ГОСТ Р 56187-2014

ГОСТ Р 56187-2014 Технічна діагностика. Акустичний метод контролю перегріву стали. Загальні вимоги

ГОСТ Р 56187-2014

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

Технічна діагностика

АКУСТИЧНИЙ МЕТОД КОНТРОЛЮ ПЕРЕГРІВУ СТАЛИ

Загальні вимоги

Technical diagnostics. Ultrasonic monitoring steel overheating sheets. General requirements

ГКС 77.040.10

Дата введення 2016-01-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕНО Відкритим акціонерним товариством «Науково-дослідний центр контролю та діагностики технічних систем» (ВАТ «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 24 жовтня 2014 р. N 1412-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 інформаційного покажчика „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 (gost.ru)

Вступ

Багато режимів термообробки напівфабрикатів, заготовок та готових виробів із сталі передбачають високотемпературне нагрівання, при якому існує небезпека перегріву металу. Перегрів сталі призводить до значного погіршення її експлуатаційних властивостей, насамперед — різкого крихтіння.

Експлуатація виробів із перегрітої сталі абсолютно неприпустима, оскільки вони можуть раптово зруйнуватися навіть за знижених робочих навантажень.

Металографічний метод контролю мікроструктури сталі, що застосовується в даний час, з метою виявлення перегріву, будучи досить трудомістким, призначений в основному для контролю зразків і малозастосовний для готових виробів.

В останні роки активно розробляються апаратура та методи неруйнівного акустичного контролю для визначення параметрів структури та фізико-механічних характеристик сталей [1], [2].

Цей стандарт розроблено з метою забезпечення методичної основи застосування акустичного методу для експрес-контролю наявності перегріву у структурі як зразків, так і елементів конструкцій.

1 Область застосування

Цей стандарт поширюється на експериментальне визначення перегріву сталі термооброблених напівфабрикатів або готових виробів акустичним луною методом з використанням поздовжніх пружних хвиль мегагерцового діапазону.

Метод може бути застосований як із лабораторних дослідженнях, і при експлуатації технічних об'єктів різного призначення.

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 5639-82 Сталі та сплави. Методи виявлення та визначення величини зерна

ГОСТ 6259-75 Реактиви. Гліцерин. Технічні умови

ГОСТ 17299-78 Спирт етиловий технічний. Технічні умови

ГОСТ 20415-82 Контроль неруйнівний. Методи акустичні. загальні положення

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 застосовані терміни згідно з ГОСТ 23829 .

3.2 У цьому стандарті застосовані такі умовні позначення:

- Товщина об'єкта контролю в точці вимірювання, мм;

- Швидкість поширення поздовжніх пружних хвиль у матеріалі об'єкта контролю, м / с;

- Тривалість розгортки, що забезпечує візуалізацію двох відбитих імпульсів, мкс;

- Затримка першого відбитого імпульсу поздовжньої пружної хвилі, мкс;

- Затримка другого відбитого імпульсу поздовжньої пружної хвилі, мкс;

- Затримка першого відбитого імпульсу поздовжньої пружної хвилі щодо другого відбитого імпульсу, мкс;

- мінімальне значення номінальної частоти п'єзоперетворювачів, що використовуються, МГц;

— максимальне значення номінальної частоти п'єзоперетворювачів, що використовуються, МГц;

— номінальні частоти п'єзоелектричних перетворювачів, що використовуються, МГц, =1. ;

- радіус випромінювача -го * перетворювача, мм, =1. ;

_________________

* Текст документа відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.


- Число використовуваних п'єзоперетворювачів;

- Коефіцієнт загасання матеріалу об'єкта контролю при -м вимірі -м перетворювачем, дБ/м, =1. ;

- Число повторних акустичних вимірювань для -го * перетворювача;

_________________

* Текст документа відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.


- Середнє значення коефіцієнта загасання матеріалу об'єкта контролю при вимірюванні -м перетворювачем, дБ/м;

- Середнє значення коефіцієнта загасання матеріалу стандартного зразка при вимірюванні -м перетворювачем, дБ/м;

- Акустична характеристика структури об'єкта контролю;

- Граничне значення , що відповідає перегріву сталі.

3.3 У цьому стандарті застосовані такі скорочення:

ОК - об'єкт контролю;

УІ - ультразвуковий імпульс;

СІ - засіб вимірювань;

ПЕП - п'єзоелектричний перетворювач;

СОП – стандартний зразок підприємства.

