GOST R 56665-2015

• gost-r-56665-2015.pdf (546.26 KiB)
  ГОСТ Р 56665-2015

GOST R 56665−2015 nedestruktivní Kontrolu. Akustické metody stanovení zbytkových napětí v materiálu ободьев železničních kol. Obecné požadavky

GOST R 56665−2015
Skupina Т59

NÁRODNÍ NORMY RUSKÉ FEDERACE

Nedestruktivní kontrola

AKUSTICKÉ METODY STANOVENÍ ZBYTKOVÝCH NAPĚTÍ V MATERIÁLU ОБОДЬЕВ ŽELEZNIČNÍCH KOL

Obecné požadavky

Non-destructive testing. Ultrasonic method for determining the residual stresses in the railway wheel rims. General requirements

OAKS 77.040.10

Datum zavedení 2016−07−01

Předmluva

1 je NAVRŽEN Open akciovou společnost «výzkumné centrum pro kontrolu a diagnostiku technických systémů" (STIG „SIC KD“) Нижегородским státní technické university jim.P.E.Алексеева (НГТУ jim.P.E.Алексеева)

2 ZAPSÁNO Technickým výborem pro normalizaci TC 132 „Technická diagnostika"

3 SCHVÁLEN A UVEDEN V PLATNOST Usnesením Federální agentura pro technickou regulaci a metrologii od 22. října 2015, N 1616-art

4 PŘEDSTAVEN POPRVÉ

Pravidla pro použití této normy jsou stanoveny v GOST R 1.0−2012 (§ 8). Informace o změnách na této normy je zveřejněn na každoroční (od 1 ledna tohoto roku) informační rejstříku „Národní normy“, a oficiální znění změn a doplňků — v měsíčním informačním rejstříku „Národní standardy“. V případě revize (výměna) nebo zrušení této normy příslušné oznámení bude zveřejněno v nejbližším vydání měsíčního informačního ukazatel „Národní standardy“. Relevantní informace, oznámení a texty najdete také v informačním systému veřejné — na oficiálních stránkách Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii na Internetu (www.gost.ru)

Úvod

Ободья železničních kol patří k nejvíce zodpovědný prvky kolejových vozidel, лимитирующим jeho spolehlivost a bezpečnost provozu.
Klíčový přínos technický stav ободьев spolu s kvalitou materiálu, související s funkcí, strukturu, mechanické a термообработкой, přispívají zbytkové napětí, které vznikají při výrobě a přerozdělí v důsledku značné rázové a cyklické zatížení.

Znalost úrovně zbytkových napětí v ободьях kola v jakékoli fázi provozu vozu umožní výrazně zvýšit přesnost určení jeho technického stavu a upozornit na případné nehody v důsledku únavy ničení kola.

V současné době k nejvíce perspektivním неразрушающим metody stanovení mechanické namáhání patří metoda акустоупругости [1], [2].

Vedle autorů [3], [4] přesvědčivě ukazuje možnost experimentální stanovení úrovně zbytkového napětí v ободьях touto metodou.

K dispozici normativní dokumenty — GOST R 54093, [5], [6] — stanoví ultrazvukové zkoušení zbytkových napětí v ободьях železničních kol, nicméně samotný postup této kontroly je zastoupena v nich velmi неполно.

Tato norma je navržena s cílem zajistit metodické základy použití metody akustické тензометрии pro kontrolu zbytkového napětí v ободьях železničních kol a to jak v laboratorních podmínkách, tak v podmínkách.

1 Oblast použití

Tato norma se vztahuje na akustické metody stanovení zbytkových napětí v ободьях železniční цельнокатаных kola podle GOST 10791 blatník páry lokomotivy, elektrické lokomotivy, motorové vlaky, vlaky, nákladní a osobní vozy a kolejová vozidla s konstrukční rychlostí více než 250 km/hod.

Tato norma stanovuje základní požadavky na objednávku stanovení zbytkových napětí v materiálu ободьев železničních kol pomocí hromadné příčné vlny, které šíří v pořádku na boční plochy ráfků.

