GOST 31244-2004

GOST 31244–2004 Essais non destructifs. Evaluation des caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments des systèmes techniques par la méthode acoustique. Exigences générales

GOST 31244–2004
Groupe T59

NORME INTER-ÉTATS

Contrôle non destructif

EVALUATION DES CARACTERISTIQUES PHYSIQUES ET MECANIQUES DU MATERIAU DES ELEMENTS DES SYSTEMES TECHNIQUES PAR LA METHODE ACOUSTIQUE

Exigences générales

contrôle non destructif. Évaluation des propriétés physiques et mécaniques des matériaux pour les éléments du système technique par méthode acoustique. Exigences générales

MK 77.040.10
OKSTU 0009

Date de lancement* 2010-04-01

_______________
* Le même pour tous les états mentionnés dans la préface.

Avant-propos

Les objectifs, les principes de base et la procédure de base pour la réalisation des travaux de normalisation interétatique sont établis par GOST 1.0-92 «Système de normalisation interétatique. Dispositions de base » et GOST 1 .2−97* « Système de normalisation interétatique. Normes, règles et recommandations interétatiques pour la normalisation interétatique. L'ordre de développement, d'adoption, d'application, de mise à jour et d'annulation"
______________
* Sur le territoire de la Fédération de Russie, GOST 1.2-2009 s'applique. — Note du fabricant de la base de données.

À propos de la norme

1 DÉVELOPPÉ par l'Open Joint Stock Company "Centre de recherche pour le contrôle et le diagnostic des systèmes techniques" sur la base de sa propre traduction authentique de la norme spécifiée au paragraphe 4

2 INTRODUIT par l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie

3 ADOPTÉ par le Conseil inter-États pour la normalisation, la métrologie et la certification (procès-verbal N 25−2004 du 26 mai 2004)

A voté pour accepter :

4 Arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 15 décembre 2009 N 1000-st norme interétatique GOST 31244–2004 est entré en vigueur en tant que norme nationale de la Fédération de Russie le 1er avril 2010.

5 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS


Les informations sur l'entrée en vigueur (résiliation) de cette norme sont publiées dans l'index "Normes nationales".

Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index des normes nationales et le texte des modifications est publié dans les index d'information sur les normes nationales. En cas de révision ou d'annulation de cette norme, les informations pertinentes seront publiées dans l'index d'information "Normes nationales"

1 domaine d'utilisation

La présente norme s'applique aux méthodes acoustiques impulsionnelles actives utilisées pour évaluer les caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments des systèmes techniques.

La norme s'applique principalement aux matériaux métalliques.

La norme peut être utilisée pour évaluer les caractéristiques physiques et mécaniques pour lesquelles, au cours d'études préliminaires, la présence de relations de régression avec les paramètres acoustiques a été établie.

La norme établit les exigences générales pour les systèmes de contrôle acoustique et la procédure d'application des méthodes acoustiques dans les tâches de détermination des caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments des systèmes techniques.

La norme réglemente la procédure d'évaluation des caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments des systèmes techniques, basée sur l'utilisation des dépendances des paramètres acoustiques sur les caractéristiques physiques et mécaniques déterminées obtenues au cours d'expériences de formation.

Remarque - Les expériences pédagogiques sont comprises comme un ensemble d'études expérimentales, au cours desquelles les coefficients de relations de régression des paramètres acoustiques avec les caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments contrôlés du système technique sont établis.


Cette norme s'applique aux produits (machines) et à leurs composants qui font l'objet de diagnostics techniques fonctionnels.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références aux normes interétatiques suivantes :

GOST 8.315−97 Système d'État pour assurer l'uniformité des mesures. Échantillons standard de la composition et des propriétés des substances et des matériaux. Dispositions de base

GOST 12.1.001−89 Système de normes de sécurité du travail. Ultrason. Exigences générales de sécurité

GOST 12.1.004−91 Système de normes de sécurité au travail. La sécurité incendie. Exigences générales

GOST 12.2.003−91 Système de normes de sécurité au travail. Matériel de fabrication. Exigences générales de sécurité

GOST 12.3.002−75 Système de normes de sécurité du travail. Processus de manufacture. Exigences générales de sécurité

