ГОСТ Р 54093-2010

Группа Д55

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОЛЕСА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Методы определения остаточных напряжений

Wheels for railway rolling stock. Methods of residual stress determination

ОКС 45.060

ОКП 318000

Дата введения 2011-07-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (ОАО "ВНИКТИ"), Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта" (ОАО "ВНИИЖТ"), Федеральным государственным унитарным предприятием "Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии Федерального агентства железнодорожного транспорта" (НИИ мостов)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 45 "Железнодорожный транспорт"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2010 г. N 753-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на цельнокатаные колеса (далее - колеса) и бандажи составных колес (далее - бандажи) колесных пар тепловозов, электровозов, дизель-поездов, электропоездов, грузовых и пассажирских вагонов и специального подвижного состава с конструкционной скоростью не более 250 км/ч.

Стандарт устанавливает разрушающий и неразрушающие методы определения макроостаточных напряжений (далее - остаточные напряжения) в колесе или бандаже, возникающих вследствие воздействия технологических и эксплуатационных факторов.

Требования 4.1, 5.1.1-5.1.4 настоящего стандарта обеспечивают соблюдение требований безопасности, установленные нормативными правовыми актами Российской Федерации в сфере технического регулирования на железнодорожном транспорте.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 8.563-96* Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 8.563-2009, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
    

ГОСТ Р 8.568-97 Государственная система обеспечения единства измерений. Аттестация испытательного оборудования. Основные положения

ГОСТ Р 51672-2000 Метрологическое обеспечение испытаний продукции для целей подтверждения соответствия. Основные положения

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 398-96* Бандажи из углеродистой стали для подвижного состава железных дорог широкой колеи и метрополитена. Технические условия

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 398-2010, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

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

ГОСТ 8.395-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия измерений при поверке. Общие требования

ГОСТ 10791-2004 Колеса цельнокатаные. Технические условия

ГОСТ 11018-2000 Тяговый подвижной состав железных дорог колеи 1520 мм. Колесные пары. Общие технические условия

ГОСТ 24642-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 11018, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 дисковая часть колеса: Часть колеса, расположенная между ободом и ступицей.

3.2 остаточные напряжения: Взаимно уравновешенные внутренние напряжения, возникающие вследствие технологических и (или) эксплуатационных воздействий и сохраняющиеся после снятия этих воздействий.

3.3 разрушающий метод определения остаточных напряжений: Метод постепенного возрастающего высвобождения (путем механической разрезки или сверления) и одновременного контроля изменения внутренних напряжений тензометрированием.

3.4 неразрушающий метод определения остаточных напряжений: Метод определения остаточных напряжений без разрушения колеса (рентгеновский, ультразвуковой).

3.5 зона контроля: Часть колеса или бандажа, в пределах которой остаточные напряжения могут быть определены с заданной степенью достоверности.

Примечание - При механической разрезке колеса или бандажа на части их размеры и конфигурацию выбирают в зависимости от предполагаемого характера распределения остаточных напряжений и вида исследуемого элемента колеса (ступицы, дисковой части, бандажа, обода).

     4 Общие требования

4.1 Для измерений отбирают колеса, изготовленные по ГОСТ 10791, бандажи - по ГОСТ 398 или по техническим условиям на конкретное колесо или бандаж.

4.2 Остаточные напряжения определяют тензометрированием, применяя разрушающий метод, либо проводят определение поверхностных и внутренних остаточных напряжений неразрушающими методами (рентгеновский, ультразвуковой). Конкретный метод определения применяют по согласованию между поставщиком и заказчиком.

4.3 Допускается совместное применение неразрушающих ультразвукового и рентгеновского методов определения остаточных напряжений в колесах. В этом случае ультразвуковой метод применяют для определения внутренних напряжений, а рентгеновский метод - для определения поверхностных напряжений.

     5 Методы определения

     5.1 Разрушающий метод

     5.1.1 Средства и условия проведения измерений

5.1.1.1 Средства измерений, применяемых в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны быть утвержденного типа и иметь действующие свидетельства о поверке. Средства измерений, не предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, должны иметь сертификаты о калибровке.

