GOST R 56664-2015

GOST R 56664−2015 Essais non destructifs. Détermination de l'état de contrainte du matériau des produits de génie mécanique par les méthodes d'acoustoélasticité. Exigences générales

GOST R 56664−2015
Groupe T59

NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE

Contrôle non destructif

DÉTERMINATION DE L'ÉTAT DE CONTRAINTE DU MATÉRIAU DES PRODUITS D'INGÉNIERIE PAR DES MÉTHODES ACOUSTELASTIQUES

Exigences générales

contrôle non destructif. Évaluation des produits d'ingénierie des matériaux à l'état de contrainte par des méthodes acoustoélastiques. Exigences générales

OKS 77.040.10

Date de présentation 2016-07-01

Avant-propos

1 DÉVELOPPÉ par la société par actions ouverte "Centre de recherche pour le contrôle et le diagnostic des systèmes techniques" (JSC "NITs KD") avec la participation de l'Université technique d'État de Nizhny Novgorod. RE Alekseeva (NSTU du nom de RE Alekseev)

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 22 octobre 2015 N 1615-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 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

Une évaluation objective des performances et de la sécurité des objets techniques critiques en fonctionnement est impossible sans évaluer l'état de contrainte dans lequel se trouve leur matériau.

Dans un grand nombre de cas pratiquement importants, une évaluation calculée de l'état de contrainte d'un objet technique n'est possible qu'au stade du début de son fonctionnement, immédiatement après sa fabrication. Il est généralement possible d'évaluer l'état de contrainte du matériau d'un objet pendant son fonctionnement uniquement par des mesures directes (et dans la plupart des cas destructives).

L'une des méthodes les plus prometteuses pour mesurer les contraintes mécaniques dans un matériau sans le détruire est la méthode acoustique basée sur l'effet élastoacoustique, c'est-à-dire la dépendance linéaire de la vitesse de propagation des ondes élastiques sur les contraintes, dont la détermination expérimentale fiable est assurée par la disponibilité d'équipements de mesure modernes.

Les normes nationales existantes qui réglementent la procédure d'utilisation de la méthode acoustique dans les problèmes de contrôle de l'état de contrainte sont consacrées aux exigences générales pour les mesures, et les procédures de préparation et de réalisation des mesures y sont décrites de manière incomplète.

La présente norme a été élaborée afin de fournir une base méthodologique pour l'application à grande échelle de la méthode d'acoustoélasticité pour déterminer l'état de contrainte uniaxiale et biaxiale du matériau des objets techniques critiques à la fois pendant leur fabrication et leurs essais, et pendant le fonctionnement réel.

1 domaine d'utilisation

La présente norme s'applique à la méthode acoustique de détermination de l'état de contrainte du matériau des produits de génie mécanique à l'aide de la méthode d'acoustoélasticité.

Cette norme établit les exigences de base pour la procédure de détermination de l'état de contrainte uniaxiale et biaxiale du matériau des objets techniques qui ont deux surfaces planes parallèles dans la zone de mesure, en utilisant des ondes volumétriques longitudinales et transversales se propageant normalement à la surface d'un objet technique. .

La méthode établie par cette norme peut être appliquée à la fois dans des études en laboratoire et dans des conditions de laboratoire et naturelles pour surveiller l'état de contrainte d'un matériau d'une large classe d'objets techniques.

2 Références normatives

Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes :

GOST 7.32−2001 Système de normes pour l'information, la bibliothéconomie et l'édition. Rapport de recherche. Règles de structure et de conception

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

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

GOST 12.2.013.0 −91 Système de normes de sécurité au travail. Machines manuelles électriques. Exigences générales de sécurité et méthodes d'essai

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

GOST 1497-84 (ISO 6892-84) Métaux. Méthodes d'essai de traction

GOST 2768−84 Acétone technique. Caractéristiques

GOST 2789−73 Rugosité de surface. Paramètres et caractéristiques

GOST 6616−94 Convertisseurs thermoélectriques. Spécifications générales

GOST 10587−84 Résines époxy-diane non polymérisées. Caractéristiques

GOST 17299−78 Alcool éthylique technique. Caractéristiques

GOST 28840−90 Machines pour tester les matériaux en traction, compression et flexion. Exigences techniques générales

GOST R 8.563−2009 Système d'État pour assurer l'uniformité des mesures. Techniques (méthodes) de mesures

