Pour évaluer la capacité d'un matériau à percevoir une certaine déformation dans des conditions aussi proches que possible de la production, des tests technologiques sont utilisés. Ces évaluations sont de nature qualitative. Ils sont nécessaires pour déterminer l'adéquation d'un matériau à la fabrication de produits utilisant une technologie impliquant des déformations plastiques importantes et complexes.
Pour déterminer la capacité d'un matériau en feuille jusqu'à 2 mm d'épaisseur à résister à l'estampage à froid (emboutissage), la méthode d'essai pour dessiner un trou sphérique à l'aide de poinçons spéciaux à surface sphérique (GOST 10510) est utilisée. Le schéma de test est illustré à la fig. 9.3.
Riz. 9.3. Schéma du test de dessin d'un trou sphérique selon Eriksen
Pendant le test, la force de traction est fixe. La conception de l'appareil prévoit l'arrêt automatique du processus d'étirage au moment où la force commence à diminuer (les premières fissures apparaissent dans le matériau). Une mesure de la capacité d'un matériau à s'étirer est la profondeur du trou allongé.
Une feuille ou un ruban de moins de 4 mm d'épaisseur est testé pour le pli (GOST 13813). Le test est effectué à l'aide du dispositif illustré à la Fig. 9.4.
Riz. 9.4. Diagramme de test de pliage
1 - levier; 2 - laisse remplaçable; 3 - échantillon ; 4 - rouleaux; 5 - éponges; 6 - étau
L'échantillon est d'abord plié à gauche ou à droite de 90 0, puis à chaque fois de 180 0 dans le sens opposé. Le critère de fin d'essai est la destruction de l'échantillon ou l'obtention d'un nombre donné de plis sans destruction.
Le fil en métaux non ferreux et ferreux est testé pour la torsion (GOST 1545) avec la détermination du nombre de tours complets jusqu'à la destruction des échantillons, dont la longueur est généralement (- diamètre du fil). Le test de pli (GOST 1579) est également utilisé selon un schéma similaire au test de matériau en feuille. Effectuez un test d'enroulement (GOST 10447). Le fil est enroulé en spires serrées sur une tige cylindrique d'un certain diamètre (Fig. 9.5).
Fig.9.5. Test d'enroulement de fil
Le nombre de tours doit être compris entre 5 et 10. Une indication que l'échantillon a réussi le test est l'absence de délaminage, de pelage, de fissures ou de déchirures à la fois dans le matériau de base de l'échantillon et son revêtement après enroulement.
Pour les tuyaux dont le diamètre extérieur ne dépasse pas 114 mm, un test de pliage (GOST 3728) est utilisé. Le test consiste en une flexion douce d'une section de tuyau de quelque manière que ce soit à un angle de 90 0 (Fig. 9.6. a) de sorte que son diamètre extérieur ne devienne nulle part inférieur à 85% du diamètre initial. GOST définit la valeur du rayon de courbure R en fonction du diamètre du tuyau ré et épaisseur de paroi S. L'échantillon est considéré comme ayant réussi l'essai si aucune discontinuité métallique n'y est constatée après pliage. Les échantillons de tubes soudés doivent réussir l'essai dans n'importe quelle position de la soudure.
Le test de perlage (GOST 8693) est utilisé pour déterminer la capacité du matériau du tuyau à former une bride d'un diamètre donné (Fig. 9.6.b). Un signe que l'échantillon a réussi le test est l'absence de fissures ou de déchirures après le bridage. Le bridage avec distribution préalable sur le mandrin est autorisé.
Le test d'expansion (GOST 8694) révèle la capacité du matériau du tuyau à résister à la déformation lors de l'expansion dans un cône jusqu'à un certain diamètre avec un angle de cône donné (Fig. 9.6.c). Si, après distribution, l'échantillon ne présente pas de fissures ou de déchirures, il est alors considéré comme ayant réussi le test.
Pour les tuyaux, un test d'aplatissement à une certaine taille est fourni (Fig. 9.6.d), et pour les tuyaux soudés, GOST 8685 prévoit la position du joint (Fig. 9.6.d), test de pression hydraulique.
Pour tester les fils ou tiges de section ronde et carrée destinés à la fabrication de boulons, écrous et autres fixations par la méthode de refoulement, un essai de tirage (GOST 8817) est utilisé. La norme recommande un certain degré de déformation. Le critère de validité est l'absence de fissures, déchirures, délaminations sur la surface latérale de l'échantillon.
Riz. 9.6. Schémas de test de tuyaux :
a - dans le virage ; b - à bord ; c - pour la distribution ; d, e - pour aplatir
Pour les matériaux en barres, un test de flexion est largement utilisé : flexion à un certain angle (Fig. 9.7.a), flexion jusqu'à ce que les côtés soient parallèles (Fig. 9.7.b), flexion jusqu'à ce que les côtés se touchent (Fig. 9.7.c) .
Riz. 9.7. Modèles de test de pliage :
a - plier à un certain angle; b - plier jusqu'à ce que les côtés soient parallèles; c - jusqu'à ce que les côtés se touchent
5. Essais technologiques des métaux et alliages
La capacité des métaux et alliages à subir différents types de transformations technologiques (traitement par pression, découpe, soudage) dépend de leurs propriétés technologiques. Pour déterminer les propriétés technologiques, des tests sont effectués sur des échantillons technologiques qui sont le plus souvent utilisés dans les conditions de travail. Les échantillons technologiques comprennent des tests de pliage, de refoulement, d'aplatissement, de perlage, de cintrage de tuyaux et bien d'autres. De nombreux échantillons technologiques et méthodes de test sont normalisés.
Selon les résultats des tests technologiques, la possibilité de fabriquer un produit de haute qualité à partir d'un matériau donné est déterminée dans des conditions correspondant au processus technologique adopté dans cette production.
Le test de flexion (GOST 14019 - 80) est utilisé pour déterminer la capacité des matériaux à résister aux déformations de flexion spécifiées sans destruction. L'échantillon / (Fig. 6, a) à l'aide d'un mandrin 2 est plié sous l'action de la force de la presse entre les rouleaux 3 à un angle donné a. La capacité d'un matériau à résister à la déformation en flexion est caractérisée par un angle de flexion donné a. Lorsque l'échantillon est plié à 180°, le matériau est capable de résister à la contrainte de flexion ultime. Les échantillons qui ont réussi le test ne doivent pas présenter de fissures, déchirures, délaminations.
Le test de flexion est soumis à des tôles jusqu'à 30 mm d'épaisseur, produits longs - barres, canaux, coins.
Riz. 6. Essais technologiques :
a - pour plier, b - pour tirer, c - pour aplatir les tuyaux, d - pour perler les tuyaux, e - pour plier les tuyaux; 1 - échantillon, 2 - mandrin, 3 - rouleaux,
4 - échantillon avant refoulement, 5 - échantillon après refoulement, 6 - tuyau
Le test de bouleversement (GOST 8817-82) est utilisé pour déterminer la capacité d'un métal à résister à une déformation plastique donnée. L'échantillon 4 est déposé à chaud ou à froid à l'aide d'une presse ou d'un marteau à une certaine hauteur h (Fig. 6.6). Le test d'affaissement est effectué sur des échantillons ronds ou carrés d'un diamètre ou d'un côté d'un carré à froid de 3 à 30 mm, à chaud - de 5 à 150 mm. La hauteur des échantillons d'acier doit être égale à deux diamètres et les échantillons d'alliages non ferreux - au moins 1,5 diamètre. L'échantillon est considéré comme ayant réussi le test si aucune fissure, déchirure ou cassure n'y apparaît.
Le test d'aplatissement des tuyaux (GOST 8695 - 75) est utilisé pour déterminer la capacité des tuyaux à s'aplatir à une certaine hauteur H (Fig. 6, c) sans fissures ni déchirures. L'extrémité du tuyau 6 ou son segment de 20...50 mm de long est aplati entre deux plans parallèles. Si le tuyau est soudé, le joint du tuyau doit être situé le long de l'axe horizontal, comme indiqué sur la figure. L'aplatissement des tuyaux s'effectue en douceur à une vitesse ne dépassant pas 25 mm/min. L'échantillon est considéré comme ayant réussi le test si aucune fissure ou déchirure n'y apparaît.
Le test de perlage des tuyaux (GOST 8693-80) est utilisé pour déterminer la capacité des tuyaux à être perlés à un angle de 90 °. L'extrémité du tuyau 6 (Fig. 6, d) est perlée à l'aide d'un mandrin 2 avec une force P de la presse jusqu'à l'obtention d'une bride d'un diamètre donné D. La surface de travail du mandrin doit être usinée proprement et ont une dureté élevée (HRC pas moins de 50). Le rayon de courbure du mandrin, qui forme le cordon, doit être égal à deux fois l'épaisseur de la paroi du tuyau (R=2s). Le bourrelet est considéré comme étant de haute qualité si aucune déchirure ou fissure n'est trouvée sur la bride.
Le test de courbure des tuyaux (GOST 3728-78) est utilisé pour déterminer la capacité des tuyaux à se plier sans fissures ni déchirures à un angle de 90 °. Avant l'essai, le tuyau 6 (Fig. 6, (3)) est rempli de sable de rivière propre et sec ou d'un autre matériau de remplissage. L'essai consiste en une flexion douce de l'échantillon d'une manière qui permette de plier l'échantillon de sorte que son diamètre extérieur D dans aucune place ne devient inférieure à 85% par rapport à l'initiale Pour tester des tuyaux d'un diamètre extérieur allant jusqu'à 60 mm, leurs segments sont utilisés, d'un diamètre de 60 mm ou plus - des bandes longitudinales de 10 mm de large coupées à partir de tuyaux.
Un test de soudabilité est effectué pour déterminer la résistance d'un joint soudé bout à bout. L'échantillon soudé est soumis à une flexion (voir Fig. 6, a) à un angle donné a ou testé en traction. Les résistances des éprouvettes soudées et non soudées du métal d'essai sont ensuite comparées.
6. Structure des métaux, alliages et liquides fondus
Les métaux sont des substances simples qui possèdent des électrons libres non associés à certains atomes, capables de se déplacer dans tout le volume du corps. Cette caractéristique de l'état d'une substance métallique détermine les propriétés des métaux.
Les atomes métalliques donnent facilement des électrons externes (de valence), se transformant ainsi en ions chargés positivement. Les électrons libérés par les atomes sont continuellement mélangés de manière chaotique dans tout le volume du métal, comme des molécules dans les gaz. Par conséquent, ces électrons libres sont souvent appelés gaz d'électrons. Les électrons libres, entrant en collision avec des ions chargés positivement lors de leur mouvement, peuvent se reconnecter avec eux pendant un certain temps. Dans de tels cas, les ions chargés positivement se transforment en atomes neutres. Ainsi, les métaux consistent en un ordre d'ions chargés positivement situés dans l'espace, d'électrons se déplaçant parmi eux et d'un petit nombre d'atomes neutres. Les métaux sont l'aluminium, le fer, le cuivre, le nickel, le chrome, etc.
