GOST 12501-67

GOST 12501–67 Tuyaux. Méthodes d'essai de couple (avec révision n° 1)

GOST 12501−67

Groupe B62*
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* Dans l'index "National
normes » 2007 groupe B69. -
Note du fabricant de la base de données.

NORME INTER-ÉTATS

TUYAUX

Méthode d'essai de couple

tubes. Méthode d'essai du moment de torsion

ISS 23.040.10
OKSTU 1909

Date d'introduction 1967-04-01

Par décret du Comité d'État des normes, mesures et instruments de mesure de l'URSS du 01/04/67 , la date d'introduction a été fixée au 04/01/67

La période de validité a été levée conformément au protocole N 7-95 du Conseil inter-États pour la normalisation, la métrologie et la certification (IUS 11-95)

EDITION (septembre 2010) avec l'amendement n° 1 approuvé en mai 1986 (IUS 8-86).


La présente Norme internationale s'applique aux tubes en acier sans soudure laminés, étirés et soudés et spécifie une méthode d'essai de couple statique pour déterminer les caractéristiques suivantes à des températures de 15 à 30 °C :

a) moment limite d'élasticité (conditionnel) ;

b) moment limite de proportionnalité (conditionnel) ;

c) moment de limite d'élasticité (physique) ;

d) moment d'élasticité (conditionnel) ;

e) couple limite.

L'application de la méthode est prévue dans les normes et spécifications qui établissent les exigences techniques des tubes en acier.

1. DÉFINITIONS ET NOTATION

1.1. Lors du test de tubes en acier avec couple, les définitions et désignations suivantes sont fournies :

a) longueur de travail de l'échantillon , mm - partie de l'échantillon entre les zones de capture;

b) la longueur estimée de l'échantillon , mm - section de l'échantillon, qui sert à déterminer l'ampleur des déformations;

c) diamètre extérieur du tuyau , mm;

d) épaisseur de paroi du tuyau , mm;

e) moment de torsion , N m (kgf n) agissant sur l'échantillon en ce moment ;

f) angle de torsion , en degrés - l'angle de rotation relative des sections transversales aux extrémités de la longueur effective;

g) décalage résiduel - déformation plastique de l'échantillon après suppression du moment de torsion appliqué.

1.2. Les caractéristiques des propriétés des tubes en acier, déterminées lors de l'essai de couple, ont les désignations et définitions suivantes :

a) moment limite élastique (conditionnel) N m (kgf n) est la quantité de couple à laquelle l'échantillon reçoit un cisaillement résiduel de 0,05 %.

Noter. S'il existe des instructions spéciales dans les normes ou les spécifications pour les tubes en acier, il est permis de déterminer la valeur du moment limite élastique (conditionnel) avec des tolérances inférieures pour le cisaillement résiduel (jusqu'à 0,02%). La valeur de la tolérance utilisée doit être indiquée dans la désignation, par exemple ; etc.

b) moment de limite de proportionnalité (conditionnel) , N m kgf n est la valeur du couple auquel l'écart par rapport à la relation linéaire entre le moment et l'angle de torsion le long de la surface de l'échantillon atteint une valeur telle que la tangente de l'angle formé par la tangente à la courbe de déformation et l'axe des moments dépasse sa valeur initiale de 50 %.

Noter. S'il existe des instructions spéciales dans les normes ou les spécifications pour les tubes en acier, il est permis de déterminer la valeur du moment de la limite de proportionnalité , N m (kgf n), avec une tolérance différente pour une augmentation de la tangente spécifiée de la pente de la tangente.

La valeur de tolérance en pourcentage doit être indiquée dans la désignation, par exemple : , etc.

c) moment de limite d'élasticité (physique) , N m (kgf n) - la plus petite valeur du moment de torsion à laquelle l'échantillon est déformé sans changement notable de la charge;

d) moment d'élasticité (conditionnel) , N m (kgf n) est la valeur du couple auquel l'échantillon reçoit un cisaillement résiduel égal à 0,3 %.

Noter. S'il existe des instructions spéciales dans les normes ou les spécifications pour les tubes en acier, il est permis de déterminer la valeur du moment de la limite d'élasticité conditionnelle avec d'autres tolérances pour la valeur du cisaillement résiduel. La valeur de la tolérance utilisée doit être indiquée dans la désignation, par exemple : ; .

e) couple ultime , N m (kgf n) est la valeur du couple qui précède le flambage du tuyau (affaissement).

2. FORME ET DIMENSIONS DES ÉCHANTILLONS

2.1. Pour tester les tuyaux avec couple, des segments de tuyau d'une section complète sont utilisés.

2.2. La production d'échantillons en coupant des tuyaux de la longueur mesurée requise est effectuée sur un équipement de coupe de métal.