Určená opravdovým standardem metoda může být použita jak při laboratorních studiích, tak na plakáty a натурных podmínek kontroly zbytkových napětí v materiálu ободьев železničních kol.

2 Normativní odkazy

V této normě použity normativní odkazy na následující normy:

GOST 7.32−2001 Systém norem, podle informací, библиотечному a vydavatelském průmyslu případu. Zpráva o vědecko-výzkumné práci. Struktura a pravidla pro registraci

GOST 12.1.001−89 Systém norem bezpečnosti práce. Ultrazvuk. Obecné požadavky na bezpečnost

GOST 12.1.004−91 Systém norem bezpečnosti práce. Požární bezpečnost. Obecné požadavky

GOST 12.1.038−82 Systém norem bezpečnosti práce. Электробезопасность. Maximální povolené hodnoty napětí v dotyku a proudů

GOST 12.2.003−91 Systém norem bezpečnosti práce. Zařízení výrobní. Obecné požadavky na bezpečnost

GOST 12.2.013.3−2002 Stroje, ruční, elektrické. Soukromé bezpečnostní požadavky a zkušební metody pro brusky, diskové brusky a полировальных stroje s вращательным pohybem pracovního nástroje

GOST 12.3.002−75 Systém norem bezpečnosti práce. Procesy výrobní. Obecné požadavky na bezpečnost

GOST 1497−84 Kovy. Metody zkoušek v tahu

GOST 2768−84 Aceton technický. Technické podmínky

GOST 2789−73 Drsnost povrchu. Parametry a specifikace

GOST 10587−84Pryskyřice эпоксидно-диановые неотвержденные. Technické podmínky
________________
Standard je platný pouze na území Ruské Federace.


GOST 10791−2011 kované Kola. Technické podmínky

GOST 17299−78 Líh technický. Technické podmínky

GOST 28840−90 Stroje pro mechanické zkoušky materiálů

GOST 30489−97* (EN 473:1992) Kvalifikace a certifikace personálu v oblasti ndt. Obecné požadavky
________________
* Přístup k mezinárodním a zahraničním dokumentům, je uvedeno zde a dále v textu, je možné získat po kliknutí na odkaz na stránky shop.cntd.ru. — Poznámka výrobce databáze.

GOST R 8.563−2009 Státní systém zajištění jednoty měření. Techniky (metody) měření

GOST R 12.1.019−2009 Systém norem bezpečnosti práce. Электробезопасность. Obecné požadavky a klasifikace druhů ochrany.

GOST R 52731−2007 nedestruktivní Kontrolu. Akustické monitorovací metody mechanického namáhání. Obecné požadavky.

GOST R 54093−2010 Kola, kolejová vozidla. Metody stanovení zbytkových napětí

GOST R 55043−2012 nedestruktivní Kontrolu. Definice míry pružně-akustickou komunikaci. Obecné požadavky

GOST R 55725−2013 nedestruktivní Kontrolu. Měniče ultrazvukové piezoelektrické. Obecné technické požadavky

GOST R ISO 5725−2-2002 Přesnost (správnost a прецизионность) metod a výsledků měření. Část 2. Základní metoda pro stanovení opakovatelnost a reprodukovatelnost standardní metody měření

Poznámka — Při použití opravdovým standardem je vhodné zkontrolovat účinek referenčních standardů informačního systému veřejné — na oficiálních stránkách Federální agentury pro technickou regulaci a metrologii v síti Internet nebo ve výroční informační cedule „Národní standardy“, který je zveřejněn ke dni 1 ledna tohoto roku, a na выпускам měsíční informační ukazatel „Národní normy“ pro aktuální rok. Pokud je nahrazen referenční standard, na který je dána недатированная odkaz, je doporučeno použít platnou verzi této normy je s ohledem na všechny provedené v této verzi změny. Pokud je nahrazen referenční standard, na který je dána датированная odkaz, pak je doporučeno použít verzi tohoto standardu s výše uvedeným rok schválení (přijetí). Pokud po schválení této normy v referenční standard, na který je dána датированная odkaz, změněna, ovlivňuje pozici, na který je dán odkaz, pak je to situace, doporučuje se používat bez ohledu na dané změny. Pokud referenční norma je zrušena bez náhrady, je to stav, ve kterém je uveden odkaz na něj, je vhodné použít na části, které ovlivňují tento odkaz.