GOST 1497−84 Métaux. Méthodes d'essai de traction

GOST 20911−89 Diagnostic technique. Termes et définitions

GOST 23829−85 Essais acoustiques non destructifs. Termes et définitions

GOST 26266−90 Essais non destructifs. Transducteurs ultrasoniques. Exigences techniques générales

Remarque - Lors de l'utilisation de cette norme, il est conseillé de vérifier la validité des normes de référence et des classificateurs sur le territoire de l'État selon l'index correspondant des normes et des classificateurs, compilé au 1er janvier de l'année en cours, et selon le correspondant indicateurs d'information publiés dans l'année en cours. Si le document de référence est remplacé (modifié), alors lors de l'utilisation de cette norme, vous devez être guidé par la norme de remplacement (modifiée). Si le document référencé est annulé sans remplacement, la disposition dans laquelle le lien vers celui-ci est donné s'applique dans la mesure où ce lien n'est pas affecté.

3 Abréviations

Les abréviations suivantes s'appliquent dans cette norme :

SAK - système de contrôle acoustique ;

OK - l'objet du contrôle ;

SC - moyens de contrôle ;

AO - matériel ;

Logiciel - logiciel;

MO - appui méthodologique ;

EAP - transducteur électroacoustique.

4 Dispositions générales

4.1 Les méthodes de contrôle acoustique sont basées sur la sensibilité des paramètres des ondes élastiques se propageant dans le matériau d'un élément d'un système technique à l'état structurel et mécanique du matériau.

4.2 Comme paramètres acoustiques, les vitesses du son, les coefficients d'amortissement et les paramètres associés de divers types d'ondes élastiques sont utilisés.

4.3 La nécessité d'évaluer les caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments des systèmes techniques par des méthodes acoustiques et sa fréquence est établie en fonction des exigences de la documentation technique.

4.4 La procédure d'évaluation des caractéristiques physiques et mécaniques du matériau d'un élément d'un système technique s'effectue dans l'ordre suivant :

- sélection de paramètres acoustiques sensibles à l'évolution des caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments contrôlés du système technique ;

– établissement de relations de régression entre les paramètres acoustiques du matériau et ses caractéristiques physiques et mécaniques au cours d'expériences d'apprentissage ;

— évaluation des caractéristiques physiques et mécaniques du matériau de l'élément contrôlé du système technique.

5 Exigences relatives à l'objet du contrôle

5.1 Les éléments examinés des systèmes techniques dans les zones de contrôle ne doivent pas contenir de macrodéfauts détectés par des méthodes d'essais non destructifs.

5.2 L'état de la surface dans les zones de contrôle devrait fournir la sensibilité et la stabilité nécessaires de la sensibilité des paramètres acoustiques informatifs établis au cours des expériences de formation.

5.3 Lors de l'examen des OC avec des surfaces courbes, les surfaces de type convexe sont plus préférables pour le contrôle.

5.4 La plage admissible d'épaisseurs de matériau dans les zones de contrôle est déterminée sur la base des valeurs du coefficient d'atténuation du type d'ondes utilisé et est établie sur la base de données de référence ou au cours d'expériences de formation.

5.5 Le rayon de courbure minimal et le degré de non-parallélisme des surfaces d'un élément structurel dans la zone de contrôle sont déterminés en fonction de la valeur de l'erreur de mesure maximale admissible du paramètre acoustique utilisé.

6 Exigences pour les systèmes de surveillance acoustique

6.1 SAK représente, conformément à GOST 20911 , un ensemble de documentation OK, SC, réglementaire et technologique et un opérateur humain.

6.2 SC est formé sur la base de JSC, PO (si nécessaire) et MO.

6.3 En tant qu'AO SK, les installations assemblées à partir d'équipements de série et de blocs d'origine, vérifiées de la manière prescrite conformément aux schémas donnés dans les recommandations [1], [2], [3], selon le type d'ondes élastiques utilisées, peuvent être utilisé, et fournissant :

- obtenir des paramètres acoustiques directement utilisés pour évaluer les caractéristiques physiques et mécaniques du matériau OC ;

— acquisition d'informations acoustiques utilisées comme source pour leur traitement ultérieur au moyen d'un logiciel.

