GOST R 55047-2012

GOST R 55047−2012 Diagnostic technique. Étalonnage sans norme d'instruments de mesure pour le diagnostic de l'état de contrainte-déformation des matériaux de structure. Exigences générales

GOST R 55047−2012

Groupe T59

NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

Diagnostic technique

ÉTALONNAGE SANS RÉFÉRENCE D'INSTRUMENTS DE MESURE POUR LE DIAGNOSTIC DE L'ÉTAT DE CONTRAINTE-DÉFORMATION DES MATÉRIAUX DE STRUCTURE

Exigences générales

diagnostic technique. Étalonnage sans normes d'équipements de mesure de l'état de contrainte-déformation des matériaux de structure. Exigences générales

OKS 77.040.10

Date de lancement 2014-01-01

Avant-propos

1 DÉVELOPPÉ par l'organisation autonome non commerciale "Centre de recherche pour le contrôle et le diagnostic des systèmes techniques" (ANO "NITs KD"), société à responsabilité limitée "Energodiagnostics" (LLC "Energodiagnostics")

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 8 novembre 2012 N 700-st

4 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS


Les règles d'application de cette norme sont établies dans GOST R 1.0-2012 (section 8). Les informations sur les modifications apportées à cette norme sont publiées dans l'index d'information annuel (au 1er janvier de l'année en cours) "Normes nationales", et le texte officiel des modifications et modifications - dans l'index d'information mensuel "Normes nationales". En cas de révision (remplacement) ou d'annulation de cette norme, un avis correspondant sera publié dans le prochain numéro de l'index d'information mensuel "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 (www.gost.ru)

Introduction

Actuellement, des méthodes de diagnostic de l'état de contrainte-déformation des matériaux de structure d'objets techniques critiques basées sur des méthodes modernes d'essais non destructifs sont développées de manière intensive et sont de plus en plus introduites dans la pratique de l'ingénierie.

La plupart des méthodes de contrôle non destructif de l'état de contrainte-déformation impliquent l'utilisation d'un étalonnage des instruments de mesure utilisés sur les échantillons (il s'agit le plus souvent d'échantillons de traction).

Dans le même temps, on sait qu'un tel étalonnage conduit souvent à des erreurs importantes dans la détermination de l'état de contrainte-déformation des éléments structurels d'un équipement réel, qui ne correspond pas à l'état de contrainte-déformation des échantillons d'étalonnage.

Il n'est pas possible de créer des échantillons de référence unifiés pour comparer différentes méthodes d'essais de contrainte non destructifs, en tenant compte du facteur d'échelle, de la nature des charges de travail et de la localisation des zones de contraintes maximales.

Dans ces conditions, une norme est nécessaire pour établir les exigences générales de la procédure d'étalonnage sans norme des instruments de mesure utilisés pour diagnostiquer l'état de contrainte-déformation des matériaux de structure à l'aide de méthodes d'essai non destructives.

1 domaine d'utilisation

La présente norme s'applique aux moyens de diagnostic de l'état de contrainte-déformation des matériaux de structure, qui utilisent des méthodes d'essais non destructifs applicables aussi bien à la fabrication qu'à l'exploitation d'objets techniques critiques.

La norme établit des exigences générales pour la procédure d'étalonnage sans norme des instruments de mesure pour la détermination des contraintes mécaniques apparaissant dans le matériau des objets techniques sous l'action des charges de travail.

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.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes :

GOST 12.1.019−79 Système de normes de sécurité au travail. Sécurité électrique. Exigences générales et nomenclature des types de protection

GOST 12.1.038−82 Système de normes de sécurité au travail. Sécurité électrique. Valeurs maximales admissibles des tensions et courants de contact

GOST 18353−79 Essais non destructifs. Classification des types et des méthodes

GOST 21616−91 Jauges de contrainte. Spécifications générales

GOST 21625−76 Appareil de mesure d'informations numériques avec un transducteur à cordes pour mesurer des dimensions linéaires

GOST 23479−79 Essais non destructifs. Méthodes de vue optique. Exigences générales

GOST 28836−90 Capteurs de mesure de force à jauge de contrainte. Exigences techniques générales et méthodes d'essai

GOST R 52330−2005 Essais non destructifs. Contrôle de l'état de contrainte-déformation des installations industrielles et de transport. Exigences générales

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

GOST R 52890−2007 Essais non destructifs. Méthode acoustique de contrôle des contraintes dans le matériau des pipelines. Exigences générales

GOST R 52891−2007 Contrôle des contraintes technologiques résiduelles par interférométrie laser. Exigences générales

GOST R 53204−2008 Essais non destructifs. Méthode acoustique de contrôle des contraintes mécaniques variables. Exigences générales

GOST R 53966−2010 Essais non destructifs. Contrôle de l'état de contrainte-déformation du matériau des structures. Exigences générales pour l'ordre de choix des méthodes