Les alliages sont des systèmes constitués de deux métaux ou plus ou de métaux et de non-métaux. Les alliages ont toutes les propriétés caractéristiques des métaux. Par exemple, Acier Carbone et fonte - alliages de fer avec du carbone, du silicium, du manganèse, du phosphore et du soufre; bronze - un alliage de cuivre avec de l'étain ou d'autres éléments; laiton - un alliage de cuivre avec du zinc et d'autres éléments. Dans l'industrie, les alliages sont largement utilisés, obtenus par fusion de composants, suivie d'une cristallisation à partir d'un état liquide. Beaucoup moins souvent - alliages obtenus par frittage de poudres de métaux et de non-métaux.
Les ions chargés positivement et les atomes neutres dans le processus de cristallisation d'un métal ou d'un alliage à partir d'un état fondu (liquide) sont regroupés dans une séquence strictement définie, formant des réseaux cristallins - un arrangement correct et ordonné d'atomes dans une cellule unitaire. Les réseaux cristallins sont caractérisés par leur type et leur taille.
Les réseaux cristallins des métaux et alliages peuvent être de différents types. Les réseaux cubiques centrés sur le corps (BCC) (Fig. 7, a) forment le fer Fe a, le chrome Cr, le molybdène Mo, etc. Les réseaux cubiques centrés sur les faces (FCC) (Fig. 7.6) forment le fer Fe v. cuivre Cu, aluminium Al, plomb Pb, etc. Hexagonal compact (hcp) (Fig. 7, c) est formé par du zinc Zn, du magnésium Mg, du cobalt Co, etc.
Riz. 7. Schémas de réseaux cristallins :
un cubique centré sur le corps (BCC). b - cubique à faces centrées (fcc). c - hexagonal compact (hcp)
Les dimensions ou périodes du réseau - les distances entre les centres des atomes ou des ions situés aux nœuds du réseau - sont mesurées en angströms (1A = 10~10 m).
Avec un changement de température ou de pression, le type et la période du réseau peuvent changer, ce qui entraîne une modification des propriétés physicochimiques des métaux et des alliages.
Tous les métaux et alliages ont une structure cristalline. Au cours du processus de cristallisation, des ions chargés positivement, disposés séquentiellement sous la forme de réseaux cristallins élémentaires, forment des cristaux sous forme de grains (Fig. 8, a) ou de dendrites 1 (Fig. 8, b). Les cristaux résultants se développent, cristallisent d'abord librement à partir du liquide fondu, n'interfèrent pas les uns avec les autres, puis ils entrent en collision et la croissance des cristaux ne se poursuit que dans les directions où il y a un libre accès au métal liquide. En conséquence, la forme géométriquement correcte d'origine des cristaux est violée. Dans les métaux et alliages cristallisés, les grains et les dendrites ont une forme irrégulière et géométriquement déformée.
Lorsqu'ils sont chauffés, la chaleur absorbée par les métaux est dépensée dans les mouvements vibratoires des atomes et, par conséquent, dans la dilatation thermique du métal. Lors de la fusion, le volume des métaux augmente de 3...4 %. Lorsque la température augmente, les mouvements vibratoires des atomes ou des ions augmentent, les grains de cristal se désintègrent et l'alliage, passant par l'état solide-liquide, se transforme en fusion.
Lors du passage à la fonte, la structure cristalline du métal n'est pas complètement détruite. Dans la fonte, il y a toujours les plus petites zones dans lesquelles la structure originelle, héréditaire du métal, proche du cristallin, est préservée. De plus, il y a toujours des particules réfractaires (résidus de garnissage de four mélangés à d'autres éléments) qui peuvent se former centres supplémentaires cristallisation et provoquer le début de la cristallisation La création artificielle de centres de cristallisation dans le bain avec une modification simultanée de sa vitesse de refroidissement est utilisée pour contrôler la cristallisation de l'alliage afin d'obtenir la structure et les propriétés souhaitées de l'alliage à l'état solide .
Riz. Fig. 8. Schéma de cristallisation de l'alliage sous forme de grains (a) et de dendrites (b)
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ORGANISATION ET TECHNOLOGIE DES ESSAIS
Les tests sont une des étapes de la création produits finis, dont dépendent en grande partie la qualité, la fiabilité, la durabilité et, in fine, la compétitivité des produits.
Définition du processus de test.
Le concept de "tests" couvre un large éventail de travaux, notamment : la détermination expérimentale des principaux paramètres et caractéristiques des produits, les tests expérimentaux de la conception des unités d'assemblage, des assemblages et des produits en général.
Au cours du test, les modes de fonctionnement, le démarrage et la mise en marche du produit sont élaborés. but ultime le développement expérimental est la création d'un produit qui répond au mieux aux exigences techniques de conception du produit. Dans un certain nombre de cas, selon les résultats des tests, il s'avère nécessaire non seulement de modifier la conception des unités d'assemblage et des assemblages individuels, mais également de modifier considérablement le schéma général de la machine.
Les principaux objectifs des tests les produits sont :
Évaluation de l'exactitude de la conception et du schéma de fonctionnement des unités et du produit dans son ensemble, en les ajustant au cours du processus d'élaboration;
Vérifier et tester le fonctionnement des unités, des unités d'assemblage et du produit lui-même dans des conditions opérationnelles, tester leur interaction dans le schéma de conception global ;
Détermination des principaux paramètres et caractéristiques des unités et des produits dans toute la gamme opérationnelle des conditions d'utilisation ;
Recherche et élimination des causes trouvées lors des tests de pannes pouvant conduire le produit à un état inopérant lorsque le produit est en fonctionnement au stand ou en conditions réelles ;
Les tests sont attribués conformément aux exigences documents de conception et en lien étroit avec les principales valeurs des paramètres de conception du produit, les principes de développement de sa conception et font partie du processus global de création de produits.
Objet (produit, produits, etc.) ;
Moyens de test (matériel de test, outils de vérification et d'enregistrement) ;
exécuteur de test ;
NTD pour les tests (programme, méthodologie).
Contrôlé
exploitation,
opérationnel
périodique,
inspection
ESSAIS
Exploitation technique, consistant en l'établissement d'une ou plusieurs caractéristiques d'un produit, d'un procédé ou d'un service donné selon une procédure établie.
Le système de test comprend les principaux éléments suivants :
1. Objet (produit, produits)
3. Moyens pour effectuer des essais et des mesures (équipements d'essai et moyens de vérification ou d'enregistrement)
4. Exécutant du test
5. MTN à tester (programme, méthodologie).
Classification des principaux types de tests
Phase de recherche
Rechercher - si nécessaire, effectué à n'importe quelle étape cycle de la vie des produits.
Ainsi, les matériaux achetés peuvent être vérifiés avant le début de la fabrication du produit, les parties du produit fabriquées - pendant la salle d'opération.
Des tests de recherche sont effectués pour étudier le comportement d'un objet sous l'un ou l'autre facteur d'influence externe, ou dans le cas où la quantité d'informations nécessaire n'est pas disponible.
Dans les ateliers de production pilote, maquettes, maquettes, prototypes sont réalisés d'après des croquis, qui sont ensuite testés.
Au cours du processus de test de recherche, les performances, l'exactitude de la solution de conception, les caractéristiques possibles, les modèles et les tendances des changements de paramètres, etc. sont évalués.
Les tests de recherche sont principalement effectués sur un type représentatif.
Au stade de la recherche
Des tests de recherche sont effectués comment définir ou comment estimé.
Déterminatif- le but est de trouver les valeurs d'une ou plusieurs grandeurs avec une précision et une fiabilité données.
Estimé - tests conçus pour établir le fait de l'adéquation de l'objet de test.
Au stade du développement
Essais de finition - au stade de la R&D pour évaluer l'impact documentation technique changements pour garantir les indicateurs de qualité requis pour les produits. Le besoin de tests de finition est déterminé par le développeur. Des tests sont soumis à des produits expérimentaux et prototypes et leurs parties constitutives. Si nécessaire, le développeur implique le fabricant dans les tests.
Essais préliminaires - détermination de la possibilité de présenter des échantillons pour les tests d'acceptation.
Les tests sont effectués conformément à la norme ou à d'autres documents.
En l'absence de ces documents, la décision d'exécution appartient au maître d'ouvrage.
Le programme d'essais préliminaires est au plus près des conditions de fonctionnement du produit. L'organisation des épreuves est la même que pour les épreuves de finition.
Les tests préliminaires sont effectués par des services de test certifiés utilisant des équipements de test certifiés.
Sur la base des résultats des tests, un acte, un rapport sont rédigés et la possibilité de présenter le produit pour les tests d'acceptation est déterminée.
Test d'acceptation (PI) sont réalisées pour déterminer la faisabilité et la possibilité de mettre les produits en production. (Les tests de réception en une seule production sont effectués pour résoudre le problème de l'opportunité de leur transfert en exploitation).
Un représentant typique des produits à tester est sélectionné en fonction de la possibilité de diffuser les résultats de ses tests à l'ensemble des produits.
Les tests de réception sont réalisés par les services de certification sur des moyens de test certifiés.
avec PI, toutes les valeurs des indicateurs et exigences établies dans le bâtiment technique sont contrôlées.
L'IP des produits mis à niveau est réalisée par des tests comparatifs des produits proposés et fabriqués.
Au stade de la fabrication
Tests de qualification (QI) appliquer quand; évaluer l'état de préparation d'une entreprise à publier des produits en série spécifiques, ainsi que lors de la mise en production de produits sous licence et de produits maîtrisés dans une autre entreprise.
La nécessité d'un essai clinique est établie par le comité d'acceptation.
Tests d'acceptation (PSI) effectuées pour décider de l'adéquation des produits à la livraison ou à l'utilisation.
Les tests sont effectués par le service contrôle technique entreprises, si nécessaire, impliquant le client. Tous les produits sont soumis à des tests ou un échantillon est fabriqué dans un lot (s'il existe des méthodes permettant d'évaluer l'ensemble du lot à partir d'un échantillon).
Lors des tests, les valeurs des principaux paramètres et les performances du produit sont surveillées.
La procédure de test est établie par GOST ou TU, et pour une seule production dans ceux-ci. mission.
Tests périodiques (PI) effectué dans le but de :
Contrôle périodique de la qualité des produits ;
Technologie de contrôle de stabilité. processus entre les tests successifs ;
Confirmation de la possibilité d'étendre la fabrication des produits selon la documentation actuelle ;
Confirmation du niveau de qualité des produits libérés pendant la période contrôlée ;
Confirmation de l'efficacité des méthodes utilisées dans le contrôle d'acceptation.
Essais de type (TI) contrôle de produits de même taille standard, selon une méthodologie unique, qui est effectué pour évaluer l'efficacité et la faisabilité des modifications apportées à la conception ou au processus technique.