GOST R 12.1.019−2009 Système de normes de sécurité au travail. Sécurité électrique. Exigences générales et nomenclature des types de protection

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

GOST R 55043−2012 Essais non destructifs. Détermination des coefficients de couplage élasto-acoustique. Exigences générales

GOST R 55725−2013 Essais non destructifs. Transducteurs piézoélectriques à ultrasons. Exigences techniques générales

GOST R ISO 5725-2-2002 Exactitude (exactitude et précision) des méthodes de mesure et des résultats. Partie 2 : Méthode de base pour déterminer la répétabilité et la reproductibilité d'une méthode de mesure standard

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 au 1er janvier de l'année en cours, et selon 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 conventions suivantes sont utilisées dans cette norme :

h est l'épaisseur du matériau de l'objet à tester, mm ;

V est la vitesse de propagation d'une onde élastique avec un vecteur d'onde dirigé dans la direction i et avec un vecteur de polarisation dirigé dans la direction k ( i = k valeurs correspondent à des ondes longitudinales, valeurs - transversale), m / s;

t est le retard d'impulsion d'une onde élastique se propageant avec une vitesse V , ns;

—coefficients de vitesse acoustoélastique, 1/MPa ;

—coefficients de retard acoustoélastique, 1/MPa ;

est la fréquence effective des impulsions ultrasonores, MHz ;

- limite d'élasticité conditionnelle du matériau de l'objet à tester, MPa ;

, sont les principales contraintes agissant dans le matériau de l'objet à tester, MPa ;

J — température de l'objet de contrôle dans la zone de mesure en l'absence de contraintes, °С ;

T est la température de l'objet à tester dans la zone de mesure sous l'action de contraintes, °C ;

V est la vitesse de propagation des ondes longitudinales élastiques dans le matériau de l'objet d'essai, m/s ;

V est la vitesse de propagation des ondes élastiques transversales dans le matériau de l'objet d'essai, m/s ;

m est le nombre d'impulsions réfléchies d'ondes élastiques transversales polarisées dans la direction de la texture du matériau ;

m est le nombre d'impulsions réfléchies d'ondes élastiques transversales polarisées dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau ;

t est le nombre d'impulsions réfléchies d'ondes élastiques longitudinales ;

n est le nombre de mesures répétées pour déterminer le retard d'impulsion des ondes élastiques transversales polarisées dans la direction de la texture du matériau sous l'action des contraintes ;

n est le nombre de mesures répétées pour déterminer le retard d'impulsion des ondes élastiques transversales polarisées dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau sous l'action des contraintes ;

n est le nombre de mesures répétées pour déterminer le retard d'impulsion des ondes longitudinales élastiques sous l'action des contraintes ;

T(m ) est la durée du balayage, fournissant la visualisation de m impulsions réfléchies d'ondes élastiques transversales polarisées dans la direction de la texture du matériau, μs ;

T(m ) est la durée du balayage, fournissant la visualisation de m impulsions réfléchies d'ondes élastiques transversales polarisées dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau, μs ;

T ( m ) est la durée du balayage, fournissant la visualisation de m impulsions réfléchies d'ondes longitudinales élastiques, μs ;

- l'erreur absolue maximale tolérée dans la mesure des intervalles de temps des instruments de mesure utilisés, ns ;

- l'erreur relative maximale tolérée dans la mesure des intervalles de temps des instruments de mesure utilisés ;

sont les retards des impulsions réfléchies de l'onde transversale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lorsque l'onde est polarisée dans la direction de la texture du matériau en l'absence de contraintes après n mesures répétées, ns, i=1 … n ;

t est la valeur moyenne du retard de l'impulsion réfléchie de l'onde transversale avec le nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lorsque l'onde est polarisée dans la direction de la texture du matériau en l'absence de contraintes, ns ;

— coefficient de variation des valeurs ;

sont les retards des impulsions réfléchies de l'onde transversale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lors de la polarisation dans la direction de la texture du matériau sous l'action des contraintes après n mesures répétées, ns, i= 1… n ;

t est la valeur moyenne du retard de l'impulsion réfléchie de l'onde transversale avec le nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lorsque l'onde est polarisée dans la direction de la texture du matériau sous l'action des contraintes, ns ;

— coefficient de variation des valeurs ;

- valeur de retard t , ramené à une température de 20 °C, ns;