6.4 Exigences relatives à l'erreur tolérée de l'équipement de mesure de JSC SK et à la procédure d'évaluation

6.4.1 Basé sur les informations de modification des paramètres acoustiques dans la limite de l'évolution des caractéristiques physiques et mécaniques maîtrisées , disponibles ou obtenus à la suite de la première série d'expériences de formation, choisissez la méthode et les moyens de mesure qui offrent la sensibilité la plus élevée à , c'est-à-dire conduisant, lorsqu'il est utilisé, à obtenir la valeur maximale de la quantité

, (une)

où , — les valeurs maximales et minimales du paramètre acoustique ;

, - les valeurs maximales et minimales des caractéristiques physiques et mécaniques déterminées.

6.4.2 Valeur minimale de l'erreur de mesure absolue du paramètre acoustique déterminé par la formule

, (2)

où est l'erreur absolue de mesure des caractéristiques physiques et mécaniques.

6.4.3 La valeur de l'erreur tolérée de l'équipement de mesure de JSC SK doit satisfaire à la condition

, (3)

où - réserve métrologique.

6.5 Les composants obligatoires du JSC SK sont le PAE et les documents de référence.

6.6 Exigences du PAE

6.6.1 Il est permis d'utiliser n'importe quel convertisseur comme EAP dans ACS. En règle générale, des transducteurs piézoélectriques sont utilisés.

6.6.2 Structurellement, les transducteurs piézoélectriques doivent être conformes aux exigences ergonomiques générales de GOST 26266 .

6.6.3 La forme de la surface de travail du transducteur piézoélectrique et ses dimensions sont choisies en fonction des caractéristiques géométriques de l'OC.

6.6.4 La méthode d'introduction des ultrasons dans le matériau contrôlé (contact, fente, sans contact, immersion) est déterminée en fonction des caractéristiques de la géométrie OC et des exigences de la technologie de contrôle.

6.6.5 Avec la méthode de contact consistant à introduire des ultrasons, il est recommandé d'utiliser comme lubrifiant de contact un liquide de surface de contact bien mouillant qui ne provoque pas de corrosion de l'OK.

6.7 Exigences relatives aux matériaux de référence

6.7.1 Pour préparer JSC SK aux mesures, des échantillons standard sont utilisés qui répondent aux exigences de GOST 8.315 et servent à la fois à la configuration de l'équipement et à la réalisation d'un ensemble d'expériences de formation.

6.7.2 Les échantillons standard sont fabriqués à partir du matériau du OK prévu à l'état initial conformément aux exigences de GOST 8.315. La qualité de la surface des échantillons standard doit être identique à la surface de OK. L'identité doit être vérifiée par une méthode instrumentale qui évalue la rugosité et l'ondulation (par incréments de 5 à 10 longueurs d'onde ultrasonores) de la surface.

Remarques

1 Il convient de tenir compte du fait que la rugosité a de 10% à 20% et l'ondulation - de 80% à 90% de l'influence sur la stabilité de la sensibilité des paramètres acoustiques informatifs.

2 Il est permis d'utiliser des boutures des éléments étudiés de l'OC comme échantillons standard.

6.7.3 Les mesures sur des échantillons étalons sont effectuées dans des conditions coïncidant avec les conditions de mesures sur OK.

Remarque - Il est permis, en présence de dépendances de corrélation appropriées, d'effectuer des mesures dans des conditions climatiques normales :

6.8 Logiciel de contrôle

6.8.1 Le logiciel devrait fournir des sous-programmes prenant en charge le mode d'autodiagnostic du système.

Remarque - L'autodiagnostic du système comprend obligatoirement une voie acoustique.

6.8.2 Il devrait être possible de reconstituer rapidement la banque de données du système en y inscrivant les informations obtenues lors des expériences de formation et à la suite du prochain examen de l'OK.

6.8.3 La partie algorithmique du logiciel doit assurer le calcul des paramètres acoustiques avec l'erreur spécifiée en 6.4.

6.8.4 Le logiciel doit tenir compte des conditions de réalisation des mesures acoustiques au CO, notamment le régime de température.