Des précautions doivent être prises contre d'éventuelles modifications des propriétés du métal des échantillons dues à l'échauffement ou à l'écrouissage. Les surfaces des échantillons (à l'exception des extrémités) ne sont pas soumises à un traitement mécanique.

Les bavures pointues aux extrémités des échantillons restant après la coupe doivent être éliminées par sciage ou tournage.

2.3. Les échantillons présentant des bosses, des entailles et d'autres dommages mécaniques à la surface de la pièce de travail ne peuvent pas être testés.

2.4. Le diamètre extérieur des échantillons est mesuré avec une erreur ne dépassant pas 0,1 mm.

2.5. La longueur estimée des échantillons correspond à la base de la jauge de contrainte appliquée et est maintenue avec une erreur ne dépassant pas 1,0 mm.

Noter. L'utilisation de longueurs efficaces inférieures à 500 mm n'est pas recommandée.

2.6. Les dimensions globales des échantillons sont fixées selon le dessin 1.

Merde.1. Tailles générales des échantillons

Merde.1

2.7. Pour effectuer la déformation en torsion, des bouchons métalliques sont fermement insérés dans les extrémités des échantillons (tuyaux), qui protègent l'échantillon de l'écrasement lorsqu'il est fixé dans les pinces de la machine.

2.8. Les échantillons sont marqués en dehors de la partie calculée.

3. ÉQUIPEMENT D'ESSAI

3.1. En tant que machines d'essai, il est permis d'utiliser des machines pour la torsion de tous les systèmes qui fournissent:

— précision de l'indication de la valeur de couple ±1 % ;

- régularité du chargement statique (sans chocs et secousses) ;

- centrage fiable de l'échantillon et absence de charges de flexion ;

- la possibilité d'arrêter le chargement avec une précision d'une plus petite division de l'échelle du dynamomètre ;

- libre mouvement longitudinal d'une des pinces ;

- déchargement en douceur.

3.2. Lors de la détermination des valeurs des moments limites à l'aide de jauges de contrainte ou de torsiomètres, la valeur de division de ces derniers ne doit pas dépasser 10'.

4. TESTS ET COMPTE RENDU DES RÉSULTATS

4.1. L'amplitude du couple pendant l'essai est comptée avec une précision d'une plus petite division de l'échelle du dynamomètre.

4.2. Lors de la détermination des valeurs des moments limites des tuyaux testés, les charges doivent être d'au moins 0,1 de l'échelle appliquée du dynamomètre, mais pas inférieures à 0,04 de la charge maximale de la machine d'essai.

4.3. Moment de limite d'élasticité (conditionnel) déterminé à l'aide de jauges de contrainte ou de torsiomètres comme suit.

Calculer la quantité de décalage résiduel ( ) en degrés selon la formule

,

où est la base de la jauge de contrainte utilisée pour mesurer la contrainte de cisaillement résiduelle (longueur calculée de l'échantillon), mm ;

- diamètre extérieur du tuyau, mm ;

— tolérance de décalage résiduel, %.

Les valeurs résultantes sont arrondies à 5'.

Sur l'échantillon après l'avoir fixé dans les mors de la machine d'essai et chargé avec un couple ne dépassant pas 10% de la valeur attendue du moment limite élastique, une jauge de contrainte est installée.

L'échantillon est alors chargé avec un moment égal à 70% du moment élastique attendu et déchargé au moment initial. Les chargements suivants sont effectués par paliers correspondant à au plus 10 % du moment limite attendu. Après chaque étape de chargement, le déchargement est effectué jusqu'au moment initial avec la détermination de l'amplitude du cisaillement résiduel.

L'essai est terminé lorsque le cisaillement résiduel atteint ou dépasse légèrement la valeur calculée. .

Sur la base des résultats des tests, la valeur du moment correspondant au décalage résiduel établi est déterminée.

Dans les cas où il est nécessaire de clarifier la valeur numérique de la caractéristique à déterminer, l'utilisation de l'interpolation linéaire est autorisée.

Un exemple de détermination du moment limite élastique .

L'échantillon est un tuyau de 51x2,5 mm, la longueur et la base estimées initiales de la jauge de contrainte sont de 750 mm, le moment limite élastique attendu est de 2450–2548 N m (250–260 kgf m).

La valeur du décalage résiduel est

.

Couple initial 196 N·m (20 kgf·m). La valeur de division de la jauge de contrainte est de 10'.