- valeur de retard t , ramené à une température de 20 °C, ns;

sont les retards des impulsions réfléchies de l'onde transversale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lorsque l'onde est polarisée dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau, après n mesures répétées, ns, i= 1… n ;

t est la valeur moyenne du retard de l'impulsion réfléchie de l'onde transversale avec le nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lorsque l'onde est polarisée dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau, en l'absence de contraintes après n mesures répétées, ns ;

— coefficient de variation des valeurs ;

sont les retards des impulsions réfléchies de l'onde transversale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lorsque l'onde est polarisée dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau, sous l'action de contraintes après n mesures répétées, ns, i= 1… n ;

t est la valeur moyenne de l'impulsion réfléchie de l'onde transversale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie lorsque l'onde est polarisée dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau, sous l'action des contraintes, ns ;

— coefficient de variation des valeurs ;

- valeur de retard t , ramené à une température de 20 °C, ns ;

- valeur de retard t , ramené à une température de 20 °C, ns;

sont les retards des impulsions réfléchies de l'onde longitudinale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie en l'absence de tensions après n mesures répétées, ns, i= 1… n ;

t est la valeur moyenne de l'impulsion réfléchie de l'onde longitudinale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie en l'absence de tensions, ns ;

— coefficient de variation des valeurs ;

sont les retards des impulsions réfléchies de l'onde longitudinale de nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie sous l'action des contraintes après n mesures répétées, ns, i= 1… n ;

t est la valeur moyenne du retard de l'impulsion réfléchie de l'onde longitudinale avec le nombre m par rapport à la première impulsion réfléchie sous l'action des contraintes, ns ;

— coefficient de variation des valeurs ;

- valeur de retard t , ramené à une température de 20 °C, ns;

- valeur de retard t , ramené à une température de 20 °C, ns;

, , , sont les coefficients acoustoélastiques, 1/MPa ;

k , k , k , k  coefficients élasto-acoustiques (tensométriques), MPa ;

k , k — coefficients thermoacoustiques, 1/deg :

k est la variation relative de la vitesse de l'onde élastique longitudinale avec une variation de température de 1 degré ;

k - de même pour l'onde transverse.

3.2 Les abréviations suivantes sont utilisées dans cette norme :

OK - l'objet du contrôle ;

NS - état de stress ;

SI - instrument de mesure;

UI est une impulsion ultrasonore ;

EAP - transducteur électroacoustique;

PEP - transducteur piézoélectrique ;

EMAP - transducteur acoustique électromagnétique ;

KUAS - coefficients de couplage élastique-acoustique.

4 Dispositions générales

4.1 Les mesures de contrainte au point de contrôle sont effectuées par la méthode acoustoélastique conformément aux exigences générales de GOST R 52731.

4.2 La direction de propagation des ondes est perpendiculaire au plan d'action des contraintes mesurées.

4.3 Le schéma de sondage du matériau correspond à la méthode d'écho des tests par ultrasons. La méthode d'excitation des vibrations élastiques est avec ou sans contact, selon le PAE utilisé. Le type de signal émis recommandé est une "impulsion radio" avec un remplissage haute fréquence (ultrasonique), une enveloppe lisse et une durée effective (au niveau de 0,6 de l'amplitude maximale) de 2 à 4 périodes de la fréquence fondamentale.

4.4 Le rayonnement et la réception des signaux acoustiques sont effectués à l'aide d'un EAP émetteur-récepteur (combiné) d'ondes longitudinales et transversales.

Remarque - En tant qu'EAP, des sondes conformes à GOST R 55725 ou des EMAT spécialement conçus peuvent être utilisés.

4.5 Les contraintes mesurées sont moyennées sur le volume du faisceau ultrasonore, déterminé par les dimensions transversales de l'EAP et l'épaisseur du matériau. En règle générale, ce sont les contraintes principales dans le plan perpendiculaire à la direction de propagation des ondes. Les valeurs de contrainte sont mesurées à partir des valeurs qui correspondent aux valeurs initiales des paramètres acoustiques mesurés avant que la contrainte ne se produise.

4.6 Les approches actuelles du contrôle des contraintes mécaniques dans le matériau par la méthode acoustique sont généralement basées sur les relations générales d'acoustoélasticité [1]-[3].

