GOST R 57283-2016
GOST R 57283−2016 Calculs et tests de résistance. Méthode acoustique de détermination de l'endommagement lors de la fatigue cyclique thermique de l'acier. Exigences générales
GOST R 57283−2016
Groupe T59
NORME NATIONALE DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE
Calculs et tests de résistance
MÉTHODE ACOUSTIQUE DE DÉTERMINATION DES DOMMAGES SOUS FATIGUE THERMOCYCLIQUE DE L'ACIER
Exigences générales
Calcul et test de résistance. Méthode acoustique de détermination de l'endommagement en fatigue thermocyclique de l'acier. Exigences générales
OKS 77.040.10
Date de présentation 2017-10-01
Avant-propos
1 DÉVELOPPÉ par la société par actions ouverte "Centre de recherche pour le contrôle et le diagnostic des systèmes techniques" (JSC "SRC 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 24 novembre 2016 N 1774-st
4 INTRODUIT POUR LA PREMIÈRE FOIS
Les règles d'application de cette norme sont établies à l'article 26 de la loi fédérale du 29 juin 2015 N 162-FZ "Sur la normalisation dans la Fédération de Russie". 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
L'expérience à long terme dans l'exploitation des centrales thermiques et nucléaires montre que les performances et la durée de vie des éléments d'équipement des centrales refroidies à l'eau sont largement affectées par les effets locaux de la température causés par les pulsations de température du caloporteur de nature diverse, y compris lors du mélange du fluide de travail coule avec des températures différentes.
Lors de la conception d'équipements d'échange de chaleur, il est important de prendre en compte les pulsations thermiques et, en choisissant les paramètres de fonctionnement optimaux et les solutions de conception, de les réduire à un niveau acceptable. Dans le même temps, une tâche extrêmement importante consiste à déterminer le degré d'endommagement du matériau des éléments structurels des installations en exploitation à l'aide de méthodes d'essai non destructives.
Le processus de destruction dépend de nombreux facteurs, il est pratiquement impossible de prendre en compte théoriquement la contribution de chacun d'eux. Ceci explique la dispersion importante des données calculées et expérimentales. L'inspection des dommages dans le matériau à l'aide d'essais non destructifs traditionnels est difficile.
Une méthode prometteuse pour évaluer le degré d'endommagement d'un matériau chargé thermiquement à l'étape précédant la formation d'un défaut macroscopique de fatigue est la méthode acoustique.
La présente Norme internationale a été élaborée pour fournir une base méthodologique pour l'application de la méthode acoustique pour déterminer les dommages matériels aux éléments structuraux soumis à des cycles thermiques.
Cette norme spécifie :
— le contenu et la procédure d'exécution des procédures de mesure pour le contrôle des dommages acoustiques des matériaux de structure en acier soumis à des cycles thermiques ;
— les exigences relatives au matériel et aux logiciels utilisés dans le processus de mesure ;
— les exigences d'enregistrement des résultats de contrôle.
1 domaine d'utilisation
La présente Norme internationale spécifie les exigences générales relatives à une méthode d'exécution des mesurages acoustiques pour déterminer l'étendue des dommages accumulés sur les éléments de charpente en acier soumis à la fatigue par cyclage thermique.
La méthode réglementée par cette norme permet, sur la base d'un ensemble de mesures, d'évaluer le niveau d'endommagement au point de mesure avec des paramètres inconnus des effets du cyclage thermique.
La nomenclature des objets dont les dommages matériels peuvent être déterminés selon la méthode réglementée est établie dans les termes de référence du contrôle.