Les tests sont effectués par le fabricant avec la participation de représentants de l'état d'acceptation ou par un organisme de test.
Essais d'inspection (AI) réalisées de manière sélective afin de contrôler la stabilité de la qualité des échantillons de produits finis en exploitation.
Effectué par des organisations spécialement autorisées (Gosnadzor, contrôle départemental, etc.).
Essais de certification (SI) sont effectuées pour déterminer la conformité des produits aux exigences de sûreté et de sécurité environnement, et dans certains cas les indicateurs les plus importants de la qualité du produit, de l'économie, etc.
Le SI est un élément d'un système de mesures visant à confirmer la conformité des caractéristiques réelles des produits aux exigences de la documentation scientifique et technique.
Le SI est réalisé par des centres de test indépendants.
Sur la base des résultats de l'IS, un certificat de conformité des produits aux exigences de la documentation scientifique et technique est délivré.
La certification implique la reconnaissance mutuelle des résultats des tests par le fournisseur et le consommateur des produits, ce qui est particulièrement important dans les opérations de commerce extérieur.
ÉTAPE DE FONCTIONNEMENT
Opération Contrôlée (AC)
L'EP est réalisée pour confirmer la conformité des produits aux exigences de la documentation scientifique et technique dans les conditions d'utilisation, pour obtenir des informations supplémentaires sur la fiabilité, des recommandations pour éliminer les lacunes et augmenter l'efficacité d'utilisation.
Pour le PE, les échantillons sont isolés, créant des conditions proches des conditions opérationnelles.
Les échantillons ayant réussi les tests de qualification ou périodiques sont déposés sur le PE.
Les résultats du PE (informations sur les pannes, l'entretien, la réparation, la consommation de pièces de rechange, etc.) sont consignés par le consommateur dans des notices qui sont envoyées au fabricant (développeur), ou un journal sur le lieu d'exploitation.
Essais Périodiques Opérationnels (EPT) sont effectuées pour déterminer la possibilité ou l'opportunité d'une exploitation ultérieure du produit dans le cas où une modification de son indicateur de qualité peut constituer une menace pour la sécurité sanitaire, l'environnement ou entraîner une diminution de l'efficacité de son utilisation.
Chaque unité de produits exploités est soumise à des tests à des intervalles établis de temps de fonctionnement ou de temps calendaire.
Les tests sont effectués par les organes de contrôle de l'État.
La combinaison des types de tests suivants est autorisée :
Préliminaire avec finition;
Acceptation avec acceptation (pour production unique);
Acceptation sous réserve (pour production en série);
Périodiques avec les standards avec le consentement du consommateur, sauf pour les produits soumis à l'acceptation de l'État ;
Certification avec acceptation et périodique.
NIVEAU D'ESSAI
État - pour la qualification d'acceptation, l'inspection, la certification et périodique.
Interministériel -
Départemental - pour les essais d'acceptation, de qualification et d'inspection.
Essais d'état - tests des types de produits les plus importants effectués dans les organisations mères pour tester ces types de produits.
Tests interministériels - sont effectués, en règle générale, lors des tests d'acceptation avec la participation de représentants des départements (ministères) intéressés.
Selon les conditions et le lieu du test, il y a :
Laboratoire - réalisées dans des conditions de laboratoire.
Banc - réalisées sur des équipements d'essais dans des services d'essais ou de recherche (équipements de série et spéciaux).
Polygones - effectué sur un site d'essai (par exemple, une voiture).
Naturel - tests effectués dans des conditions appropriées à l'utilisation du produit pour l'usage auquel il est destiné. Le produit est en cours de test.
Utilisation de modèles - réalisé sur un modèle physique (simplifiant, réduisant).
Parfois, les tests de modèles physiques sont combinés avec des modèles physico-mathématiques et mathématiques.
Heure (période) de l'événement.
Normal - les méthodes et les conditions de test permettent d'obtenir la quantité nécessaire d'informations sur les propriétés de l'objet dans le même intervalle de temps que pendant le fonctionnement.
Accéléré - les informations nécessaires sont obtenues en un temps plus court qu'avec des tests normaux. Ceci peut être réalisé par des conditions d'essai plus strictes.
Abrégé - réalisé sur un programme réduit.
Par des objets caractéristiques définis
Fonctionnel - sont effectués afin de déterminer les indicateurs de la destination de l'objet.
la stabilité - déterminer la capacité du produit à mettre en œuvre ses fonctions et à maintenir les valeurs des paramètres dans les limites. ATN établie lors de l'exposition à certains facteurs (agr. environnement, ondes de choc, etc.)
transportabilité - est déterminé à déterminer la possibilité de transport sans destruction et avec la capacité de remplir ses fonctions.
Frontière - pour déterminer les dépendances entre prev. valeurs admissibles des paramètres des objets et des modes de fonctionnement.
Technologique - sont réalisées lors de la fabrication des produits afin d'en assurer la fabricabilité.
Selon l'incidence
Indestructible - après essai, l'objet peut fonctionner.
Destructable - ne peut pas être utilisé pour le fonctionnement.
Tests de produits– détermination expérimentale des caractéristiques quantitatives et qualitatives des propriétés d'un objet (produit) en tenant compte des modes de fonctionnement et des facteurs d'influence externes.
La séquence de préparation et de test peut être représentée par les principales étapes suivantes :
1. Elaboration des plans annuels et trimestriels de tests ;
2. Élaboration d'un programme d'essais, préparation de l'existant et, si nécessaire, conception et fabrication d'outils d'essai (équipements et instruments de mesure); certification des équipements d'essai, y compris la vérification des instruments de mesure ;
3. Développement de méthodes de test (méthodes) et leur certification;
4. Sélection d'échantillons à tester ;
5. Effectuer des tests conformément au programme et à la procédure de test, avec l'enregistrement des valeurs des caractéristiques des conditions de test et des caractéristiques des propriétés des échantillons testés, ainsi que la détermination de leurs erreurs ;
6. Étude, si nécessaire, des échantillons testés après la fin des essais avec l'enregistrement des valeurs des caractéristiques et la détermination de leurs erreurs ;
7. Traitement des données de test, y compris évaluation de l'exhaustivité, de l'exactitude et de la fiabilité ;
8. Prendre des décisions sur les résultats des tests et sur l'utilisation des échantillons, enregistrer les résultats des tests sous la forme d'un protocole, ainsi que d'autres matériaux.
Planification - la première étape de la préparation des tests,
Le document principal qui établit le calendrier des tests pour les types de produits fixes est le calendrier des tests, qui indique :
Type d'épreuves ;
Nom du produit et adresse du fabricant ;
Date limite de soumission des échantillons pour les tests ;
L'organisme impliqué dans la sélection des échantillons (échantillons) à tester ;
Délais pour effectuer des tests et émettre une conclusion avec une recommandation pour prendre les décisions appropriées.
Le calendrier de test des produits est formé sur la base de: tâches de création d'échantillons de nouveaux produits (modernisés), un plan pour les nouveaux équipements.
Programme d'essai - le principal document de travail pour tester des produits spécifiques. Le programme d'essais est un document organisationnel et méthodologique obligatoire pour la mise en œuvre, qui établit :
3. Tâches de test de produit
4. Types et séquence des paramètres et indicateurs à vérifier
5. Calendrier
6. Méthodes d'essai.
Le programme de test est développé, en règle générale, pour chaque catégorie de tests séparément, en tenant compte des conditions et du support technique pour leur mise en œuvre.
Programme d'essai en cas général contient les rubriques suivantes :
Portée et objectif de la séquence de test ;
Nomenclature des caractéristiques déterminées (indicateurs), les pré-requis techniques aux produits ;
Conditions générales essais.
Méthodes d'essai sont développés séparément pour différents types d'essais (de fiabilité, de sécurité, etc.) et prévoient la détermination d'un ou plusieurs indicateurs (caractéristiques) établis dans le programme d'essai, ainsi que toutes les caractéristiques de l'objet et les conditions d'essai nécessaires pour cette.
La procédure de test comprend généralement les informations suivantes :
1. Le but du test, les catégories de tests pour lesquels ce type de test est requis.
3. Sélection des échantillons de test en fonction de la catégorie de test.
4. Une indication de l'équipement utilisé pour les essais avec référence aux conditions d'essai et aux normes selon lesquelles l'équipement est certifié.
5. Description de la procédure et de la séquence des tests.
7. Évaluation des résultats des tests.
8. Instruction sur l'exécution des résultats des tests.
9. Exigences en matière de sécurité et de protection de l'environnement.
Lors du développement de méthodes d'essai, il est nécessaire d'utiliser des normes internationales (étrangères) pour les méthodes d'essai de produits.
La méthodologie de test doit être axée sur l'automatisation des processus de test, ainsi que sur le traitement et l'enregistrement des résultats des tests et des mesures à l'aide de la technologie des microprocesseurs, des capteurs et convertisseurs électroniques de haute précision, des équipements d'enregistrement modernes utilisant des supports numériques et magnétiques, etc. la méthodologie de test doit correspondre au niveau mondial et refléter l'expérience accumulée dans les tests.
Dans tous les supports liés à la préparation des essais, à la conception et à la création d'outils d'essai, à la certification des équipements d'essai, au développement et à la certification des méthodes d'essai, ainsi que dans tous les supports d'observations, de mesures et de traitement des résultats d'essais, y compris négatifs, enregistrés sur divers Les supports (journaux d'observations et d'essais, oscillogrammes, bandes magnétiques, disques mémoires d'ordinateurs, etc.) doivent être systématisés dans l'ordre chronologique de la réalisation des essais, sans aucune exception, et conservés pendant une durée fixée par les parties participant à l'essai.
Résultats de test - il s'agit d'une évaluation des caractéristiques des propriétés de l'objet, établissant la conformité de l'objet aux exigences réglementaires selon les données de test, les résultats de l'analyse de la qualité du fonctionnement de l'objet lors du test. Les résultats des tests sont le résultat du traitement des données de test.
Les résultats des tests sont consignés dans un protocole contenant des conclusions sur la conformité des produits aux exigences de la documentation scientifique et technique et sur la stabilité. processus technologique(sur la base d'une comparaison des résultats obtenus avec les résultats d'essais périodiques ou d'acceptation ou de qualification antérieurs). Le protocole est approuvé par l'entreprise (organisation) qui a effectué les tests.
Le protocole établi à partir des résultats des tests contient :
1. Nom de l'organisme de test, catégorie et niveau de test.
2. Informations sur les produits testés, avec le nom et symbole des produits. Date de fabrication des produits, numéro de lot, numéros de série des échantillons à tester selon le système de numérotation du fabricant. Liste des paramètres mesurés et leurs caractéristiques, ainsi que les exigences du produit, ses conditions de fonctionnement, de stockage et de transport.
3. Description des essais (type d'essais, nom de la procédure d'essai, conditions et lieu des essais, leur heure et durée).