Les équations correspondantes pour la relation entre la vitesse et le temps de propagation des ondes de corps élastiques de polarisation différente avec des contraintes agissantes dans le cadre de la théorie matricielle de l'acoustoélasticité en l'absence d'influences thermiques et électromagnétiques externes ont la forme habituelle pour les relations linéarisées :

, (une)

, (2)

où , sont respectivement le tenseur des contraintes au moment de la mesure et le tenseur des contraintes initiales ;

, - évolutions relatives de la vitesse et du temps de propagation des ondes élastiques :

, (3)

, (quatre)

où v et t correspondent aux tensions , et - contraintes initiales .

En l'absence de contraintes initiales, les équations (1), (2) prennent la forme :

, (5)

. (6)

4.7 Les techniques techniques de contrôle des contraintes utilisant la méthode la plus courante d'impulsion acoustique-écho sont généralement basées sur des mesures des intervalles de temps entre des impulsions réfléchies de manière répétée d'ondes élastiques de polarisations différentes. A cet égard, les relations acoustoélastiques du type (6) semblent plus préférables.

4.8 L'approche la plus rigoureuse pour la construction de relations d'acoustoélasticité d'ingénierie basées sur la mesure d'intervalles de temps est proposée dans [4], où, sur la base des équations de base (5), pour le cas d'un plat NS avec des contraintes principales , dans un plan perpendiculaire à la direction de propagation des ondes élastiques, on obtient des expressions qui relient les contraintes aux retards d'impulsions d'ondes élastiques de deux types : longitudinale et transversale, polarisées selon les contraintes principales.

4.9 Le matériau de la plupart des produits d'ingénierie peut être considéré comme orthotrope. Si les axes d'anisotropie du matériau sont considérés comme étant dirigés le long des axes des coordonnées cartésiennes x et y , respectivement, alors le vecteur d'onde pour les ondes de corps utilisées coïncidera en direction avec l'axe z. Contraintes principales - longitudinales et transversale - se trouvent dans le plan z = 0 et sont dirigés respectivement selon les axes x et y .

4.10 Formules de calcul et ressembler:

, (sept)

, (huit)

où , , , , , .

Les coefficients tensométriques [3] ou élasto-acoustiques [4] sont calculés par les formules :

, (9)

, (Dix)

, (Onze)

. (12)

Paramètres inclus dans les formules (9)-(12) , , , sont exprimés en termes de coefficients acoustoélastiques de la manière suivante :

, (13)

, (Quatorze)

, (quinze)

, (16)

4.11 Dans le cas où le matériau OK conformément à GOST R 52731 est acoustiquement isotrope, les égalités suivantes sont valables pour les coefficients acoustoélastiques :

, (17)

. (dix-huit)

4.12 Les coefficients tensométriques (élastiques-acoustiques) pour un matériau acoustiquement isotrope sont calculés par les formules :

, (19)

, (vingt)

4.13 Les coefficients de jauge de contrainte (TEMC) utilisés pour calculer les contraintes à partir des retards acoustiques mesurés doivent être déterminés avec l'erreur relative maximale admissible de ± 10 %. La détermination expérimentale de l'AMC est effectuée conformément aux exigences de GOST 55043 et de l'annexe A de cette norme.

4.14 Formules de calcul et dans le cas d'un matériau acoustiquement isotrope ont la forme :

, (21)

. (22)

4.15 L'effet de la température sur les résultats de mesure des contraintes biaxiales est pris en compte à l'aide de coefficients thermoacoustiques dont la méthode de détermination est donnée en annexe B.

4.16 La méthode recommandée par cette norme peut servir de base à l'élaboration d'une méthodologie pour effectuer des mesures conformément à GOST R 8.563.

4.17 Lors de l'élaboration d'une méthodologie pour effectuer des mesures, il est nécessaire de la vérifier sur la base d'une base représentative de OK testés.

5 Exigences de sécurité

5.1 Les opérateurs qui ont les compétences nécessaires pour faire fonctionner l'équipement de test par ultrasons, qui sont capables d'utiliser les documents réglementaires et techniques nationaux et industriels sur les méthodes de test acoustique, qui ont été formés pour travailler avec le MI appliqué et sont certifiés pour la connaissance des règles de sécurité dans le domaine concerné. l'industrie sont autorisés à effectuer des mesures NS.