2 Références normatives
Cette norme utilise des références normatives aux normes suivantes :
GOST 12.1.001 Système de normes de sécurité au travail. Ultrason. Exigences générales de sécurité
GOST 12.1.004 Système de normes de sécurité au travail. La sécurité incendie. Exigences générales
GOST 12.1.038 Système de normes de sécurité du travail. Sécurité électrique. Valeurs maximales admissibles des tensions et courants de contact
GOST 12.2.003 Système de normes de sécurité au travail. Matériel de fabrication. Exigences générales de sécurité
GOST 12.3.002 Système de normes de sécurité au travail. Processus de manufacture. Exigences générales de sécurité
GOST 427 Règles de mesure en métal. Caractéristiques
GOST 2768 Acétone technique. Caractéristiques
GOST 2789 Rugosité de surface. Paramètres et caractéristiques
GOST 6616 Convertisseurs thermoélectriques. Spécifications générales
GOST 10587 Résines époxy-diane non polymérisées. Caractéristiques
GOST 17299 Alcool éthylique technique. Caractéristiques
GOST 20415 Essais non destructifs. Méthodes acoustiques. Dispositions générales
GOST 20799 Huiles industrielles. Caractéristiques
GOST R 8.563 Système d'État pour assurer l'uniformité des mesures. Techniques (méthodes) de mesures
GOST R 12.1.019 Système de normes de sécurité au travail. Sécurité électrique. Exigences générales et nomenclature des types de protection
GOST R 55725 Essais non destructifs. Transducteurs piézoélectriques à ultrasons. Exigences techniques générales
GOST R CEI 60745-2-3 Machines électriques portatives. Sécurité et méthodes d'essai. Partie 2−3. Exigences particulières pour les machines de meulage, de meulage à disque et de polissage avec mouvement de rotation de l'outil de travail
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 symboles suivants sont utilisés dans cette norme :
t est le retard de l'impulsion de l'onde de cisaillement polarisée le long de la texture du matériau de l'objet à tester, ns ;
t est le retard de l'impulsion de l'onde de cisaillement polarisée à travers la texture du matériau de l'objet d'essai, ns ;
t est le retard de l'impulsion de l'onde longitudinale, ns ;
— niveau de dommage ;
T est la température de surface de l'objet à tester, °С ;
k — coefficient thermoacoustique des ondes de cisaillement, 1/°С ;
k — coefficient thermoacoustique des ondes longitudinales, 1/°С.
3.2 Les abréviations suivantes sont utilisées dans cette norme :
OK - l'objet du contrôle ;
PEP - transducteur piézoélectrique ;
SI - instrument de mesure;
SOP - échantillon standard de l'entreprise;
UI est une impulsion ultrasonore ;
PZT - titanate de zirconate de plomb.
4 Dispositions générales
4.1 La méthode est basée sur la relation existante entre les paramètres de propagation des ondes de corps élastiques et le niveau de microdommages dans la structure de l'acier OK, résultant du processus d'effets de cyclage thermique sur son matériau.
4.2 La méthode utilise une méthode manuelle de sondage de contact par écho-impulsion ultrasonore utilisant des ondes PET combinées directes de différents types selon GOST R 55725.
4.3 Le contrôle est effectué conformément à la documentation technologique élaborée conformément aux exigences de
4.4 Utiliser un schéma de sondage correspondant à la méthode d'écho des tests par ultrasons. La méthode d'excitation des vibrations élastiques est le contact. Le type de signal émis est une impulsion radio à remplissage haute fréquence (ultrasonique), avec une enveloppe lisse et une durée effective (au niveau de 0,6 de l'amplitude maximale) de deux à quatre périodes de la fréquence fondamentale.
4.5 Les caractéristiques d'endommagement mesurées sont moyennées sur l'épaisseur du matériau et la surface du faisceau ultrasonore.
4.6 Les grandeurs directement mesurées sont les délais (temps de propagation dans le matériau) de la DP.
4.7 L'effet de la température sur la précision de mesure des paramètres acoustiques informatifs est pris en compte à l'aide des coefficients thermoacoustiques correspondants ayant la dimension 1/°C.
Leurs valeurs sont contenues dans la base de données SI ou peuvent être obtenues expérimentalement conformément à l'annexe A.
4.8 Les caractéristiques des dommages sont déterminées sur la base du traitement de tableaux de paramètres acoustiques informatifs à l'aide des résultats d'expériences préliminaires.
4.9 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.
4.10 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 Pour effectuer des mesures pour déterminer les dommages, réglementés par la présente norme, permettre aux opérateurs qui ont les compétences nécessaires pour faire fonctionner l'équipement utilisé, qui sont capables d'utiliser les documents réglementaires et techniques de l'industrie nationale pertinente, qui ont été formés pour travailler avec le SI appliqué et certifié pour la connaissance des règles de sécurité dans l'industrie concernée.
5.2 Lors de la réalisation de mesures, l'opérateur doit être guidé par
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 Lors de l'organisation des travaux de mesure, les exigences de sécurité incendie conformément à
6 Exigences pour les instruments de mesure et les équipements d'essai
6.1 En tant que MI, on utilise des installations assemblées à partir d'équipements de série ou d'appareils à ultrasons spécialisés certifiés et vérifiés de la manière prescrite.
6.2 Dans sa composition, le SI doit contenir le PEP suivant :
- transducteur combiné direct d'ondes longitudinales de type P111−5.0 selon GOST R 55725 ;
- transducteur combiné direct d'ondes de cisaillement de type P111-5.0 selon GOST R 55725, par exemple, transducteurs de type V155-RB, V155-RM, V156-RM ou spécialement fabriqués selon la technologie indiquée à l'annexe B.
