ГОСТ Р 54418.23-2019
(МЭК 61400-23:2014)

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика

УСТАНОВКИ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ

Часть 23

Полномасштабные испытания лопастей ротора на прочность

Renewable power engineering. Wind power engineering. Wind turbines. Part 23. Full-scale structural testing of rotor blades

ОКС 27.180

Дата введения 2019-12-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Фондом инфраструктурных и образовательных программ (Группа РОСНАНО) и Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 "Электроэнергетика"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 марта 2019 г. N 116-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 61400-23:2014* "Ветроэнергетические установки. Часть 23. Полномасштабные испытания лопастей ротора на прочность" (IEC 61400-23:2014 "Wind turbines - Part 23: Full-scale structural testing of rotor blades", MOD) путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном стандарте, приведены в дополнительном приложении ДА.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем международного стандарта приведено в дополнительном приложении ДБ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые элементы настоящего стандарта могут быть объектами патентных прав. Международная электротехническая комиссия (МЭК) не несет ответственности за установление подлинности каких-либо или всех таких патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "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 (www.gost.ru)

Введение

Лопасти ротора ветроэнергетической установки рассматривают как один из наиболее критических компонентов системы. В настоящем стандарте определены требования прочностных полномасштабных испытаний, связанных с подтверждением соответствия лопастей, а также интерпретация и оценка результатов.

Особые методы или настройки испытания не требуются или они включены в методы полномасштабного испытания лопастей.

Требования к испытаниям по определению параметров и характеристик лопастей включены в настоящий стандарт с целью подтверждения некоторых жизненно важных предположений, вносимых на стадии проекта и применяемых в качестве исходных параметров для расчета проектных нагрузок.

Любые требования стандарта могут быть заменены иными, если будет достоверно подтверждена безопасность системы.

Модификация настоящего стандарта по отношению к международному стандарту МЭК 61400-23:2014 осуществлена путем внесения следующих технических отклонений:

- исключены термины и обозначения, не примененные в тексте МЭК 61400-23:2014;

- исключены греческие символы (4.2) и обозначения индексов (4.3) в связи с тем, что пояснения к ним приведены в соответствующих пунктах стандарта;

- термины приведены в алфавитном порядке в соответствии с требованиями ГОСТ 1.5-2001;

- приложения приведены в порядке ссылок на них в тексте стандарта в соответствии с требованиями ГОСТ 1.5-2001;

- из приложения F исключена таблица F.1, повторяющая таблицу 1, приведенную в пункте 8.3.2;

- элемент "Библиография" исключен в связи с отменой IEC 61400-22:2010 "Ветроэнергетические установки. Часть 22. Испытание на соответствие и сертификация".

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к условиям и проведению полномасштабных испытаний лопастей ротора на прочность ветроэнергетических установок (далее - установки), обработке и оценке полученных результатов. Основной аспект испытаний связан с оценкой целостности лопасти.

Настоящий стандарт устанавливает следующие виды испытаний: статические, на усталость, статические после испытания на усталость и испытания, определяющие другие параметры и характеристики лопастей, подтверждающие с приемлемым уровнем достоверности, что все лопасти данного типа соответствуют заданным требованиям.

Требования, необходимые для определения параметров испытаний лопастей, - по ГОСТ Р 54418.1. Испытательные нагрузки рассчитывают в зависимости от материала лопастей.

Настоящий стандарт не распространяется на оценку расчетных нагрузок по отношению к фактическим нагрузкам на установки.

В настоящем стандарте рассмотрены полномасштабные испытания лопастей горизонтально-осевых установок, изготовленных из композиционных материалов, тем не менее значительная часть требований стандарта применима к любым конфигурациям, размерам и материалам лопастей.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ ИСО/МЭК 17025 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий

ГОСТ Р 54418.1 (МЭК 61400-1:2005) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 1. Технические требования

ГОСТ Р 55589 (МЭК 60050-415:1999) Международный электротехнический словарь. Часть 415. Установки ветроэнергетические. Системы генерирования электроэнергии

ГОСТ Р ИСО 2394 Конструкции строительные. Основные принципы надежности

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 ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины, определения и обозначения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 55589, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 деформация: Изменение геометрических размеров и/или формы образца под действием нагрузки.