6.8.5 Les informations acoustiques primaires pour chaque zone de contrôle doivent être stockées en permanence sur des supports externes protégés contre tout accès non autorisé.

6.9 MO SK devrait contenir des documents établissant :

- objet et champ d'application du SC ;

— la composition et les principales caractéristiques de l'OA et des outils logiciels, y compris les normes d'erreur pour mesurer le paramètre de contrôle acoustique ;

- méthodes et moyens d'atteindre la compatibilité SC, y compris l'information, l'électricité, l'énergie, les logiciels, la conception, l'exploitation ;

— les règles d'agrégation des installations AO et logicielles et l'organisation de leur interaction.

6.10 La description de la fonctionnalité du SC dans les documents opérationnels, de conception et de programme de l'AQ et du SC doit contenir les caractéristiques de l'AO et du logiciel.

6.11 Pour effectuer des mesures acoustiques afin d'évaluer les caractéristiques physiques et mécaniques de l'OC, sont autorisés des spécialistes qui ont les compétences pour faire fonctionner l'équipement de détection de défauts par ultrasons et qui ont les certificats de qualification appropriés.

7 Préparation au test

7.1 La préparation au contrôle comprend les principales étapes suivantes :

– l'analyse de la documentation technique de l'objet et l'établissement d'un plan topographique ;

— réalisation d'une série d'expériences de formation ;

— préparation de l'objet pour les mesures acoustiques.

7.2 La procédure d'analyse de la documentation technique et de compilation d'une carte topographique

7.2.1 Sur la base de la documentation technique de l'objet, une analyse est effectuée :

- les matériaux à partir desquels les éléments de l'objet sont constitués (caractéristiques physiques et mécaniques, modes de traitement thermique) ;

 types de connexions ;

— lieux de transitions constructives ;

- types d'état de contrainte des éléments structuraux ;

- des conditions de fonctionnement.

7.2.2 Lors de l'analyse des défaillances des éléments structuraux, les éléments suivants sont enregistrés :

— les raisons des échecs ;

— lieux de défaillances ;

— la possibilité de modifier la structure et les caractéristiques physiques et mécaniques du matériau dans la zone de rupture.

7.2.3 Sur la base des caractéristiques physiques et mécaniques mesurées, le paramètre acoustique le plus informatif est sélectionné.

7.2.4 Sur la base de l'analyse effectuée conformément aux points 7.2.1 à 7.2.2 et en tenant compte des exigences de la section 6, une carte de contrôle acoustique de l'objet est établie.

7.3 Procédure de réalisation d'expériences d'entraînement

7.3.1 En fonction des conditions de fonctionnement de l'objet et de la nature des caractéristiques physiques et mécaniques déterminées, une gamme de changements d'influences externes (température, charge, déformation, etc.) est sélectionnée.

7.3.2 Élaborer un plan d'expérience de manière à ce qu'au moins cinq états du matériau soient réalisés pour chaque paramètre d'influences extérieures.

EXEMPLE Dans le contrôle des déformations plastiques par déformation active d'échantillons standards, cinq valeurs de déformation permanente sont réalisées ; lors de l'évaluation des tailles de grains, des structures avec cinq tailles de grains moyennes différentes sont formées par un traitement thermique approprié, etc.

Remarque - Lors du choix des états de matériau, il convient de tenir compte du fait que l'état de matériau OK le plus probable doit se trouver au milieu de l'échantillon.

7.3.3 En tenant compte des caractéristiques structurelles du matériau, l'OK choisit les types de transducteurs utilisés et leurs fréquences.

7.3.3.1 Le type d'ondes élastiques utilisé dépend de la nature du problème d'ingénierie à résoudre.

7.3.3.2 Les fréquences des transducteurs utilisés dépendent de la granulométrie du matériau OK et du type de paramètre acoustique utilisé :

- lors de l'utilisation de la vitesse du son et des paramètres associés comme paramètre acoustique, il est recommandé lors du choix de la fréquence du transducteur de fournir la relation suivante entre la longueur d'onde de l'onde émise et la granulométrie moyenne du matériau :

;

— lors de l'utilisation du coefficient d'atténuation et des paramètres associés comme paramètre acoustique, il est recommandé de fournir la relation suivante entre la longueur d'onde émise et la taille de grain caractéristique moyenne du matériau ;

.

