GOST 25.506−85 Calculs et tests de résistance. Méthodes d'essais mécaniques des métaux. Détermination des caractéristiques de résistance à la fissuration (ténacité à la rupture) sous chargement statique

GOST 25.506−85

Gro

GOST R 52731−2007 Essais non destructifs. Méthode acoustique de contrôle des contraintes mécaniques. Exigences générales

GOST R 52731−2007

Groupe T59

NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

Contrôle non destructif

MÉTHODE ACOUSTIQUE DE CONTRÔLE DES CONTRAINTES MÉCANIQUES

Exigences générales

contrôle non destructif. Évaluation du stress par ultrasons. Exigences générales

OKS 77.040.10

Date de lancement 2007-10-0

Avant-propos

Les objectifs et les principes de la normalisation dans la Fédération de Russie sont établis par la loi fédérale du 27 décembre 2002 N 184-FZ "sur la réglementation technique" et les règles d'application des normes nationales de la Fédération de Russie - GOST R 1.0-2004 "Normalisation dans la Fédération de Russie. Dispositions fondamentales"

À propos de la norme

1 DÉVELOPPÉ par la branche de Nizhny Novgorod de l'Institut de génie mécanique de l'Académie des sciences de la Fédération de Russie (Nf IMASH RAS) et la société par actions ouverte "Centre de recherche pour le contrôle et le diagnostic des systèmes techniques" (JSC "NRC KD" )

2 INTRODUIT par le Comité Technique de Normalisation TC 132 "Diagnostic Technique"

3 APPROUVÉ ET MIS EN VIGUEUR par arrêté de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie du 28 juin 2007 N 153-st

4 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS


Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index publié annuellement "Normes nationales", et le texte des modifications et modifications - dans les index d'informations publiés mensuellement "Normes nationales". En cas de révision (remplacement) ou d'annulation de cette norme, un avis correspondant sera publié dans l'index d'information publié mensuellement "Normes nationales". Les informations, notifications et textes pertinents sont également publiés dans le système d'information public - sur le site officiel de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie sur Internet

Introduction

Une évaluation objective des performances et de la sécurité d'un objet technique critique de fonctionnement dans la plupart des cas pratiquement importants est impossible sans évaluer l'état de contrainte dans lequel se trouve son matériau.

Parmi les méthodes modernes non destructives de mesure des contraintes mécaniques, les méthodes acoustiques sont parmi les plus prometteuses et de plus en plus utilisées dans la pratique mondiale.

Les méthodes acoustiques pour déterminer l'état de contrainte sont basées sur l'effet élasto-acoustique, c'est-à-dire la dépendance linéaire de la vitesse des ondes élastiques sur les contraintes, dont la détermination expérimentale fiable est devenue possible avec l'avènement des équipements de mesure ultrasoniques et électroniques modernes.

Cette norme servira de base méthodologique pour l'application de la méthode de mesure de la contrainte acoustique dans la résolution d'une large classe de problèmes d'ingénierie qui nécessitent une évaluation rapide de l'état de contrainte du matériau dans le cadre d'objets techniques critiques.

1 domaine d'utilisation

La présente norme s'applique à la méthode de l'écho acoustique pour la détermination des contraintes uniaxiales et biaxiales agissant dans un plan perpendiculaire à la direction de propagation des ondes pour les matériaux isotropes et anisotropes, les directions des contraintes principales coïncidant avec les axes de symétrie (y compris les produits en tôle, où les contraintes agissent le long et à travers le rouleau).

La norme ne s'applique pas à la détermination des contraintes résiduelles résultant de modifications irréversibles du matériau dues au traitement thermique, à la déformation plastique, à l'accumulation de dommages par fatigue , etc.

Cette norme établit les exigences de base pour la procédure de détermination des contraintes mécaniques, moyennées sur l'épaisseur du matériau et la surface du faisceau ultrasonore, dans le matériau des objets techniques à l'aide de la méthode des jauges de contrainte acoustiques en laboratoire et in situ. conditions, pendant la mise en service et pendant le fonctionnement.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes :

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

Remarque - Lors de l'utilisation de cette norme, il est conseillé de vérifier la validité des normes de référence dans le système d'information public - sur le site officiel de l'Agence fédérale de réglementation technique et de métrologie sur Internet ou selon l'index d'information publié annuellement "Normes nationales ", qui a été publié à partir du 1er janvier de l'année en cours, et selon les panneaux d'information mensuels correspondants publiés dans l'année en cours. Si la norme de référence est remplacée (modifiée), alors lors de l'utilisation de cette norme, vous devez être guidé par la norme de remplacement (modifiée). Si la norme référencée est annulée sans remplacement, la disposition dans laquelle la référence à celle-ci est donnée s'applique dans la mesure où cette référence n'est pas affectée.