3 Označení a zkratky

3.1 V této normě použity následující legenda:

h — šířka ráfku vlakového kola, mm;

 — rychlost šíření elastické příčné vlny v materiálu železničního kola, m/s;

 — úroveň zbytkového napětí rovnající se rozdílu mezi krajské a radiální napětí v Mpa;

 — zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny na krajský směru v oblasti měření bez zbytkových napětí při opakovaných měření, ns, =1…n;

 — průměrná hodnota zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny na krajský směru v oblasti měření bez zbytkových napětí, ns;

 — zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny v radiálním směru v oblasti měření bez zbytkových napětí při opakovaných měření, ns, =1… n;

 — průměrná hodnota zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny v radiálním směru v oblasti měření bez zbytkových napětí, ns;

 — zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny na krajský směru v oblasti měření zbytkových napětí při n opakovaných měření, ns, =1…n;

 — průměrná hodnota zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny na krajský směru v oblasti měření zbytkových napětí, ns;

 — zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny v radiálním směru v oblasti měření zbytkových napětí při opakované měření, ns, =1…n;

 — průměrná hodnota zpoždění druhého odraženého impulsu příčné vlny relativně prvního odraženého impulsu při polarizaci vlny v radiálním směru v oblasti měření zbytkových napětí, ns;

 — akustická práce s tělem ropy v oblasti měření bez zbytkových napětí při nopakovaných měření, není, =1… n;

 — průměr reproduktorů анизотропии v oblasti měření bez zbytkových napětí;

 — akustická práce s tělem ropy v oblasti měření zbytkových napětí při nopakovaných měření, není, =1…n;

 — průměr reproduktorů анизотропии v oblasti měření zbytkových napětí;

 — absolutní chyba měření časových intervalů používaných nástrojů měření, ns;

 — přípustnou relativní chyba měření časových intervalů používaných nástrojů měření;

 — koeficient variace hodnot ;

 — koeficient variace hodnot ;

3.2 V této normě použity následující zkratky:

LCD železniční kolo;

ОЖК — ráfek vlakového kola;

ON — zbytkové napětí;

PETS — jako piezo měnič;

SI — nástroj měření;

WEE — ultrazvukový impuls;

ЭАП — электроакустический převodník.

4 Obecná ustanovení

4.1 Měření JE v ОЖК provádějí metodou акустоупругости v souladu s obecnými požadavky GOST R 52731.

4.2 Metoda je založena na stávající v oblasti elastické deformace lineární závislosti rychlosti šíření hromadné elastické vlny ve směru kolmém k rovině akce, napětí od mechanického namáhání působící na úrovni krajů a radiálním směru.

4.3 Pro materiál ОЖК napětí, působící v осевом směru (v ose kola), malé ve srovnání s napětí, platných na úrovni krajů a radiálním směru. Tak napjatý stav považují místně plochou, závislost rychlosti šíření hromadné elastických vln od osových napětí jsou zanedbávány.

4.4 Technologie výroby železničních цельнокатаных kola podle GOST 10791предполагает vznik v jejich ободьях značné tlakové krajské napětí, je výrazně vyšší než radiální napětí. V důsledku toho napjatý stav ОЖК bez velké chyby v každém bodě kontroly lze považovat za одноосным a zbytkové napětí počítat podle vzorce акустоупругости pro одноосного náročném stavu v souladu s GOST R 52731.

4.5 Pro měření SE používají příčné vlny, polarizované na úrovni krajů a radiálním směru.

Směr šíření vln — осевое (kolmo k boční plochy ОЖК).

4.6 Schéma прозвучивания materiálu odpovídá echo-ultrazvukové metody kontroly. Způsob buzení elastické vibrace — pin. Druh vyzařovaného signálu — „радиоимпульс“ s výsosti (ultrazvukovou) náplň, hladké háček a efektivní délce (0,6 maximální amplitudy) od 2 do 4 period základní frekvence.