La première étape de chargement est prise égale à 1760 N m (180 kgf m), la poursuite du chargement est effectuée par pas de 196 N m (20 kgf m) jusqu'à ce que le cisaillement résiduel atteigne ou dépasse légèrement la tolérance établie de 0°50' . Les résultats des tests sont consignés dans le tableau.1.

Tableau 1

Sur la base des résultats des tests, la valeur du moment correspondant au décalage résiduel établi est trouvée. Moment de limite d'élasticité (conditionnel) 2548 N·m (260 kgf·m). Le moment trouvé est affiné par interpolation linéaire :

2548−2352=196 N·m (20 kgf·m); 60' - 25' = 35'.

Moment supplémentaire ( ) est déterminé à partir de la proportion 196 N m - 35'

,

où — la différence entre le décalage résiduel calculé 0°50' et celui obtenu (1°) après suppression du moment appliqué 2548 Nm (260 kgfm) ;

* N·m (5,7 kgf·m).

________________
* La formule correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.

Moment élastique limite raffiné obtenu équivaut à 2548−56=2492 N·m (254,3 kgf·m).

(Édition modifiée, Rev. N 1).

4.4. Il est permis de déterminer le moment de la limite élastique (conditionnel) selon le diagramme de test (Fig. 2), construit en fonction des lectures du dynamomètre de la machine d'essai (moment) et de la jauge de contrainte (déformation). L'échelle du diagramme doit garantir que 1 (mm) de l'axe des abscisses n'est pas supérieur à 0,1 % du décalage résiduel et 1 mm de l'axe y n'est pas supérieur à 1,0 % de la valeur du couple déterminé.

Merde.2. Charte de test

Merde.2

Pour déterminer le moment calculer la quantité de décalage résiduel selon la formule donnée au paragraphe 4.3.

D'un point , espacés de l'origine d'une distance égale à la valeur de la tolérance de décalage résiduel spécifiée, tracer une ligne droite , parallèle à la ligne . Point (intersection avec une courbe de torsion) détermine la hauteur de l'ordonnée, c'est-à- dire la grandeur du moment , correspondant au moment limite élastique pour une tolérance donnée sur le cisaillement résiduel.

4.5. Moment de la limite de proportionnalité (conditionnel) déterminé à l'aide de jauges de contrainte ou de torsiomètres comme suit.

Une jauge de contrainte est installée sur l'échantillon après l'avoir fixé dans les mors de la machine d'essai et chargé avec un couple ne dépassant pas 10 % de la valeur attendue du moment limite de proportionnalité.

Le temps de maintien sous charge pour prendre des mesures à chaque étape du chargement ne doit pas dépasser 5 à 7 s.

L'éprouvette est chargée par grands pas jusqu'à un moment égal à 70 % du moment limite proportionnel attendu. . Le chargement ultérieur est effectué par petites étapes ( 5 % du moment limite proportionnel attendu). Lorsque la déformation angulaire due au chargement à un petit pas dépasse de 2 à 3 fois la valeur moyenne de l'incrément de déformation (au même pas de charge) dans la section élastique linéaire initiale, l'essai est arrêté. Sur la section élastique, l'angle de torsion moyen est déterminé pour une petite étape de chargement et la valeur trouvée est augmentée de 50% (conformément à la tolérance spécifiée).

Couple , correspondant au point de cette déformation un et demi, qui se trouve dans la section correspondante d'un petit étage de chargement, est la valeur souhaitée.

Dans les cas où il est nécessaire de clarifier la valeur numérique de la caractéristique à déterminer, l'utilisation de l'interpolation linéaire est autorisée.

Un exemple de détermination du moment de limite de proportionnalité (conditionnel)

La tolérance pour l'augmentation de la tangente de l'angle formé par la tangente à la courbe de déformation avec l'axe de charge est de 50 % de sa valeur dans la section linéaire.

L'échantillon est un tuyau de 51x2,5 mm, la longueur et la base estimées initiales de la jauge de contrainte sont de 750 mm, le moment attendu de la limite de proportionnalité est de 2450 N m (250 kgf m).

Moment de départ 10% des attentes 2450 Nm (250 kgfm) sera 245 Nm (25 kgfm) (arrondi à 196 Nm (20 kgfm). , correspondant à 70 % du moment attendu de la limite proportionnelle, est égal à 1715 N m (175 kgf m) (arrondi à 1760 N m (180 kgf m).

Pour obtenir au moins quatre lectures dans l'intervalle de charge spécifié, un grand pas de charge est déterminé par la formule

392 N·m (40 kgf·m).

Le chargement ultérieur est effectué par petites étapes le long 98 N·m (10 kgf·m) (correspondant à un incrément de la valeur de couple ne dépassant pas 5 % de la valeur attendue ) à un écart notable par rapport à la loi de proportionnalité.

