Для оцінки можливості матеріалу приймати певну деформацію за умов, максимально наближених до виробничим, служать технологічні испытания. Такі оцінки мають якісний характер. Вони необхідні для визначення придатності матеріалу для виготовлення виробів за технологією, що передбачає значну та складну пластичну деформацію.
Для визначення здатності листового матеріалу товщиною до 2 мм витримувати операції холодного штампування застосовують метод випробування на витяжку сферичної лунки за допомогою спеціальних пуансонів, що мають сферичну поверхню (ГОСТ 10510). Схема випробування наведено на рис. 9.3.
Рис. 9.3. Схема випробування на витяжку сферичної лунки за Еріксена
У процесі випробування фіксується зусилля витяжки. Конструкція приладу передбачає автоматичне припинення процесу витяжки у той час, коли зусилля починає зменшуватися (у матеріалі з'являються перші тріщини). Мірою здатності матеріалу до витяжки є глибина витягнутої лунки.
Лист або стрічку завтовшки менше 4 мм випробовують на перегин (ГОСТ 13813). Випробування проводять за допомогою пристрою, зображеного на рис. 9.4.
Рис. 9.4. Схема випробування на перегин
1 – важіль; 2 – змінний повідець; 3 – зразок; 4 – валики; 5 – губки; 6 - лещата
Зразок згинають спочатку вліво або вправо на 90 0 а потім щоразу на 180 0 в протилежний бік. Критерієм закінчення випробування є руйнування зразка або досягнення заданої кількості перегинів без руйнування.
Дріт із кольорових і чорних металів випробовують на скручування (ГОСТ 1545) з визначенням кількості повних оборотів до руйнування зразків, довжина яких зазвичай становить (діаметр дроту). Застосовують також випробування на перегин (ГОСТ 1579) за схемою, аналогічною до випробування листового матеріалу. Проводять пробу на навивание (ГОСТ 10447). Дріт навивають щільно прилеглими витками на циліндричний стрижень певного діаметра (рис. 9.5).
9.5. Проба на навивання дроту
Число витків має бути в межах 5…10. Ознакою того, що зразок витримав випробування, є відсутність після навування розшарування, відшаровування, тріщин або надривів як в основному матеріалі зразка, так і його покритті.
Для труб із зовнішнім діаметром не більше 114 мм застосовують пробу на загин (ГОСТ 3728). Випробування полягає в плавному загину відрізка труби будь-яким способом на кут 90 0 (рис. 9.6. а) так, щоб його зовнішній діаметр в жодному місці не став менше 85% від початкового. ГОСТ встановлює величину радіусу загину Rзалежно від діаметра труби Dта товщини стінки S. Зразок вважається таким, що витримав випробування, якщо на ньому після загину не виявлено порушень суцільності металу. Зразки зварних труб повинні витримувати випробування за будь-якого положення шва.
Випробування на бортування (ГОСТ 8693) застосовують визначення здатності матеріалу труб утворювати фланець заданого діаметра (рис. 9.6.б). Ознакою того, що зразок витримав випробування, є відсутність після відбортування тріщин або надривів. Допускається відбортування з попередньою роздачею на оправці.
Випробування на роздачу (ГОСТ 8694) виявляє здатність матеріалу труби витримувати деформацію при роздачі на конус до певного діаметра із заданим кутом конусності (рис. 9.6.в). Якщо після роздачі зразок немає тріщин чи надривів, він вважається витримав випробування.
Для труб передбачено випробування на сплющування до певного розміру (рис. 9.6.г), причому для зварних труб ГОСТ 8685 передбачає положення шва (рис.9.6.д), випробування гідравлічним тиском.
Для випробування дроту або прутків круглого та квадратного перерізу, призначених для виготовлення болтів, гайок та інших кріпильних деталей методом висадки, використовують пробу на осадку (ГОСТ 8817). Стандарт рекомендує певний рівень деформації. Критерієм придатності є відсутність тріщин, надривів, розшарування на бічній поверхні зразка.
Рис. 9.6. Схеми випробувань труб:
а - на загин; б – на бортування; в – на роздачу; г, д – на сплющення
Для пруткових матеріалів широко застосовується проба на вигин: загин до певного кута (рис. 9.7.а), загин до паралельності сторін (рис.9.7.б), загин до дотику сторін (рис. 9.7.в).
Рис. 9.7. Схеми випробувань на вигин:
а - загин до певного кута; б - загин до паралельності сторін; в – до дотику сторін
5. Технологічні випробування металів та сплавів
Здатність металів та сплавів піддаватися різним видам технологічної обробки (обробці тиском, різанням, зварюванню) залежить від їх технологічних властивостей. Для визначення технологічних властивостей проводять випробування з технологічних проб, що використовуються найчастіше в виробничих умов. До технологічних відносяться проби для випробування на вигин, осадку, сплющування, бортування, загин труб та багато інших. Багато технологічних проби та методи випробувань стандартизовані.
За результатами технологічних випробувань визначають можливість виготовлення якісного виробу з даного матеріалу за умов, відповідних прийнятому цьому виробництві технологічному процесу.
Випробування на вигин (ГОСТ 14019 - 80) служить визначення можливості матеріалів витримувати без руйнування задані деформації вигину. Зразок / (Рис. 6 а) за допомогою оправки 2 згинається під дією зусилля преса між роликами 3 до заданого кута а. Здатність матеріалу витримувати деформацію згину характеризується заданим кутом загину. При згинанні зразка на 180° матеріал здатний витримати граничну деформацію згину. Зразки, що витримали випробування, не повинні мати тріщин, надривів, розшарування.
Випробовування на вигин піддають листи завтовшки до 30 мм, сортовий прокат - прутки, швелери, куточки.
Рис. 6. Технологічні випробування:
а - на вигин, б - на осад, в - на сплющування труб, г - на бортування труб, д - на загин труб; 1 - зразок, 2 - оправлення, 3 - ролики,
4- зразок до опади, 5- зразок після опади, 6 - труба
Випробування на осадку (ГОСТ 8817-82) служить визначення здатності металу витримувати задану пластичну деформацію. Зразок 4 осідає в гарячому або холодному стані за допомогою преса або молота до певної висоти h (Рис. 6,6). Випробування на осадку виробляють на круглих або квадратних зразках діаметром або стороною квадрата у холодному стані від 3 до 30 мм, у гарячому стані – від 5 до 150 мм. Висота сталевих зразків повинна дорівнювати двом діаметрам, а зразків із кольорових сплавів - не менше 1,5 діаметра. Зразок вважається таким, що витримав випробування, якщо на ньому не з'явилися тріщини, надриви або злами.
Випробування на сплющування труб (ГОСТ 8695 - 75) служить визначення здатності труб сплющуватися до певної висоти Н (Рис. 6, в) без тріщин і надривів. Кінець труби 6 або її відрізок довжиною 20...50 мм сплющують між двома паралельними площинами. Якщо труба зварна, то шов на трубі повинен розташовуватись по горизонтальній осі, як показано на малюнку. Сплющення труб проводять плавно зі швидкістю не більше 25 мм/хв. Зразок вважається таким, що витримав випробування, якщо на ньому не з'явилися тріщини або надриви.
Випробування на бортування труб (ГОСТ 8693-80), використовують для визначення здатності труб до відбирання на кут 90 °. Кінець труби 6 (Рис. 6, г) відбортовується за допомогою оправки 2 зусиллям Р преса до отримання фланця заданого діаметра D. Робоча поверхня оправки повинна бути чисто обробленою і мати високу твердість (HRC не менше 50). Радіус закруглення оправки, яким формується.борт, повинен дорівнювати двократній товщині стінки труби (R=2s). Бортування вважається якісним, якщо на фланці не виявлено надривів та тріщин.
Випробування на загин труб (ГОСТ 3728-78) служить визначення здатності труб загинатися без тріщин і надривів на кут 90°. Перед випробуванням трубу 6 (Мал. 6(3)) заповнюють чистим, сухим річковим піском або іншим наповнювачем. від початкового Для випробування труб зовнішнім діаметром до 60 мм використовують їх відрізки, діаметром 60 мм і більше - вирізані з труб поздовжні стрічки шириною 10 мм.
Випробування на зварюваність виробляють визначення міцності зварного стикового з'єднання. Зварений зразок піддають вигину (див. мал. 6, а) на заданий кут або випробовують на розтяг. Потім порівнюють міцності звареного та незвареного зразків з випробуваного металу.
6. Будова металів, сплавів та рідких розплавів
Метали - прості речовини, що мають вільні, не пов'язані з певними атомами електронами, які здатні переміщатися по всьому об'єму тіла. Ця особливість стану металевої речовини визначає властивості металів.
Атоми металів легко віддають зовнішні (валентні) електрони, перетворюючись при цьому на позитивно заряджені іони. Електрони, що звільнилися від атомів, безперервно хаотично перемішуються по всьому об'єму металу подібно до молекул в газах. Тому такі вільні електрони часто називають електронним газом. Вільні електрони, стикаючись під час руху із позитивно зарядженими іонами, можуть на деякий час знову з'єднуватися з ними. У разі позитивно заряджені іони перетворюються на нейтральні атоми. Таким чином, метали складаються з упорядкування розташованих у просторі позитивно заряджених іонів, що переміщуються серед них електронів та невеликої кількості нейтральних атомів. Металами є алюміній, залізо, мідь, нікель, хром тощо.
Сплави є системи, що складаються з двох або декількох металів або металів і неметалів. Сплави мають усі характерні властивості металів. Наприклад, вуглецева стальі чавун - сплави заліза з вуглецем, кремнієм, марганцем, фосфором та сіркою; бронза – сплав міді з оловом або іншими елементами; латунь – сплав міді з цинком та іншими елементами. У промисловості широко застосовують сплави, одержувані сплавленням складових із наступною кристалізацією з рідкого стану. Значно рідше - метали, одержувані спіканням порошків металів і неметалів.
Позитивно заряджені іони і нейтральні атоми в процесі кристалізації металу або сплаву з розплавленого (рідкого) стану групуються в строго певній послідовності, утворюючи кристалічні грати - правильне, впорядковане розташування атомів елементарному осередку. Кристалічні грати характеризуються типом та розмірами.