4.7 Záření a příjem akustických signálů poskytují pomocí přímých kombinovaných nebo odděleně-kombinovaných ЭАП smykové vlny.

Poznámka — jako ЭАП mohou být použity PETS podle GOST P 55725 nebo электромагнитно-akustické měniče.

4.8 Hodnoty napětí jsou усредненными o objemu ultrazvukového paprsku, definován příčnými rozměry ЭАП a šířce ОЖК.

4.9 Kurzy тензометрической (упругоакустической) komunikace, které se použijí pro výpočet JE o měřených akustické zpoždění, jsou vlastnosti materiálu, определяемыми moduly jeho lineární a nelineární pružnosti. Hodnoty těchto koeficientů pro materiál ОЖК musí být stanovena s limit který je relativní chyby ±10%. Experimentální stanovení součinitele тензометрической (упругоакустической) komunikace se provádějí v souladu s požadavky GOST R 55043 a aplikace této normy.

4.10 Doporučený opravdovým standardem metoda může sloužit jako základ pro tvorbu metodiky provádění měření podle GOST P 8.563.

4.11 Při vývoji metod měření výkonu je nutné její ověření na základě reprezentativní databáze testovaných LCD.

5 bezpečnostní Požadavky

5.1 K provádění měření umožňují personál absolvování školení, zvyšování kvalifikace ve stanovené lhůtě, certifikované v systému dobrovolné certifikace na odpovídající úroveň kvalifikace podle GOST 30489 podle [7], [8].

5.2 Při kontrole SE provozovatel musí řídit GOST 12.1.001, GOST 12.2.003,GOST 12.3.002 a bezpečnostní předpisy při provozu электроустановок podle GOST P 12.1.019 a GOST 12.1.038.

5.3 Měření se provádějí v souladu s požadavky na bezpečnost uvedenými v návodu přístroje, vstupující do složení používaných XI.

5.4 Prostory pro pořádání měření musí odpovídat požadavkům normy [9],[10].

5.5 Při organizaci práce na kontrole musí být dodrženy požadavky požární bezpečnosti podle GOST 12.1.004.

6 Požadavky na způsob měření

6.1 V kvalitě C mohou být použity na instalaci, shromážděné z produkční zařízení a specializované přístroje pro určení časových intervalů mezi opakovaně popsán WEE, které zaplavují v materiálu ОЖК, certifikované a поверяемые v řádném termínu.

6.2 SI musí zajistit provádění měření echo-metoda s použitím WEE s plynulou háček.

6.3 SI musí zajistit možnost záření a příjem WEE s efektivní frekvencí od 2,5 do 10 Mhz.

6.4 kit SI musí zahrnovat přímé kombinované nebo odděleně-vícenásobné ЭАП, které záření a příjem impulsů příčné elastické vlny, které šíří na нормали k povrchu ОЖК.

Poznámka — jako přímí kombinovaných PETS příčné vlny mohou být použity měniče fy Panametrics“ (USA).

6.5 Dokumentace SEA by měla obsahovat metodiku měření výkonu, jakož i doklady, které tvůrci:

— účel a oblast použití C;

— složení a základní charakteristiky nástrojů, hardware a software, včetně chyby měření parametrů WEE;

— metody a prostředky k dosažení interoperability SEA, včetně informační, elektrické, energetické, software, konstrukční, provozní.

6.6 Popis funkcí SI v provozních, konstrukčních a programových dokumentech by měl odrážet vlastnosti, hardware a software.

6.7 Provozní vlastnosti SI musí odpovídat požadavkům technických podmínek a této normy.

6.8 Požadavky na software měření

6.8.1 software SI musí zajistit možnost výběru jakéhokoli odraženého WEE a nalezení potřebných отсчетных bodů profilu impulsů.

6.8.2 Primární akustické informace pro každý bod měření, musí být neustále uloženy na externí média, chráněné proti neoprávněnému přístupu.

6.9 Pomocné zařízení a materiály při použití piezoelektrických měničů

6.9.1 Broušení nástroj pro přípravu povrchu podle GOST 12.2.013.3.

6.9.2 Обезжиривающая kapalina (alkohol podle GOST 17299 nebo aceton podle GOST 2768 pro přípravu povrchu).