4 Загальні положення

4.1 Метод заснований на існуючій залежності між коефіцієнтом загасання ультразвукових хвиль та величиною середнього розміру зерна сталі [1].

4.2 Вплив величини середнього розміру зерна сталі на частотну залежність коефіцієнта загасання ультразвуку дозволяє використовувати досить просту методологію акустичних вимірювань, що забезпечує можливість експрес-оцінки наявності перегріву сталі напівфабрикатів або готових виробів.

4.3 Метод заснований на ручному способі ультразвукового ехо-імпульсного контактного прозвучування із застосуванням суміщених п'єзоелектричних перетворювачів за ГОСТ 26266 .

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

4.5 Наявність перегріву у структурі ОК визначається для областей, усереднених за обсягом ультразвукового пучка, що визначається поперечними розмірами ПЕП та товщиною матеріалу ОК.

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 перегріву оператор повинен керуватися ГОСТ 12.1.001, ГОСТ 12.2.003, ГОСТ 12.3.002 та правилами безпеки при експлуатації електроустановок по 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 вимірювання повинні відповідати вимогам [3] та [4].

5.5 При організації робіт з контролю перегріву мають бути дотримані вимоги пожежної безпеки згідно з ГОСТ 12.1.004.

6 Вимоги до засобів вимірювань

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

6.2 СІ повинні містити комплект ПЕП, що забезпечують випромінювання та прийом поздовжніх пружних хвиль у діапазоні частот від до . Номінальні частоти ПЕП вибирають у такому порядку.

6.2.1 Для досліджуваної сталі на основі аналізу відповідних технічних документів встановлюють максимальне допустиме значення середнього діаметра зерна .

6.2.2 Відповідно до ГОСТ 5639 обчислюють значення , за формулами

, (1)

. (2)

6.2.3 Мінімальне значення M має дорівнювати 5. Для цього діапазон частот від до розбивають на октавні смуги, межі яких повинні відповідати номінальним частотам ПЕП, що використовуються.

, (3)

, (4)

, (5)

, (6)

. (7)

Примітка — Для зменшення похибки оцінки наявності перегріву допускається збільшення значення за рахунок використання додаткових номінальних частот, що знаходяться усередині виділених октавних смуг.

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 максимальну ефективну частоту ПЕП.

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

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 містити характеристики апаратного та програмного забезпечення.

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

6.11 При визначенні наявності перегріву застосовують СОП із нормальною структурою, яка не містить ознак перегріву. Кожен СОП має бути атестований та мати свідоцтво про атестацію та паспорт. СОП повинні проходити періодичну, а також у спеціальних випадках позачергову атестацію (відомчу перевірку) у встановленому у галузі порядку.

6.12 Відстань від центру СОП до бічних граней ОК має бути не менше максимального значення , що обчислюються за формулою

. (8)

6.13 Допоміжні пристрої та матеріали

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

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

6.13.3 При використанні ПЕП в якості контактних застосовують досить густі текучі, добре проводять ультразвук рідини (наприклад, гліцерин за ГОСТ 6259 , автоли 6, 10, 18, компресорне та інші аналогічні їм масла за ГОСТ 32 ), що володіють змочуючими властивостями поверхні ОК та контактної поверхні ПЕП.

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

7 Вимоги до об'єктів контролю

7.1 Матеріал О. К. не повинен містити неприпустимих розшарування, включень та інших дефектів, що виявляються акустичним ехо-методом.

7.2 Шорсткість поверхні ОК у зонах вимірів — трохи більше 2,5 мкм по ГОСТ 2789 .

Примітка — Метод не гарантує необхідну точність визначення наявності перегріву, якщо шорсткість поверхні ОК у зонах вимірювань перевищує 25 мкм.

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

7.4 Перед встановленням ПЕП поверхню ОК очищають від бруду, окалини, іржі та знежирюють.

7,5 Відстань від точки введення акустичної хвилі до бічних граней ОК має бути не менше максимального значення , що обчислюються за формулою (8).

8 Порядок підготовки до проведення контролю

8.1 З технічної документації на ОК визначають значення у зонах вимірювань.

8.2 На підставі довідкових даних чи експериментально визначають значення .