Кристалічні грати у металів та сплавів можуть бути різних типів. Об'ємно-центровані кубічні (ОЦК) (Мал. 7, а) утворюють залізо Fe a , хром Сг, молібден Мо та ін. Гранецентровані кубічні грати (ГЦК) (Мал. 7,6) утворюють залізо Fe v . мідь Сі, алюміній А1, свинець РЬ та ін.
Рис. 7. Схеми кристалічних ґрат:
а-об'ємно-центрована кубічна (ОЦК). б - гранецент-рова кубічна (ГЦК). в - гексагональна щільноупакована (ГПУ)
Розміри або періоди ґрат - відстані awe між центрами атомів або іонів, що знаходяться у вузлах ґрат, - вимірюються в ангстремах (1А=10~ 10 м).
Зі зміною температури або тиску тип і період грат можуть змінюватися, що призводить до зміни фізико-хімічних властивостей металів і сплавів.
Усі метали та сплави мають кристалічну будову. У процесі кристалізації позитивно заряджені іони, розташовуючись послідовно у вигляді елементарних кристалічних решіток, утворюють кристали у вигляді зерен (рис. 8, а) або дендритів 1 (рис. 8, б). Кристали, що утворюються, кристалізуються з рідкого розплаву спочатку вільно, не заважають один одному, потім вони стикаються і зростання кристалів триває тільки в тих напрямках, де є вільний доступ рідкого металу. Через війну початкова геометрично правильна форма кристалів порушується. У металах, що закристалізувалися, і сплавах зерна і ден-дрити мають неправильну, геометрично спотворену форму.
При нагріванні теплота, що поглинається металами, витрачається на коливальні рухи атомів і внаслідок цього на теплове розширення металу. При плавленні обсяг металів зростає на 3...4%. З підвищенням температури коливальні рухи атомів або іонів зростають, кристалічні зерна розпадаються і сплав, проходячи через твердо-рідкий стан, перетворюється на розплав.
При переході у розплав кристалічна структура металу не знищується. У розплаві завжди знаходяться дрібні ділянки, в яких зберігається первісна, спадкова будова металу, близька до кристалічного. Крім того, завжди присутні тугоплавкі частинки (залишки футерування печі, при місі інших елементів), які можуть утворювати додаткові центрикристалізації і викликати початок кристалізації. На штучному створенні центрів кристалізації в розплаві з одночасною зміною його швидкості охолодження засноване управління кристалізацією сплаву з метою отримання заданої структури і властивостей сплаву в твердому стані.
Рис. 8. Схема кристалізації сплаву у вигляді зерен (а) та дендритів (б)
Список літератури
1) Геворкян В.Г. Основи зварювальної справи – М.: Вищ. школа, 1985. – 168 с., іл.
2) Матеріалознавство та технологія металів. - М: вища школа, 2001. – 637 с
3) Курдюмов Г.В. Явище загартування та відпустки стали. - М: Металургіздат, 1960. - 64 с.
4) Лахтін Ю.М. Матеріалознавство. - М: Машинобудування, 1993. - 448 с.
5) Гуляєв А.П. Металознавство. - М: Металургія, 1986. - 544 с.
6) Зарембо Є.Г. Перетворення у структурі та властивості сталі. - М: ВІІІТ, 1990
7) Стеклов О. І. Основи зварювального виробництва – М.: Вищ. школа, 1986. – 224 с., іл.
8) Хренов К.К. Зварювання, різання та паяння металів – М.: Машинобудування, 1973. – 408 с.
Дозволи виготовлення парового котла. У зв'язку з викладеним, є необхідним вміння виконувати один з найбільш складних і відповідальних розділів розрахунку міцності котла - розрахунок міцності зміцнення одиночного отвору в барабанах, більше того, проблема більшою мірою актуальна через вживання конструкцій котлів з виконанням великих отворів в барабанах. Існує...
Забезпечувати собі гідних партнерів, організовувати випуск продукції за низькою ціною та багато іншого. Концепція економічної інформаційної системи (ЕІС). ЕІС є системою, функціонування якої у часі полягає у збиранні, зберіганні, обробці та розповсюдженні інформації про діяльність якогось економічного об'єкта реального світу. Інформаційна системастворюється для...
Недостатньо. Тоді доводиться одну ознаку брати у поєднанні з іншими. У статистичної практиці широко застосовуються вторинні угруповання, яких ставляться угруповання, які формуються на вже обробленому раніше статистичному матеріалі, тобто. у разі відбувається перегрупування вже раніше згрупованого матеріалу. До вторинного угруповання вдаються тоді: коли з великої кількості...
ОРГАНІЗАЦІЯ ТА ТЕХНОЛОГІЯ ВИПРОБУВАНЬ
Випробування є одним із етапів створення готової продукції, яких значною мірою залежить якість, надійність, довговічність й у кінцевому підсумку, конкурентоспроможність виробів.
Визначення процесу випробувань.
Поняттям "випробування" охоплюється великий комплекс робіт, що включають: експериментальне визначення основних параметрів і характеристик виробів, експериментальне відпрацювання конструкції складальних одиниць, агрегатів і виробів в цілому.
У процесі випробувань відпрацьовують режими робіт, запуск та включення виробу. Кінцевою метоюекспериментального відпрацювання є створення виробу, що найкраще задовольняє технічним вимогам на проектування виробу. У ряді випадків за результатами випробувань виявляється необхідним не тільки змінювати конструкцію окремих складальних одиниць та агрегатів, а істотно змінювати загальну схему машини.
Основними завданнями випробуваньвиробів є:
Оцінка правильності конструкції та робочої схеми агрегатів та виробу в цілому, коригування їх у процесі відпрацювання;
Перевірка та відпрацювання функціонування агрегатів, складальних одиниць та самого виробу в експлуатаційних умовах, відпрацювання їх взаємодії у загальній конструктивній схемі;
Визначення основних параметрів та характеристик агрегатів та виробу у повному експлуатаційному діапазоні умов їх застосування;
Дослідження та усунення причин, виявлених у процесі випробувань несправностей, які можуть привести виріб у непрацездатний стан під час роботи виробу на стенді або в реальних умовах;
Випробування призначаються відповідно до вимог конструкторської документаціїта у тісному зв'язку з основними значеннями проектних параметрів виробу, принципами розробки його конструкції та є частиною загального процесу створення виробів.
Об'єкт (виріб, продукція тощо);
Засоби проведення випробувань (випробувальне обладнання, перевірочні та реєструючі засоби);
Виконавець випробувань;
НТД на випробування (програма, методика).
Підконтрольна
експлуатація,
експлуатаційні
періодичні,
інспекційні
ВИПРОБУВАННЯ
Технічна операція, що полягає у встановленні однієї або декількох характеристик цієї продукції, процесу або послуги відповідно до встановленої процедури.
У систему випробувань входять такі основні елементи:
1. Об'єкт (виріб, продукція)
3. Кошти для проведення випробувань та вимірів (випробувальне обладнання та перевірочні або реєструючі засоби)
4. Виконавець випробування
5. НТД на випробування (програма, методика).
Класифікація основних видів випробувань
Етап дослідження
Дослідницькі – за необхідності проводять на будь-яких стадіях життєвого циклупродукції.
Так покупні матеріали можуть перевірятися перед початком виготовлення виробу, частини виробу виготовлені – при операційному.
Дослідницькі випробування проводять для вивчення поведінки об'єкта при тому чи іншому зовнішньому факторі, що впливає, або в тому випадку якщо немає необхідного обсягу інформації.
У цехах дослідного виробництва за ескізами виготовляють моделі, макети, дослідні зразки, які потім випробовують.
У процесі дослідницьких випробувань оцінюють працездатність, правильність конструкторського рішення, можливі характеристики, закономірності та тенденції зміни параметрів тощо.
Дослідницькі випробування переважно проводять на типовому представнику.
На етапі досліджень
Дослідницькі випробування проводятьяк визначніабо як оцінні.
Визначальні-мета – знаходження значень однієї або кількох величин із заданою точністю та достовірністю.
Оціночні –випробування, призначені встановлення факту придатності об'єкта испытания.
На етапі розробки
Довідкові випробування -на стадії НДДКР для оцінки впливу, що вносяться в технічну документаціюзмін, щоб забезпечити потрібні показники якості продукції. Необхідність доведення випробувань визначає розробник. Випробуванням піддають дослідні та головні зразки продукції та її складових частин. При необхідності розробник залучає виробника до випробувань.
Попередні випробування –визначення можливості пред'явлення зразків на приймальні випробування
Випробування проводять відповідно до стандарту або інших документів.
У разі відсутності цих документів рішення про проведення приймає розробник.
Програма попередніх випробувань максимально наближена до умов експлуатації виробу. Організація проведення випробувань така сама як і при довідкових випробуваннях.
Попередні випробування проводять атестовані випробувальні підрозділи з використанням атестованого випробувального обладнання.
За результатами випробувань оформляють акт, звіт та визначають можливість пред'явлення виробу на приймальні випробування.
Приймальні випробування (ПІ)проводять для визначення доцільності та можливості постановки продукції на виробництво. (Приймальні випробування в одиничному виробництві виробляють на вирішення питання доцільність їх передачі в эксплуатацию).
Типовий представник продукції для випробувань вибирають з умови можливості поширення результатів його випробувань на всю сукупність продукції.
Приймальні випробування проводять атестаційні підрозділи на атестованому випробувальному обладнанні.
при ПІ контролюють усі встановлені в технічному будинку значення показників та вимог.
ПІ модернізованої продукції проводять шляхом порівняльних випробувань пропонованої продукції, що випускається.
На етапі виробництва
Кваліфікаційні випробування (КІ)застосовуються при; оцінки готовності підприємства до випуску конкретної серійної продукції, а також при постановці на виробництво продукції за ліцензіями та продукцією, освоєної на іншому підприємстві.
Необхідність проведення КВ встановлює приймальна комісія.
Приймальні випробування (ПСІ)проводять для ухвалення рішення про придатність продукції до постачання або її використання.
Випробування проводить служба технічного контролюпідприємства за необхідності залучаючи замовника. Випробуванням піддають усю продукцію або роблять вибірку в партії (за наявності методик, що дозволяють оцінювати за вибіркою всю партію).
При випробуваннях контролюють значення основних параметрів та працездатність виробу.
