3 Содержание методики проведения испытаний
Организационно-методический документ, обязательный к выполнению, включающий метод испытаний, средства и условия испытаний, отбор проб, алгоритмы выполнения операций по определению одной или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств объекта, формы представления данных и оценивания точности, достоверности результатов, требования техники безопасности и охраны окружающей среды, называется методикой испытаний.
Осуществление испытаний по единым методикам, устанавливающим правила определения одной или нескольких взаимосвязанных характеристик свойств изделия, является одним из элементов обеспечения единства испытаний и повышения качества.
Методики испытаний могут быть типовыми и рабочими.
Типовая методика предназначается для групп однородных изделий и содержащих общие для них требования к проведению испытаний. Типовая методика излагается в /9/.
Рабочая методика предназначается для испытания определенного вида изделий или отдельных изделий на стадии разработки. Она разрабатывается с учетом свойств конкретных типов испытательного оборудования и средств измерений.
Разработка методики испытаний на воздействие внешних факторов состоит из следующих основных этапов:
На первом этапе на основании ТУ и программы испытаний, а также теории и данных экспериментов полученных в процессе разработки конкретного изделия, с учетом действующих требований, норм и методом механических и климатических испытаний необходимо определить:
1)каким способом будут осуществляться испытания (последовательным, параллельным или комбинированным) и в какой степени выбранный способ испытаний позволит быстро и однозначно определен характеров отказов;
2) с помощью каких технических средств будут воспроизводиться внешние воздействия;
3) как будет осуществляться контроль реакции изделия на внешние воздействия и насколько точно будут контролироваться имитируемые условия окружающей среды;
4) какими способами будут осуществляться закрепление и монтаж испытываемых изделий на специальных стендах и в камерах;
5)интенсивность (жесткость) воздействий, которая будет зависеть от выбора метода испытаний нормальные условия, ускоренные испытания, сокращенные испытания и т.п.)
Если установленные корреляционные связи между реальными и ускоренными испытаниями, то целесообразно проводить последние.
В заключении первого этапа, на основании действующей НТД и рассмотренных выше мероприятий разрабатывают проект методики испытаний.
На втором этапе по проекту методики производят предварительные испытания в ходе которых проявляется соответствие всего технического контрольного измерительного оборудования предъявляемым к нему требованиям. На основании полученных в процессе предварительных испытаний данных уточняется методика испытаний, а также режимы всего испытательного оборудования.
На третьем этапе производят полные испытания изделий в соответствии с разработанной методикой.
На четвертом этапе обрабатывают и анализируют полученные данные, а также вносят необходимые коррективы в методику испытаний.
Таким образом, методика включает в себя правила применения определенных принципов и средств испытаний (методов испытаний), а также условия их осуществления.
В содержании методики испытаний входит рассмотрение следующих основных положений:
І. Цели испытаний.
Формулируется цель испытаний, приводятся данные по назначению изделия, области его примечания характеристики свойств или значений параметров, подлежащих к контролю в процессе испытаний с указанием допустимых значений точности.
ІІ. Средства испытаний.
Приводятся требования к средствам испытаний, включающие испытательное оборудование средств измерений и др. технические средства необходимый для испытаний.
ІІІ. Процесс проведения испытаний должен предусматривать;
- порядок отбора, подготовки и хранения изделий для испытаний;
- совокупность технических характеристик режимы испытаний, допустимых пределов их значений и воспроизведения;
- последовательность операций и их описание;
- критерия прекращения испытаний;
- если управление испытанием осуществляется с помощью ЭВМ, то должен быть разработан соответствующий алгоритм;
В процессе проведения испытаний входят следующие операции:
1-я операция. Предварительная выдержка, предназначена для достижения изделием определенного стационарного состояния за счет нахождения его в нормальных климатических условиях. При этом проявляется воздействие предыдущих факторов на изделие. Время выдержки оговаривается в ТУ или программ испытаний.
2-я операция. Предварительные измерения параметров изделия для установления его работоспособности
3-я операция. Установка изделия для испытаний.
4-я операция. Первоначальные измерения значений параметров изделия, определяющих его состояние для воздействия внешних факторов.
5-я операция. Выдержка изделия при воздействии внешних факторов для определения их влияния положительность выдержки отсчитывается с момента времени достижений установившегося режима.
3.1 Методика проведения испытаний трубопроводной арматуры на сейсмостойкость. /8/
Сейсмостойкость – способность несущих конструкций сооружения или здания противостоять сейсмическим воздействиям без потери эксплуатационных качеств.
Сейсмическое воздействие – специализированное понятие, которое в практике расчетов на сейсмостойкость характеризует колебательное движение грунта при землетрясении, создающее кинематическое возбуждение колебаний исследуемого объекта.
I Общие положения
- Испытания на сейсмостойкость проводятся в соответствии с требованиями "Норм проектирования сейсмических атомных станций" - ПНАЭ Г-5-006-87, "Нормами расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных электростанций энергетических установок" - ПНАЭ Г-7-002-86.