6.9.3 Kontaktní kapalina při použití PETS.

7 Požadavky k objektům řízení

7.1 Před instalací ЭАП povrch ОЖК čistí od nečistot, okují, rzi a обезжиривают.

7.2 Třída drsnosti povrchu v místě měření při použití PETS — ne méně nežRa 2,5 (GOST 2789).

Poznámka — Při použití PETS metoda neposkytuje požadovanou přesnost JE, pokud drsnost povrchu ОЖК Ra vyšší než 2,5 mikronů podle GOST 2789.

7.3 Při použití PETS viskozita kontaktní kapaliny při teplotě měření, musí splňovat viskozity epoxidové pryskyřice při teplotě 25 °C 12−25 Pa·s (GOST 10587).

8 Postup přípravy k provádění měření

8.1 Zkoumají certifikáty na materiál LCD.

8.2 Na základě technické dokumentace určují hodnotu h v bodech měření.

8.3 Na základě referenčních dat nebo experimentálně určují hodnotu .

8.4 Volí ЭАП, efektivní frekvence pulsu, který je 2,5 Mhz.

8.5 Určují umístění bodů měření.

8.6 Vedou stav povrchu ve vybraných bodech v souladu s podmínkami měření (viz 7.1, 7.2).

8.7 Získávají v případě potřeby vrstvu vazební na připravený povrch ОЖК.

8.8 Stanoví ЭАП na povrch ОЖК, připojit je k XI.

8.9 Patří SI ověřují jeho funkčnost, čímž se na obrazovce видеоконтрольного zařízení dočasné skenování přijatých signálů.

8.10 Na obrazovce видеоконтрольного zařízení bez významných viditelných zkreslení musí být první a druhé донные WEE.

8.11 Kontrolují absence, dočasné netu další impulsy, způsobené buď přítomností v oblasti měření dodatečné reflexní plochy (přípustné podle podmínek provozu ОЖК vady — vrstev, inkluzí a tak p., objevené metody ultrazvukové defektoskopie), a to buď nesprávnou instalací ЭАП relativně hranice povrchu ОЖК.

8.12 Očekávat, že skutečné relativní chyba určení zpoždění WEE příčné elastické vlny podle vzorce

. (1)

8.13 V případě, že není splněna nerovnost , rozhodují o provádění měření s nižším ve srovnání s chybou nebo nahrazení používaného SI na přesnější zajištění splnění poměru .

Poznámka — Přijatelné pro praxi hodnota představuje hodnotu 10.

9 Postup měření a zpracování výsledků

9.1 Měření základních akustických parametrů vhodných nedostatku SE v materiálu ОЖК, tráví na místě, které se nachází na jednom okruhu s bodem kontroly JE a отстоящей od povrchu lyžování je ve vzdálenosti 40 mm při měření ze strany, protější hřeben ОЖК.

9.2 Způsobí (v případě potřeby) kontaktní kapalina.

9.3 Stanoví ЭАП směr polarizace na úrovni krajů směrem.

9.4 V souladu s manuálem SI provádějí měření zpoždění , k =1.

Poznámka — obvykle nejnižší přesnost určení zpoždění poskytuje metodu přechodu signálu přes null [11].

9.5 Odbočte ЭАП na 90°.

9.6 Provádějí měření zpoždění , k =1.

9.7 Akce 9.4−9.6 opakují  — krát, kde 5.

9.8 Výpočet pole hodnot podle vzorce

. (2)

9.9 Pole hodnot je kontrolována na přítomnost emisí v souladu s GOST R ISO 5725−2.

9.10 Určují průměrnou hodnotu akustického анизотропии podle vzorce

. (3)

9.11 Očekávat, že koeficient variace výsledků měření podle vzorce

. (4)

9.12 Porovnat hodnotu s povolenou hodnotou relativní chyba , která se rovná nebo , kde

, (5)

. (6)

Pokud je splněna hodnota

, (7)

pak se jako vypočtené hodnoty akustické анизотропии v zóně, aniž by SE rozhodly zjištěná hodnota , v opačném případě se počet měření zvyšuje a akce na 9.3−9.12 opakují do té doby, dokud hodnota koeficientu variace nedosáhne hodnoty .