5.2 Lors de la détermination du HC, 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 conformément à GOST R 12.1.019 et GOST 12 . 1.038.

5.3 Les mesures sont effectuées conformément aux exigences de sécurité spécifiées dans les instructions d'utilisation de l'équipement inclus dans le MI utilisé.

5.4 Les locaux de mesurage doivent être conformes aux exigences de [5] et [6].

5.5 Lors de l'organisation des travaux pour déterminer le NC OK, les exigences de sécurité incendie conformément à GOST 12 .1.004 doivent être respectées.

6 Exigences pour les instruments de mesure

6.1 En tant que MI, des installations assemblées à partir d'équipements en série et de dispositifs spécialisés pour déterminer les intervalles de temps entre plusieurs DP réfléchis se propageant dans le matériel OK, certifiées et vérifiées de la manière prescrite, peuvent être utilisées.

6.2 Le MI devrait fournir des mesures par la méthode de l'écho en utilisant le MI avec une enveloppe lisse.

6.3 MI devrait offrir la possibilité d'émettre et de recevoir des DP avec une fréquence effective de 2,5 à 10 MHz.

6.4 L'ensemble d'IM devrait comprendre un EAP combiné direct ou combiné séparément, assurant l'émission et la réception d'impulsions d'ondes élastiques longitudinales et transversales se propageant le long de la normale à la surface du SC.

Remarque - Les transducteurs de Panametrics (USA) peuvent être utilisés comme sondes à ondes transversales combinées directes.

6.5 La documentation du S.I. devrait contenir une procédure de mesure, ainsi que des documents établissant :

- objet et portée de l'IS ;

— la composition et les principales caractéristiques du matériel et du logiciel, y compris les erreurs de mesure des paramètres DP ;

— les méthodes et moyens d'obtenir la compatibilité SI, y compris l'information, l'électricité, l'énergie, le logiciel, la conception et l'exploitation.

6.6 La description de la fonctionnalité MI dans les documents opérationnels, de conception et de programme doit refléter les caractéristiques du matériel et des logiciels.

6.7 Les caractéristiques opérationnelles du MI doivent être conformes aux exigences des spécifications techniques et de la présente norme.

6.8 Exigences logicielles pour les instruments de mesure

6.8.1 Le logiciel MI devrait offrir la possibilité de sélectionner n'importe quel DP réfléchi et de rechercher les points de référence nécessaires du profil d'impulsion.

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

6.8.3 Les informations acoustiques primaires pour chaque point de mesure doivent être stockées en permanence sur un support externe protégé contre tout accès non autorisé.

6.9 Dispositifs et matériaux auxiliaires

6.9.1 Capteur de température de surface de type TPP 13 ou TPP 10 selon GOST 6616 pour mesurer la température de la surface TD.

6.9.2 Lors de l'utilisation d'une sonde, les éléments suivants sont requis :

– outil de meulage pour la préparation de surface selon GOST 12 .2.013.3;

- liquide dégraissant (alcool selon GOST 17299 ou acétone selon GOST 2768 ) pour la préparation de surface;

- fluide de contact.

7 Exigences pour les objets de contrôle

7.1 L'épaisseur du matériau OC aux points de mesure HC doit être d'au moins 2 mm.

7.2 Avant d'installer le PAE, la surface est nettoyée de la saleté, du tartre, de la rouille et dégraissée.

7.3 La classe de rugosité de surface au point de mesure lors de l'utilisation d'une sonde n'est pas inférieure à Ra 2,5 (GOST 2789).

Remarque - Lors de l'utilisation d'une sonde, la méthode ne fournit pas la précision requise pour déterminer HC si la rugosité de surface de l'OK Ra dépasse 2,5 µm selon GOST 2789 .

7.4 La distance entre le point de mesure et les soudures OK n'est pas inférieure à deux fois l'épaisseur du matériau OK.

7.5 Lors de l'utilisation d'une sonde, la viscosité du liquide de contact à la température de mesure doit correspondre à la viscosité de la résine époxy à une température de 25°C : de 12 à 25 Pa·s (selon GOST 10587 ).

7.6 Facteurs supplémentaires affectant la précision des mesures de HC

7.6.1 Rugosité de la surface intérieure (réfléchissante) ou présence d'une fine couche de revêtement dur sur celle-ci.

7.6.2 Inhomogénéité volumétrique importante du matériau dans la zone de sondage, entraînant une dispersion des ondes élastiques et leur atténuation supplémentaire.

