Статьи

Проблемы метрологического контроля в сфере механических испытаний и их решение

Общеизвестно, что механические испытания - гарант качества выпускаемой продукции. Зачастую именно они могут дать заключение о пригодности, конкурентоспособности и механической безопасности изделия. В этой связи обеспечение точности испытательного оборудования в частности, и единства измерений в общем, является первоочередной задачей в сфере механических испытаний.

В этих целях действует Государственная поверочная схема для средств измерения силы по ГОСТ 8.065 "ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы" созданная еще в 60-х годах прошлого века. Она и сейчас остается актуальной в области обеспечения единства измерений силы при статическом измерении, однако, пределы допускаемых погрешностей измерений позволяет аттестовать испытательное оборудование не выше 1 класса по международной классификации. Это условие давно перестало отвечать требованиям промышленности, которая нуждается в повышении точности результатов измерений. Решение этой проблемы возможно только при полном пересмотре поверочной схемы и уменьшения пределов допускаемых погрешностей всех рабочих эталонов (поверочных средств) в разы. Метрологический запас эталона вполне это позволяет.

Более сложная ситуация сложилась при измерении силы на машинах для циклических испытаний. На данный момент в России полностью отсутствуют методы и средства обеспечивающие достаточный уровень контроля такого рода машин в динамическом режиме. В 80-е годы их поверка осуществлялась по ГОСТ 8.425-81 "Машины для испытания металлов на усталость. Методы и средства поверки" при помощи динамометра типа ДОЖ. Однако со временем данное средство было признано непригодным в силу больших погрешностей. Кроме того и сама методика не является универсальной, пригодна только для поверки при знакопостоянном нагружении и на данный момент устарела. В настоящее время поверка машин для усталостных испытаний проводится только в статическом режиме нагружения в двух зонах нагружения отдельно, без перехода через нуль нагрузки. При реальном испытании на машинах поверенных таким образом значение погрешностей ряда нормированных метрологических характеристик могут иметь существенные отклонения от значений полученных при поверке.

Не решена проблема контроля центричности приложения нагрузки к испытываемому образцу. Силоизмерительная система машины воспринимает осевое усилие приложенное к образцу и защищена от воздействия изгибных напряжений. Погрешность силоизмерения от несоосноти нагружения, в соответствии с проведенными исследованиями, могут достигать десятков процентов.

"НИКЦИМ Точмашприбор" ведет активную работу по решению проблем сложившихся в сфере метрологического обеспечения испытательной техники:
1. "ВНИИМ им. Д.И.Менделеева", совместно с "НИКЦИМ Точмашприбор", ведет планомерную работу по пересмотру Государственной поверочной схемы для средств измерения силы и приведение ее к необходимому для динамичного развития промышленности уровню.
2. В "НИКЦИМ Точмашприбор" были разработаны методика и средство для поверки испытательных машин для циклических испытаний в динамическом режиме. Особенность данной методики заключается в том, что калибровка проводится не образцовым средством измерения, а динамометром используемом в качестве нуль-индикатора, т.е. сравниваются показания силоизмерителя машины при циклических нагрузках с показаниями при таких же статических нагрузках на той же машине, руководствуясь при нагружении одними и теми же отсчетами с динамометра. В этом случае необходимость в градуировке и поверке динамометра отпадает (при условии предварительной поверки испытательной машины в статическом режиме по РД 50-482-84 "Методические указания. Машины разрывные и универсальные для статических испытаний металлов и конструкционных пластмасс. Методика поверки"). При таком способе значительно улучшаются условия калибровки: все измерения производят в течение короткого промежутка времени и при постоянной установке динамометра. Погрешности установки и временные в значительной мере устраняются. Кроме того, методика позволяет проводить калибровку при знакопеременном режиме нагружения.
3. Завершается разработка средства и метода контроля центричности приложения нагрузки.
4. На базе "НИКЦИМ Точмашприбор" действует Технический комитет ТК-311 "Машины и приборы для определения механических свойств материалов" Федерального Агентства по Техническому Регулированию и Метрологии, который ведет активную работу по пересмотру отечественных стандартов на методы и средства механических испытаний.

"НИКЦИМ Точмашприбор", являясь лидером научно-технических инноваций в испытательной технике, ведет работу по повышению ее точности еще в целом ряде направлений. Применение новейших средств контроля, созданных или создаваемых "НИКЦИМ Точмашприбор" позволит вывести испытательную технику на качественно новый уровень и обеспечить промышленность качественными средствами измерения высокого класса.

Основные направления по которым ведется работа в "НИКЦИМ Точмашприбор":
- специализированные и универсальные машины для испытания материалов на растяжение (разрывные машины), сжатие и изгиб и другие виды испытаний при нормальной, повышенной и пониженной температурах;
- автоматизированные прессы для испытания внутренним давлением на прочность и герметичность труб различного назначения;
- машины для испытания канатов и цепей;
- машины для испытания гидроамортизаторов реакторов атомных электростанций;
- стенды различного назначения для испытаний в автомобильной индустрии;
- машины для испытания строительных материалов и конструкций;
- вибростенды для испытания изделий на вибропрочность;
- многокомпонентные большегрузные сейсмовиброплатформы для испытания на сейсмостойкость крупногабаритных объектов машиностроения, макетов зданий и сооружений;
- сейсмические вибраторы на самоходном шасси для разведки нефти и газа, для предстроительских изысканий;
- мобильные установки для испытания зданий и сооружений на сейсмостойкость;
- образцовые силоизмерительные машины 2-го разряда;
- образцовые динамометры 3-го разряда.