5.1.1.2 Испытательное оборудование должно быть аттестовано в соответствии с ГОСТ Р 8.568 с учетом сферы применения и иметь паспорт и руководство по эксплуатации.

5.1.1.3 Для измерения остаточных напряжений применяют тензорезисторы проволочного или фольгового типа. Допускается применение других типов тензорезисторов.

5.1.1.4 Измерение базового расстояния выполняют по хорде штангенциркулем по ГОСТ 166 с допускаемой погрешностью не более ±0,1 мм. Допускается применять другие средства измерения с указанной погрешностью.

5.1.1.5 Колеса или бандажи, подлежащие измерениям, не менее чем за одни сутки до начала проведения измерений помещают в закрытое помещение, в котором проводят данные измерения. Условия измерений должны соответствовать ГОСТ 8.395.

     5.1.2 Порядок подготовки к проведению измерений

Подготовка к проведению измерений включает следующие операции:

- разметка мест установки тензорезисторов и определение последовательности разрезки;

- зачистка мест установки тензорезисторов от грязи, окалины и мелких неровностей до шероховатости 2,5 по ГОСТ 2789. Внешний вид и качество обработки поверхностей необходимо проверять визуальным осмотром при помощи образцов (эталонов) качества поверхности;

- установка тензорезисторов или розеток тензорезисторов и монтаж измерительных схем;

- кернение базового расстояния на ободе колеса или бандаже.

Измерительная схема должна быть установлена в методике выполнения измерений, разработанной в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563.

     5.1.3 Сущность метода и порядок проведения измерений

5.1.3.1 Метод состоит в выполнении надрезов, приводящих к возрастающему высвобождению внутренних остаточных напряжений в ободе колеса. Изменение состояния внутренних напряжений, возникающих после каждого из надрезов, фиксируют за счет измерения деформаций на поверхности элементов конструкции с помощью тензорезисторов.

5.1.3.2 Каждое колесо или бандаж оборудуют тензорезисторами, установленными в двух-четырех радиальных сечениях с наружной и внутренней сторон диска и обода (бандажа).

5.1.3.3 При измерениях применяют двух- или трехкомпонентные розетки тензорезисторов в зависимости от характера и направления действия главных напряжений.

5.1.3.4 Двухкомпонентные розетки тензорезисторов устанавливают в сплошных без отверстий сечениях дисковой части колес, на галтели перехода из обода в диск, на галтели перехода из ступицы в диск. Тензорезисторы в двухкомпонентной розетке устанавливают в радиальном и тангенциальном направлениях.

5.1.3.5 На поверхности катания тензорезисторы в двухкомпонентной розетке устанавливают в тангенциальном и осевом направлениях.

5.1.3.6 На торцевых поверхностях колеса или бандажа тензорезисторы в двухкомпонентной розетке устанавливают в радиальном и тангенциальном направлениях.

5.1.3.7 Трехкомпонентные розетки тензорезисторов устанавливают вблизи отверстий и мест резкого изменения формы колеса.

5.1.3.8 Вблизи отверстий устанавливают трехкомпонентные розетки, расположенные в каждой точке измерений вдоль радиуса отверстия, через 45° к нему и по касательной к окружности отверстий - всего четыре розетки через 90° вокруг каждого из отверстий.

5.1.3.9 Для исключения влияния температурного приращения сопротивления тензорезистора в измерительную схему включают компенсационный тензорезистор.

5.1.3.10 Запись результатов измерений, полученных с помощью тензорезисторов, необходимо проводить не ранее чем через 1,5 ч после окончания разрезки.

5.1.3.11 Контроль знака остаточных напряжений в колесах и бандажах проводят измерением расстояния между двумя метками, нанесенными керном, до и после разрезки колеса. Метки наносят на боковую поверхность обода с наружной стороны колеса на середине толщины обода (бандажа) на расстоянии 100 мм друг от друга. Радиальный разрез должен быть произведен посредине между двумя метками в направлении:

- колеса - от гребня до отверстия ступицы;

- бандажа - на полную толщину.

5.1.3.12 Разрезку проводят поэтапно, с перерывами на охлаждение металла во избежание нагрева измерительной схемы выше 50 °C. Ширина реза - не менее 5,0 мм и не более 20,0 мм.