ГОСТ Р 52007-2003 - Изделия углеродные. Акустические методы контроля. Определение скорости распространения акустических волн

ГОСТ Р 52007-2003

Группа И39

ОКС 81.080
ОКСТУ 1909

Дата введения 2004-01-01

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 109 "Электродная продукция" (ОАО "Уральский электродный институт)

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 28 января 2003 г. N 33-ст

3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие правила определения скорости распространения акустических волн в углеродных массах, прессованных, обожженных и графитированных углеродных изделиях и изготовленных из них образцах при ручном и механизированном контроле.

Стандарт не распространяется на изделия из конструкционного графита и композиционных материалов на углеродной основе, анодную массу и обожженные аноды.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.207-76 Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 4366-76 Смазка солидол синтетический. Технические условия

ГОСТ 5774-76 Вазелин конденсаторный. Технические условия

ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия

ГОСТ 9500-84 Динамометры образцовые переносные. Общие технические требования

ГОСТ 23775-79 Изделия углеродные. Методы определения предела прочности на сжатие, изгиб, разрыв (диаметральное сжатие)

ПР 50.2.009-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок проведения испытаний и утверждения типа средств испытаний

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 соосное сквозное прозвучивание: Способ, при котором излучающий и приемный электроакустические преобразователи расположены на одной оси по обе стороны контролируемого углеродного изделия (приложение А, рисунок А.1).

3.2 поверхностное прозвучивание: Способ, при котором излучающий и приемный электроакустические преобразователи расположены на одной стороне углеродного изделия (приложение А, рисунок А.2).

3.3 линия прозвучивания: Прямая линия, соединяющая центры излучающего и приемного электроакустических преобразователей.

3.4 база прозвучивания: Расстояние по линии прозвучивания между центрами излучающего и приемного электроакустических преобразователей.

4 Аппаратура и материалы

4.1 Для измерения времени распространения акустических волн в углеродных изделиях применяют ультразвуковые акустические приборы с электроакустическими преобразователями типов УК-14ПМ, УК-10ПМС, "Пульсар", основные технические характеристики которых приведены в приложении Б.

Допускается применять другие ультразвуковые акустические приборы, имеющие аналогичные основные технические характеристики, реализующие временной теневой акустический метод и снабженные контактными электроакустическими преобразователями.

Электроакустические преобразователи с резонансной частотой не более 200 кГц для прозвучивания изделий, содержащих зерна с поперечным размером более 4 мм.

Предельная основная погрешность измерения времени распространения акустических волн не должна превышать , где - время распространения акустических волн, мкс.

Акустические приборы должны быть аттестованы в соответствии с ПР 50.2.009.

К приборам должны быть приложены стандартные образцы, аттестованные по ПР 50.2.009, обеспечивающие определение относительной случайной и абсолютной систематической погрешностей измерения времени.

4.2 Металлические переходные устройства или эластичные прокладки из материала типа полиуретана или резины, обеспечивающие измерение скорости распространения акустических волн с погрешностью не более указанной в 4.1.

Толщина прокладок должна быть от 0,2 до 1,0 мм включительно при ручном контроле, свыше 1,0 до 3,0 мм включительно - при механизированном контроле.

4.3 Контактные среды для улучшения акустического контакта электроакустических преобразователей с поверхностью изделия: вазелин конденсаторный по ГОСТ 5774 или смазка солидола синтетического по ГОСТ 4366.

4.4 Прижимные устройства, обеспечивающие требуемое усилие прижатия каждого электроакустического преобразователя к поверхности углеродного изделия от 29,43 до 98,1 Н (от 3 до 10 кг). Устройства рекомендуется применять при соосном сквозном прозвучивании.

4.5 Динамометр сжатия типа ДОСМ-100 по ГОСТ 9500, применяемый при механизированном контроле и контроле с помощью прижимного устройства.

4.6 Линейки измерительные металлические по ГОСТ 427, рулетки измерительные металлические по ГОСТ 7502 и штангенциркули по ГОСТ 166 с ценой деления шкалы 1 мм или другой измерительный инструмент, обеспечивающий по ГОСТ 8.207 относительную погрешность измерения базы прозвучивания не более ±1,0% при доверительной вероятности =0,95.

5 Подготовка к проведению испытания

5.1 Определение мест контроля на изделие по соосном сквозном прозвучивании

5.1.1 Количество мест контроля зависит от размера и формы изделия (приложение В).