Порядок випробувань встановлений ГОСТми або ТУ, а для одиничного виробництва у тих. Завдання.
Періодичні випробування (ПІ)проводять з метою:
періодичного контролю якості продукції;
Контроль стабільності техн. процесу у період між черговими випробуваннями;
Підтвердження можливості продовження виготовлення виробів за чинною документацією;
Підтвердження рівня якості продукції, випущеної протягом контрольованого періоду;
Підтвердження ефективності методів, що застосовуються при приймальному контролі.
Типові випробування (ТІ)контроль продукції одного типорозміру, за єдиною методикою, яку проводять для оцінки ефективності та доцільності змін, що вносяться до конструкції або технічного процесу.
Проводить випробування виробник за участю представників державного приймання чи випробувальна організація.
Інспекційні випробування (ІІ)здійснюють вибірково з метою контролю за стабільністю якості зразків готової продукції, що перебуває в експлуатації.
Проводять спеціальні уповноважені організації (Держнагляд, відомчий контроль тощо).
Сертифікаційні випробування (СІ)проводять для визначення відповідності продукції вимогам безпеки та охорони довкілля, а деяких випадках і найважливіших показників якості продукції, економічності тощо.
СІ – елемент системи заходів, вкладених у підтвердження відповідності фактичних показників продукції вимогам НТД.
СІ проводять незалежні від виробника випробувальні центри.
За наслідками СІ видається сертифікат відповідності продукції вимогам НТД.
Сертифікація передбачає взаємне визнання результатів випробувань постачальником та споживача продукції, що особливо важливо при зовнішньоторговельних операціях.
ЕТАП ЕКСПЛУАТАЦІЇ
Підконтрольна експлуатація (ПЕ)
ПЕ проводять для підтвердження відповідності продукції вимогам НТД в умовах її застосування, отримання додаткових відомостей про надійність, рекомендацій щодо усунення недоліків, підвищення ефективності застосування.
Для ПЕ виділяють зразки, створюючи умови близькі до експлуатаційних.
На ПЕ ставлять зразки кваліфікаційні або періодичні випробування.
Результати ПЕ (відомості про відмови, техн. обслуговування, ремонт, витрати зап. частин та ін.) споживач вносить до сповіщень, які відправляє виробнику (розробнику), або журнал на місці експлуатації.
Експлуатаційні періодичні випробування (ЕПД)проводять для визначення можливості чи доцільності подальшої експлуатації продукції у тому випадку, якщо зміна показника її якості може створити загрозу безпеці здоров'ю, навколишньому середовищу або призвести до зниження ефективності її застосування.
Випробуванням піддають кожну одиницю продукції, що експлуатується через встановлені інтервали напрацювання або календарного часу.
Випробування проводять органи Держнагляду.
Допускається суміщення наступних видів випробувань:
Попередні з довідковими;
Приймальні з приймальними (для одиничного виробництва);
Приймальні з кваліфікаційними (для серійного виробництва);
Періодичні з типовими за згодою споживача, крім продукції, що підлягає Державному прийманню;
Сертифікаційні з приймальними та періодичними.
РІВЕНЬ ПРОВЕДЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ
Державний -для приймальних кваліфікаційних, інспекційних, сертифікаційних та періодичних.
Міжвідомчий –
Відомчий –для приймальних, кваліфікаційних та інспекційних випробувань.
Державний іспит –випробування найважливіших видів продукції що у головних організаціях з випробувань саме цих видів продукції.
Міжвідомчі випробуванняпроводять, як правило, за приймальних випробувань за участю представників зацікавлених відомств (міністерств).
За умовами та місцем проведення випробувань розрізняють:
Лабораторні –що здійснюються в лабораторних умовах.
Стендові –що проводяться на випробувальному устаткуванні у випробувальних або науково-дослідних підрозділах (обладнання серійне та спеціальне).
Полігонищо виконуються на випробувальному полігоні (наприклад, автомобілі).
Натурні –випробування, що виконуються в умовах, що відповідають використанню виробу за прямим призначенням. Випробовування піддається продукція.
З використанням моделей –проводять на фізичній моделі (спрощує, зменшує).
Іноді поєднують випробування фізичних моделей з фізико-математичними та математичними моделями.
Час (період) проведення.
Нормальні –методи та умови проведення випробувань забезпечують одержання необхідного обсягу інформації про властивості об'єкта у такий самий інтервал часу як і при експлуатації.
Прискорені –отримання необхідної інформації забезпечується за більш короткий термін, ніж за нормальних випробувань. Це може бути досягнуто за рахунок жорсткіших умов випробування.
Скорочені –які проводяться за скороченою програмою.
За визначеними характерними об'єктами
Функціональні –проводяться з визначення показників призначення об'єкта.
стійкість –визначати здатність виробу реалізовувати свої функції та зберігати значення параметрів у межах норм. встановлених НТД під час на нього певних чинників (агр. середовищ, уд. хвилі тощо.)
транспортабельність –визначається з метою визначення можливості транспортування без руйнування та з можливістю виконувати свої функції.
Граничні –для визначення залежностей між попер. допустимими значеннями параметрів об'єктів та режимами експлуатації.
Технологічні –проводяться під час виготовлення продукції з метою забезпечення її технологічності.
За результатами впливу
Неруйнівні –після випробування об'єкт може працювати.
Зруйновані –не може використовуватись для експлуатації.
Випробування продукції– експериментальне визначення кількісних та якісних характеристик властивостей об'єкта (виробу) з урахуванням режимів функціонування та зовнішніх факторів, що впливають.
Послідовність підготовки та проведення випробувань можна представити у вигляді наступних основних етапів:
1. Складання річних та квартальних планів проведення випробувань;
2. Розробка програми випробувань підготовка наявного, а за необхідності проектування та виготовлення засобів випробувань (обладнання та засобів вимірювань); атестація випробувального обладнання, включаючи перевірку засобів вимірювань;
3. Розробка методики (методик) випробувань та їх атестація;
4. Відбір зразків для випробувань;
5. Проведення випробувань відповідно до програми та методики випробувань, з реєстрацією значень характеристик умов випробувань та характеристик властивостей випробуваних зразків, а також визначення їх похибок;
6. Дослідження при необхідності випробуваних зразків після закінчення випробувань з реєстрацією значень характеристик та визначенням їх похибок;
7. Обробка даних випробувань, включаючи оцінку повноти, точності та достовірності;
8. Прийняття рішень за результатами випробувань та використання зразків, оформлення результатів випробувань як протоколу, і навіть інших матеріалів.
Планування –перший етап підготовки випробувань,
Основним документом, що встановлює терміни проведення випробувань із закріплених видів продукції, є план-графік випробувань, в якому зазначаються:
Вид випробувань;
Найменування продукції та адресу підприємства-виробника;
Термін подання зразків на випробування;
Орган, що у відборі зразків (проб) для випробувань;
Терміни проведення випробувань та видачі висновку з рекомендацією щодо прийняття відповідних рішень.
План-графік проведення випробувань продукції формується на підставі: завдань зі створення зразків нової продукції, що модернізується, плану нової техніки.
Програма випробувань –основний робочий документ щодо випробувань конкретної продукції. Програма випробувань – це організаційно-методичний документ, обов'язковий до виконання, в якому встановлюється:
3. Завдання випробування продукції
4. Види і послідовність параметрів і показників, що перевіряються
5. Терміни проведення
6. Методи випробувань.
Програма випробувань розробляється, як правило, для кожної категорії випробувань окремо з урахуванням умов та технічного забезпечення їх проведення.
Програма випробувань у загальному випадкумістить такі розділи:
Область застосування та призначення послідовності випробувань;
Номенклатура визначених характеристик (показників), технічних вимогдо продукції;
Загальні умовивипробувань.
Методики випробуваньрозробляються окремо для різних видів випробувань (на надійність, безпеку та ін.) та передбачають визначення одного або кількох показників (характеристик), встановлених у програмі випробувань, а також усіх необхідних для цього характеристик об'єкта та умов випробувань.
У методику випробувань, як правило, включаються такі відомості:
1. Мета проведення випробувань, категорії випробувань, для яких необхідне проведення цього виду випробувань.
3. Відбір зразків для випробувань, залежно від категорії випробувань.
4. Вказівка про обладнання, що застосовується для випробувань з посиланням на умови випробувань та стандарти, за якими проводиться атестація обладнання.
5. Опис процедури та послідовності випробувань.
7. Оцінка результатів випробувань.
8. Вказівка щодо оформлення результатів випробувань.
9. Вимоги безпеки та охорони навколишнього середовища.
p align="justify"> При розробці методик випробувань необхідно використовувати міжнародні (закордонні) стандарти на методи випробувань продукції.
Методика випробувань має бути орієнтована на автоматизацію процесів випробувань, а також обробки та реєстрації результатів випробувань та вимірювань з використанням мікропроцесорної техніки, високоточних електронних датчиків та перетворювальних пристроїв, сучасної реєструючої апаратури із застосуванням цифрових та магнітних носіїв тощо. методика випробувань повинна відповідати світовому рівню та відображати накопичений досвід із проведення випробувань.
Усі матеріали, пов'язані з підготовкою проведення випробувань, конструюванням та створенням засобів випробувань, атестацією випробувального обладнання, розробкою та атестацією методик випробувань, а також всі матеріали спостережень, вимірювань та обробки результатів випробувань, у тому числі і негативних, зафіксованих на різних носіях інформації ( журнали спостережень і випробувань, осцилограми, магнітні стрічки, диски пам'яті ЕОМ тощо), мають у міру проведення випробувань систематизуватися в хронологічному порядку, без будь-яких вилучень і зберігатися протягом терміну, встановленого сторонами, що беруть участь у випробуванні.
Результати випробовувань -це оцінка показників властивостей об'єкта, встановлення відповідності об'єкта регламентованим вимогам за даними випробувань, результати аналізу якості функціонування об'єкта у процесі испытания. Результати випробувань є результатом обробки даних випробувань.
Результати випробувань записують у протокол, що містить висновки про відповідність продукції вимогам НТД та про стабільність технологічного процесу(на основі зіставлення отриманих результатів з результатами попередніх періодичних або приймальних або кваліфікаційних випробувань). Протокол затверджує підприємство (організація), яке проводило випробування.
Протокол, що складається за результатами випробувань, містить:
1. Найменування випробувальної організації, категорію та рівень випробувань.