3 Désignations et abréviations

3.1 Les symboles suivants sont utilisés dans cette norme :

, — contraintes principales dans le plan, MPa ;

est le retard de l'impulsion de l'onde de cisaillement élastique avec le vecteur de polarisation parallèle à la contrainte , en matériau chargé, μs ;

est le retard de l'impulsion de l'onde de cisaillement élastique avec le vecteur de polarisation parallèle à la contrainte , en matériel déchargé ;

est le retard de l'impulsion de l'onde de cisaillement élastique avec le vecteur de polarisation parallèle à la contrainte , en matériau chargé, μs ;

est le retard de l'impulsion de l'onde de cisaillement élastique avec le vecteur de polarisation parallèle à la contrainte , en matériel déchargé ;

est le retard de l'impulsion de l'onde longitudinale élastique dans le matériau chargé, μs ;

est le retard de l'impulsion de l'onde longitudinale élastique dans un matériau non chargé ;

est l'anisotropie acoustique intrinsèque du matériau, calculée par la formule ;

, , sont les coefficients de couplage acoustoélastique, 1/MPa :

est la variation relative du retard de l'impulsion d'onde de cisaillement polarisée selon la direction d'action de la contrainte uniaxiale lorsqu'elle change de 1 MPa ;

est la variation relative du retard de l'impulsion d'une onde de cisaillement polarisée à travers la direction d'action de la contrainte uniaxiale, lorsqu'elle change de 1 MPa ;

- évolution relative du retard de l'impulsion de l'onde longitudinale lorsque la tension change de 1 MPa ;

, sont les coefficients de couplage élasto-acoustique reliant la contrainte aux changements des paramètres acoustiques pour les ondes polarisées le long et à travers son action (respectivement) et une onde longitudinale, MPa ;

— température de l'objet de contrôle à l'état déchargé, °С ;

est la température de l'objet à tester à l'état chargé, °C ;

, — coefficients thermoacoustiques, 1/deg :

est la variation relative du retard de l'impulsion d'onde de cisaillement avec une variation de température de 1 °C,

est la variation relative du retard d'impulsion de l'onde longitudinale avec les changements de température

s par 1 °C.

3.2 Les abréviations suivantes sont utilisées dans cette norme :

NS - état de stress ;

OK - objet de contrôle ;

SI - instrument de mesure;

EAP - transducteur électroacoustique.

4 Exigences de sécurité au travail

4.1 Pour effectuer des mesures et traiter leurs résultats, permettre aux opérateurs qui ont les compétences nécessaires pour utiliser des équipements de test non destructifs à ultrasons, qui sont capables d'utiliser des documents réglementaires et techniques panrusses et industriels sur les méthodes de test acoustique, qui ont été formés pour travailler avec les instruments de mesure appliqués et certifiés pour la connaissance des règles de sécurité dans l'industrie concernée.

4.2 Lors de l'exécution de travaux de détermination des contraintes 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'État Autorité de surveillance de l'énergie.
_______________
* Les "Règles intersectorielles de protection du travail (règles de sécurité) pour l'exploitation des installations électriques" (POT R M-016-2001, RD 153-34.0-03.150-00) s'appliquent. — Note du fabricant de la base de données.

4.3 Les travaux doivent être effectués conformément aux exigences de sécurité énoncées dans les instructions d'utilisation des équipements faisant partie des instruments de mesure utilisés.

4.4 La procédure pour effectuer des mesures acoustiques à un CO spécifique doit spécifier les exigences qui doivent être respectées lors du travail dans une entreprise donnée.

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

5 Exigences pour les instruments de mesure

5.1 Comme MI, des installations assemblées à partir d'équipements de série et d'appareils spécialisés pour la détermination des tensions, certifiés et vérifiés de la manière prescrite, peuvent être utilisées.

5.2 L'IM doit contenir un ensemble d'EAP qui assurent le rayonnement et la réception des ondes élastiques longitudinales et de cisaillement.

5.3 Exigences relatives à l'erreur tolérée de l'instrument de mesure

Sur la base des informations sur la valeur du coefficient de couplage acoustoélastique du matériau OK, SI sont utilisés pour lesquels l'erreur absolue tolérée de la mesure du retard satisfait à la condition

, (une)

où — réserve métrologique ;

est la valeur maximale de l'erreur absolue de mesure du retard , calculé par la formule

, (2)

où est l'erreur absolue dans la détermination du coefficient de couplage acoustoélastique ;

 erreur absolue admissible de mesure de tension ;

est la limite d'élasticité du matériau.

5.4 Exigences logicielles pour les instruments de mesure

5.4.1 La partie algorithmique du logiciel doit assurer le calcul des paramètres acoustiques avec une erreur conformément à 5.2.