В углеродных изделиях длиной до 1200 мм включительно количество мест контроля должно быть не менее двух, а при длине более 1200 мм - не менее трех.

Допускается увеличивать количество мест контроля.

Механически обработанные ниппели допускается контролировать в одном месте.

Для углеродных изделий в форме пластин, призм и параллелограммов линии прозвучивания должны быть расположены в срединной плоскости по высоте или ширине изделия. Число и расположение контрольных точек приведено на рисунке В.4.

Минимальный размер углеродного изделия в направлении, перпендикулярном к линии прозвучивания, должен быть не менее максимального поперечного размера рабочей поверхности электроакустического преобразователя.

Минимальная база прозвучивания углеродных изделий, содержащих зерна поперечным размером более 4 мм, при соосном сквозном прозвучивании должна быть не менее 30 мм, при поверхностном прозвучивании - не менее 60 мм.

В образцах, изготовленных из углеродных изделий по ГОСТ 23755, количество и расположение мест контроля, а также направления линий прозвучивания не регламентируются.

5.1.2 Расстояние от места контроля до торца заготовок и блоков (рисунки В.1, В.4) и до дна ниппельного гнезда в электродах (рисунок В.2) должно быть не менее 100 мм.

5.1.3 Для электродов, ниппелей и катодных блоков допускается отклонение положения места контроля от середины длины углеродного изделия не более чем на ±150 мм (рисунки В.2-В.4).

5.1.4 Линии прозвучивания в местах контроля заготовок и электродов (рисунки В.1, В.2) могут быть расположены в разных диаметральных плоскостях.

5.2 При поверхностном способе прозвучивания количество, расположение мест контроля и направление линий прозвучивания не регламентируются.

5.3 При соосном сквозном прозвучивании (приложение Г) на обе поверхности контролируемого углеродного изделия наносят с помощью измерительного инструмента линии расположения участков контроля.

5.4 Ультразвуковые акустические приборы должны быть подготовлены к работе согласно прилагаемым к ним инструкциям по эксплуатации.

5.5 На поверхности углеродного изделия в местах контроля не должно быть дефектов в виде сколов, отслоений, раковин и выбоин диаметром более 10 мм, а также трещин. Поверхность должна быть очищена от пыли и других загрязнений.

5.6 При механизированном контроле проверяют усилие прижатия.

6 Проведение испытания

6.1 Температура углеродного изделия и окружающего воздуха, относительная влажность и давление воздуха должны соответствовать требованиям инструкций на применяемые акустические приборы.

6.2 В местах контроля углеродного изделия с помощью измерительных средств (4.6) измеряют базу прозвучивания , а также соосность электроакустических преобразователей (см. приложение В).

6.3 В каждом месте контроля проводят не менее трех измерений времени распространения акустических волн, по которым согласно ГОСТ 8.207 при доверительной вероятности =0,95 рассчитывают время распространения акустических волн в микросекундах и относительную погрешность в процентах.

6.4 Результат измерения времени распространения акустических волн в одном месте контроля углеродного изделия признается достоверным, если относительная погрешность не превышает ±2,0%.

6.5 При невыполнении требований 6.4 перемещают электроакустические преобразователи на поверхности контролируемого углеродного изделия на расстояние не менее одного диаметра рабочей поверхности электроакустического преобразователя и определение повторяют по 6.3 и 6.4.

7 Обработка результатов

7.1 Скорость распространения акустических волн , м/с, в месте контроля вычисляют по формуле

, (1)

где - база прозвучивания углеродного изделия, мм;

- время распространения акустических волн, мкс.

Если скорость распространения акустических волн менее 1500 м/с, результат определения округляют до целого числа, а результат, равный или более 1500 м/с, - до десятков целого числа.

7.2 Относительную погрешность определения скорости распространения акустических волн в месте контроля , %, вычисляют по формуле

. (2)

7.3 Относительная погрешность определения скорости распространения акустических волн в месте контроля при доверительной вероятности =0,95 не должна превышать ±3,0%.

7.4 Расхождение результатов определения скорости распространения акустических волн в месте контроля при определении сходимости и воспроизводимости не должно превышать 2,5% и 3,0% соответственно.