- Место испытаний уточняется в процессе проведения работ и при наличии технической возможности испытаний.
- Перед испытаниями арматура подлежит визуальному осмотру и проверке паспорта.
II Объем испытаний
Арматура подвергается следующим испытаниям:
- определение собственных частот колебаний;
- на сейсмостойкость при сейсмических нагрузках;
- контрольной проверке.
Испытаниям подвергается по одному образцу каждого типа размера арматуры.
Испытания на сейсмостойкость проводятся в 2 этапа;
- без среды и без подачи давления в испытываемое изделие;
- со средой и подачей давления в испытываемое изделие.
При проведении испытания без среды после вибровоздействия производится проверка работоспособности изделия путем проведения не менее 3-х циклов срабатывания "открыто-закрыто" с помощью пульта управления, подключенного к электроприводу или ручным дублером.
III Условия проведения испытаний
- Испытания изделий производятся в помещениях, соответствующих правилам и нормам промышленной санитарии, требованиям безопасности и пожарной безопасности.
- Системы стендов, предназначенные для испытания арматуры, должны быть оборудованы выносным пультом управления.
- Испытательное оборудование должно подвергаться периодическим техническим освидетельствованиям не реже одного раза в год на:
* состояние испытательного оборудования;
* комплектность и состояние документации;
* наличие принципиальных схем и инструкций по эксплуатации виброустановок к системам стендов.
- Эксплуатация вибростендов и систем стендов производится согласно указаниям технической документации с соблюдением требований безопасности проведения работ.
- Персонал, проводящий испытания, должен знать:
* устройство стендов, на которых проводятся испытания арматуры;
* техническое описание и руководство по эксплуатации испытываемой арматуры;
* инструкцию по технике безопасности.
- Коммуникации стендов должны быть надежно заземлены.
- Стенды должны быть оснащены механическими устройствами для установки и снятия испытываемых изделий, если масса каждого из них, с учетом технологической оснастки, превышает 25 кг.
- Перед началом испытаний производится проверка трубопроводов, сосудов, работающих под давлением, контрольно-измерительных приборов, предохранительных клапанов, которые должны быть поверены и калиброваны.
IV Порядок проведения испытаний
- На первом этапе испытаний определяются собственные частоты колебаний изделия следующим образом:
* изделие устанавливается на платформу стенда последовательно в одном из трех положений, указанных на рисунке 1, в случае однокомпонентного стенда или испытывается в одном из указанных положениях в трех взаимно перпендикулярных направлениях одновременно на многокомпонентном стенде.
* производится определение собственных частот колебаний, вначале без подачи среды в изделие, затем с подачей среды методом сканирования частоты плавным прохождением диапазона частот от 1 до 35 Гц в течение не менее 3-х минут при амплитуде ускорения на платформе стенда до 0,1g; при этом ведется запись на шлейфовый осциллограф или другой регистрирующий прибор величин ускорений, получаемых с акселерометров.
Признаком резонанса считается увеличение колебаний отдельных частей или привода изделия в два и более раз по сравнению с амплитудой колебаний изделия или платформы стенда.
* расшифровывая запись, определяются собственные частоты колебаний изделия в каждом из 3-х взаимно перпендикулярных направлений.
- Крепление арматуры к платформам стендов осуществляется при помощи штатной крепежной оснастки за фланцы и штуцера, установленные на входе и выходе изделия (рисунок 1), или за патрубки путем приварки к боковым стойкам и швеллеру (рисунок 2).
При наличии дополнительного места крепления арматуры, предусмотренного чертежом, это крепление должно быть осуществлено хомутами, призмами или другим крепежом. Крепления (штатная оснастка, боковые стойки) должны быть жесткими, чтобы не изменять динамических характеристик арматуры.
По результатам испытаний или расчетов принимается решение о креплении арматуры при эксплуатации, при этом все места крепления должны быть жестко связаны между собой.
Способ крепления арматуры для проведения испытаний должен быть указан в программе испытаний с учетом возможных положений изделий при эксплуатации.
Вертикальное положение оси клапана по отношению к платформе
Горизонтальное положение оси клапана по отношению к платформе и перпендикулярное по отношению к магистральным фланцам корпуса
Горизонтальное положение оси клапана по отношению к платформе и параллельное по отношению к магистральным фланцам корпуса
Рисунок 1 - Крепление арматуры к платформам стендов и точки размещения
акселерометров . 1, 2, 3, 4 - акселерометры т. 4367
- Второй способ определения собственных частот колебаний изделия:
* изделие устанавливается на плите в одном из указанных положений;
* производится запись на шлейфовом осциллографе или другом регистрирующем приборе величин ускорений, получаемых с акселерометров,
* расшифровывается запись и определяются собственные частоты колебаний изделия.