GOST R ISO 24497-2-2009 Essais non destructifs. Méthode de mémoire magnétique en métal. Exigences générales

GOST R ISO 24497-3-2009 Essais non destructifs. Méthode de mémoire magnétique en métal. Partie 3 : Inspection des joints soudés

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 annuel "Normes nationales" , qui a été publié à partir du 1er janvier de l'année en cours, et sur les numéros de l'index d'information mensuel "Normes nationales" pour l'année en cours. Si une norme de référence référencée non datée a été remplacée, il est recommandé d'utiliser la version actuelle de cette norme, en tenant compte des modifications apportées à cette version. Si la norme de référence à laquelle la référence datée est donnée est remplacée, il est recommandé d'utiliser la version de cette norme avec l'année d'approbation (acceptation) indiquée ci-dessus. Si, après l'approbation de la présente norme, une modification est apportée à la norme référencée à laquelle une référence datée est donnée, affectant la disposition à laquelle la référence est donnée, il est alors recommandé d'appliquer cette disposition sans tenir compte de cette modification. Si la norme de référence est annulée sans remplacement, il est recommandé d'appliquer la disposition dans laquelle la référence à celle-ci est donnée dans la partie qui n'affecte pas cette référence.

3 Désignations et abréviations

3.1 Les abréviations suivantes sont utilisées dans cette norme :

SSS - état de contrainte-déformation ;

EOPO - un élément d'un objet de danger industriel;

NK - essai non destructif ;

OI - objet de test ;

SI est un moyen de mesure.

4 Dispositions générales

4.1 Lors du choix d'un instrument de mesure pour diagnostiquer la SSS d'un matériau EOPO, ils sont guidés par l'exigence d'une sensibilité maximale des méthodes CND utilisées.

4.2 Lors du choix des méthodes CND, ils sont guidés par les exigences générales de la procédure de sélection selon GOST R 53966.

4.3 Les méthodes suivantes sont recommandées pour une utilisation selon GOST 18353 :

4.3.1 Méthode tensométrique selon GOST 52728 * utilisant les types de jauges de contrainte suivants :

________________
* Probablement une erreur d'origine. Devrait se lire : GOST R 52728. - Note du fabricant de la base de données.

- électrotensomètres selon GOST 21616 et GOST 28836 ;

— jauges de contrainte mécaniques [1] ;

— jauges de contrainte optiques ;

- jauges de contrainte à cordes, appareils de mesure d'informations numériques avec transducteurs à cordes selon GOST 21625 .

4.3.2 Méthodes magnétiques basées sur la mesure des paramètres suivants :

— bruits de Barkhausen ;

est la force coercitive ;

— anisotropie magnétique ;

— champ magnétique parasite intrinsèque (méthode de la mémoire magnétique métallique) selon GOST R ISO 24497-2 et GOST R ISO 24497-3.

4.3.3 Méthodes de vue optique selon GOST 23479 , y compris :

- méthode interférométrique selon GOST R 52891 ;

— méthode des rayures moirées ;

— la méthode des revêtements optiquement sensibles.

4.3.4 Méthode aux rayons X.

4.3.5 Méthodes acoustiques basées sur le phénomène d'acoustoélasticité :

- méthodes utilisant des ondes volumétriques élastiques (longitudinales et transversales) selon GOST R 52731, GOST R 52890 et GOST R 53204;

—méthodes utilisant les ondes élastiques de surface de Rayleigh [2] ;

- méthodes utilisant la tête élastique (creeping, subsurface, dans la littérature étrangère - -ondes) [3].

4.4 Les exigences pour l'OEPO et les moyens de diagnostic de leur SSS doivent prévoir la possibilité de mettre en œuvre la procédure d'étalonnage sans norme établie par la présente norme.

4.5 La base pour le choix du RI lors de l'étalonnage des outils de diagnostic SSS doit être une analyse des résultats d'études expérimentales réalisées par le fabricant d'EOPO sur la conformité du SSS du matériau avec RI et EOPO, ou une analyse des résultats de l'application pratique des méthodes choisies pour des objets similaires.

4.6 L'entreprise - fabricant d'EOPO, l'entreprise exploitant l'EOPO, ainsi que l'entreprise diagnostiquant l'EOPO, doivent disposer de documents réglementaires et techniques pour la méthode CND sélectionnée et les moyens de diagnostic SSS et disposer de spécialistes possédant les qualifications appropriées.

5 Exigences générales pour la procédure d'étalonnage sans étalon des instruments de mesure pour le diagnostic de l'état de contrainte-déformation

5.1 En cas d'étalonnage non standard, les MI sont réglés directement sur un EOPO réel en comparant les résultats du contrôle SSS obtenus sous l'action des charges de travail et après leur suppression.