2. Відомості про випробувану продукцію, з найменуванням та умовним позначеннямпродукції. Дату виготовлення продукції, номер партії, порядкові номери зразків випробувань у системі нумерації підприємства-виробника. Перелік параметрів, що вимірюються, та їх характеристики, а також вимоги до продукції, умови її експлуатації, зберігання та транспортування.
3. Опис випробувань (вид випробувань, найменування методики випробувань, умови та місце проведення випробувань, їх час та тривалість).
4. Відомості про засоби випробувань: переліки випробувального обладнання та засобів вимірювань; точнісні характеристики випробувального обладнання та засобів вимірювань, відомості про їх атестацію; відомості про засоби обробки даних випробувань.
5. Результати випробувань разом із даними випробувань або найменуванням та позначенням протоколу даних, з пропозиціями випробувального підрозділу та рекомендаціями щодо вдосконалення або доопрацювання продукції.
Усі матеріали, пов'язані з підготовкою проведення випробувань, конструюванням та створенням засобів випробувань, атестацією випробувального обладнання, розробкою та атестацією методик випробувань, а також всі матеріали спостережень, вимірювань та обробки результатів випробувань, у тому числі негативних, зафіксованих на різних носіях інформації (журнали спостережень і випробувань, осцилограми, магнітні стрічки, диски пам'яті ЕОМ тощо), повинні в міру проведення випробувань систематизуватися в хронологічному порядку, без будь-яких вилучень і зберігатися протягом терміну, встановленого сторонами, що беруть участь у випробуванні.
Організації, які проводять випробування продукції, забезпечують у порядку зберігання всіх документів, що з випробуваннями продукції: програми та методики випробувань, робочі журнали, звіти, акти, протоколи, укладання тощо.
ОРГАНІЗАЦІЯ ДІЯЛЬНОСТІ
ВИПРОБУВАЛЬНИХ ЛАБОРАТОРІЙ
(ЦЕНТРІВ)
Випробувальні лабораторії (центри) можуть бути як самостійними юридичною особою, і бути підрозділом у складі організації.
Типова структуравипробувальної лабораторії має такий вигляд
Керівниклабораторії (центру) здійснює загальне керівництво та формує політику її діяльності.
Відповідальнийза систему забезпечення якості розробляє та контролює виконання положень “Посібника з якості” лабораторії (ц).
Заступниккерівника з випробувань відповідає за виконання всіх технічних завдань, пов'язаних із проведенням випробувань.
Секретаріатвиконує функції з діловодства, здійснює прийом та реєстрацію замовлень на випробування, архівування робочої документації та ін.
Фахівці групза випробуваннями безпосередньо проводять випробування продукції та оформляють протоколи випробувань у зазначеній області.
Технічна компетентністьвипробувальної лабораторії (центру) визначається наявністю у ній:
кваліфікованого персоналу;
необхідних засобів вимірювань випробувань та контролю;
приміщень із відповідними умовами навколишнього середовища;
документованих робочих процесів;
нормативно-методичних документів на методи та засоби випробувань;
системи забезпечення якості випробувань
Персоналвипробувальної лабораторії повинен матидостатню освіту та кваліфікацію.
При цьому враховуються такі моменти:
Базова освіта;
Спеціальне професійну освітудо початку роботи у лабораторії;
Навчання та підготовка зі спеціальних питань після початку роботи в лабораторії;
Знання методів та засобів вимірювань, випробувань та контролю необхідних для проведення конкретних випробувань, отриманих у ході підвищення кваліфікації;
Досвід роботи у групах випробувань.
Лабораторія повинна мати необхідну документацію та відомості, що стосуються кваліфікації, практичного досвіду та підготовки кадрів. Ці дані наводяться в "Посібнику з якості". Для кожного фахівця передбачена посадова інструкція, що встановлює функції, обов'язки, права та відповідальність, кваліфікаційні вимогидо освіти, технічних знань та досвіду роботи.
Велику увагу у випробувальній лабораторії має приділятись заходам щодо підвищення кваліфікації персоналу. Вони мають проводитися як нових, так досвідчених співробітників.
Розрізняють зовнішнє та внутрішнєпідвищення кваліфікації.
Зовнішнє - відбувається у традиційних формах – участь у конференціях та семінарах; навчання на курсах; у навчальних закладах (вищого рівня, ніж у того, хто навчається або аналогічного, але необхідного для роботи).
Внутрішнє - Самопідготовка; регулярне обговорення співробітниками проблем, пов'язаних з кваліфікацією (за аналогією зі знаменитими японськими гуртками якості).
Такі обговорення мають проводитись без морального тиску на працівників з боку керівництва. Ініціатива у вирішенні завдань, спрямованих на покращення випробувань, має заохочуватися.
Міжнародна організація "EUROLAB", що об'єднує випробувальні лабораторії різних країнЄвропи, встановила чотири рівні кваліфікації персоналу, який проводить випробування:
1. Елементарний рівень – не спеціальна освіта та спеціальна підготовка.
2. Базовий рівень – основне професійне освіту, необхідне виконання робіт у лабораторії.
3. Підвищений рівень – більш висока основна професійна освіта для виконання робіт у лабораторії та розширені знання.
4. Найвищий рівень – вища освіта, здібності до вирішення складних випробувальних завдань, поглиблені знання випробувань та управління (менеджменту)
Кожен із цих 4-х рівнів передбачає три градації кваліфікації: достатню, хорошу та відмінну. Завдяки цим критеріям оцінюється персонал при акредитації випробувальних лабораторій на відповідність EN45001.
Успіх випробувань значною мірою залежить від наявності випробувального обладнання та засобів вимірювань.
Залежно від сфери застосування випробувальне обладнання поділяється на:
Загальнопромислове;
Галузеве;
Спеціальне (обладнання, виготовлене в одиничних екземплярах, та обладнання, призначене для випробувань продукції, що випускається лише на даному підприємстві).
При необхідності заздалегідь проектують і виготовляють обладнання, що бракує, - галузеве та спеціальне випробувальне обладнання та стенди для конкретного виду продукції.
Загальні положення та порядок проведення атестаціївипробувального обладнання
Атестації підлягає випробувальне обладнання, що відтворює нормовані зовнішні фактори, що впливають, і навантаження.
Мета атестації - Визначення нормованих точності характеристик обладнання, їх відповідності вимогам НТД та встановлення придатності обладнання до експлуатації.
До нормованих точнісних характеристиквипробувального обладнання відносяться технічні характеристики, Що визначають можливість обладнання відтворювати та підтримувати умови випробувань у заданих діапазонах, з необхідною точністю та стабільністю, протягом встановленого терміну.
Атестації підлягають дослідні зразки, обладнання, що серійно випускається і модернізується, обладнання, виготовлене в одиничних екземплярах, імпортне обладнання.
До експлуатації допускається випробувальне обладнання, визнане за результатами атестації, придатним до застосування.
Документація з експлуатації та технічного обслуговування має бути доступною. Несправне обладнання, яке дає під час випробування сумнівні результати, має бути зняте з експлуатації та позначено відповідним чином, що вказує на його непридатність.
Після ремонту його придатність має бути підтверджена за допомогою випробувань (перевірки, калібрування).
Кожна одиниця обладнання для випробування чи вимірювання повинна мати реєстраційну характеристикумістить такі відомості:
Найменування обладнання;
Найменування виробника (фірми) тип (марка), заводський інвентарний номер;
Дати отримання та введення в експлуатацію;
Розташування в даний час (у разі потреби);
Стан на момент отримання (новий, зношений, з продовженим терміном дії тощо);
Дані про ремонт та обслуговування;
Опис усіх пошкоджень чи відмов, переробок чи ремонту.
Калібрування або перевірка вимірювального та випробувального обладнання при необхідності проводиться перед введенням його в експлуатацію і надалі відповідно до встановленою програмою.
Загальна програма калібрування обладнання повинна забезпечувати відстеження вимірювань, що підводяться лабораторією на відповідність національним та міжнародним зразковим засобам вимірювань, якщо такі існують.
Якщо таке відстеження здійснити неможливо, то випробувальній лабораторії необхідно надати переконливі докази кореляції або точності результатів випробувань (наприклад, беручи участь у відповідній програмі міжлабораторних випробувань).
Зразковізасоби вимірювань, що є в лабораторії, слід використовувати тільки для калібрування робочого обладнання і не застосовувати для інших цілей, вони повинні бути калібровані компетентним органом, який може забезпечити відстеження їх на відповідність національним або міжнародним еталоном.
Приміщення випробувальної лабораторії повинні забезпечувати умови, які негативно вплинуть на точність і достовірність випробувань.
Приміщення для проведення випробувань повинні бути захищені від впливу таких ВВФ як: підвищення t 0 , пил, вологість, шум, вібрація, електромагнітні обурення, а також відповідати вимогам методик випробувань, санітарних норм і правил, вимогам безпеки праці та охорони навколишнього середовища.
Приміщення повинні бути досить просторими, щоб усунути ризик псування обладнання та виникнення небезпечних ситуацій, забезпечити працівникам свободу переміщення та точність дій.
За необхідності забезпечуються пристроями, що регулюють умови випробувань та аварійними джерелами живлення.
Повинні бути визначені умови допуску осіб, які не належать до персоналу цієї лабораторії, що є однією з умов забезпечення конфіденційності інформації про діяльність лабораторії для третіх осіб.
Дані про стан виробничих приміщень та план їх розміщення становлять окремий розділ “Посібники з якості”.
Випробувальна лабораторія повинна мати чітко відрегульовані та документально оформленими робочими процесами,які супроводжують весь випробувальний процес від прийому замовлення до видачі протоколу випробувань. Таким чином, досягається однозначність у виконанні технологічних операцій у лабораторії.
У ГОСТ 51000.3-96 особливу увагу приділено процедурам, що істотно впливають на результати випробувань.
 |
|||
 |
Порядок поводження з випробувальними зразками виробів (цей процес також називають "менеджмент зразків") включає:
Правильну підготовку та проведення відбору зразків, їх маркування;
Дотримання умов транспортування та зберігання.
Зразки виробів, що надходять на випробування, мають бути ідентифіковані на відповідність нормативної документаціїта супроводжуватися відповідним протоколом відбору.