7.3.4 En fonction des caractéristiques de la géométrie et des conditions d'exploitation, l'OK compose l'installation pour déterminer les caractéristiques acoustiques retenues.

7.3.5 Dans chacun des états, les mesures acoustiques nécessaires sont effectuées avec l'enregistrement de paramètres acoustiques sélectionnés ou de tableaux complets d'informations acoustiques primaires, en fonction de l'AO SK utilisé.

Remarque - Lors de l'utilisation de tableaux d'informations acoustiques primaires dans chaque état du matériau d'échantillons standard comme données de sortie, les tableaux doivent être traités au moyen de MO SAC pour obtenir les paramètres acoustiques nécessaires.

7.3.6 Établir le type de relation de régression du paramètre acoustique sélectionné avec la caractéristique physique et mécanique étudiée du matériau OC et entrer les coefficients de couplage résultants dans la banque de données SAK.

7.4 Préparation de l'objet pour les mesures acoustiques

7.4.1 Les zones de contrôle doivent être numérotées.

7.4.2 Les exigences de la section 5 doivent être respectées.

8 Effectuer le contrôle

8.1 Mesurer et entrer dans la carte de contrôle acoustique la température de l'OK dans les zones de contrôle, ainsi que la pression de fonctionnement.

8.2 Affiner l'algorithme de calcul :

— AO SC est ajusté sur un échantillon standard ;

- extraire les coefficients correspondants des relations de régression de la banque de données SAK ;

- calculer la caractéristique physique et mécanique mesurée pour un échantillon standard ;

- comparer la valeur reçue avec la valeur stockée dans la banque de données ;

— apporter les modifications appropriées à l'algorithme de calcul.

8.3 Conformément à la carte topographique, un ensemble de mesures acoustiques est effectué dans les zones sélectionnées et leurs résultats sont enregistrés.

8.4 Calculer le paramètre acoustique le plus informatif.

8.5 Les mesures selon 8.3-8.4 sont répétées 3 à 5 fois.

8.6 Estimer la variance du paramètre acoustique le plus informatif et la comparer à la valeur correspondante obtenue lors de l'expérience d'apprentissage sur des échantillons standards.

8.7 Si nécessaire, augmenter le nombre de mesures répétées jusqu'à ce que la variance du paramètre acoustique le plus informatif devienne comparable à la variance obtenue lors de l'expérience d'entraînement.

8.8 Selon le paramètre acoustique moyen le plus informatif, les caractéristiques physiques et mécaniques nécessaires du matériau sont déterminées à l'aide des informations pertinentes de la banque de données.

9 Enregistrement des résultats de contrôle

9.1 Les résultats du contrôle sont consignés dans le journal dont la forme est donnée en Annexe A.

Les informations complémentaires à enregistrer, la procédure d'enregistrement et de stockage du journal (ou conclusion) doivent être établies dans la documentation technique de contrôle.

9.2 Les résultats de l'enquête doivent être conservés jusqu'au prochain contrôle qualité.

10 Exigences de sécurité

10.1 Lors de l'exécution de travaux visant à déterminer les caractéristiques physiques et mécaniques par la méthode acoustique, l'opérateur doit être guidé par GOST 12 .1.001, GOST 12 .2.003, GOST 12 .3.002 et les règles techniques de sécurité pour le fonctionnement des installations électriques grand public approuvées par l'Autorité nationale de surveillance de l'énergie.

10.2 Les travaux doivent être effectués conformément aux exigences de sécurité énoncées dans les instructions d'utilisation de l'équipement inclus dans le SC.

10.3 La procédure de réalisation des mesures acoustiques pour contrôler un élément spécifique d'un système technique doit préciser les exigences à respecter lors de travaux sur des objets de surveillance dans une entreprise donnée.

10.4 Lors de l'organisation des travaux de contrôle, les exigences de sécurité incendie conformément à GOST 12 .1.004 doivent être respectées.

Annexe, A (recommandé). La forme du journal pour déterminer les caractéristiques physiques et mécaniques du matériau des éléments des systèmes techniques par la méthode acoustique

Annexe A
(conseillé)

Bibliographie