Рисунок 2 Крепление арматуры к платформам стендов типа ВП-3к-100 и точки размещения акселерометров
1 - испытываемое изделие; 2 - уголковые опоры; 3 - штуцер для подачи давления; 4 - точки установки акселерометров; 5 - швеллер, привариваемый к платформе стенда; 6 - точки установки тензорезисторов; 7 - платформа стенда
- Испытания па сейсмостойкость производятся при гармоническом возбуждении платформы на вибрационных стендах (приложение А).
- Нагрузки, эквивалентные сейсмическим, при испытаниях арматуры должны иметь следующие направления:
* горизонтальные гармонические воздействия, перпендикулярные направлению оси патрубков;
* горизонтальные гармонические воздействия, параллельные направлению оси патрубков;
* вертикальные гармонические воздействия.
- В процессе испытаний принимаются следующие параметры гармонических колебаний, эквивалентные землетрясению НУЭ+МРЗ:
* диапазон частот - 1:35 Гц;
* уровни ускорений воздействий - 0,1:3,0g;
* амплитуды ускорений вертикальных колебаний виброплатформы принимаются равными 70% от амплитуд ускорений горизонтальных колебаний.
- Измерение параметров вибрации производится в местах, установленных программой испытаний арматуры, в том числе в месте крепления арматуры и в центре электропривода или изделия в целом.
Регистрация и контроль уровней вибрации (ускорений) осуществляется с помощью контрольно-измерительной аппаратуры, некоторые типы которой приведены в приложении Б.
- Испытания на сейсмостойкость проводятся без среды и со средой.
- Испытания на сейсмостойкость изделия производятся следующим образом:
* на каждой резонансной частоте в диапазоне от 1 до 35 Гц задается гармоническое воздействие в течение не менее 20сек с ускорением платформы стенда, равным 3g; при этом контролируется ускорение в верхней части привода, которое не должно быть более 8g для горизонтального направления воздействия и 5g для вертикального направления. Допускается задавать зависимость ускорения стенда от частоты в соответствии с конкретными требованиями на арматуру (расчетным спектром ответа), выдаваемыми заказчиком;
* производится внешний осмотр изделия с целью обнаружения механических повреждений и проверки работоспособности изделия путем проведения не менее 3-х циклов срабатывания "открыто-закрыто" с помощью пульта управления, подключенного к приводу, или ручного дублера;
* плавно доводится ускорение на патрубках до величины, равной 3g, либо до ускорения, установленного на основе требований заказчика. При этом контролируется ускорение на приводе;
* производится внешний осмотр, контрольная проверка герметичности мест соединений и затвора подачей воды давлением Рр;
* производится проверка работоспособности изделия путем проведения не менее 3-х циклов срабатывания "открыто-закрыто" с помощью пульта управления, подключенного к приводу или с помощью ручного дублера.
* в случае отсутствия резонансных частот в диапазоне от 1 до 35 Гц испытания проводятся на фиксированной частоте с максимально возможной амплитудой ускорения по условиям стенда.
- Проведение испытании на сейсмостойкость со средой под рабочим давлением в испытываемое изделие:
* один из патрубков закрыть заглушкой;
* во второй патрубок через штуцер подать среду под давлением Рр;
* повторить п. 5.1 и 5.9, исключая проверку работоспособности изделия путем проведения циклов срабатывания "открыто-закрыто".
После сброса давления произвести проверку работоспособности изделия путем проведения не менее 3-х циклов срабатывания "открыто-закрыто" с помощью пульта управления, подключенного к приводу.
- В процессе испытаний фиксируются полные и частичные отказы.
Полным отказом считается такое событие, при котором изделие полностью теряет способность выполнять заданные функции или любой ее основной параметр находится за пределами допусков, установленных техническими условиями.
Отказы, связанные с пультом управления, с приборами и т.д., не входящими в комплект поставки, не являются браковочными признаками для изделия.
Частичным отказом считается такое событие, при котором затрудняется эксплуатация, но основные параметры находятся в пределах, установленных для второстепенных параметров, не влияющих на работоспособность изделия и характеризующих удобство эксплуатации, внешний вид и т.д.
V Материально-техническое обеспечение
- Для проведения испытаний в полном объеме и с необходимой точностью требуется следующая контрольно-измерительная аппаратура и оборудование:
Вибростенд - 1 шт.;
Тензоизмерительная станция - 1 шт.;
Контрольно-измерительная аппаратура
Насос гидравлический ручной
ГН-500 или гидравлический насос с электродвигателем ГН-1200-400 - 1 шт.;
Пульт управления электроприводом - 1 шт.;
Тензорезисторы - 20 шт.;
Приложение1 (Обязательное)
ФОРМА АКТА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕНДА
АКТ
изготовления (монтажа) испытательного стенда
Изготовители:
предприятие
цех
Стенд для пневматических испытаний изготовлен (смонтирован) в
соответствии с чертежом N ТУ _________________ принят ОТК.
Подписи
Начальник цеха (штамп)
Контрольный мастер (штамп)
"__" _________________ 19__ г.
Приложение 2 (Обязательное)