4. Informations sur les équipements de test : listes des équipements de test et des instruments de mesure ; caractéristiques de précision des équipements de test et des instruments de mesure, informations sur leur certification; des informations sur les moyens de traitement des données de test.
5. Résultats des tests accompagnés des données de test ou du nom et de la désignation du protocole de données, avec des suggestions du service de test et des recommandations pour améliorer ou affiner les produits.
Tous les supports liés à la préparation des essais, à la conception et à la réalisation des outils d'essais, à la certification des équipements d'essais, à l'élaboration et à la certification des méthodes d'essais, ainsi que tous les supports d'observations, de mesures et de traitement des résultats d'essais, y compris négatifs, enregistrés sur divers supports (journaux d'observations et d'essais, oscillogrammes, bandes magnétiques, disques de mémoire d'ordinateur, etc.), doivent être systématisés par ordre chronologique au fur et à mesure de la réalisation des essais, sans aucune exception, et conservés pendant une durée fixée par les parties participant à l'essai.
Les organismes procédant à des essais de produits assurent, de la manière prescrite, la conservation de tous les documents relatifs aux essais de produits : programmes et méthodes d'essais, journaux de travail, rapports, actes, protocoles, conclusions, etc.
ORGANISATION DES ACTIVITÉS
LABORATOIRES D'ESSAIS
(CENTRES)
Les laboratoires d'essais (centres) peuvent être à la fois indépendants entité légale en plus d'être une unité au sein d'une organisation.
Structure typique laboratoire d'essai a le formulaire suivant
Superviseur laboratoire (centre) assure la direction générale et formule la politique de ses activités.
Responsable pour le système d'assurance qualité, élabore et contrôle la mise en œuvre des dispositions du « Manuel Qualité » du laboratoire (c).
Adjoint Le responsable des tests est responsable de la mise en œuvre de toutes tâches techniques associés aux tests.
Secrétariat remplit des fonctions de gestion de bureau, reçoit et enregistre les commandes d'essais, archive la documentation de travail, etc.
Spécialistes du groupe pour les tests, ils testent directement les produits et établissent des rapports de test dans la zone désignée.
Compétence technique laboratoire d'essai (centre) est déterminé par la présence en son sein de :
Personnel qualifié;
instruments de mesure nécessaires pour les tests et le contrôle ;
locaux avec des conditions environnementales appropriées;
processus de travail documentés ;
les documents réglementaires et méthodologiques des méthodes et outils de test ;
tester les systèmes d'assurance qualité.
Personnel laboratoire d'essais avoir dû une éducation et des qualifications adéquates.
Celui-ci prend en compte les points suivants :
Éducation de base;
Spécial éducation professionnelle avant de commencer à travailler au laboratoire;
Éducation et formation sur des questions particulières après le début du travail en laboratoire ;
Connaissance des méthodes et moyens de mesure, d'essai et de contrôle nécessaires à la réalisation d'essais spécifiques obtenue dans le cadre d'une formation de perfectionnement ;
Expérience de travail dans des groupes de test.
Le laboratoire doit disposer de la documentation et des informations nécessaires concernant les qualifications, l'expérience pratique et la formation. Ces données sont reprises dans le « Manuel Qualité ». Description de l'emploiétablir les fonctions, les devoirs, les droits et les responsabilités, les exigences de qualificationà l'éducation, aux connaissances techniques et à l'expérience professionnelle.
Dans le laboratoire d'essai, une grande attention doit être accordée aux mesures visant à améliorer les compétences du personnel. Ils doivent être menés à la fois pour les nouveaux employés et les employés expérimentés.
Distinguer externe et interne entraînement.
Externe - se déroule sous des formes traditionnelles - participation à des conférences et séminaires ; étudier dans des cours; dans les établissements d'enseignement (niveau supérieur à l'étudiant ou similaire mais requis pour le travail).
interne - Auto entrainement; discussion régulière par les salariés des problèmes liés aux qualifications (à l'instar des fameux « cercles de qualité » japonais).
De telles discussions devraient avoir lieu sans pression morale sur les employés de la part de la direction. L'initiative dans la résolution de problèmes visant à améliorer les tests doit être encouragée.
Organisation internationale "EUROLAB", fédérant les laboratoires d'essais différents pays Europe, a établi quatre niveaux de qualification pour le personnel chargé des tests :
1. Niveau élémentaire - éducation non spéciale et formation spéciale.
2. Niveau de base - la formation professionnelle de base requise pour effectuer des travaux en laboratoire.
3. Niveau avancé - formation professionnelle de base supérieure pour le travail en laboratoire et connaissances plus avancées.
4. plus haut niveau – l'enseignement supérieur, capacité à résoudre des problèmes de test complexes, connaissance approfondie des tests et de la gestion (gestion).
Chacun de ces 4 niveaux prévoit trois niveaux de qualification : suffisant, bon et excellent. Au moyen de ces critères, le personnel est évalué lors de l'accréditation des laboratoires d'essais pour la conformité à la norme EN45001.
Le succès des essais dépend dans une large mesure de la disponibilité des équipements d'essai et instruments de mesure.
Selon le domaine d'application, l'équipement de test est divisé en :
industriel général;
Industrie;
Spécial (matériel fabriqué en un seul exemplaire, et matériel destiné à tester les produits fabriqués uniquement dans cette entreprise).
Si nécessaire, l'équipement manquant est conçu et fabriqué à l'avance - équipement de test industriel et spécial et correspond à un type de produit spécifique.
Dispositions générales et procédure attestationséquipement de test
L'équipement d'essai qui reproduit les facteurs d'influence externes et les charges normalisés est soumis à certification.
Objectif de la certification - détermination des caractéristiques de précision normalisées de l'équipement, leur conformité aux exigences du NTD et établissement de l'adéquation de l'équipement au fonctionnement.
Aux caractéristiques de précision normalisées l'équipement d'essai comprend Caractéristiques, qui déterminent la capacité de l'équipement à reproduire et à maintenir les conditions d'essai dans les plages spécifiées, avec la précision et la stabilité requises, pendant une période spécifiée.
La certification est subordonnée aux prototypes, aux équipements produits en série et modernisés, aux équipements fabriqués en un seul exemplaire, aux équipements importés.
L'équipement d'essai reconnu par les résultats de la certification comme adapté à l'utilisation est autorisé à fonctionner.
La documentation d'exploitation et d'entretien doit être disponible. Les équipements défectueux qui donnent des résultats douteux lors des tests doivent être mis hors service et marqués de manière appropriée pour indiquer leur inadéquation.
Après réparation, son adéquation doit être confirmée par des essais (vérification, étalonnage).
Chaque équipement d'essai ou de mesure doit avoir fonction d'enregistrement. contenant les informations suivantes :
identification de l'équipement ;
Nom du fabricant (entreprise), type (marque), numéro d'inventaire d'usine ;
Dates de réception et de mise en service ;
Emplacement actuel (si nécessaire);
Etat au moment de la réception (neuf, porté, avec une durée de validité prolongée, etc.) ;
Données de réparation et d'entretien ;
Une description de tout dommage ou panne, modification ou réparation.
L'étalonnage ou la vérification de l'équipement de mesure et d'essai, si nécessaire, est effectué avant sa mise en service, puis conformément à programme installé.
Le programme global d'étalonnage de l'équipement doit garantir que les mesures prises par le laboratoire sont traçables aux instruments de référence nationaux et internationaux, le cas échéant.
Si une telle traçabilité n'est pas possible, le laboratoire d'essais doit fournir des preuves convaincantes de la corrélation ou de l'exactitude des résultats des essais (par exemple, en participant à un programme d'essais interlaboratoires approprié).
exemplaire les instruments de mesure disponibles dans le laboratoire ne doivent être utilisés que pour l'étalonnage de l'équipement de travail et non utilisés à d'autres fins, ils doivent être étalonnés par une autorité compétente qui peut assurer leur traçabilité à un étalon national ou international.
Les locaux du laboratoire d'essais doivent fournir les conditions nécessaires pour nuire à l'exactitude et à la fiabilité des essais.
Les salles d'essai doivent être protégées des effets de tels WWF tels que : augmentation de t 0 , poussière, humidité, bruit, vibrations, perturbations électromagnétiques, et également répondre aux exigences des méthodes d'essai applicables, des normes et règles sanitaires, de la sécurité du travail et de la protection de l'environnement conditions.
Les locaux doivent être suffisamment spacieux pour éliminer les risques de dégradation du matériel et de situations dangereuses, pour assurer aux salariés liberté de mouvement et précision d'action.
Si nécessaire, ils sont équipés de dispositifs de régulation des conditions d'essai et d'alimentations de secours.
Il convient de déterminer les conditions d'admission des personnes qui ne sont pas liées au personnel de ce laboratoire, ce qui est l'une des conditions pour assurer la confidentialité des informations sur les activités du laboratoire pour les tiers.
Les données sur l'état des installations de production et un plan pour leur placement constituent une section distincte du manuel qualité.
Le laboratoire d'essais doit disposer d'équipements bien réglementés et processus de travail documentés qui accompagnent l'ensemble du processus de test, de l'acceptation de la commande à l'émission d'un rapport de test. Ainsi, l'unicité est atteinte dans l'exécution des opérations technologiques en laboratoire.
Dans GOST 51000.3-96, une attention particulière est accordée aux procédures qui ont un impact significatif sur les résultats des tests.
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La procédure de traitement des échantillons de test de produit (ce processus est également appelé « gestion des échantillons ») comprend :
Préparation et conduite correctes des prélèvements, leur étiquetage ;
Respect des conditions de transport et de stockage.
Les échantillons de produits soumis aux tests doivent être identifiés pour la conformité documentation normative et être accompagné de protocole de sélection.
Le système d'enregistrement doit garantir la confidentialité de l'utilisation des échantillons ou des éléments de test, par exemple vis-à-vis d'autres clients. Si nécessaire, introduisez une procédure qui assure le stockage des produits dans l'entrepôt.
À toutes les étapes du stockage, du transport et de la préparation des produits pour les essais, les précautions nécessaires sont prises pour éviter que les produits ne soient endommagés par contamination, corrosion ou charges excessives qui affectent négativement les résultats des tests.
La réception, le stockage, le retour (ou l'élimination) des échantillons s'effectuent selon des règles clairement établies.
Une bonne gestion des échantillons est l'une des étapes les plus importantes pour garantir la qualité des tests.
Lors de la réalisation d'essais en laboratoire, il est nécessaire d'utiliser les méthodes établies par la norme ou Caractéristiques pour tester les processus.
Ces documents doivent être à la disposition du personnel chargé d'effectuer les essais.
S'il n'y a pas de méthode d'essai établie, un accord entre le client et le laboratoire sur la méthode à utiliser doit être documenté.
Le travail effectué par le laboratoire d'essais est reflété dans un protocole indiquant de manière précise, claire et sans ambiguïté les résultats des essais et d'autres informations s'y rapportant.
