Утвержден и введен в действие
Приказом Ростехрегулирования
от 14 июня 2007 г. N 135-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОД НАТУРНОЙ ТЕНЗОТЕРМОМЕТРИИ
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Method of strain-and-temperature measurements in situ.
General requirements
ГОСТ Р 52728-2007
Группа Т51
ОКС 77.040
Дата введения
1 октября 2007 года
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения".
Сведения о стандарте
1. Разработан Институтом машиноведения Академии наук Российской Федерации (ИМАШ РАН) и Федеральным государственным унитарным предприятием "Опытное конструкторское бюро машиностроения им И.И. Африкантова" (ОКБМ).
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 132 "Техническая диагностика".
3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 июня 2007 г. N 135-ст.
4. Введен впервые.
Введение
В настоящее время методы тензометрии широко используются для определения локальных деформаций и напряженного состояния материала технических объектов различного назначения. Существует значительное число ответственных потенциально опасных технических объектов, температура поверхности которых во время эксплуатации достигает сотен градусов. Для определения напряженно-деформированного состояния материала объектов в этих случаях традиционные приемы тензометрии оказываются непригодны, а приемлемой альтернативой им может быть метод тензотермометрии.
Настоящий стандарт служит методической основой широкого применения метода тензотермометрии при решении широкого класса инженерных задач, требующих оперативной оценки напряженно-деформированного состояния материала в составе ответственных технических объектов, эксплуатирующихся при различных температурных условиях.
1. Область применения
Настоящий стандарт устанавливает основные положения метода тензотермометрических исследований напряженно-деформированного состояния элементов машиностроительного оборудования в натурных условиях, при пусконаладочных работах и в процессе эксплуатации.
Настоящий стандарт распространяется на сосуды и трубопроводы, работающие под давлением, а также на теплоэнергетическое оборудование ТЭС, эксплуатируемое при температуре не выше 450 °C.
Настоящий стандарт допускается применять при исследованиях напряженно-деформированного состояния других видов конструкций, работающих в аналогичных условиях.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.3.002-75. Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности
ГОСТ 20420-75. Тензорезисторы. Термины и определения
ГОСТ 21616-91. Тензорезисторы. Общие технические условия.
Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3. Термины, обозначения и сокращения
В настоящем стандарте применены термины, обозначения и сокращения по ГОСТ 20420, а также следующие обозначения:
- напряжения, МПа;
E - модуль упругости, МПа;
- коэффициент Пуассона;
- деформация, мкм/М;
k - чувствительность тензорезистора;
- выходной сигнал (относительное изменение сопротивления тензорезистора), мкОм/Ом;
- суммарная неинформативная составляющая выходного сигнала тензорезистора, мкОм/Ом;
M - цена деления или единицы младшего разряда прибора, мкОм/Ом;
- значение функции влияния температуры на чувствительность тензорезистора;
- местные деформации, обусловленные ужесточающим влиянием тензорезистора и защитного устройства;
- температурная характеристика тензорезистора, установленного на объекте, мкОм/Ом;
- неинформативная составляющая выходного сигнала тензорезистора, обусловленная ползучестью тензорезистора, мкОм/Ом;
- неинформативная составляющая выходного сигнала тензорезистора, связанная с дрейфом выходного сигнала, мкОм/Ом;
- местные деформации, обусловленные влиянием тензорезистора и его защитного устройства на температурное поле детали;
- температурное приращение сопротивления тензорезистора, обусловленное разностью температур детали и тензорезистора (в предположении, что температуры чувствительного элемента и подложки одинаковы);
- температурный коэффициент линейного расширения, 1/°C;
S - среднеквадратическая погрешность измерений или определения влияющей величины.
4. Общие положения
4.1. Измерение деформаций выполняют методом тензометрии с применением тензорезисторов, принцип действия которых основан на тензорезистивном эффекте, т.е. изменении электрического сопротивления проводника при его деформировании.
4.2. Измерение деформаций является косвенным измерением. При воздействии на тензорезистор температуры и других влияющих факторов измеренную деформацию вычисляют по формуле
. (1)
4.3. Выходной сигнал тензорезистора для измерительного прибора с пропорциональной функцией преобразования вычисляют по формуле
, (2)
где - сопротивление соединительных проводов (с учетом приращения от температуры);
R - начальное сопротивление тензорезистора;
- разность отсчетов измерительного полумоста прибора, вызванного изменением сопротивления тензорезистора.
4.4. Структура и значение неинформативной составляющей выходного сигнала тензорезистора определяются условиями измерений (воздействием влияющих факторов) и принятой схемой измерений (способом термокомпенсации) и т.п.
4.5. При измерениях статических деформаций (стационарном режиме) параметр может быть представлен выражением:
, (3)
где - температурная характеристика установленного на объект тензорезистора;
и - неинформативные составляющие выходного сигнала тензорезистора, связанные с ползучестью тензорезистора и дрейфом выходного сигнала.
4.6. Температурную характеристику установленного тензорезистора рассчитывают экспериментально как разность индивидуальной характеристики неприваренного тензорезистора и средней разностной характеристики, которая определяется как разность средних значений температурных характеристик выборок (из партии) неприваренных и приваренных тензорезисторов. При натурном эксперименте можно найти по данным тензорезисторов-свидетелей той же партии, что и рабочие тензорезисторы, и установленных на исследуемом объекте рядом с рабочими тензорезисторами на образцах из материала той же марки (плавки), что и натурный объект. Выборка тензорезисторов-свидетелей должна быть достаточной для надежной оценки . Схема установки тензорезисторов-свидетелей приведена на рисунке 1.
1 - компенсационный терморезистор;
2 - рабочий тензорезистор; 3 - скоба; 4 - деталь;
5 - компенсационная пластина; 6 - "салазки"
Рисунок 1. Схема установки тензорезисторов-свидетелей
4.7. Неинформативную составляющую , связанную с ползучестью тензорезистора, получают экспериментально по данным натурной тензотермометрии с воспроизведением реальной нагруженности исследуемого объекта. При натурной тензотермометрии (в сумме с дрейфом начального сопротивления тензорезистора) проявляется как уход нулей, который может быть оценен сравнительным анализом показаний рабочих тензорезисторов при двух идентичных тепловых и напряженно-деформированных состояниях натурного объекта.
4.8. Неинформативную составляющую , связанную с дрейфом выходного сигнала тензорезистора, следует определять с учетом реальной кинетики теплового состояния натурного объекта по данным тензорезисторов-свидетелей, устанавливаемых на исследуемом объекте или на стенде с воспроизведением температурных режимов натурного объекта.
4.9. При измерениях деформаций в условиях нестационарной работы натурного объекта суммарная неинформативная составляющая получает приращение и вычисляется по формуле
, (4)
Для просмотра документа целиком скачайте его >>>