6.3 Équipement d'essai
6.3.1 Comme échantillons d'étalonnage pour les études expérimentales visant à évaluer l'effet de la charge de cyclage thermique sur l'accumulation de dommages matériels, des plaques peuvent être utilisées, ainsi que des échantillons de tuyaux, qui sont un fragment de tuyau semi-circulaire en coupe transversale (voir Figure 1). Un trou de 10 mm de profondeur et de 1 mm de diamètre est percé à l'extrémité de chaque échantillon pour l'installation d'un convertisseur thermique.
Figure 1 - Échantillons d'étalonnage
a) - un échantillon plat ; b) - échantillon de tuyau
Figure 1 - Échantillons d'étalonnage
6.3.2 Pour effectuer des expériences d'étalonnage, l'installation dont le schéma est illustré à la figure 2 peut être utilisée.
Figure 2 - Schéma de configuration pour les expériences d'étalonnage
1 - réservoir de stockage d'eau distillée (BZD); 2 - pompe centrifuge (CN); 3 - réservoir de débordement (BP); 4 - vanne d'arrêt (VZ); 5 - vanne de régulation (BP); 6 - distributeur compte-gouttes ; 7 - capteur de chute infrarouge ; 8 - échantillon ; 9 - élément chauffant; 10 - autotransformateur de laboratoire; 11 - ordinateur personnel (PC); 12 - clapet anti-retour (KO); 13 - vanne de vidange (VD)
Figure 2 - Schéma de configuration pour les expériences d'étalonnage
6.3.3 Depuis le réservoir de réserve 1 , la pompe centrifuge 2 alimente en eau distillée le réservoir de débordement 3 .
6.3.4 Depuis le réservoir de trop-plein, l'eau à travers les vannes d'arrêt 4 et de contrôle 5 entre dans le distributeur compte-gouttes 6 , où des gouttes du volume requis sont formées à une fréquence donnée.
6.3.5 L'utilisation d'un bac de trop-plein permet de créer une pression constante de la colonne de liquide et d'assurer l'invariabilité de la fréquence des gouttelettes qui se détachent du bord du distributeur.
6.3.6 L'enregistrement du nombre de gouttes est effectué par un capteur infrarouge (IR) 7 .
6.3.7 Des gouttes d'eau distillée tombant à la surface d'un échantillon chauffé à une température donnée 8 créent sur celui-ci des fluctuations locales de température.
6.3.8 La configuration vous permet de former simultanément plusieurs zones d'accumulation de dégâts avec différentes fréquences de chargement.
6.3.9 La création et le maintien de la température spécifiée des échantillons sont effectués à l'aide d'éléments chauffants électriques 9 .
6.3.10 Les éléments chauffants sont en fil de nichrome gainé d'isolants en céramique, fixés sur des logements plats en métal et en "demi-tuyau".
6.3.11 Le réglage en douceur de la puissance fournie à l'élément chauffant est effectué par un autotransformateur de laboratoire 10 .
6.4 Dispositifs et matériaux auxiliaires
6.4.1 Outil de meulage pour la préparation de surface selon GOST R IEC 60745-2-3.
6.4.2 Capteur de température de surface de type TPP 13 ou TPP 10 selon
6.4.3 Liquide dégraissant (alcool selon
6.4.4 Liquide de contact (huiles industrielles I-30A, I-40A, I-50A selon
6.4.5 Fluide de contact pour introduire des vibrations de cisaillement (résine époxy selon
6.4.6 Récipients pour stocker le liquide de contact, des pinceaux pour appliquer le liquide de contact sur la surface des produits, des chiffons pour essuyer l'équipement à ultrasons et les mains de l'opérateur, une règle métallique de 500 mm selon
6.5 Le MI devrait fournir des mesures par la méthode de l'écho en utilisant le MI avec une enveloppe lisse.
6.6 MI doit assurer un échantillonnage du signal ultrasonore avec une fréquence supérieure à au moins 10 fois la fréquence efficace maximale de la sonde utilisée.
6.7 SI doit contenir des convertisseurs analogique-numérique d'une capacité d'au moins 12.
6.8 Les informations acoustiques primaires pour chaque mesure doivent être stockées en permanence sur un support externe protégé contre tout accès non autorisé.
6.9
- objet et portée de l'IS ;
— la composition et les principales caractéristiques du matériel et du logiciel, y compris l'erreur de mesure des paramètres MI ;