Incrément d'angle de cisaillement moyen à un petit pas du moment appliqué 98 N·m (10 kgf·m) est

.

La valeur trouvée de l'incrément de l'angle de décalage pour un petit pas du moment appliqué dans la section linéaire, conformément à la tolérance établie, est augmenté de 50%. La valeur souhaitée par pas du moment appliqué sera

.

Le moment désiré correspondant à la limite de proportionnalité , se trouve sur la base des résultats obtenus. Pour ce cas 2450 N·m (250 kgf·m).

Le moment trouvé peut être affiné par interpolation linéaire

2548-2450 = 98 N m (10 kgf m); 20−10=10.

Moment supplémentaire , N m (kgf m), déterminé à partir de la proportion 98 N m - 10'

,

où 5' est la différence entre l'angle de cisaillement spécifié 15' et la différence obtenue dans les lectures de jauge de contrainte 10' à 2450 Nm (250 kgfm);

49 N·m (5 kgf·m).

Limite raffinée du moment de proportionnalité (conditionnel) est

2450+49=2499 N·m (255 kgf·m)

Les résultats des tests sont consignés dans le tableau.2.

Tableau 2

___________________
* Division de prix de l'échelle de jauge de contrainte 10'.


(Édition modifiée, Rev. N 1).

4.6. Moment de limite d'élasticité (physique) déterminé selon le diagramme obtenu sur la machine d'essai, si l'échelle du diagramme garantit que 1 mm de l'axe des abscisses ne dépasse pas 0,1 % du décalage relatif et 1 mm de l'axe des ordonnées ne dépasse pas 1 % de la valeur de le couple déterminé.

Lors des tests de masse, le moment peut être déterminé par un arrêt prononcé du pointeur de la machine de mesure de force de la machine d'essai, en raison de la déformation de l'échantillon sans augmentation notable de l'amplitude du moment.

4.7. Moment de limite d'élasticité (conditionnel) déterminer:

- utiliser des jauges de contrainte selon la méthode de détermination du moment de la limite d'élasticité ;

- méthode accélérée (lors des tests de masse). Cette méthode permet d'établir la conformité de la caractéristique obtenue du moment de la limite d'élasticité conditionnelle aux normes prévues par les normes ou spécifications pour ce type de conduite. La valeur exacte du moment conditionnel de la limite d'élasticité n'est pas déterminée par cette méthode.

L'essence de la méthode est de déterminer l'ampleur du décalage résiduel au moment , correspondant aux exigences de la norme ou du cahier des charges, et en le comparant avec l'indicateur du tableau de contrôle correspondant.

Des tableaux de contrôle peuvent être obtenus en calculant le cisaillement résiduel en fonction de la tolérance spécifiée, des dimensions du tuyau et de la base de la jauge de contrainte.

Exemple de liste de contrôle pour la définition à l'aide de jauges de contrainte d'embases de 500, 750 et 1000 mm est donnée en annexe 1.

Si les lectures de la jauge de contrainte à une valeur de couple donnée sont inférieures ou égales à celles de la liste de contrôle pour la taille de tuyau correspondante, les tuyaux testés répondent aux exigences requises.

4.8. Pour déterminer la valeur du couple limite l'éprouvette est soumise à une torsion sous l'action d'un moment progressivement croissant jusqu'à ce que le tuyau perde sa stabilité (affaissement).

La plus grande valeur du moment précédant le flambement de la conduite est prise comme couple limite .

4.9. Les valeurs de couple résultantes sont consignées dans le rapport d'essai dont la forme préconisée est donnée en annexe 2.

4.10. Le test est considéré comme invalide :

- lorsque l'échantillon est détruit dans les pinces de la machine d'essai ou en dehors de la longueur estimée ;

- lorsque l'échantillon est détruit en raison de défauts de fabrication métallurgique (stratification, bulles, films, etc.) ;

- lors de l'ouverture d'un cordon de soudure ;

- si des erreurs sont constatées dans le déroulement des essais ou dans l'enregistrement des résultats de ces derniers.

Dans ces cas, l'essai peut être répété sur de nouvelles éprouvettes du même lot ou de la même coulée.

ANNEXE 1. Liste de contrôle pour les tuyaux d'un diamètre de 50 à 114 mm

ANNEXE 1

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* Division de prix de l'échelle de jauge de contrainte 10'.

ANNEXE 2. Exemple de formulaire de rapport d'essai de couple pour les tubes en acier

ANNEXE 2

PROTOCOLE N