8.3 Визначають розташування точок контролю перегріву.

8.4. Наносять шар контактної рідини на підготовлену поверхню ОК.

8.5 Встановлюють ПЕП із номінальною частотою , включають СІ та перевіряють його працездатність, виводячи на екран тимчасову розгортку відбитих імпульсів.

Тривалість розгортки , мкс, має забезпечувати виконання нерівності

, (9)

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

8.6 Перевіряють відсутність на тимчасовій розгортці імпульсів, викликаних наявністю в зонах вимірювань додаткових меж, що відбивають (розшарування, тріщини, пор та ін.), що знаходяться в матеріалі ОК і не виявлених в процесі дефектоскопічного контролю.

9 Порядок проведення контролю та правила обробки результатів

9.1 Контроль проводять за технічною документацією, розробленою відповідно до ГОСТ 20415 .

9.2 У вибраній точці вимірювань встановлюють ПЕП із частотою .

9.3 Отримують осцилограму відбитих імпульсів, вид якої схематично наведено малюнку 1.

Малюнок 1 - Осцилограма УІ

1 - перший відбитий УІ, 2 - другий відбитий УІ

Малюнок 1 - Осцилограма УІ

9.4 Для першого та другого відбитих імпульсів визначають затримки і наступним чином [5]:

- Засобами програмного забезпечення використовуваного СІ виявляють сигнал у момент перевищення ним порога селектора;

- Затримка УІ визначається як момент часу, в який сигнал переходить нульове значення.

9.5 Обчислюють значення за формулою

. (10)

9.6 Для кожного випромінювача у вибраній точці вимірювань отримують осцилограму відбитих УІ, аналогічну наведеній на малюнку 1.

9.7 Засобами програмного забезпечення приладу розраховують значення за формулою (див. [6])

, (11)

де , - розмахи відповідно першого і другого відбитих імпульсів при -м вимірі -м * ПЕП.

_________________

* Текст документа відповідає оригіналу. - Примітка виробника бази даних.

9.8 Масиви значень перевіряють на наявність викидів відповідно до ДСТУ ISO 5725-2.

9.9 Визначають середні значення за формулою

. (12)

9.10 У СОП проводять вимірювання значень відповідно до 9.3-9.9.

9.11 Обчислюють акустичну характеристику структури ОК за формулою

. (13)

9.12 Порівнюють величину з величиною .

9.13 При <<img alt=«ГОСТ Р 56187-2014 Технічна діагностика. Акустичний метод контролю перегріву стали. Загальні вимоги» src=«data:image/jpeg;base64,R0lGODdhFAAbAIABAAAAAP///ywAAAAAFAAbAAACMIyPqcvtD2MEFEhj8c330K59Esc9ZXAyZ5lqiPXBK/mKSjW3KozqKgg

9.14 Якщо , структура сталі у зоні вимірювань вважається перегрітою.

10 Правила оформлення результатів вимірів

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 перегріву є частиною науково-дослідних робіт, то результати вимірювань слід оформлювати відповідно до вимог ГОСТ 7.32.

Додаток, А (рекомендований). Форма протоколу контролю

Додаток А
(рекомендоване)

Таблиця А.1 - Результати вимірювань у зонах

Бібліографія

[1] Неруйнівний контроль/під ред. В. В. Клюєва , т.3. - М.: Машинобудування, 2004 - 864 с.

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

[3] СНиП 11-М.2-72 * Суспільні будівлі та споруди. Норми проектування
________________
* Ймовірно, помилка оригіналу. Слід читати: СНіП II-М.2-72. - Примітка виробника бази даних.


[4] СН 245-71 Санітарні норми проектування промислових підприємств

[5] МВІ Стандартні зразки часу проходження ультразвукових сигналів. Визначення основних метрологічних характеристик. - ІФМ УРО РАН, Єкатеринбург, 2007 - 16 с.

[6] Кириченко І. А. Метод визначення характеристик згасання ультразвуку в полікристалічних матеріалах / Кириченко І.А., Кірєєв А. Н. , Кашура А. Л. // Електротехнічні та комп'ютерні системи. Акустичні та механічні вимірювання. - 2012 - N 06 (82). - С. 50-54

Електронний текст документа
підготовлений АТ «Кодекс» і звірений за:
офіційне видання
М: Стандартінформ, 2015