Remarque - En tant que RI lors de l'étalonnage des outils de diagnostic SSS, des modèles d'installations simulant les conditions de fonctionnement d'un EOPO réel peuvent être utilisés, en tenant compte du facteur d'échelle.

5.2 Lors du choix de la méthode NDT et de la méthode d'étalonnage MI pour le diagnostic du SSS, il est nécessaire d'être guidé par GOST R 52330.

5.3 Lors du choix d'un OR pour l'étalonnage des outils de diagnostic SSS, il est nécessaire de prendre en compte la localité de contrôle et la zone (volume) de moyenne dans l'évaluation du SSS de l'OEPO.

5.4 Elaboration d'un programme de chargement pas à pas du RO à partir de la charge minimale jusqu'au maximum . Il est recommandé de fournir au moins cinq étapes de charge pour le traitement de régression ultérieur des résultats de test.

Remarque - Selon le type d'EOPO, la charge peut être une pression, une force, un moment de flexion , etc.

5.5 Des capteurs d'instruments de mesure étalonnés sont installés sur OI .

5.6 A chaque pas de chargement, des mesures sont effectuées sur les paramètres de la méthode CND mise en œuvre par le S.I. calibré. Chaque pas de chargement (dans l'ordre « haut-bas ») est répété trois fois.

5.7 Calculer les coefficients de régression linéaire des dépendances des valeurs des paramètres de la méthode CND sur la charge en utilisant la méthode des moindres carrés.

5.8 La présente Norme internationale est applicable si le coefficient de corrélation selon 5.7 n'est pas inférieur à 0,9.

5.9 Sur la base des données de 5.7 et 5.8, des courbes d'étalonnage sont construites ou les coefficients de régression linéaire résultants sont entrés dans la base de données SI.

5.10 Un exemple d'étalonnage sans norme de MI pour diagnostiquer le SSS d'un matériau de pipeline par la méthode acoustique est donné à l'annexe A.

6 Exigences de sécurité

6.1 Pour effectuer des travaux sur l'étalonnage des instruments de mesure pour le diagnostic SSS des matériaux de structure de l'EOPO, les opérateurs sont autorisés qui ont les compétences nécessaires pour utiliser l'outil de diagnostic SSS sélectionné, qui sont capables d'utiliser des documents réglementaires et techniques sur les méthodes CND pertinentes, qui ont été formés pour travailler avec le SI appliqué et certifiés pour la connaissance des règles de sécurité dans l'industrie concernée.

6.2 L'opérateur doit être guidé par les règles techniques de sécurité pour le fonctionnement des installations électriques grand public conformément à GOST 12 .1.019 et GOST 12 .1.038.

Annexe, A (informative). Un exemple d'étalonnage sans norme d'instruments de mesure pour diagnostiquer l'état de contrainte-déformation du matériau de la canalisation par la méthode acoustique

Annexe A
(référence)

A.1 Conformément aux données expérimentales modernes, les formules classiques d'acoustoélasticité [2, 4, 5] donnent des résultats satisfaisants pour les matériaux structuraux qui n'ont pas une forte anisotropie des propriétés mécaniques. Pour eux, les techniques de détermination des contraintes par la méthode acoustique, réglementées par GOST R 52731 et GOST R 52890, sont applicables, ce qui implique de déterminer les coefficients acousto-élastiques nécessaires sur des échantillons plats élastiquement déformables selon GOST 1497.

A.2 Dans des cas courants, lorsque le matériau du pipeline présente une anisotropie prononcée des propriétés mécaniques (un exemple est l'acier de laminage contrôlé), l'utilisation de formules classiques d'acoustoélasticité conduit à des erreurs inacceptables dans la détermination des contraintes dans le matériau du pipeline en raison de l'erreur utilisation de coefficients élasto-acoustiques déterminés sur des échantillons plats d'étalonnage [6].

A.3 L'augmentation de la précision de la détermination des contraintes dans le matériau des canalisations en matériau anisotrope peut être obtenue en utilisant des échantillons tubulaires pour l'étalonnage de la méthode acoustique, dont les paramètres géométriques correspondent aux paramètres des canalisations destinées à l'inspection.

A.4 Pour l'étalonnage, un échantillon en tube d'acier de laminage contrôlé X70, d'un diamètre de 1420 mm, d'une épaisseur de 20 mm, d'une longueur de 8 m, soudé aux extrémités, a été utilisé comme RI.

Des groupes de transducteurs piézoélectriques ont été installés dans deux zones, fournissant un rayonnement et une réception d'ondes volumétriques longitudinales et transversales pour déterminer l'état de contrainte biaxiale conformément aux normes GOST R 52731 et GOST R 52890.

Un schéma de l'échantillon est présenté à la Figure A.1.