7.5 Результаты определения скорости распространения акустических волн в углеродных изделиях заносят в журнал по форме, приведенной в приложении Д.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное). Схемы прозвучивания углеродных изделий

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(справочное)

Рисунок А.1 - Схема сквозного соосного прозвучивания

ГОСТ Р 52007-2003 Изделия углеродные. Акустические методы контроля. Определение скорости распространения акустических волн

1, 2 - электроакустические преобразователи; 3 - углеродное изделие;
- база прозвучивания

Рисунок А.1 - Схема сквозного соосного прозвучивания

Рисунок А.2 - Схема поверхностного прозвучивания

1, 2 - электроакустические преобразователи; 3 - углеродное изделие;
- база прозвучивания

Рисунок А.2 - Схема поверхностного прозвучивания

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (справочное). Основные технические характеристики акустических приборов

ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)

Таблица Б.1

Наименование показателя	Значение для
	УК-10ПМС	"Пульсатор"	УК-14ПМ
1 Диапазон измерения времени распространения акустических волн, мкс:
нижний предел, не более	10	20	20
верхний предел, не менее	5000	2000	8800
2 Режим измерения	Автоматический
3 Электрическое питание	Сетевое, аккумуляторное	Аккумуляторное	Батарейное
4 База прозвучивания, мм	10-4000	20-3000	20-2000
5 Индикация результатов	Цифровая
6 Дискретность измерения времени, мкс, не более	0,1
7 Резонансная частота электроакустических преобразователей, кГц	25-1000	25-400	60-100

ПРИЛОЖЕНИЕ В (обязательное). Расположение мест контроля в углеродных изделиях

ПРИЛОЖЕНИЕ В
(обязательное)

Рисунок В.1 - Расположение мест контроля в заготовках

а - Вид с торца заготовки б - Вид сбоку

1, 2 - электроакустические преобразователи; 3 - заготовки; , - радиус и длина заготовки;
- допускаемое расстояние до торца заготовки; , , * - места контроля

________________
* Место контроля в углеродных изделиях длиной менее 1200 мм может отсутствовать.

Рисунок В.1 - Расположение мест контроля в заготовках

Рисунок В.2 - Расположение мест контроля в электродах

а - Вид с торца электрода б - Вид сбоку

1, 2 - электроакустические преобразователи; 3 - электрод;
4 - ниппельное гнездо в электроде; 5 - дно ниппельного гнезда; , - радиус и длина электрода;
- допускаемое расстояние до дна ниппельного гнезда; , , * - места контроля

________________
* Место контроля в углеродных изделиях длиной менее 1200 мм может отсутствовать.

Рисунок В.2 - Расположение мест контроля в электродах

Рисунок В.3 - Расположение мест контроля в ниппеле

а - Вид с торца ниппеля б - Вид сбоку

1, 2 - электроакустические преобразователи; 3 - ниппель; - длина ниппеля

Рисунок В.3 - Расположение мест контроля в ниппеле

Рисунок В.4 - Расположение мест контроля в катодных блоках

а - Вид с торца блока б - Вид сбоку

1, 2 - электроакустические преобразователи; 3 - блок; 4 - дно паза; - длина блока;
, , * - места контроля; - допускаемое расстояние до торца блока

________________
* Место контроля в углеродных изделиях длиной менее 1200 мм может отсутствовать.

Рисунок В.4 - Расположение мест контроля в катодных блоках

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (обязательное). Требования к установке электроакустических преобразователей на углеродных изделиях

ПРИЛОЖЕНИЕ Г
(обязательное)

Рисунок Г.1 - Допускаемое смещение осей преобразователей

а - Изделия с плоскопараллельными поверхностями

б - Изделия с круглыми поверхностями

1, 2 - электроакустические преобразователи; 3 - углеродное изделие;
- параллельное смещение осей преобразователей; - база прозвучивания

Рисунок Г.1 - Допускаемое смещение осей преобразователей

Таблица Г.1

В миллиметрах

База прозвучивания , мм	Допускаемое параллельное смещение осей преобразователей , мм
0 до 100 включ.	До 5 включ.
Св. 100 " 300 "	" 10 "
" 300 " 500 "	" 20 "
" 500 " 700 "	" 30 "
	" 40 "

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное). ФОРМА записи результатов определения скорости распространения акустических волн

ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(справочное)

Тип углеродного изделия ________________________________________________________________

Номер партии _________________________________________________________________________

Номер изделия ________________________________________________________________________

Дата испытания ________________________________________________________________________

Таблица Д.1

Номер места контроля	База прозвучивания , мм	Результат измерения времени распространения акустических волн , мкс	Результат расчета скорости распространения акустических волн , м/с