Система реєстрації повинна гарантувати конфіденційність використання зразків або випробуваних виробів, наприклад, щодо інших замовників. При необхідності вводять процедуру, що забезпечує зберігання виробів складі.
На всіх стадіях зберігання, транспортування та підготовки виробів до випробувань вживають необхідних запобіжних заходів, що виключають псування виробів внаслідок забруднення, корозії або надмірних навантажень, що негативно впливають на результати випробувань
Отримання, зберігання, повернення (або утилізація) зразків виробляються за чітко встановленими правилами.
Правильний менеджмент зразків – один із найважливіших етапів у забезпеченні якості випробувань.
При проведенні випробувань у лабораторії необхідно використовувати методи, встановлені стандартними або технічними умовамина процеси випробувань.
Ці документи мають бути у розпорядженні працівників, відповідальних за проведення випробувань.
За відсутності встановленого методу випробування слід документально оформити угоду між замовником та лабораторією про метод.
Робота, що проводиться випробувальною лабораторією, відображається в протоколі, що показує точно, чітко і недвозначно результати випробувань та іншу інформацію, що відноситься до них.
Кожен протокол випробувань повинен містити принаймні такі відомості:
Найменування, адреса випробувальної лабораторії та місце проведення випробування, якщо воно має іншу адресу;
Позначення протоколу (наприклад, порядковий номер0 та нумерацію кожної сторінки, а також загальну кількість сторінок);
Прізвище та адреса замовника;
Характеристику та позначення випробуваного зразка;
Дати отримання зразка та проведення випробування;
Позначення технічного завдання на проведення випробування, опису та процедури (при необхідності);
Опис процедури відбору зразків (вибірки);
Будь-які зміни, що вносяться в технічне завданнядля проведення випробувань або іншу інформацію, що відноситься до певного випробування;
Дані щодо проведення нестандартних методів випробувань або процедур;
Вимірювання, спостереження та отримані результати, що підтверджуються таблицями, графіками, кресленнями та фотографіями, а у разі потреби будь-які зареєстровані відмови;
Констатацію похибки виміру (у разі потреби);
Підпис посадової особи, відповідального за підготовку протоколу випробувань та дату його складання;
Заява про те, що протокол стосується лише зразків, що піддані випробуванню;
Заява, яка унеможливлює часткове передрукування протоколу без дозволу випробувальної лабораторії.
Велике значення для забезпечення якості випробувань мають процедури, пов'язані з експлуатацією засобів вимірювань, випробувань та контролю.Тут важливо передбачити:
Ведення реєстру засобів випробувань, вимірювань та контролю із зазначенням необхідних технічних та метрологічних характеристик;
Маркування та зберігання цього обладнання;
Наявність методик до виконання вимірювань, випробувань та контролю на кожному робочому місці;
Дотримання зовнішніх умов експлуатації;
Наявність графіків технічного обслуговування та ремонту, а також документацію з перевірки та калібрування;
Призначення відповідальні
Для встановлення комплексу механічних властивостей металів зразки з досліджуваного матеріалу піддають статичним та динамічним випробуванням.
Статичними називаються випробування, при яких навантаження, що додається до зразка, зростає повільно і плавно.
4.2.1. До статичних випробувань відносять випробування на розтяг, стиснення, кручення, вигин, а також визначення твердості. В результаті випробувань на статичне розтягування, яке проводять на розривних машинах, одержують діаграму розтягування (рис.4.6 а) та діаграму умовних напруг (рис. 4.6 б) пластичного металу.
Рис. 4.6. Зміна деформації залежно від напруги: а – діаграма розтягування пластичного матеріалу; б – діаграма умовних напруг пластичного матеріалу
З графіка видно, що хоч би мало прикладене напруга, воно викликає деформацію, причому початкові деформації є завжди пружними і величина їх знаходиться в прямій залежності від напруги. На кривій, наведеній на діаграмі (рис. 4.6), пружна деформація характеризується лінією ОА та її продовженням.
Вище точки А порушується пропорційність між напругою та деформацією. Напруга викликає не тільки пружну, а й пластичну деформацію.
Подана на рис. 4.6 залежність між прикладеним ззовні напругою та викликаною ним відносною деформацією характеризує механічні властивості металів:
Нахил прямої ОА (рис. 4.6) показує жорсткість металу або характеристику того, як навантаження, додане ззовні, змінює міжатомні відстані, що у першому наближенні характеризує сили міжатомного тяжіння; тангенс кута нахилу прямої ОА пропорційний модулю пружності (Е), який чисельно дорівнює частці від розподілу напруги на відносну пружну деформацію (Е = s / e);
Напруга s пц (рис. 4.6б), яка називається межею пропорційності, відповідає моменту появи пластичної деформації. Чим точніше метод виміру деформації, тим нижче лежить точка А;
Напруга s упр (рис. 4.1б), яка називається межею пружності, і за якого пластична деформація досягає заданої малої величини, встановленої умовами. Часто використовують значення залишкової деформації 0,001; 0,005; 0,02 та 0,05%. Відповідні межі пружності позначають s 0,005 s 0,02 і т.д. Межа пружності – важлива характеристика пружинних матеріалів, що використовують для пружних елементів приладів та машин;
Напруга s 0,2 умовною межею плинності та якому відповідає пластична деформація 0,2 %. Фізична межа плинності s т визначається за діаграмою розтягування, коли на ній є майданчик текучості. Однак при випробуваннях на розтягнення більшості сплавів площадки плинності на діаграмах немає Вибрана пластична деформація 0,2% досить точно характеризує перехід від пружних деформацій до пластичних, а напруга s 0,2 нескладно визначається при випробуваннях незалежно від того, є чи ні майданчик текучості на діаграмі розтягування. Допустиму напругу, яку використовують у розрахунках, вибирають зазвичай менше s 0,2 в 1,5 рази;
Максимальна напруга s, яка називається тимчасовим опором, характеризує максимальну несучу здатність матеріалу, його міцність, що передує руйнуванню, і визначається за формулою
s = Р max / F o
Допустима напруга, яку використовують у розрахунках, вибирають менше s у 2,4 рази.
Пластичність матеріалу характеризується відносним подовженням d та відносним звуженням y:
d = [(l до - l про) / l про] * 100,
y = [(F про - F к) / F про ] * 100,
де l про F - початкові довжина і площа поперечного перерізу зразка;
l до - кінцева довжина зразка;
F до – площа поперечного перерізу на місці розриву.
4.2.2. Твердість- здатність матеріалів чинити опір пластичній або пружній деформації при впровадженні в нього більш твердого тіла, яке називається індентором.
Існують різні методи визначення твердості.
Твердість за Брінеллемвизначається як відношення навантаження при вдавлюванні сталевої кульки до випробуваного матеріалу до площі поверхні отриманого сферичного відбитка (рис. 4.7а).
HB = 2P/pD,
D – діаметр кульки, мм;
d – діаметр лунки, мм
Рис. 4.7. Схеми випробування на твердість: а – за Брінеллем; б - за Роквеллом; в – за Віккерсом
Твердість за Роквелломвизначається глибиною проникнення в випробуваний матеріал алмазного конуса з кутом при вершині 120 або загартованої кульки діаметром 1,588 мм (рис. 4.7.б).
Конус або кульку вдавлюють двома послідовними навантаженнями:
Попередньої Р про = 10 н;
Загальної Р = Р + Р 1 , де Р 1 - основне навантаження.
Твердість позначається в умовних одиницях:
Для шкал А і С HR = 100 - (h - h o) / 0,002
Для шкали В HR = 130 - (h - h про) / 0,002
Для визначення твердості використовується алмазний конус при навантаженні 60 Н (HRA), алмазний конус при навантаженні 150 Н (HRC) або сталева кулька діаметром 1,588 мм (HRB).
Твердість за Віккерсомвимірюють для деталей малої товщини та тонких поверхневих шарів, отриманих хіміко-термічною обробкою.
Ця твердість визначається як відношення навантаження при вдавлюванні в випробуваний матеріал алмазної чотиригранної піраміди з кутом між гранями 136 про площу поверхні отриманого пірамідального відбитка (рис. 4.7.в):
HV = 2P * sin a/2/d 2 = 1,854 P/d 2 ,
a = 136о – кут між гранями;
d – середнє арифметичне довжин обох діагоналей, мм.
Величину HV знаходять за відомим d згідно з формулою або за розрахунковими таблицями згідно з ГОСТ 2999-75.
Мікротвердість,з огляду на структурну неоднорідність металу застосовують для вимірювання малих площ зразка. При цьому вдавлюють піраміду як при визначенні твердості за Віккерсом, при навантаженні Р = 5-500 Н, а середнє арифметичне довжин обох діагоналей (d) вимірюється в мкм. Для вимірювання мікротвердості використається металографічний мікроскоп.
4.2.3. Опір матеріалу руйнуванню при динамічних навантаженнях характеризує ударна в'язкість. Її визначають (ГОСТ 9454-78) як питому роботу руйнування призматичного зразка з концентратором (надрізом) посередині одним ударом маятникового копра (рис. 4.8): КС = К / S o (К - робота руйнування; S o - площа поперечного перерізу зразка в місці концентратора).
Рис. 4.8. Схема випробувань на ударну в'язкість
Ударну в'язкість (МДж/м2) позначають KCU, KCV та KCT. Літери КС означають символ ударної в'язкості, літери U, V, T – вид концентратора: U-подібний з радіусом надрізу r н = 1 мм, V-подібний з r н = 0,25 мм; T – тріщина втоми, створена на підставі надрізу; KCU – основний критерій ударної в'язкості; KCV та KCT використовують у спеціальних випадках.
Робота, витрачена на руйнування зразка, визначається за формулою
Ан = Р * l 1 (cos b - cos a),
де Р – маса маятника, кг;
l 1 – відстань від осі маятника до центру тяжкості;
b – кут після удару;
a - кут до удару
4.2.4.Циклічна довговічність характеризує працездатність матеріалу в умовах циклів напруг, що багато разів повторюються. Цикл напруг – сукупність зміни напруги між двома її граничними значеннями s max та s min протягом періоду Т (рис. 4.9).
Рис. 4.9. Синусоїдальний цикл зміни напруг
Розрізняють симетричні цикли (R = -1) та асиметричні (R змінюється в широких межах). Різні видициклів характеризують різні режими роботи деталей машин.