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

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

5.5 Exigences pour le support méthodologique des instruments de mesure

5.5.1 Le support méthodologique du MI doit contenir la méthodologie de réalisation des mesures, ainsi que des documents établissant :

- objet et portée de l'IS ;

- la composition et les principales caractéristiques du matériel et des logiciels, y compris les normes d'erreur de mesure des retards d'impulsion ;

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

— les règles d'agrégation du matériel et des logiciels et l'organisation de leur interaction.

5.5.2 La description des capacités fonctionnelles de l'IM dans les documents d'exploitation, de conception et de programme de l'OK et de l'IM devrait refléter les caractéristiques du matériel et des logiciels.

6 Exigences relatives à l'objet du contrôle

6.1 L'assurance qualité dans les zones de mesure ne doit pas contenir de macrodéfauts détectés par des méthodes d'essais non destructifs.

6.2 L'état de la surface dans les zones de mesure devrait fournir la sensibilité et la stabilité nécessaires pour mesurer les retards des impulsions acoustiques.

6.3 L'épaisseur minimale du matériau dans les zones de mesure est déterminée par la durée des impulsions, et l'épaisseur maximale est déterminée par l'atténuation des ondes élastiques et l'état de la surface réfléchissante.

6.4 Le rayon de courbure minimal et le degré de non-parallélisme des surfaces de l'élément structurel dans la zone de mesure sont déterminés en fonction de l'erreur maximale tolérée dans la mesure des valeurs de retard.

6.5 Lors de l'examen des OC avec des surfaces courbes, les surfaces de type convexe sont plus préférables pour les mesures.

7 La procédure de préparation au contrôle

7.1 La préparation au contrôle comprend les principales étapes suivantes :

– l'analyse des documents techniques de l'objet et l'établissement d'un plan topographique ;

— préparation des zones de mesure.

7.2 Comment examiner les documents techniques et cartographier l'enquête

7.2.1 Sur la base de l'étude des documents techniques, il est établi pour l'objet :

- l'épaisseur du matériau OK dans les zones de mesures de contraintes ;

- la possibilité de contraintes indésirables dans les nœuds critiques ou les éléments structurels qui affectent leur performance ;

- les valeurs de calcul des charges auxquelles la structure est spécialement soumise (équilibrage, déplacement de certaines pièces par rapport à d'autres , etc. ) ;

- autres informations nécessitant un contrôle de la tension ;

— marque du matériau, mode de traitement thermique, limite d'élasticité ;

- la possibilité de modifier la température d'un élément structurel de plus de 10 °C - 20 °C simultanément avec une modification des contraintes.

Remarque - En l'absence d'informations sur le matériau OC, il est permis d'identifier ses caractéristiques mécaniques sur la base des résultats d'une analyse chimique spécialement effectuée. Si possible, la limite d'élasticité du matériau OC doit être évaluée expérimentalement.

7.2.2 Sur la base de l'analyse effectuée conformément au 7.2.1 et en tenant compte des exigences de la section 5, une carte de contrôle acoustique de l'objet est établie.

7.3 Préparation de l'objet pour les mesures acoustiques

7.3.1 Dans les zones de contrôle, des sections plates dont les dimensions dépassent les dimensions géométriques correspondantes du PAE utilisé doivent être préparées.

7.3.2 La surface des zones préparées dans les zones de mesure par usinage est ajustée au degré de rugosité et d'ondulation, fournissant la valeur de l'erreur aléatoire dans la mesure des retards , ne dépassant pas l'erreur tolérée calculée par la formule (2).

7.3.3 Les zones de mesure sont numérotées et inscrites dans la carte de contrôle acoustique.

8 Procédure de contrôle

8.1 Mesures sur un objet non chargé

8.1.1 Dans le cas d'un matériau biaxial NS, l'OC est mesuré et enregistré dans le journal de contrôle acoustique, la température de l'OC dans les zones de contrôle .

8.1.2 Selon le type de NS, des mesures de retard sont effectuées dans les zones de contrôle , (un seul axe NS) ou retards , , (biaxial NS).

8.1.3 Les mesures selon 8.1.2 sont répétées 3 à 5 fois.

8.1.4 Estimer l'erreur aléatoire dans la détermination des retards et la comparer à l'erreur admissible qui fournit la précision requise dans la détermination des tensions.

8.1.5 Si nécessaire, augmenter le nombre de mesurages répétés jusqu'à ce que l'erreur aléatoire dans la détermination des retards devienne comparable à l'erreur tolérée.

Remarque - S'il est impossible de réduire l'erreur de mesure du retard à la valeur maximale autorisée, la question de l'arrêt des mesures ou de leur réalisation avec l'erreur réellement obtenue est résolue.