Chaque rapport d'essai doit contenir au moins les informations suivantes :
Nom, adresse du laboratoire d'essai et lieu d'essai, s'il a une adresse différente ;
La désignation du protocole (par exemple, le numéro de série 0 et la numérotation de chaque page, ainsi que le nombre total de pages ;
Nom et adresse du client ;
Caractéristiques et désignation de l'échantillon d'essai ;
Dates de réception et d'analyse des échantillons ;
Désignation des termes de référence pour le test, description et procédures (si nécessaire);
Description de la procédure d'échantillonnage (échantillonnage);
Toute modification apportée à tâche technique pour effectuer des tests ou d'autres informations liées à un test particulier ;
Données relatives à l'exécution de méthodes ou de procédures d'essai non normalisées ;
Mesures, observations et résultats obtenus, confirmés par des tableaux, graphiques, dessins et photographies, et, le cas échéant, les éventuels défauts constatés ;
Déclaration d'erreur de mesure (si nécessaire);
Signature officiel responsable de la préparation du rapport d'essai et de la date de sa compilation ;
Une déclaration indiquant que le protocole ne s'applique qu'aux spécimens qui ont été testés ;
Une déclaration excluant la possibilité de réimpression partielle du rapport sans l'autorisation du laboratoire d'essai.
Les procédures liées à la fonctionnement des instruments de mesure, d'essais et de contrôle. Il est important de considérer ici :
Tenir un registre des moyens d'essai, de mesure et de contrôle indiquant les caractéristiques techniques et métrologiques nécessaires ;
Étiquetage et stockage de ces équipements ;
Disponibilité de méthodes pour effectuer des mesures, des tests et des contrôles sur chaque lieu de travail ;
Respect des conditions d'exploitation externes ;
Disponibilité des calendriers d'entretien et de réparation, ainsi que de la documentation de vérification et d'étalonnage ;
Nomination de la responsabilité
Pour établir le complexe de propriétés mécaniques des métaux, des échantillons du matériau à l'étude sont soumis à des tests statiques et dynamiques.
Les tests statiques sont des tests dans lesquels la charge appliquée à l'échantillon augmente lentement et régulièrement.
4.2.1. Les tests statiques comprennent les tests de traction, de compression, de torsion, de flexion et de dureté. À la suite d'essais de traction statiques, qui sont effectués sur des machines de traction, un diagramme de traction (Fig. 4.6 a) et un diagramme de contrainte conditionnelle (Fig. 4.6 b) du métal ductile sont obtenus.
Riz. 4.6. Évolution de la déformation en fonction de la contrainte : a – diagramme de traction d'un matériau plastique ; b - diagramme des contraintes conditionnelles de la matière plastique
On peut voir sur le graphique que, quelle que soit la taille de la contrainte appliquée, elle provoque une déformation, et les déformations initiales sont toujours élastiques et leur amplitude dépend directement de la contrainte. Sur la courbe représentée sur le schéma (Fig. 4.6), la déformation élastique est caractérisée par la ligne OA et son prolongement.
Au-dessus du point A, la proportionnalité entre contrainte et déformation est rompue. La contrainte provoque non seulement une déformation élastique, mais également une déformation plastique.
Montré sur la Fig. 4.6 la relation entre la contrainte appliquée de l'extérieur et la déformation relative qu'elle provoque caractérise les propriétés mécaniques des métaux :
La pente de la droite OA (Fig. 4.6a) montre dureté du métal ou une description de la façon dont la charge appliquée de l'extérieur modifie les distances interatomiques, ce qui, en première approximation, caractérise les forces d'attraction interatomique ; la pente de la droite OA est proportionnelle à module d'élasticité (E), qui est numériquement égal à la tension divisée par la déformation élastique relative (E = s / e) ;
Tension s PTS (Fig. 4.6b), appelée limite de proportionnalité, correspond au début de la déformation plastique. Plus la méthode de mesure de la déformation est précise, plus le point A est bas ;
Contrôle de la tension (Fig. 4.1b), appelé limite élastique, et auquel la déformation plastique atteint une petite valeur prédéterminée établie par les conditions. Utilisez souvent des valeurs de déformation permanente de 0,001 ; 0,005 ; 0,02 et 0,05 %. Les limites élastiques correspondantes sont notées s 0,005, s 0,02, etc. La limite d'élasticité est une caractéristique importante des matériaux de ressort utilisés pour les éléments élastiques des appareils et des machines ;
Tension s 0,2, appelée limite d'élasticité conditionnelle et qui correspond à une déformation plastique de 0,2 %. La limite d'élasticité physique s t est déterminée à partir du diagramme de traction lorsqu'elle présente un plateau d'élasticité. Cependant, lors des essais de traction de la plupart des alliages, il n'y a pas de plateau d'élasticité sur les diagrammes.La déformation plastique choisie de 0,2% caractérise assez précisément le passage des déformations élastiques aux déformations plastiques, et la contrainte s 0,2 est facilement déterminée lors des essais, que ce soit ou non il y a un plateau de rendement sur le diagramme. La tension admissible, qui est utilisée dans les calculs, est généralement choisie inférieure à s 0,2 de 1,5 fois;
La tension maximale s in, appelée résistance temporaire, caractérise la capacité portante maximale du matériau, sa résistance avant destruction, et est déterminé par la formule
s dans \u003d P max / F o
La tension admissible, qui est utilisée dans les calculs, est choisie inférieure à s en 2,4 fois.
La plasticité du matériau est caractérisée par un allongement relatif d et un rétrécissement relatif y :
d \u003d [(l k - l o) / l o] * 100,
y \u003d [(F o - F k) / F o] * 100,
où l o et F o sont la longueur initiale et la section transversale de l'échantillon;
l à - la longueur finale de l'échantillon ;
F k - section transversale au site de rupture.
4.2.2. Dureté- la capacité des matériaux à résister à la déformation plastique ou élastique lorsqu'un corps plus solide y est introduit, ce que l'on appelle pénétrateur.
Il existe différentes méthodes pour déterminer la dureté.
Dureté Brinell est défini comme le rapport de la charge lorsqu'une bille d'acier est pressée dans le matériau testé à la surface de l'indentation sphérique résultante (Fig. 4.7a).
HB=2P/pD,
D est le diamètre de la bille, mm ;
d – diamètre du trou, mm
Riz. 4.7. Schémas d'essais de dureté : a - selon Brinell ; b - selon Rockwell ; c - selon Vickers
Dureté Rockwell est déterminée par la profondeur de pénétration dans le matériau testé d'un cône de diamant avec un angle au sommet de 120 ° ou d'une boule durcie d'un diamètre de 1,588 mm (Fig. 4.7.b).
Un cône ou une bille est enfoncé avec deux charges successives :
Préliminaire P o \u003d 10 n;
Général R \u003d R o + R 1, où R 1 est la charge principale.
La dureté est indiquée en unités arbitraires :
Pour les échelles A et C HR = 100 - (h - h o) / 0,002
Pour l'échelle B HR = 130 - (h - h o) / 0,002
Pour déterminer la dureté, on utilise un cône en diamant sous une charge de 60 N (HRA), un cône en diamant sous une charge de 150 N (HRC) ou une bille en acier d'un diamètre de 1,588 mm (HRB).
Dureté Vickers mesuré pour des pièces de faible épaisseur et de fines couches superficielles obtenues par traitement chimico-thermique.
Cette dureté est définie comme le rapport de la charge lors de l'indentation dans le matériau testé d'une pyramide tétraédrique en diamant avec un angle entre les faces de 136 o à la surface de l'empreinte pyramidale résultante (Fig. 4.7.c):
HV \u003d 2P * sin un / 2 / d 2 \u003d 1,854 P / d 2,
a \u003d 136 o - l'angle entre les faces;
d est la moyenne arithmétique des longueurs des deux diagonales, mm.
La valeur de HV est trouvée à partir du d connu selon la formule ou à partir de tableaux de calcul selon GOST 2999-75.
microdureté, compte tenu de l'hétérogénéité structurelle du métal, il est utilisé pour mesurer de petites zones de l'échantillon. Dans ce cas, la pyramide est enfoncée comme pour déterminer la dureté Vickers, avec une charge P = 5-500 N, et la moyenne arithmétique des longueurs des deux diagonales (d) est mesurée en microns. Un microscope métallographique est utilisé pour mesurer la microdureté.
4.2.3. La résistance d'un matériau à la destruction sous charges dynamiques caractérise la résistance aux chocs. Il est défini (GOST 9454-78) comme le travail spécifique de destruction d'un échantillon prismatique avec un concentrateur (encoche) au milieu d'un seul coup d'un testeur d'impact à pendule (Fig. 4.8): KS \u003d K / S o ( K est le travail de destruction ; S o est le site du concentrateur de la section transversale de l'échantillon).
Riz. 4.8. Schéma d'essai d'impact
La résistance aux chocs (MJ/m 2 ) désigne KCU, KCV et KCT. Les lettres KS signifient le symbole de la résistance aux chocs, les lettres U, V, T - le type de concentrateur : en forme de U avec un rayon d'encoche r n = 1 mm, en forme de V avec r n = 0,25 mm ; T est une fissure de fatigue créée à la base de l'entaille ; KCU est le principal critère de résistance aux chocs ; KCV et KCT sont utilisés dans des cas particuliers.
Le travail consacré à la destruction de l'échantillon est déterminé par la formule
Et n \u003d P * l 1 (cos b - cos a),
où P est la masse du pendule, kg ;
l 1 est la distance de l'axe du pendule à son centre de gravité ;
b - angle après impact ;
a - angle avant impact
4.2.4.Durabilité cyclique caractérise la performance du matériau dans des conditions de cycles de contraintes répétés à plusieurs reprises. Cycle de stress - la totalité de la tension évolue entre ses deux valeurs limites s max et s min pendant la période T (Fig. 4.9).
Riz. 4.9. Cycle de tension sinusoïdal
Il existe des cycles symétriques (R = -1) et asymétriques (R varie beaucoup). Différentes sortes les cycles caractérisent divers modes de fonctionnement des pièces de la machine.
Les processus d'accumulation progressive de dommages dans le matériau sous l'action de charges cycliques, entraînant une modification de ses propriétés, la formation de fissures, leur développement et leur destruction, sont appelés fatigue, et la capacité à résister à la fatigue est appelée endurance (GOST 23207 - 78).
Un certain nombre de facteurs influencent la fatigue des pièces de la machine (Fig. 4.10).