Процеси поступового накопичення пошкоджень у матеріалі під впливом циклічних навантажень, що призводять до зміни його властивостей, утворенню тріщин, їх розвитку та руйнації, називають втомою, а властивість протистояти втомі – витривалістю (ГОСТ 23207 – 78).
На втому деталей машин впливають ряд факторів (рис. 4.10).
Рис. 4.10. Чинники, що впливають на втомну міцність
Руйнування від втоми в порівнянні з руйнуванням від статичного навантаження має ряд особливостей:
Воно відбувається при напруженнях, менших, ніж при статичному навантаженні, менших межах плинності або тимчасового опору;
Руйнування починається на поверхні (або поблизу неї) локально, у місцях концентрації напруг (деформації). Локальну концентрацію напруг створюють ушкодження поверхні внаслідок циклічного навантаження чи надрізи як слідів обробки, впливу середовища;
Руйнування протікає в кілька стадій, що характеризують процеси накопичення пошкоджень у матеріалі, утворення тріщин втоми, поступовий розвиток та злиття деяких з них в одну магістральну тріщину та швидке остаточне руйнування;
Руйнування має характерну будову зламу, що відбиває послідовність процесів втоми. Злам складається з вогнища руйнування (місця утворення мікротріщин) та двох зон – втоми та долому (рис. 4.11).
Рис. 4.11. Схема зламу втомного руйнування: 1 - вогнище зародження тріщини; 2 – зона втоми; 3 – зона долому
4.3. Конструкційна міцність металів та сплавів
Конструкційна міцністьметалів і сплавів – це комплекс властивостей міцності, які знаходяться в найбільшій кореляції зі службовими властивостями даного виробу.
Опір матеріалукрихкому руйнуванню є найважливішою характеристикою, що визначає надійність роботи конструкції.
Перехід до крихкої руйнації обумовлений низкою факторів:
природою сплаву (типом решітки, хімічним складом, величиною зерна, забрудненням сплаву);
Особливістю конструкції (наявністю концентраторів напруги);
Умови експлуатації (температурний режим, наявність навантаження на метал).
Існує кілька критеріїв оцінки конструкційної міцності металів та сплавів:
Критерії, що визначають надійність металів проти раптових руйнувань (критична температура крихкості; в'язкість руйнування; робота, що поглинається при поширенні тріщини; живучість при циклічному навантаженні);
Критерії, що визначають довговічність матеріалу (втомна міцність; контактна витривалість; зносостійкість; корозійна стійкість).
Для оцінки надійності матеріалу використовують також параметри: 1) ударну в'язкість KCV та КCT; 2) температурний поріг холодноламкості t 50 . Однак ці параметри лише якісні, непридатні для розрахунку на міцність.
Параметром KCV оцінюють придатність матеріалу для судин тиску, трубопроводів та інших конструкцій підвищеної надійності.
Параметр KCT, який визначається на зразках з тріщиною втоми біля основи надрізу, більш показовий. Він характеризує роботу розвитку тріщини при ударному вигині і оцінює здатність матеріалу гальмувати руйнування, що почалося. Якщо матеріал має KCT = 0, це означає, що його руйнування йде без витрати роботи. Такий матеріал крихкий, експлуатаційно ненадійний. І, навпаки, чим більший параметр KCT, визначений при робочої температури, тим вище надійність матеріалу за умов експлуатації. KCT враховують при виборі матеріалу для конструкцій особливо відповідального призначення ( літальних апаратів, роторів турбін тощо).
Поріг холодноламкості характеризує вплив зниження температури на схильність матеріалу до крихкого руйнування. Його визначають за результатами ударних випробувань зразків з надрізом при температурі, що знижується.
На перехід від в'язкої руйнації до крихкого вказують зміни будови зламу та різке зниження ударної в'язкості (рис.4.12), що спостерігається в інтервалі температур (t в - t х) (граничні значення температур в'язкого та крихкого руйнування).
Рис. 4.12. Вплив температури випробування на відсоток в'язкої складової в зламі (В) та ударну в'язкість матеріалу KCV, KCT
Будова зламу змінюється від волокнистого матового при в'язкому руйнуванні (t > t в) до кристалічного блискучого при крихкому руйнуванні (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.
Про придатність матеріалу для роботи при заданій температурі судять за температурним запасом в'язкості, що дорівнює різниці температури експлуатації і t 50 . При цьому чим нижче температура переходу в крихкий стан по відношенню до робочої температури, тим більше температурний запас в'язкості і вища гарантія від крихкого руйнування.
4.4. Шляхи підвищення міцності металів
Прийнято розрізняти технічну та теоретичну міцність. Технічну міцність визначають значенням властивостей: межі пружності (s 0,05); межі плинності (s 0,2); межі міцності (s в); модуля пружності (Е); межі витривалості (s R).
Під теоретичною міцністю розуміють опір деформації та руйнування, яке мали б мати матеріали згідно з фізичними розрахунками з урахуванням сил міжатомної взаємодії та припущення, що два ряди атомів одночасно зміщуються відносно один одного під дією напруги зсуву.
Виходячи з кристалічної будови та міжатомних сил можна орієнтовно визначити теоретичну міцність металу за такою формулою:
t теор » G / 2p,
де G – модуль зсуву.
Теоретичне значення міцності, що розраховується за зазначеною формулою, у 100 – 1000 разів більше технічної міцності. Це з дефектами в кристалічному будові, і насамперед із існуванням дислокацій. Міцність металів не є лінійною функцією густини дислокацій (рис. 4.13).
Рис. 4.13. Схема залежності опору деформації від щільності та інших дефектів у металах: 1 – теоретична міцність; 2-4 – технічна міцність (2 – вуса; 3 – чисті неукріплені метали; 4 – сплави, зміцнені легуванням, наклепом, термічною або термомеханічною обробкою)
Як видно з малюнку 4.13, мінімальна міцність визначається деякою критичною щільністю дислокацій а, приблизно складовою 10 6 - 10 8 см -2 . Ця величина відноситься до відпалених металів. Розмір s 0,2 відпалених металів становить 10 -5 – 10 -4 G . Якщо а> 10 12 – 10 13 див -2 , то разі можуть утворитися тріщини.
Якщо щільність дислокацій (кількість дефектів) менша за величину а(Рис.4.13), то опір деформації різко збільшується і міцність швидко наближається до теоретичної.
Підвищення міцності досягається:
Створенням металів та сплавів з бездефектною структурою, тобто. отримання ниткоподібних кристалів («усів»);
Підвищення щільності дефектів, у тому числі дислокацій, а також структурних перешкод, що ускладнюють рух дислокацій;
Створення композиційних матеріалів.
4.5. Вплив нагріву на будову та властивості деформованого металу (рекристалізація)
Пластична деформація (рис. 4.14) призводить до створення нестійкого стану матеріалу через збільшену внутрішню енергію (внутрішню напругу). Деформування металу супроводжується його зміцненням або так званим наклепом . Мимоволі повинні відбуватися явища, що повертають метал у більш стійкий структурний стан.
Рис. 4.14. Вплив нагрівання на механічні властивості та структуру нагартованого металу
До мимовільних процесів, які призводять пластично деформований метал до більш стійкого стану, відносяться зняття спотворення кристалічних ґрат, інші внутрішньозеренні процеси та утворення нових зерен. Для зняття напруг кристалічних ґрат не потрібно високої температури, так як при цьому відбувається незначне переміщення атомів. Вже невеликий нагрівання (для заліза 300 -400 про З) знімає спотворення решітки, а саме зменшує щільність дислокацій в результаті їх взаємного знищення, злиття блоків, зменшення внутрішньої напруги, зменшення кількості вакансій і т.д.
Виправлення спотворених ґрат у процесі нагрівання деформованого металу називається поверненням або відпочинком. У цьому твердість металу знижується на 20-30 % проти вихідним, а пластичність зростає.
Паралельно з поверненням при температурі 0,25 – 0,3 Т пл відбувається полігонізація (збір дислокацій у стінки) та утворюється пориста структура.
Одним із способів зняття внутрішньої напруги при деформації матеріалів є рекристалізація. Рекристалізація , тобто. утворення нових зерен, що протікає при більш високих температурах, ніж повернення, може розпочатися з помітною швидкістю після нагрівання вище за певну температуру. Чим вище чистота металу, тим нижча температура рекристалізації. Між температурами рекристалізації та плавлення існує зв'язок:
Т рік = а * Т пл,
де а - Коефіцієнт, що залежить від чистоти металу.
Для технічно чистих металів а = 03 - 04, для сплавів а = 0,8.
Температура рекристалізації має важливе практичне значення. Щоб відновити структуру та властивості наклепаного металу (наприклад, при необхідності продовжити обробку тиском шляхом прокатки, протяжки, волочіння тощо), його треба нагріти вище за температуру рекристалізації. Така обробка називається рекристалізованим відпалом.
Процес рекристалізації можна розділити на два етапи:
Первинну рекристалізацію або рекристалізацію обробки, коли витягнуті внаслідок пластичної деформації зерна перетворюються на дрібні округлої форми безладно орієнтовані зерна;
Вторинну або збірну рекристалізацію, що полягає у зростанні зерен і протікає при вищій температурі.
Первинна кристалізація полягає у освіті нових зерен. Це зазвичай дрібні зерна, що виникають поверхнях розділу великих деформованих зерен. Хоча в процесі нагрівання і відбуваються внутрішньозеренні процеси усунення дефектів (повернення, відпочинок), все ж таки вони, як правило, повністю не закінчуються, з іншого боку, зерно, що знову утворилося, вже вільно від дефектів.
До кінця першої стадії рекристалізації можна отримати структуру, що складається тільки з дуже дрібних зерен, у поперечнику мають розмір у кілька мікронів. Але в цей момент настає процес вторинної кристалізації, що полягає у зростанні зерна.
Можливі три істотно різні механізми зростання зерна:
- зародковий, полягає в тому, що після первинної кристалізації знову виникають зародкові центри нових кристалів, їх зростання призводить до утворення нових зерен, але їх менше, ніж зерен у вихідному стані, і тому після завершення процесу рекристалізації зерна в середньому стануть більшими;
- міграційний , що полягає у переміщенні межі зерна та збільшенні його розмірів. Великі зерна ростуть з допомогою «поїдання» дрібних;
- злиття зерен , що полягає у поступовому «розчиненні» меж зерен та об'єднанні багатьох дрібних зерен в одне велике. У цьому утворюється разнозернистая структура з низькими механічними властивостями.
