислових підприємств
_______________
* На території Російської Федерації документ не діє. Діють З. П. 2.2.1.131 2-03 (постанова Головного державного санітарного лікаря РФ від 30.04.03 N 89). - Примітка виробника бази даних.

____________________________________________________________________________________
УДК 620.172.1:620.179.16:006.354 ГКС 77.040.10

Ключові слова: луна-метод, ультразвуковий імпульс, електроакустичний перетворювач, профіль різьблення, амплітудний спектр, дискретизація сигналу, швидке перетворення Фур'є
____________________________________________________________________________________

Електронний текст документа
підготовлений АТ «Кодекс» і звірений за:
офіційне видання

М: Стандартінформ, 2014