Riz. 4.10. Facteurs affectant la résistance à la fatigue
La rupture par fatigue par rapport à la rupture par charge statique présente un certain nombre de caractéristiques :
Il se produit à des contraintes inférieures à la charge statique, aux limites d'élasticité inférieures ou à la résistance à la traction ;
La destruction commence en surface (ou à proximité) localement, dans les lieux de concentration de contraintes (déformation). La concentration locale de contraintes est créée par des dommages à la surface résultant de chargements cycliques ou d'entailles sous forme de traces de traitement, d'exposition à l'environnement;
La rupture se déroule en plusieurs étapes, caractérisant les processus d'accumulation de dommages dans le matériau, la formation de fissures de fatigue, le développement progressif et la fusion de certaines d'entre elles en une seule fissure principale, et la destruction finale rapide ;
La rupture a une structure de rupture caractéristique, reflétant la séquence des processus de fatigue. La fracture se compose d'un site de fracture (l'endroit où se forment les microfissures) et de deux zones - fatigue et fracture (Fig. 4.11).
Riz. 4.11. Schéma d'une fracture de fatigue : 1 – site d'initiation de la fissure ; 2 – zone de fatigue ; 3 - zone des dolomes
4.3. Résistance structurale des métaux et alliages
Résistance structurelle métaux et alliages est un complexe de propriétés de résistance qui sont en plus grande corrélation avec les propriétés de service d'un produit donné.
Résistance du matériau la rupture fragile est la caractéristique la plus importante qui détermine la fiabilité de la structure.
Le passage à la rupture fragile est dû à plusieurs facteurs :
La nature de l'alliage (type de réseau, composition chimique, granulométrie, contamination de l'alliage) ;
Caractéristique de conception (présence de concentrateurs de contraintes) ;
Conditions opératoires (conditions de température, présence d'une charge sur le métal).
Il existe plusieurs critères pour évaluer la résistance structurelle des métaux et alliages :
Critères déterminants fiabilité métaux contre les ruptures brutales (température critique de fragilité ; ténacité à la rupture ; travail absorbé lors de la propagation des fissures ; capacité de survie sous chargement cyclique) ;
Critères déterminants durabilité matériau (résistance à la fatigue, endurance au contact, résistance à l'usure, résistance à la corrosion).
Pour évaluer la fiabilité du matériau, les paramètres suivants sont également utilisés : 1) résistance aux chocs KCV et KCT ; 2) seuil de température de fragilité à froid t 50 . Cependant, ces paramètres ne sont que qualitatifs, inadaptés aux calculs de résistance.
Le paramètre KCV évalue l'adéquation du matériau pour les récipients sous pression, les pipelines et autres structures de fiabilité accrue.
Le paramètre KCT, déterminé sur des éprouvettes présentant une fissure de fatigue au fond de l'entaille, est plus indicatif. Il caractérise le travail de développement de la fissure lors de la flexion par impact et évalue la capacité du matériau à ralentir la rupture amorcée. Si le matériau a KCT = 0, cela signifie que le processus de sa destruction se déroule sans coût de travail. Un tel matériel est fragile, peu fiable sur le plan opérationnel. Et vice versa, plus le paramètre KCT déterminé à température de fonctionnement, plus la fiabilité du matériau dans les conditions de fonctionnement est élevée. Le KCT est pris en compte lors du choix d'un matériau pour les structures d'utilisation particulièrement critique ( avion, rotors de turbine, etc.).
Le seuil de fragilité à froid caractérise l'effet de la baisse de température sur la tendance d'un matériau à la rupture fragile. Elle est déterminée à partir des résultats d'essais d'impact d'éprouvettes entaillées à température décroissante.
La transition de la rupture ductile à la rupture fragile est indiquée par des modifications de la structure de la rupture et une forte diminution de la résistance aux chocs (Fig. 4.12), observées dans la plage de température (t in - t x) (températures aux limites de la rupture ductile et fragile).
Riz. 4.12. Influence de la température d'essai sur le pourcentage de composante ductile dans la rupture (B) et la résistance aux chocs du matériau KCV, KCT
La structure de la fracture passe de mat fibreux avec rupture ductile (t > tc) à brillant cristallin avec rupture fragile (t< t х). Порог хладноломкости обозначают интервалом температур (t в – t н) либо одной температурой t 50 , при которой в изломе образца имеется 50 % волокнистой составляющей, и величина КСТ снижается наполовину.
L'aptitude du matériau à fonctionner à une température donnée est jugée par la marge de température de viscosité égale à la différence entre la température de fonctionnement et t 50 . Dans le même temps, plus la température de transition fragile est faible par rapport à la température de fonctionnement, plus la marge de température de viscosité est grande et plus la garantie contre la rupture fragile est élevée.
4.4. Façons d'augmenter la résistance des métaux
Il est d'usage de distinguer la force technique de la force théorique. La résistance technique est déterminée par la valeur des propriétés : limite élastique (s 0,05) ; limite d'élasticité (s 0,2); résistance à la traction (s in); module d'élasticité (E); limite d'endurance (s R).
Sous la force théorique, comprenez la résistance à la déformation et à la destruction que les matériaux devraient avoir selon des calculs physiques, en tenant compte des forces d'interaction interatomique et de l'hypothèse que deux rangées d'atomes se déplacent simultanément l'une par rapport à l'autre sous l'action du cisaillement stresser.
Sur la base de la structure cristalline et des forces interatomiques, il est possible de déterminer approximativement la résistance théorique du métal selon la formule suivante :
t théor » G / 2p,
où G est le module de cisaillement.
La valeur théorique de la résistance, calculée selon la formule spécifiée, est 100 à 1000 fois supérieure à la résistance technique. Cela est dû à des défauts dans la structure cristalline, et principalement à l'existence de dislocations. La résistance des métaux n'est pas une fonction linéaire de la densité de dislocations (Fig. 4.13).
Riz. 4.13. Schéma de dépendance de la résistance à la déformation sur la densité et autres défauts des métaux : 1 - résistance théorique ; 2-4 - résistance technique (2 - moustaches; 3 - métaux purs non durcis; 4 - alliages durcis par alliage, durcissement, traitement thermique ou thermomécanique)
Comme on peut le voir sur la figure 4.13, la résistance minimale est déterminée par une certaine densité de dislocation critique un, environ égal à 10 6 – 10 8 cm -2 . Cette valeur se réfère aux métaux recuits. La valeur de s 0,2 pour les métaux recuits est de 10 -5 - 10 -4 G . Si un un> 10 12 - 10 13 cm -2, alors dans ce cas des fissures peuvent se former.
Si la densité de dislocations (le nombre de défauts) est inférieure à la valeur un(Fig. 4.13), alors la résistance à la déformation augmente fortement et la résistance se rapproche rapidement de celle théorique.
L'augmentation de la force est obtenue:
La création de métaux et d'alliages avec une structure sans défaut, c'est-à-dire obtenir des moustaches ("moustaches");
Augmenter la densité des défauts, y compris les luxations, ainsi que les obstacles structurels qui entravent le mouvement des luxations ;
Création de matériaux composites.
4.5. Influence de l'échauffement sur la structure et les propriétés du métal déformé (recristallisation)
La déformation plastique (Fig. 4.14) conduit à la création d'un état instable du matériau en raison de l'augmentation de l'énergie interne (contraintes internes). La déformation du métal s'accompagne de son durcissement ou de la soi-disant endurci . Spontanément, des phénomènes devraient se produire qui ramènent le métal à un état structurel plus stable.
Riz. 4.14. Influence de l'échauffement sur les propriétés mécaniques et la structure du métal travaillé
Les processus spontanés qui amènent le métal plastiquement déformé à un état plus stable comprennent l'élimination de la distorsion du réseau cristallin, d'autres processus intragranulaires et la formation de nouveaux grains. Pour soulager les contraintes du réseau cristallin, une température élevée n'est pas nécessaire, car dans ce cas, il y a un léger mouvement des atomes. Déjà un léger chauffage (pour le fer 300-400 o C) supprime les distorsions du réseau, à savoir qu'il réduit la densité des dislocations en raison de leur annihilation mutuelle, de la fusion des blocs, de la réduction des contraintes internes, de la réduction du nombre de lacunes, etc.
La correction d'un réseau déformé lors du chauffage d'un métal déformé est appelée retour ou vacances. Dans ce cas, la dureté du métal diminue de 20 à 30% par rapport à l'original et la ductilité augmente.
Parallèlement au retour à une température de 0,25 - 0,3 T pl se produit polygonisation (collection de dislocations dans les parois) et une structure cellulaire se forme.
La recristallisation est l'un des moyens de soulager les contraintes internes lors de la déformation des matériaux. Recristallisation , c'est à dire. la formation de nouveaux grains, se déroulant à des températures plus élevées que le retour, peut commencer à un rythme notable après un chauffage au-dessus d'une certaine température. Plus la pureté du métal est élevée, plus la température de recristallisation est basse. Il existe une relation entre les températures de recristallisation et de fusion :
T rivières \u003d a * T pl,
où a est un coefficient dépendant de la pureté du métal.
Pour les métaux commercialement purs a = 0,3 - 0,4, pour les alliages a = 0,8.
La température de recristallisation est importante valeur pratique. Afin de restaurer la structure et les propriétés du métal écroui (par exemple, si nécessaire, poursuivre le traitement sous pression par laminage, étirage, tréfilage, etc.), il doit être chauffé au-dessus de la température de recristallisation. Ce traitement est appelé recuit de recristallisation.
Le processus de recristallisation peut être divisé en deux étapes :
Recristallisation primaire ou recristallisation de traitement, lorsque les grains allongés en raison de la déformation plastique se transforment en petits grains arrondis et orientés de manière aléatoire ;
La recristallisation secondaire ou collective, qui consiste en la croissance de grains et se déroule à plus haute température.
La cristallisation primaire consiste en la formation de nouveaux grains. Ce sont généralement de petits grains qui apparaissent aux interfaces des gros grains déformés. Bien que les processus intragranulaires d'élimination des défauts (retour, repos) se produisent pendant le chauffage, ils ne se terminent généralement pas complètement, d'autre part, le grain nouvellement formé est déjà exempt de défauts.
A l'issue de la première étape de recristallisation, on peut obtenir une structure constituée uniquement de grains très fins, de quelques microns de diamètre. Mais à ce moment, commence le processus de cristallisation secondaire, qui consiste en la croissance des grains.
Trois mécanismes de croissance des grains essentiellement différents sont possibles :
- embryonnaire, consistant dans le fait qu'après la cristallisation primaire, les germes de nouveaux cristaux réapparaissent, leur croissance conduit à la formation de nouveaux grains, mais ils sont moins nombreux que les grains à l'état initial, et donc, après l'achèvement de la recristallisation processus, les grains deviendront plus gros en moyenne;
- migratoire , qui consiste à déplacer le joint de grain et à augmenter sa taille. Les gros grains poussent en "mangeant" les petits;
- coalescence des grains , consistant en la "dissolution" progressive des joints de grains et la combinaison de nombreux petits grains en un seul gros. Dans ce cas, une structure inéquigranulaire avec de faibles propriétés mécaniques est formée.