Реалізація одного з основних механізмів зростання залежить:
Від температури. При низьких температурах зростання за рахунок злиття зерен, за високих – за рахунок міграції меж зерен;
Від вихідного стану (від рівня деформації). При малій мірі деформації (3-8%) первинна рекристалізація утруднена, і зростання зерна йде за рахунок злиття зерен. Наприкінці процесу утворюються величезні зерна. При великому ступені деформації (більше 10%) злиття зерен утруднюється, і зростання відбувається за рахунок міграції меж зерен. Утворюються дрібніші зерна. Таким чином, після відпалу виходить рівноважна структура, змінюються механічні властивості, знімається наклеп металу, підвищується пластичність.
Вступ. Складання програми випробувань турбогенератора
1 Робоча програмавипробувань турбогенератора ТВВ-63-2
1.1 Випробування підвищеною напругою частоти 50 Гц
1.2 Випробування ізоляції обмотки підвищеною випрямленою напругою
1.3 Визначення параметрів генератора. Визначення працездатності проміжного реле з котушкою із мідного дроту. Вибір реле максимальної напруги та додаткового термостабільного резистора для термокомпенсації. Визначає початкову температуру обмотки статора електричної машини. Розрахунок намагнічуючої та контрольної обмоток для випробування сталі статора
Висновок
Вступ
Одним з основних параметрів роботи будь-якої електростанції та енергосистеми є безперервність вироблення енергії та постачання нею споживачів. Безперервність вироблення енергії забезпечується високою надійністю всього енергетичного - допоміжного та основного, силового та слаботочного обладнання. Тому абсолютно все обладнання електростанції піддається періодичним ремонтам та випробуванням: періодичність цих робіт строго регламентується ПТЕ та нормами випробувань. Жодне обладнання на електростанції не може бути включено в роботу, якщо термін його ремонту та випробувань минув.
У цій курсової роботискладається програма випробувань турбогенератора, визначається працездатність проміжного реле, вибирається реле максимальної напруги та додатковий термостабільний резистор, визначається початкова температура обмотки статора, а також проводиться розрахунок намагнічуючої та контрольної обмоток для випробування сталі статора.
I. Складання програми випробувань турбогенератора
Табл. 1.1 Основні параметри генератора
Тип турбогенератора ТВФ-63-2 Потужність номінальна 78,75 МВА / 63 МВт Напруга статора, номінальна 10,5 кВТок статора, номінальний 4330 А Ємність однієї фази статора щодо землі та двох інших заземлених фаз 0,25 мкФ Система збудження Високочастотна, В3 º С0,103 ОмСистема охолодження статораНепряме, воднемСистема охолодження ротора Безпосереднє, воднем 1.1 Робоча програма випробувань турбогенератора ТВВ-63-2
1.1.1 Випробування підвищеною напругою частоти 50 Гц 1. Умови проведення випробувань. схема статорної обмотки генератора розібрана, кожна фаза випробовується окремо, дві інші фази закорочені та заземлені; обмотка генератора очищена від бруду, промита та просушена; в системі охолодження та по обмотці циркулює дистилят з питомим опором не нижче 75 кОм/див. Витрата дистиляту номінальний; випробування проводяться у темний час доби при загашеному загальному освітленні машинного залу та включеному місцевому освітленні. На останньому етапі місцеве освітлення також відключається для нагляду за коронуванням обмотки статора; схема випробування наведена малюнку 1.2. Випробувальна напруга обчислюється за такою формулою: де – номінальна напруга генератора; 3. Схема підключається на лінійну напругу, в якій менше, ніж у фазному вищих гармонік, а отже, менша можливість спотворення синусоїди випробувальної напруги. 4. Перед початком випробувань необхідно відрегулювати пробивну напругу розрядника FV на 110% випробувальної напруги: Випробувальна схема відключається від об'єкта випробувань, і випробувальна напруга піднімається на холостому ходу. Встановлюється задана напруга 21,12 кВ, та кулі розрядника зближуються до виникнення пробою. Випробувальна напруга знижується до 50% і знову піднімається до виникнення пробою: напруга пробою розрядника має бути в межах (1,05-1,1), тобто 20,16-21,12 кВ. Контрольний пробій кульового розрядника FV проводиться тричі підйомом напруги. Проведення випробувань підвищеною напругою частоти 50 Гц. Напруга піднімається з нуля плавно, зі швидкістю близько 2%/с-0,38 кВ/с. Отже, вся процедура підйому напруги триватиме близько 1-2 хв. У процесі підйому напруги необхідно прослуховувати генератор щодо виникнення потріскування або шипіння часткових розрядів. Одночасно необхідно спостерігати за обмоткою - чи не з'явиться тління або іскріння на поверхні обмотки. У процесі підйому напруги необхідно робити проміжні відліки за вольтметрами та індикатором часткових розрядів. У разі розбіжності у показаннях вольтметра або різкого зростання показань індикатора часткових розрядів підйом напруги слід припинити та негайно з'ясувати причину ненормальності. При досягненні повної випробувальної напруги вона витримується протягом 1 хв і плавно знижується до номінальної напруги. На номінальній напрузі протягом 5 хв ізоляція перевіряється візуально, навіщо бажано повністю вимкнути освітлення в машинному залі за дотримання заходів безпеки. При цьому не повинно спостерігатися зосереджене в окремих точках світіння жовтого та червоного кольорів, дим, тління бандажів тощо. Синє та біле світіння допускається. По виконанню спостережень коронування обмотки напруга плавно знижується до нуля, обмотка розряджається та заземлюється. Висвітлення машинного залу вмикається. По черзі випробовуються всі три фази статора обмотки. Необхідне обладнання. випробувальна установка високої напруги згідно зі схемою на рисунку 1.1; секундомір пружинний з ціною поділу 0,2; розрядно-заземлююча штанга; температура обмотки приймається як середнє значення показання штатного термоконтролю статора. Схема установки для випробування генератора підвищеною напругою промислової частоти 50 Гц. 1.1.2 Випробування ізоляції обмотки підвищеною випрямленою напругою 1 Умови проведення випробувань: схема обмотки статора розібрано, нейтраль розібрано; вода з обмотки статора злита, обмотка продута стисненим повітрям; випробування проводяться пофазно, дві інші фази при цьому закорочені та заземлені. Напруга піднімається п'ятьма ступенями по 1/5 повної випробувальної напруги, кВ, На кожному ступені витримується дана напруга протягом 60 с. На кожному ступені проводиться вимірювання струму витоку через ізоляцію через 15 с і 60 с після встановлення постійної напруги: і. За виміряним напрузі даного ступеня та струмів витоку і обчислюються для кожного ступеня величини опору ізоляції для 15 с і 60 с, Ом, На кожному ступені обчислюється коефіцієнт абсорбції, У процесі випробувань будується графік залежності струму витоку від випробувальної напруги. Величина струму витоку має виходити межі, зазначені у таблиці 2. Таблиця 1.2 Граничні значення струму витоку від випробувальної напруги Кратність випробувального напруження по відношенню до номінального / 0,511,5 і вищеТік витоку , МА0,250,51 Якщо в процесі підйому напруги величина струму витоку почне різко зростати і вийде за допустимі межі, випробування необхідно припинити до з'ясування причини різкого зростання струму витоку. По досягненню повної розрахункової випробувальної напруги, вона витримується протягом однієї хвилини і далі плавно протягом двох хвилин знижується до нуля. По зниженню напруги до нуля необхідно розрядити обмотку накладанням заземлення через струмообмежуючий резистор штанги, що заземлює. Через 10 с необхідно накласти заземлення глухо на виведення випробуваної фази. Обчислюється коефіцієнт нелінійності, де - найбільший струм витоку при повній випробувальній напрузі; Струм витоку при випробувальній напрузі, що дорівнює приблизно 0,5×Uном генератора; Повна випробувальна напруга; Випробувальна напруга, що дорівнює приблизно 0,5×Uном генератора. Коефіцієнт нелінійності повинен бути меншим за три. Вимірювальна апаратура та обладнання. апарат для випробування ізоляції АІМ-90 (з міліамперметр до 5мА). секундомір пружинний із ціною розподілу 0,2 с. розрядно-заземлююча штанга. 1.1.3 Визначення параметрів генератора 1. Зняття характеристики трифазного короткого замикання (КЗ). 1.1 Умови проведення випробувань закороткі, що встановлюються при знятті характеристики трифазного замикання, повинні бути розраховані на тривале перебіг номінального струму генератора. 1.2 Характеристика КЗ в межах не менше півторакратного номінального струму статора має прямолінійний характер, тому достатньо зняти 4-5 точок характеристики до. 3 Якщо визначення характеристики КЗ генератора не супроводжується зміною його втрат, підтримання номінальної частоти обертання не обов'язково. 4 Характеристика знімається при поступовому збільшенні струму ротора та одночасного запису, що встановилися значень на кожному ступені струму ротора і струму у всіх фазах статора. 5 Відхилення характеристики КЗ, знятої під час випробування від заводської, має знаходитися в межах допустимих похибок вимірювань. Звертається особливу увагу те що, щоб характеристика прагнула початку координат. Інакше робляться повторні випробування, і якщо результат повторюється, робиться припущення про наявність виткових замикань в обмотці ротора. У цьому випадку включення машини у роботу не допускається. 2. Зняття характеристики холостого ходу генератора (ХХ). 1 Перед підйомом напруги на генераторі для зняття характеристики вимірюють залишкову напругу на генераторі при розімкнутій обмотці ротора. 2 Для зняття характеристики холостого ходу генератора проводиться плавне піднесення напруги до заданої величини при номінальній швидкості обертання. Зазвичай напруга на генераторі піднімається до 115% номінального. Випробувальна напруга, кВ, 2.3 Під час проведення пускових випробувань генератора зняття характеристики холостого ходу поєднують із перевіркою виткової ізоляції. Для цього напруга на генераторі піднімається до напруги, що відповідає номінальному струму ротора, але не нижче 130% номінальної напруги. Тривалість такого випробування -5 хв. Випробувальна напруга, кВ, Знижуючи напругу на генераторі, знімають основні точки характеристики. Остання точка знімається при відключеному струмі збудження. Усього знімають 10 -15 точок приблизно на рівних інтервалах напруги. Отриману характеристику холостого ходу зміщують на Di0
.