3.1.2 диапазон нагрузки: Значения максимальных расчетных нагрузок во всех направлениях и положениях лопасти.

3.1.3 жесткость: Отношение прилагаемой нагрузки к вызываемой ею деформации упругого тела.

3.1.4 испытание на усталость: Испытание, при котором к образцу прилагают нагрузку с постоянной или циклической амплитудой.

3.1.5 испытательная нагрузка: Нагрузка при испытании.

3.1.6 испытуемая область: Область испытуемого объекта, к которой приложена заданная нагрузка.

3.1.7 комель лопасти: Часть лопасти, служащая для соединения лопасти со ступицей главного вала.

3.1.8 кручение: Изменение формы лопасти, характеризующееся поворотом поперечного сечения вокруг продольной оси.

3.1.9 нагрузка с переменной амплитудой: Нагрузка с переменным значением и/или цикличностью диапазона.

3.1.10 накопленная усталость: Процесс постепенного накопления повреждений под действием прилагаемой нагрузки.

3.1.11 направление в плоскости: Направление, перпендикулярное к локальной хорде и поперечной оси лопасти.

3.1.12 направление к кромке: Направление, параллельное локальной хорде.

Примечание - Направление к кромке представлено на рисунке 1.

3.1.13 направление от лопасти: Направление, перпендикулярное к оси несущей поверхности недеформированной лопасти.

Примечание - Направление к кромке представлено на рисунке 2.

3.1.14 направление по размаху: Направление, параллельное продольной оси лопасти.

3.1.15 оснастка: Деталь или устройство для приложения нагрузки или крепления образца.

3.1.16 ось упругости: Линия по длине лопасти, вдоль которой прилагают поперечные нагрузки, создающие только изгиб без создания крутящего момента в какой-либо части лопасти.

Примечание - Обычно осью упругости считают линию, проходящую через центр упругости каждой секции. Это определение неприменимо для лопастей с поворотно-изгибной муфтой.

3.1.17 подсистема лопасти: Интегрированная система элементов, выполняющих определенные функции в конструкции лопасти (например, система защиты от возгорания, аэродинамическая система торможения, подсистема контроля, подсистема аэродинамического управления и т.д.).

3.1.18 полномасштабное испытание: Испытание реальной лопасти или ее части.

3.1.19 постоянная амплитуда нагрузки: Циклическая нагрузка с заданной постоянной амплитудой (или средним значением) при испытании на усталость.

3.1.20 предварительный изгиб: Кривизна в направлении от плоскости лопасти в ненагруженном состоянии.

3.1.21 привод: Устройство управления постоянной или переменной нагрузкой и перемещением.

3.1.22 продольный изгиб: Нестабильность, характеризуемая нелинейным увеличением прогиба плоскости лопасти с изменением сжимающей нагрузки.

3.1.23 расчетная нагрузка: Выдерживаемая лопастью нагрузка с учетом частных коэффициентов безопасности.

3.1.24 смещение лопасти: Смещение в направлении, параллельном плоскости несущей поверхности и перпендикулярном к продольной оси недеформированной лопасти.

Примечание - Смещение лопасти представлено на рисунке 2.

3.1.25 собственная частота: Частота собственных колебаний упругой системы после начального возмущения.

3.1.26 статическое испытание: Испытание с приложением одного цикла нагрузки без проявления динамических эффектов.

3.1.27 стреловидность: Кривизна лопасти в плоскости смещения лопасти в ненагруженном состоянии.

3.1.28 хорда: Отрезок прямой, соединяющий переднюю и заднюю кромки лопасти и лежащий в рассматриваемом сечении.

3.1.29 целевая нагрузка: Расчетная нагрузка, являющаяся наилучшей в качестве испытательной.

3.1.30 частные коэффициенты безопасности: Коэффициенты, применяемые к нагрузкам и сопротивлению материала, для расчета погрешности измеренных величин.

3.2 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

- усилие сдвига в плоскости (координаты хорды);

- усилие сдвига к кромке (координаты хорды);

- усилие сдвига по размаху (координаты хорды);