7.6.3 Surfaces réfléchissantes supplémentaires résultant de la stratification du matériau dans la zone de sondage (présence de défauts plats dans le métal de base).

7.6.4 Les caractéristiques des facteurs spécifiés de 7.6.1 à 7.6.3 ne sont pas quantifiées. Leur effet complexe est évalué par la conformité des caractéristiques des impulsions acoustiques réfléchies aux exigences de cette norme.

8 Comment se préparer aux mesures

8.1 Examinez les certificats du matériel d'AQ.

8.2 Sur la base de la documentation technique pour OK, les valeurs de h sont déterminées aux points de mesure.

8.3 Sur la base de données de référence ou déterminer expérimentalement les valeurs de V et V .

8.4 Choisir un PAE, qui, en fonction de h , prend les valeurs suivantes :

- 10 MHz à h de 2 à 3 mm ;

- 5 MHz à h de 3 à 10 mm ;

- 2,5 MHz avec h supérieur à 10 mm.

8.5 Déterminer l'emplacement des points de mesure.

8.6 Amener l'état de la surface aux points sélectionnés conformément aux conditions de mesure (voir 7.2-7.3).

8.7 Appliquer, si nécessaire, une couche de liquide de contact sur la surface préparée de l'OK.

8.8 Installez l'EAP sur la surface de l'OK, connectez leur SI.

8.9 Allumez le S.I. , vérifiez ses performances en affichant la base de temps des signaux reçus sur l'écran de l'appareil de surveillance vidéo.

8.10 Sur l'écran de l'appareil de contrôle vidéo, sans distorsions visibles importantes, des IR réfléchis plusieurs fois doivent être observés.

8.11 Vérifier l'absence d'impulsions supplémentaires sur la base de temps, provoquées soit par la présence de surfaces réfléchissantes supplémentaires dans la zone de mesure (défauts acceptables dans les conditions de fonctionnement des couches OK, inclusions , etc. détecté par des méthodes de détection de défauts par ultrasons), ou une mauvaise orientation du transducteur de vibration transversale par rapport aux axes de symétrie du matériau OC.

8.12 Calculer les valeurs minimales du balayage, qui permettent de visualiser le nombre requis de DP réfléchis et de mesurer leurs retards avec une erreur relative donnée selon la formule :

, (23)

où t est le retard matériel de l'impulsion de sondage, µs, déterminé par les caractéristiques techniques de l'instrument de mesure utilisé.

Valeur généralement ne doit pas dépasser 10 .

8.13 Obtenir des oscillogrammes de signaux utilisant EAP d'ondes élastiques transversales polarisées dans la direction de la texture du matériau, à une valeur de balayage T .

Remarque - Pour un matériau isotrope avec un NS biaxial, l'EAP est défini avec la direction de polarisation le long .

8.14 Estimer le rapport d'amplitude du nombre de DP m au niveau sonore moyen. Si ce rapport dépasse 10 dB, alors les mesures avec une erreur relative donnée sont considérées comme possibles.

8.15 Si le rapport signal sur bruit pour le DP de nombre m inférieur à 10 dB, puis réduire successivement la valeur de m de un jusqu'à ce que le rapport signal sur bruit soit supérieur à 10 dB.

8.16 Calculez l'erreur relative réelle dans la détermination des retards PD à l'aide de la formule :

, (24)

après quoi ils prennent la décision d'effectuer des mesures avec une réduction par rapport à erreur ou remplacement du SI utilisé par un SI plus précis, garantissant le respect du ratio :

. (25)

8.17 Les mesures selon 8.13−8.16 sont répétées pour le transducteur d'ondes élastiques transversales polarisées dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau, en déterminant la valeur acceptable du nombre ID réfléchi m , tandis que l'erreur relative réelle dans la détermination des retards PD est calculée par la formule :

. (26)

8.18 Les mesures selon 8.13-8.16 sont répétées pour le transducteur d'ondes élastiques longitudinales, en déterminant la valeur acceptable du nombre de DP réfléchis m , tandis que l'erreur relative réelle dans la détermination des retards PD est calculée par la formule :

. (27)

Remarque - La procédure de préparation des mesures décrite en 8.1−8.18 est la même pour OK avec les tensions de fonctionnement et en leur absence.