4 Відлік показань приладів провадиться тільки при налаштованих параметрах одночасно на всіх приладах за командою керівника випробувань або спостерігача, що вимірює струм ротора. Як відлік, і запис показань приладів проводиться у поділах шкали із зазначенням межі виміру. 5 Після закінчення вимірювань до розбору схеми необхідно побудувати характеристику і переконатися у відсутності великої кількості сумнівних точок, що ускладнюють побудову характеристики. 6 Для отримання характеристики холостого ходу в області підвищеної напруги без значного підвищення напруги на генераторі її знімають при зниженій швидкості обертання з наступним перерахунком за формулою де UНОМ- Напруга при номінальній швидкості обертання; nНОМ
- номінальна швидкість обертання; n1
- Швидкість обертання, при якій проводилися вимірювання. 7 Одночасно зі зняттям характеристики холостого ходу під час проведення пуско-налагоджувальних випробувань перевіряють симетрію напруги. Для цього при режимі, близькому до номінального, вимірюються напруги між трьома фазами. Вимірювання проводиться одним вольтметром, що підвищує точність виміру. Несиметрія напруги DUвизначається ставленням різниці між найбільшим UMAX
і найменшим UMINвиміряними напругами до середнього значення лінійної напруги UСР:
Коефіцієнт несиметричності не повинен перевищувати 5%. 8 За характеристикою холостого ходу визначається струм ротора, що відповідає номінальній напрузі генератора на холостому ходу. Він має відповідати розрахунковому значенню. Якщо струм ротора вищий за розрахунковий, то слід шукати помилки в розрахунках або монтажі (збільшений повітряний зазор або неправильне встановлення ротора по висоті, відхилення в якості сталі). 9 Вимірювальна апаратура та обладнання. вольтметр класу 0,5 або 0,2, що підключається через «вольтметровий ключ», що дозволяє в процесі випробувань швидко перемикати вольтметр інші лінійні напруги; частотомір з межами 45-55 Гц, а зі зняттям характеристики холостого ходу при зниженій частоті- частотомір з низькою межею вимірювання 40Гц; мілівольтметр класу 0,2, підключений до штатного або спеціально встановленого в ланцюзі ротора шунта класу 0,2. Рис.1.2 Схема зняття характеристик трифазного короткого замикання та холостого ходу ІІ. Визначення працездатності проміжного реле з котушкою з мідного дроту
Таблиця 2.1 Вихідні дані Номінальна напруга реле, , В110Мінімальна напруга спрацьовування реле, , В100Опір котушки реле при 20 º З, , Ом8500Максимальна температура реле, , º С85Номінальна напруга постійного струму, , В110 Мінімальна напруга мережі оперативного постійного струму, при якому схема повинна працювати, В: Мінімальний струм спрацьовування реле, А: Опір обмотки реле при максимальній температурі 85 ºС, Ом: 3 Струм у гарячій обмотці реле з опором 10039 Ом при можливій мінімальній напрузі в мережі постійного струму, А: Висновок про працездатність реле. Так як струм в обмотці реле в найважчому режимі менше мінімального струму спрацьовування реле, можна зробити висновок про неможливість застосування досліджуваного реле в даних умовах. ІІІ. Вибір реле максимальної напруги та додаткового термостабільного резистора для термокомпенсації
Таблиця 3.1 Вихідні дані Потрібна напруга спрацьовування реле, Uмср, В55Допустима похибка спрацьовування, %2Діапазон зміни температури реле, º С10 – 30 Зміна опору обмотки реле, %, У заданому діапазоні температур опір обмотки реле, отже напруга спрацьовування змінюються на 8%. Для вирішення поставленої задачі необхідно застосувати схему, в якій струм, що протікає через реле, не залежав би від температури реле. По /2,табл.3-5/ вибираємо низьковольтне реле РН51/6.4, що має такі характеристики: Решта напруги 55-6,4=48,6 Впогашається на опорі резистора, виконаного з температуронезалежного резистивного матеріалу - константана або манганіну. Опір додаткового резистора, Ом, Сумарна зміна опору ланцюга реле з доданим резистором у заданому діапазоні температур, %, Так як сумарна зміна опору ланцюга реле з доданим резистором, а значить і зміна опору реле спрацьовування не перевищила 2% - гранично допустимої норми, можна зробити висновок про можливість застосування розрахованого реле і резистора в заданому діапазоні температур. IV. Визначення початкової температури статора обмотки електричної машини турбогенератор реле резистор статор Таблиця 4.1 Вихідні дані Відлік№12345Часt, c10204090160Перегрів0C57,955,952,344,937,9 Розрахунок проводиться графічно (рис 4.1) та у цифровій формі. Визначається постійна часу остигання, Т, з: де t -відрізок часу; qН- перегрів машини на початку відрізка часу ti ; q- перегрів машини в кінці відрізка часу ti. За розрахункове значення постійного часу остигання береться середньоарифметичне значення ТСР: Початковий перегрів машини аналітичним методом:
tДКР =
200
З
qОБМ =
qН+ tДКР ;
qОБМ =
59,67+20 =79,67 0
З.
Рис. 4.1 Процес охолодження електричної машини після її відключення в напівлогарифмічних координатах. Початковий перегрів машини графічним методом:
Початкова температура обмотки статора електричної машини за температури навколишнього середовища tДКР =
200
З
qОБМ =
qН+ tДКР ;
qОБМ =
59,74 + 20 = 79,740С. Різниця між аналітичним та графічним методом 0,09%. Рис. 4.2 Схема вимірювання опору обмотки статора електричної машини безпосередньо після її вимкнення V. Розрахунок намагнічуючої та контрольної обмоток для випробування сталі статора
Таблиця 5.1 Вихідні дані Зовнішній діаметр, dH, M3,05Внутрішній діаметр, dB, м1,36Повна довжина спинки статора, l, м6,7Ширина вентиляційного каналу, lк, м0,01Число вентиляційних каналів, n60Висота зуба статора, hе, м0,27Коефіцієнт сталі, m , КВт × ч/(кг × град) 1,429 × 10-4
Приймається, що 1/3 потужності витрачається на втрати в зовнішнє середовищена конвекцію та променевипускання. Для живлення обмоток намагнічування вибирається напруга 380. Число витків намагнічуючої та контрольної обмоток. Споживаний обмоткою, що намагнічує, струм, активну і повну потужності. Швидкість нагрівання активної сталі. Довжина спинки: Висота спинки: Чистий переріз спинки: Середній діаметр спинки: Маса активної сталі статора: Необхідна швидкість підйому температури a = 5 0С/год. Необхідна для цього потужність: Визначається значення індукції для створення питомих втрат р0
= 1,072 Вт/кг /1,таблиця та рис.3/ В = 0,825 Тл. Якщо включити обмотку, що намагнічує, на лінійну напругу мережі власних потреб 380 В, то буде потрібно таке число витків: Практично неможливо створити дрібне число витків. Тому вибираємо один виток W=1. При цьому індуктивний опір обмотки, що намагнічує, неминуче зменшиться проти розрахункового значення, струм намагнічування і індукція - збільшаться. Можна скористатися перемиканням відпайок трансформатора власних потреб і переключити його на мінімальну напругу (+10% номінального) 418 В. ця напруга дозволить створити в статорі індукцію: Для створення індукції В = 0,577 Тл за графіком /1, рис.3/ визначаємо необхідні питомі ампер-витки: 0= 71 А-в/м Повні ампер-витки: При одному витку W= 1 струм намагнічування чисельно дорівнює: = AW / W, = 552 /1 = 552A.
Повна потужність обмотки, що намагнічує: = I×
U,= 552 × 418 = 230,7 кВА.
Активна потужність під час індукції В = 0,577 Тл обчислюється за величиною питомих втрат /1, рис.3/ р0 = 0,621 Вт/кг: Р = р0
×
G, Р = 0,621 × 197799,525 = 122 833,505 Вт = 122,8 кВт. Коефіцієнт потужності схеми намагнічування: Кабель для обмотки намагнічування, виходячи з щільності струму j = 2,0 А/мм2, що допускається в даному випадку, повинен бути перетином не менше: Враховуючи, що напруга на контрольній обмотці при рівній кількості витків з обмоткою, що намагнічує, буде близьким до напруги 380 В, вибираємо для контрольної обмотки один виток WДо= 1, ЕРС контрольної обмотки при індукції у статорі В= 1 Тлвизначається: Додатковий резистор R (рис. 5.1) для вольтметра 300 В, 150 діл. і внутрішнім опором RВ = 30 кОм вибирається таким чином, щоб при 724 (відповідає В = 1 Тл) його показання були б рівні 100 поділів: Рис. 5.1 Схема індукційного нагрівання статора генератора намагнічуванням сталі статора Висновок
У цій роботі була складена програма випробувань для турбогенератора. Було визначено працездатність проміжного реле в певних умовах, також вибрано реле максимальної напруги та додатковий термостабільний резистор для термокомпенсації. Також був проведений розрахунок для визначення початкової температури, графічним та аналітичним методами. Розраховані, для певних генераторів, контрольні та намагнічувальні обмотки. Бібліографічний список джерел інформації
1.Обсяги та норми випробування електрообладнання / Під. заг. ред. Б.А. Алексєєва, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамикоянця. -6-те вид. -М: НЦ ЕНАС, 1998. 2.Довідник з налагодження електроустаткування електричних станційта підстанцій / Під. ред. е.с. Мусаеляна -М: Енергоатоміздат, 1984. .Мусаелян Е.С. Налагоджує та випробуває електрообладнання електричних станцій та підстанцій. -М: Енергоатоміздат, 1986.
Як відключити рекламу на Андроїді: прибираємо рекламу, що спливає
Росіянин отримав термін та мільйонний штраф за «піратство» Негативні наслідки закону
Визначення ключових факторів
Змінилися критерії для віднесення організацій та ін до суб'єктів малого та середнього підприємництва
Дивитись що таке "Роялті" в інших словниках Підводне каміння