La mise en œuvre d’un des principaux mécanismes de croissance dépend :
De la température. A basse température, la croissance se produit en raison de la coalescence des grains, et à haute température, en raison de la migration des joints de grains ;
De l'état initial (du degré de déformation). À un faible degré de déformation (3-8%), la recristallisation primaire est difficile et la croissance des grains se produit en raison de la coalescence des grains. A la fin du processus, des grains géants se forment. À un degré élevé de déformation (plus de 10%), la coalescence des grains devient plus difficile et la croissance se produit en raison de la migration des joints de grains. Des grains plus petits se forment. Ainsi, après recuit, une structure d'équilibre est obtenue, les propriétés mécaniques changent, le durcissement du métal est supprimé et la plasticité augmente.
Introduction. Élaboration d'un programme d'essais pour un turboalternateur
1 Programme de travail essais du turbogénérateur TVV-63-2
1.1 Test de surtension avec une fréquence de 50 Hz
1.2 Essai d'isolation des enroulements avec tension redressée augmentée
1.3 Détermination des caractéristiques du générateur. Détermination de l'opérabilité d'un relais intermédiaire avec une bobine de fil de cuivre. Sélection du relais de tension maximale et de la résistance thermostable supplémentaire pour la compensation thermique. Détermination de la température initiale de l'enroulement du stator d'une machine électrique. Calcul des enroulements de magnétisation et de commande pour tester l'acier du stator
Conclusion
Introduction
L'un des principaux paramètres du fonctionnement de toute centrale électrique et de tout système électrique est la continuité de la production d'énergie et de l'approvisionnement des consommateurs. La continuité de la production d'électricité est assurée par la haute fiabilité de tous les équipements électriques - auxiliaires et principaux, électriques et à faible courant. Par conséquent, absolument tous les équipements des centrales électriques sont soumis à des réparations et à des tests périodiques: la fréquence de ces travaux est strictement réglementée par le PTE et les normes de test. Aucun des équipements de la centrale électrique ne peut être mis en service si la période de réparation et de test a expiré.
Dans ce dissertation un programme de test pour le turbogénérateur est compilé, le fonctionnement du relais intermédiaire est déterminé, le relais de tension maximale et la résistance thermostable supplémentaire sont sélectionnés, la température initiale de l'enroulement du stator est déterminée et les enroulements de magnétisation et de commande sont calculés pour les tests l'acier du stator.
I. Élaboration d'un programme d'essais pour un turboalternateur
Languette. 1.1 Paramètres principaux du générateur
Type de turbogénérateur TVF-63-2 Puissance nominale 78,75 MVA / 63 MW Tension stator, nominale 10,5 kW Courant stator, nominal 4330 A Capacité d'une phase du stator par rapport à la terre et de deux autres phases à la terre 0,25 μF Système d'excitation Haute fréquence, VTD-490 -3000U3 Résistance d'enroulement du rotor, à 15 º С0.103 Ohm Système de refroidissement du stator Indirect, avec hydrogène Système de refroidissement du rotor Direct, avec hydrogène 1.1 Programme de travail pour tester le turbogénérateur TVV-63-2
1.1.1 Test de surtension avec une fréquence de 50 Hz 1. Conditions d'essai. le circuit d'enroulement du stator du générateur est démonté, chaque phase est testée séparément, les deux autres phases sont court-circuitées et mises à la terre ; l'enroulement du générateur est nettoyé de la saleté, lavé et séché; dans le système de refroidissement et à travers l'enroulement, un distillat d'une résistivité d'au moins 75 kOhm/cm circule. La consommation de distillat est nominale ; les essais sont effectués de nuit avec l'éclairage général de la salle des machines éteint et l'éclairage local allumé. Au dernier étage, l'éclairage local est également éteint pour surveiller la couronne de l'enroulement du stator; le schéma de test est illustré à la figure 1.2. La tension d'essai est calculée par la formule : où est la tension nominale du générateur ; 3. Le circuit est connecté à une tension linéaire, dans laquelle il y a moins d'harmoniques supérieures que dans la tension de phase, et par conséquent, la possibilité de distorsion de la sinusoïde de tension de test est moindre. 4. Avant de commencer le test, il est nécessaire de régler la tension de claquage du parafoudre FV à 110 % de la tension de test : Le circuit de test est déconnecté de l'objet à tester et la tension de test augmente au ralenti. La tension de consigne est réglée sur 21.12 kV, et les billes de l'éclateur se rapprochent jusqu'à ce que la panne se produise. La tension d'essai diminue à 50 % et augmente à nouveau jusqu'à ce qu'un claquage se produise : la tension de claquage du parafoudre doit être comprise dans la plage (1,05-1,1), c'est-à-dire 20,16-21,12 kV. Le claquage de commande de l'entrefer FV est réalisé en élevant trois fois la tension c. Réalisation de tests avec augmentation de tension de fréquence 50 Hz. La tension monte de zéro en douceur, à un taux d'environ 2%/s-0,38 kV/s. Par conséquent, toute la procédure d'augmentation de la tension durera environ 1 à 2 minutes. Lors du processus d'augmentation de la tension, il est nécessaire d'écouter le générateur pour détecter les crépitements ou les sifflements des décharges partielles. Dans le même temps, il est nécessaire d'observer l'enroulement - si une combustion lente ou des étincelles apparaîtront à la surface de l'enroulement. Lors du processus d'augmentation de la tension, il est nécessaire d'effectuer des lectures intermédiaires sur les voltmètres et l'indicateur de décharge partielle. En cas de divergence dans les lectures du voltmètre ou d'une forte augmentation des lectures de l'indicateur de décharge partielle, l'augmentation de tension doit être arrêtée et la cause de l'anomalie doit être immédiatement recherchée. Lorsque la tension d'essai complète est atteinte, elle est maintenue pendant 1 min et diminue progressivement jusqu'à la tension nominale. À la tension nominale pendant 5 minutes, l'isolation est vérifiée visuellement, pour laquelle il est souhaitable d'éteindre complètement l'éclairage dans la salle des machines, sous réserve des mesures de sécurité. Dans le même temps, les lueurs jaunes et rouges concentrées en des points individuels, la fumée, les bandages fumants, etc. ne doivent pas être observés. La lumière bleue et blanche est autorisée. À la fin des observations de l'enroulement corona, la tension diminue progressivement jusqu'à zéro, l'enroulement est déchargé et mis à la terre. L'éclairage de la salle des machines est allumé. Les trois phases de l'enroulement du stator sont testées tour à tour. Équipement nécessaire. installation d'essai à haute tension selon le schéma de la figure 1.1 ; chronomètre à ressort avec une valeur de division de 0,2 s ; tige de mise à la terre de décharge ; la température de l'enroulement est prise comme la valeur moyenne des lectures du contrôle thermique régulier du stator. Figure 1.1 Schéma de l'installation pour tester le générateur avec une tension accrue de fréquence industrielle 50 Hz. 1.1.2 Test d'isolation de l'enroulement avec tension redressée augmentée 1 Conditions d'essai : le circuit d'enroulement du stator est démonté, le neutre est démonté ; l'eau de l'enroulement du stator est drainée, l'enroulement est purgé à l'air comprimé ; les tests sont effectués phase par phase, tandis que les deux autres phases sont court-circuitées et mises à la terre. La tension augmente en cinq étapes de 1/5 de la tension d'essai complète, kV, A chaque étage, cette tension est maintenue pendant 60 s. A chaque étage, le courant de fuite à travers l'isolant est mesuré 15 s et 60 s après l'établissement d'une tension constante : i. En fonction de la tension mesurée d'un étage donné et des courants de fuite, et pour chaque étage, les valeurs de résistance d'isolement sont calculées pour 15 s et 60 s, Ohm, A chaque étape, le coefficient d'absorption est calculé, Pendant le test, un graphique de la dépendance du courant de fuite à la tension de test est construit. Le courant de fuite ne doit pas dépasser les limites indiquées dans le tableau 2. Tableau 1.2 Limites de courant de fuite à partir de la tension d'essai La multiplicité de la tension d'essai par rapport à la tension nominale / 0.511.5 et plus Courant de fuite , mA0.250.51 Si, au cours du processus d'augmentation de la tension, la valeur du courant de fuite commence à augmenter fortement et dépasse les limites autorisées, les tests doivent être arrêtés jusqu'à ce que la cause de la forte augmentation du courant de fuite soit clarifiée. Lorsqu'elle atteint la tension de test de conception complète, elle est maintenue pendant une minute, puis diminue progressivement jusqu'à zéro en deux minutes. Lorsque la tension tombe à zéro, il est nécessaire de décharger l'enroulement en appliquant une mise à la terre à travers la résistance de limitation de courant de la tige de mise à la terre. Après 10 s, il est nécessaire d'appliquer une masse morte à la sortie de la phase testée. Le coefficient de non linéarité est calculé, où est le courant de fuite maximal à pleine tension d'essai ; Courant de fuite à une tension d'essai d'environ 0,5 × Unom du générateur ; Pleine tension d'essai ; Tension d'essai égale à environ 0,5 × Unom du générateur. Le coefficient de non-linéarité doit être inférieur à trois. Appareils et équipements de mesure. appareil pour tester l'isolation AIM-90 (avec un milliampèremètre jusqu'à 5mA). chronomètre à ressort avec une valeur de division de 0,2 s. tige de mise à la terre. 1.1.3 Caractérisation du générateur 1. Suppression des caractéristiques d'un court-circuit triphasé (SC). 1.1 Les conditions d'essai pour les courts-circuits, qui sont définies lors de la suppression des caractéristiques d'un court-circuit triphasé, doivent être conçues pour un flux à long terme du courant nominal du générateur. 1.2 La caractéristique de court-circuit dans au moins une fois et demie le courant nominal du stator a un caractère rectiligne, il suffit donc de prendre 4 à 5 points de la caractéristique jusqu'à. 3 Si la détermination des caractéristiques de court-circuit du générateur ne s'accompagne pas d'une modification de ses pertes, le maintien de la vitesse nominale n'est pas nécessaire. 4 La caractéristique est prise avec une augmentation progressive du courant du rotor et un enregistrement simultané des valeurs en régime permanent à chaque étage du courant du rotor et du courant dans toutes les phases du stator. 5 L'écart des caractéristiques de court-circuit pris lors des essais en usine doit se situer dans les limites des erreurs de mesure admissibles. Une attention particulière est portée au fait que la caractéristique tend vers l'origine des coordonnées. Sinon, des tests répétés sont effectués, et si le résultat est répété, une hypothèse est faite sur la présence de courts-circuits de spire dans l'enroulement du rotor. Dans ce cas, la mise sous tension de la machine n'est pas autorisée. 2. Suppression des caractéristiques de ralenti du générateur (ХХ). 1 Avant de monter la tension sur l'alternateur, pour prendre la caractéristique, mesurer la tension résiduelle sur l'alternateur bobinage rotor ouvert. 2 Pour supprimer les caractéristiques du ralenti du générateur, la tension est progressivement portée à une valeur prédéterminée à la vitesse de rotation nominale. Typiquement, la tension sur le générateur monte à 115% de la valeur nominale. Tension d'essai, kV, 2.3 Lors des essais de démarrage de l'alternateur, la suppression de la caractéristique de ralenti est combinée à une vérification de l'isolation des spires. Pour ce faire, la tension sur le générateur monte à une tension correspondant au courant nominal du rotor, mais non inférieure à 130% de la tension nominale. La durée de cette épreuve -5 minutes. Tension d'essai, kV, En réduisant la tension sur le générateur, les points principaux de la caractéristique sont supprimés. Le dernier point est pris avec le courant d'excitation coupé. Tir total 10 -15 points à des intervalles de tension approximativement égaux. La caractéristique de ralenti résultante est décalée de réje0
.