9 Procédure de prise de mesure et de traitement des résultats

9.1 Définition de l'état de contrainte biaxiale

9.1.1 A l'aide d'un thermomètre à contact, mesurer la température de surface de l'OK en l'absence de contraintes T .

9.1.2 Conformément au manuel d'utilisation des instruments de mesure, les mesures sont effectuées sur les retards des ondes élastiques transversales polarisées le long de la texture du matériau OC (ou le long de l'action de la contrainte principale ) , avec réinstallation d'EAP. Nombre de mesures répétées n doit être d'au moins 5.

Remarque - En règle générale, la méthode de transition du signal par zéro [7] fournit la plus petite erreur dans la détermination des retards.

9.1.3 Vérification du mode commun des points de référence

9.1.3.1 Calculer la différence entre retard pour le numéro d'identification réfléchi m et retard le deuxième ID réfléchi par rapport au premier.

9.1.3.2 Vérifier la validité du ratio :

. (28)

9.1.3.3 Si la relation (28) est observée, les actions selon 9.1.4 sont exécutées.

9.1.3.4 Si la relation (28) n'est pas respectée, la valeur de k est calculée à l'aide de la formule :

, (29)

où . L'icône [ ] indique une opération d'arrondi.

9.1.3.5 Dans les calculs ultérieurs, au lieu des valeurs utiliser des valeurs de retard corrigées égales à .

La vérification des points de référence de mode commun est effectuée pour tous les types d'ondes.

9.1.4 Tableau de valeurs vérifier les valeurs aberrantes conformément à GOST R ISO 5725-2.

9.1.5 Après avoir diminué (en présence de valeurs aberrantes) la valeur de n pour les calculs ultérieurs, une série variationnelle tronquée est utilisée.

9.1.6 Déterminer les valeurs t et selon les formules :

, (trente)

. (31)

9.1.7 Vérifier le respect de la condition :

. (32)

9.1.8 Lorsque la condition (32) est satisfaite, la valeur de t est utilisée dans les calculs ultérieurs obtenu selon 9.1.6.

9.1.9 Si la condition (32) n'est pas remplie, répéter les mesures avec un nombre n augmenté .

9.1.10 Si une augmentation du nombre de mesures n ne conduit pas à la satisfaction de la condition (32), une décision est prise sur la possibilité d'autres mesures avec une précision réduite.

9.1.11 Les mesures et leur traitement selon 9.1.3−9.1.10 sont effectués pour EAP des ondes élastiques transversales polarisées dans la direction perpendiculaire à la texture du matériau OK (ou suivant l'action de la contrainte principale ):

, (33)

. (34)

9.1.12 Les mesures et leur traitement selon 9.1.3−9.1.10 sont effectués pour l'EAP des ondes élastiques longitudinales. Dans ce cas, les valeurs de t sont déterminées et selon les formules :

, (35)

, (36)

9.1.13 Calculer les délais réduits à l'aide des formules :

, (37)

, (38)

. (39)

9.1.14 A l'aide d'un thermomètre à contact, mesurer la température de surface de l'OK sous l'action des contraintes T.

9.1.15 Les mesures et leur traitement selon 9.1.3-9.1.14 sont effectués pour OK sous l'action des contraintes.

9.1.16 Les délais donnés sont calculés par les formules :

, (40)

, (41)

. (42)

9.1.17 Tensions et pour chaque point de mesure est calculé par les formules :

, (43)

, (44)

où , , *, *, , .
___________________
* Les formules correspondent à l'original. — Note du fabricant de la base de données.

9.2 Détermination de l'état de contrainte uniaxiale

9.2.1 Sous l'action d'une contrainte uniaxiale le long de la texture du matériau, la contrainte calculé par la formule :

, (45)

où .

9.2.2 Sous l'action d'une contrainte uniaxiale à travers la texture du matériau, la contrainte calculé par la formule :

, (46)

où .

10 règles de communication des résultats de mesure

10.1 Les résultats de mesure sont consignés dans le protocole dont la forme est donnée en Annexe B.

10.2 Si les mesures d'AQ HC font partie des travaux de recherche, les résultats des mesures doivent être documentés conformément aux exigences de GOST 7.32.

Annexe, A (obligatoire). Détermination des coefficients élasto-acoustiques

Annexe A
(obligatoire)

A.1 Les coefficients élastiques-acoustiques sont déterminés lors d'essais de traction d'échantillons plats selon GOST 1497 .