Figure A.1 - Échantillon tubulaire pour l'étalonnage de la méthode acoustique de détermination de l'état de contrainte

1 - tronçon de canalisation ; 2, 3 - bouchons scellés ; 4 - montage ; 5 - manomètre; 6 - zones de mesure (N 1 et N 2)

Figure A.1 - Échantillon tubulaire pour l'étalonnage de la méthode acoustique de détermination de l'état de contrainte

A.5 Pour créer une pression, de l'eau a été pompée à travers le raccord 4 dans l'osmose inverse. La pression a été contrôlée avec un manomètre 5 .

A.6 Les tableaux A.1 à A.4 montrent les résultats de la mesure des retards des impulsions de divers types d'ondes élastiques se propageant perpendiculairement à la surface de l'échantillon. Les désignations suivantes sont utilisées dans les tableaux :

— est le retard de l'impulsion d'onde transversale avec une polarisation parallèle à l'axe de l'échantillon ;

— est le retard de l'impulsion d'onde transversale avec une polarisation perpendiculaire à l'axe de l'échantillon ;

— est le retard de l'impulsion de l'onde longitudinale ;

— - pression déterminée à l'aide d'un manomètre 5 ;

— - contrainte circonférentielle, calculée par la formule

, (A.1)

où est le diamètre intérieur de l'échantillon ;

est l'épaisseur de paroi de l'échantillon ;

est la contrainte axiale du RI étudié, liée à la contrainte circonférentielle par le rapport

. (A.2)

Dans les tableaux , , , correspondent à l'état non contraint du matériau, , .


Tableau A.1 - Montée en pression zone n°1

Tableau A.2 - Zone n° 1, réduction de pression

Tableau A.3 — Montée en pression de la zone n° 2

___________________
* Correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.


Tableau A.4 - Zone N 2, réduction de pression

A.7 Les équations généralisées sont utilisées comme équations d'acoustoélasticité :

, (A.3)

, (A.4)

où , , , sont des coefficients élasto-acoustiques d'un matériau à anisotropie arbitraire.

A.8 Les résultats des mesures donnés en A.6 permettent de déterminer les coefficients élasto-acoustiques , , , selon la procédure suivante.

A.8.1 Le système d'équations (A.3-A.4) est considéré comme deux modèles de régression linéaire :

, (A.5)

. (A.6)

A.8.2 Coefficients , , , déterminée par la méthode des moindres carrés. Chacune des équations (A.5) et (A.6) est un cas particulier des équations de régression multiple sans le terme libre de la fonction par variables :

, (A.7)

où — paramètres de régression, est le numéro de la variable indépendante, — numéro de mesure.

A.8.3 Estimation des paramètres de régression effectuée par la méthode des moindres carrés, pour laquelle la forme quadratique est minimisée

, (A.8)

ce qui conduit à un certain système d'équations qui est linéaire par rapport aux paramètres de régression :

. (A.9)

A.8.4 Dans le cas considéré, le problème d'estimation des coefficients élasto-acoustiques se réduit à résoudre un système de deux équations linéaires :

, (A.10)

. (A.11)

A.8.5 La solution du système d'équations (A.10-A.11) a la forme :

, (A.12)

. (A.13)

A.8.6 Ainsi, les expressions de détermination des coefficients élasto-acoustiques , , , ressembler:

- pour , :

, , , , ;

- pour , :

, , , , .

A.9 Après avoir moyenné les résultats donnés dans les tableaux A.1-A.4, nous obtenons un tableau de valeurs initiales pour le calcul des coefficients élasto-acoustiques.


Tableau A.5 - Tableau des valeurs initiales pour le calcul des coefficients élasto-acoustiques

___________________
* Correspond à l'original. — Note du fabricant de la base de données.

A.10 En utilisant les données du Tableau A.5 dans la procédure de calcul donnée en A.8, on obtient les valeurs suivantes des coefficients élasto-acoustiques :

1.32x10 MPa -3.11x10 MPa

0.37x10 MPa -8.52x10 MPa.

A.11 Pour vérifier l'exactitude des résultats obtenus, les contraintes ont été mesurées dans une zone située à une distance d'environ 1 m le long de l'axe de l'échantillon de la zone n° 2.

Les mesures ont été effectuées aux mêmes valeurs de pression que dans le processus d'étalonnage.

Les résultats des mesures des caractéristiques acoustiques et du calcul des contraintes sont donnés dans le Tableau A.6, dans lequel les valeurs et correspondent aux contraintes axiales et circonférentielles calculées par les formules (A.3), (A.4), et sont les erreurs absolues de leur détermination.


Tableau A.6 - Résultats de la vérification expérimentale de la procédure de calcul

Les résultats donnés dans le Tableau A.6 témoignent d'une précision suffisamment élevée de la détermination des contraintes dans le RI étudié.

Bibliographie

Texte électronique du document
préparé par Kodeks JSC et vérifié par rapport à :
publication officielle
M. : Standartinform, 2015