4 La lecture des relevés instrumentaux n'est effectuée que lorsque les paramètres sont stables simultanément sur tous les instruments sous l'ordre du superviseur d'essais ou d'un observateur mesurant le courant rotorique. Le comptage et l'enregistrement des lectures de l'instrument sont effectués dans des divisions d'échelle indiquant la limite de mesure. 5 Après avoir terminé les mesures, avant d'analyser le circuit, il est nécessaire de construire une caractéristique et de s'assurer qu'il n'y a pas un grand nombre de points douteux qui rendent difficile la construction d'une caractéristique. 6 Pour obtenir les caractéristiques de ralenti dans la zone de tension accrue, sans augmentation significative de la tension sur le générateur, celle-ci est supprimée à une vitesse de rotation réduite, suivie d'un recalcul selon la formule où tuNOM- tension à la vitesse de rotation nominale ; nNOM
- vitesse de rotation nominale ; n1
- la vitesse de rotation à laquelle les mesures ont été effectuées. 7 Simultanément à la suppression des caractéristiques de ralenti lors des essais de mise en service, la symétrie de la tension est vérifiée. Pour ce faire, en régime établi proche de la valeur nominale, les tensions entre les trois phases sont mesurées. La mesure est effectuée par un voltmètre qui augmente la précision de la mesure. Déséquilibre de tension rétu est déterminé par le rapport de la différence entre le plus grand tuMAX
et le moins tuMIN tensions mesurées à sa valeur moyenne de la tension de ligne tuRS:
Le coefficient d'asymétrie ne doit pas dépasser 5 %. 8 Selon la caractéristique de ralenti, le courant rotorique est déterminé, correspondant à la tension nominale du générateur au ralenti. Elle doit correspondre à la valeur calculée. Si le courant du rotor est supérieur à celui calculé, vous devez rechercher des erreurs dans les calculs ou l'installation (entrefer accru ou installation incorrecte du rotor en hauteur, écarts dans la qualité de l'acier). 9 Appareils et équipements de mesure. un voltmètre de classe 0,5 ou 0,2, connecté via une «clé voltmètre», qui vous permet de basculer rapidement le voltmètre sur d'autres tensions linéaires pendant les tests; un fréquencemètre avec des limites de 45-55 Hz, et pour prendre les caractéristiques du ralenti à fréquence réduite, un fréquencemètre avec une limite basse de mesure de 40 Hz ; millivoltmètre de classe 0,2 connecté à un shunt de classe 0,2 standard ou spécialement installé dans le circuit du rotor. Fig.1.2 Schéma de court-circuit triphasé et caractérisation à vide II. Détermination de l'opérabilité d'un relais intermédiaire avec une bobine de fil de cuivre
Tableau 2.1 Données initiales Tension nominale du relais, , V110Tension minimale d'actionnement du relais, , V100 Résistance bobine relais à 20 º DE, , Ohm8500Température maximale du relais, , º C85 Tension assignée du réseau DC, , B110 La tension minimale du réseau CC opérationnel à laquelle le circuit doit fonctionner, V : Courant de fonctionnement minimum du relais, A : Résistance d'enroulement de relais à température maximale 85 ºС, Ohm : 3 Courant dans l'enroulement chaud du relais avec une résistance de 10039 Ohm à une tension minimale possible dans le réseau CC, A : Conclusion sur les performances du relais. Étant donné que le courant dans l'enroulement du relais dans le mode le plus lourd est inférieur au courant de fonctionnement minimum du relais, on peut en conclure que le relais à l'étude ne peut pas être utilisé dans ces conditions. III. Sélection du relais de tension maximale et de la résistance thermostable supplémentaire pour la compensation thermique
Tableau 3.1 Données initiales Tension d'actionnement du relais requise, Vmsr, V55 Erreur d'actionnement admissible, %2 Plage de changement de température du relais, º C10 - 30 Changement de résistance d'enroulement de relais, %, Dans une plage de température donnée, la résistance de l'enroulement du relais, et donc la tension de réponse, changent de 8 %. Pour résoudre ce problème, il est nécessaire d'appliquer un circuit dans lequel le courant traversant le relais ne dépendrait pas de la température du relais. D'après /2, tableau 3-5/, on sélectionne un relais basse tension RN51 / 6.4, qui a les caractéristiques suivantes : Toutes les autres tensions 55-6,4 = 48,6 Àest éteint sur la résistance d'une résistance constituée d'un matériau résistif indépendant de la température - constantan ou manganin. Résistance de résistance supplémentaire, Ohm, La variation totale de la résistance du circuit de relais avec une résistance ajoutée dans une plage de température donnée,%, Étant donné que la variation totale de la résistance du circuit de relais avec la résistance ajoutée, et donc la variation de la résistance du fonctionnement du relais n'a pas dépassé 2% - le maximum taux admissible, alors nous pouvons conclure que le relais et la résistance calculés peuvent être utilisés dans une plage de température donnée. IV. Détermination de la température initiale de l'enroulement du stator d'une machine électrique stator de résistance de relais de turbogénérateur Tableau 4.1 Données initiales Lecture #12345Timet, s10204090160Overheat0C57,955,952,344,937.9 Le calcul est effectué graphiquement (Figure 4.1) et sous forme numérique. La constante de temps de refroidissement, T, s est déterminée : où t- intervalle de temps; qH- surchauffe de la machine au début de l'intervalle de temps tje ; q- surchauffe de la machine à la fin de l'intervalle de temps tje. Pour la valeur calculée de la constante de temps de refroidissement, la valeur moyenne arithmétique de TCP est prise : Surchauffe initiale de la machine par la méthode analytique :
tOKR =
200
DE
qMBP =
qH+tOKR ;
qMBP =
59,67+20 =79,67 0
DE.
Riz. 4.1 Le processus de refroidissement de la machine électrique après son extinction en coordonnées semi-logarithmiques. Surchauffe initiale de la machine par une méthode graphique :
Température initiale de l'enroulement du stator d'une machine électrique à température ambiante tOKR =
200
DE
qMBP =
qH+tOKR ;
qMBP =
59,74 + 20 \u003d 79,74 0С. La différence entre les méthodes analytique et graphique est de 0,09 %. Riz. 4.2 Schéma de mesure de la résistance de l'enroulement du stator d'une machine électrique immédiatement après sa mise hors tension V. Calcul des enroulements de magnétisation et de commande pour tester l'acier du stator
Tableau 5.1 Données initiales Diamètre extérieur, dH, M3.05Diamètre intérieur, dB, m1.36Longueur totale de l'arrière du stator, l, m6.7Largeur du conduit de ventilation, lk, m0.01Nombre de conduits de ventilation, n60Hauteur de dent du stator, he, m0.27Facteur de remplissage de l'acier, k0.93La capacité calorifique devient, m , kW × h/(kg × deg)1.429 × 10-4
On suppose que 1/3 de la puissance est dépensée en pertes pendant environnement externe pour la convection et le rayonnement. Pour alimenter les bobinages d'aimantation, une tension de 380 V est choisie. Le nombre de tours des enroulements de magnétisation et de commande. Le courant consommé par l'enroulement magnétisant, actif et plein Puissance. Taux de chauffage de l'acier actif. Longueur du dos: Hauteur dossier : Coupe transversale claire du dos : Diamètre moyen du dos : Poids de l'acier actif du stator : Taux de montée en température requis un = 5 0S/h. Puissance nécessaire pour cela : La valeur de l'induction est déterminée pour créer des pertes spécifiques R0
\u003d 1,072 W / kg / 1, tableau et Fig. 3 / B = 0,825 T Si vous allumez l'enroulement magnétisant pour la tension de ligne du réseau auxiliaire de 380 V, le nombre de tours suivant sera nécessaire: Il est pratiquement impossible de créer un nombre fractionnaire de tours. Par conséquent, nous choisissons un tour O=1. Dans ce cas, la résistance inductive de l'enroulement magnétisant diminuera inévitablement par rapport à la valeur calculée, le courant magnétisant et l'induction augmenteront. Vous pouvez utiliser les prises de commutation du transformateur auxiliaire et le commuter à la tension minimale (+10% de la nominale) 418 V. Cette tension vous permettra de créer une induction dans le stator : Pour créer l'induction B \u003d 0,577 T selon le schéma / 1, Fig. 3 / nous déterminons les ampères-tours spécifiques requis: 0= 71 Aw/m Ampères tours complets : D'un tour O= 1 courant magnétisant est numériquement égal à : =AW/W,= 552 /1 = 552UN.
La puissance totale de l'enroulement magnétisant: = je×
U,= 552 × 418 = 230,7 kVA.
La puissance active à l'induction B = 0,577 T est calculée à partir de la valeur des pertes spécifiques /1, Fig. 3/ p0 = 0,621 W / kg : P = p0
×
g, P = 0,621 × 197799,525 = 122833,505 W = 122,8 kW. Facteur de puissance du circuit magnétisant : Le câble pour l'enroulement d'aimantation, basé sur la densité de courant autorisée dans ce cas j = 2,0 A / mm2, doit avoir une section d'au moins : Étant donné que la tension sur l'enroulement de commande avec un nombre de tours égal à l'enroulement magnétisant sera proche d'une tension de 380 À, choisissez un tour pour l'enroulement de commande OÀ= 1, FEM de l'enroulement de commande avec induction dans le stator À= 1 Tldéfini : Résistance supplémentaire R (Fig. 5.1) pour un voltmètre 300 V, 150 div. et la résistance interne R² = 30 kΩ est choisie pour qu'à 724 V (correspondant à V = 1 T), ses lectures soient égales à 100 divisions : Riz. 5.1 Schéma de chauffage par induction du stator du générateur par aimantation de l'acier du stator Conclusion
Dans ce cours, un programme de test pour un turbogénérateur a été compilé. L'opérabilité du relais intermédiaire dans certaines conditions a été déterminée, le relais de tension maximale et une résistance thermostable supplémentaire pour la compensation thermique ont également été sélectionnés. Un calcul a également été effectué pour déterminer la température initiale, des méthodes graphiques et analytiques. Calculé, pour certains générateurs, les enroulements de commande et de magnétisation. Liste bibliographique des sources d'information
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