A.2 Deux types d'échantillons sont utilisés :

- longitudinale, découpée dans le matériau parallèlement à la texture ;

- transversale, découpée dans le matériau perpendiculairement à la texture.

A.3 Lors de l'utilisation d'une sonde, la classe de rugosité de surface des échantillons au point de mesure n'est pas inférieure à Ra 2,5 selon GOST 2789 .

A.4 Pour le chargement de l'échantillon, des machines d'essai mécanique des matériaux sont utilisées conformément à GOST 28840 .

A.5 Le choix de l'équipement d'essai est effectué de manière à créer une tension dans l'échantillon égale à .

A.6 Les machines d'essai doivent fournir la charge requise avec un écart de contrainte admissible ne dépassant pas 1 MPa pendant la durée requise pour les mesures acoustiques (de 30 secondes à plusieurs minutes, selon les qualifications de l'opérateur et les instruments de mesure utilisés ).

A.7 Compiler un programme pour le chargement pas à pas de l'échantillon à partir de la charge initiale correspondant à la valeur de la contrainte uniaxiale ne dépassant pas , jusqu'à une charge correspondant à . Il est recommandé de fournir au moins cinq étapes de chargement pour le traitement de régression ultérieur des résultats de test.

A.8 L'échantillon avec l'EAP attaché à celui-ci est placé dans la machine pour les essais mécaniques, son centrage correct est réalisé et une petite charge lui est appliquée pour assurer une fixation fiable de l'échantillon dans les mors.

A.9 Trois types de retards de DP sont mesurés à chaque étape de chargement :

t - les retards IP pour les ondes transversales polarisées selon l'axe de chargement ;

t - les retards IP pour les ondes transverses polarisées perpendiculairement à l'axe de chargement ;

t sont les délais IP pour les ondes longitudinales.

Les mesures sont effectuées à la fois avec une augmentation et une diminution de la charge. L'échantillon est ensuite retiré de la machine. Chaque chargement ("up-down") est effectué trois fois. Avant un nouveau chargement, l'EAP est supprimé et réinstallé sur l'échantillon.

A.10 Le traitement de régression des dépendances est effectué , ,

où , , t , t , t — les retards de SP dans le matériau de l'échantillon sans charge.

A.11 Les coefficients acousto-élastiques sont déterminés comme suit :

égale à la tangente de l'angle d'inclinaison à l'axe droites de régression pour les échantillons longitudinaux ;

égale à la tangente de l'angle d'inclinaison à l'axe droites de régression pour les échantillons longitudinaux ;

égale à la tangente de l'angle d'inclinaison à l'axe droites de régression pour les échantillons transversaux ;

égale à la tangente de l'angle d'inclinaison à l'axe droites de régression pour les échantillons transversaux.

A.12 Les coefficients tensométriques (élastiques-acoustiques) sont calculés par les formules :

, , , . (A.1)

Annexe B (obligatoire). Détermination des coefficients thermoacoustiques

Annexe B
(obligatoire)

B.1 Détermination des coefficients thermoacoustiques k (k , k ) est réalisée sur la base d'une étude des dépendances à la régression des retards impulsionnels des ondes élastiques des types t correspondants sur la température T de l'échantillon standard.

B.2 La mesure des dépendances à la température est effectuée sur des échantillons standard du matériau OK dans des conditions de laboratoire.

B.3 La température de surface de l'échantillon est mesurée à l'aide d'un convertisseur thermoélectrique selon GOST 6616 .

B.4 Les échantillons sont chauffés à une température de 80 °C, puis, pour une répartition uniforme de la température, ils sont maintenus à température ambiante jusqu'à ce qu'ils refroidissent à 60 °C.

B.5 Pendant que l'échantillon refroidit avec un intervalle de 5 °C, mesurer la température de surface de l'échantillon T et les retards associés pour chaque i valeur de température.

B.6 Les coefficients thermoacoustiques sont calculés par la formule :

, (B.1)

où ,

N est le nombre total de mesures pour un échantillon donné.

Les mesures sont répétées pour 3 à 5 échantillons avec une moyenne des résultats.

Annexe B (recommandé). Formulaire de protocole de mesure

Annexe B
(conseillé)

Bibliographie

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publication officielle
M.: Standartinform, 2016