Poznámka — Při nemožnosti zajistit hodnotu koeficientu variace ne více rozhodují o měření JE s omezenou přesností, nebo o nemožnosti měření.

9.13 Měření a zpracování v 9.2−9.13 tráví kontrolní body ON. Určují průměrnou hodnotu akustického анизотропии pro materiál ОЖК na místě kontroly, je TO.

9.14 TO pro kontrolní body počítají podle vzorce

, (8)

kde тензометрический (упругоакустический) koeficient D je definován v souladu сГОСТ P 55043−2012 (příloha A).

Poznámka — v souladu s údaji V [12] pro materiál domácí LCD lze považovat za koeficient D je přibližně rovna — 1,23·10Mpa.

10 Pravidla pro zpracování výsledků měření

10.1 Výsledky měření zaznamená do protokolu, jehož tvar je uveden v příloze Vb

10.2 Pokud měření JE v materiálu ОЖК jsou součástí výzkumné práce, výsledky měření se sestaví v souladu s požadavky GOST 7.32.

Příloha A (povinné). Definice tenzometrické (упругоакустических) koeficientů

Aplikace A
(povinné)

Ga 1 Тензометрический (упругоакустический) koeficient D ve vzorci pro výpočet JE (8) definují při provádění zkoušek v tahu plochých vzorků podle GOST 1497.

Ga 2, Třída drsnosti povrchu vzorků v místě měření — ne méně než Ra 2,5 поГОСТ 2789.

Ga 3 Pro нагружения vzorku používají stroje pro mechanické zkoušky materiálů podle GOST 28840.

Aa 4 Výběr zkušebního zařízení provádějí takovým způsobem, aby ve vzorku vytvořit napětí je ne méně než 0,8.

Ga 5 Zkušební stroje musí zajistit požadovaný tlak s povolenou odchylkou napětí není větší než 1 Mpa v časovém rozpětí, potřebné k provedení akustických měření (od 30 sekund až po několik minut v závislosti na kvalifikaci obsluhy a použité SI).

Ga 6 Tvoří program stupňový нагружения vzorku z počáteční zatížení, odpovídající hodnotě одноосного napětí není větší než 0,1, až do zatížení, které odpovídá 0,8. Doporučuje se stanovit ne méně než pět schodů нагружения pro následné регрессионной zpracování výsledků zkoušek.

Ga 7 Vzorek s fixovanými na něm ЭАП umístěny v zařízení pro mechanické zkoušky, dosáhli jeho správné středění a přikládáme k němu malou zátěž pro spolehlivé upevnění vzorku do poznatky s nastavitelnou až.

Aa, 8 Na každé příčce нагружения provádějí měření zpoždění WEE dvou typů:

 — zpoždění WEE pro příčné vlny, polarizované podél osy нагружения;

 — zpoždění WEE pro příčné vlny polarizované kolmo k ose нагружения.

Měření se provádějí jak při zvyšování, tak při snižování zátěže. Pak vzorek vyjmout z auta. Každé нагружение („nahoru-dolů") tráví třikrát. Před novým нагружением ЭАП odlepit a znovu ustaví na vzorek.

Ga 9 Tráví регрессионную zpracování závislostí) , ,

kde , , , , — zpoždění WEE v materiálu vzorků bez zatížení.

Va 10 Акустоупругие kurzy , určují takto:

je тангенсу úhlu k ose regresní linie ;

je тангенсу úhlu k ose regresní linie ;

Aa 11 Тензометрический (упругоакустический) koeficient D se počítá podle vzorce

. (Ga 1)

Příloha B (doporučené). Forma protokolu měření

Příloha B
(doporučené)

PROTOKOL
stanovení zbytkových napětí v ráfku železniční kola

Tabulka V. 1 Výsledky měření

Bibliografie

Elektronický text dokumentu
připraven TYPOLOGIE «Kód» a сверен na:
oficiální vydání
M: Стандартинформ, 2016