8.1.6 Mesures de retard moyen et les définitions de l'anisotropie intrinsèque sont inscrites dans le journal de contrôle donné à l'annexe A.

8.2 Mesures sur un objet chargé

8.2.1 Dans le cas d'un NS biaxial, la température de l'OK dans les zones de contrôle est mesurée et inscrite dans le journal de contrôle acoustique .

8.2.2 Selon le type de NS, des mesures de retard sont effectuées dans les zones de contrôle , (un seul axe NS) ou retards , , (biaxial NS).

8.2.3 Les mesures sont effectuées conformément à 8.1.3 à 8.1.5.

8.2.4 Mesures de retard moyen inscrit dans le journal de contrôle.

9 Règles de traitement des résultats de contrôle

9.1 Les valeurs des contraintes agissant dans les directions mutuellement perpendiculaires 1 et 2 de l'élément structurel sont calculées par les formules:

; (3)

, (quatre)

où , - coefficients de couplage élasto-acoustique du matériau de construction, calculés sur la base de données connues ou mesurées expérimentalement , , :

; (5)

. (6)

9.2 S'il est connu à partir de données préliminaires qu'un élément structurel ne peut subir qu'une contrainte uniaxiale dans un plan perpendiculaire à la direction de propagation des ondes, alors elle peut être calculée à l'aide de formules simplifiées :

(sept)

ou

, (huit)

où est le coefficient de couplage élasto-acoustique pour un état de contrainte uniaxial.

9.3 Quand , diffèrent peu (pour les matériaux structuraux de base, cela signifie une différence inférieure à 1,5 % -2 %), les formules (7), (8) peuvent s'écrire :

; (9)

, (Dix)

où est le paramètre d'anisotropie acoustique du matériau sollicité, calculé par la formule

. (Onze)

Remarque - Valeur détermine le degré d'anisotropie acoustique induit par la contrainte uniaxiale.

Si l'état initial est caractérisé par l'absence de toute charge appliquée au volume contrôlé de matériau, alors peut être considérée comme une caractéristique du matériau, à savoir un paramètre de sa propre anisotropie acoustique, principalement liée à la technologie de fabrication. Paramètre associés à des caractéristiques élasto-plastiques, structurelles (texturales) et, éventuellement, à d'autres caractéristiques physiques et mécaniques. Par exemple, les matériaux emboutis sont acoustiquement quasi-isotropes pour les ondes se propageant dans la direction selon laquelle s'effectue l'emboutissage. Pour la tôlerie, la valeur est généralement positif si le sens 1 est choisi le long du sens de laminage, et peut atteindre plusieurs pour cent.

9.4 Quand , diffèrent significativement (de plus de 1,5% -2%), le NS biaxial est calculé par les formules:

; (12)

, (13)

où , sont les coefficients de couplage élasto-acoustique pour les contraintes agissant le long et à travers la direction de laminage, respectivement :

; (Quatorze)

; (quinze)

. (16)

Remarque - Coefficients , , calculé sur la base de données connues ou mesurées expérimentalement , , , . Coefficient - corrective, sa valeur est plusieurs fois moindre , de sorte que sa dépendance à la direction d'application de la charge peut être négligée ( , doit être pris comme moyenne pour les directions le long et à travers la direction de laminage).

9.5 La contrainte uniaxiale dans un tel matériau est calculée par les formules :

(17)

ou

, (dix-huit)

où , sont les coefficients de couplage élasto-acoustique pour une contrainte uniaxiale agissant respectivement le long et à travers la direction de laminage, qui sont calculés sur la base de valeurs connues ou mesurées expérimentalement , , , :

; (19)

. (vingt)

9.6 Lorsque la température du matériau change de 10 °C ou plus dans les formules (3), (4), (12), (13) doit être remplacé sur le , où est le coefficient thermoacoustique, qui dépend de la différence des coefficients de température du temps de propagation des ondes longitudinales et de cisaillement dans le matériau, et est la différence de ses températures lors des mesures acoustiques à l'état chargé et à l'état déchargé.

10 Règles d'enregistrement des résultats de contrôle

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

Informations complémentaires à consigner, la procédure d'enregistrement et de conservation du journal (ou conclusion) doit être établie dans les documents techniques de contrôle.

10.2 Si les mesures de tension font partie de travaux de recherche, les résultats de mesure doivent être établis conformément aux exigences générales et aux règles de préparation des rapports de recherche.

10.3 Les résultats de l'examen doivent être conservés jusqu'au prochain contrôle qualité.

Annexe, A (recommandé). La forme du tourillon pour déterminer les contraintes mécaniques dans le matériau OK par la méthode acoustique

Annexe A
(conseillé)

Texte électronique du document
préparé par Kodeks JSC et vérifié par rapport à :
publication officielle
M. : Standartinform, 2007