BS 7448 Machines d'essais dynamiques et statiques

(Résistance mécanique à la rupture – Machines d'essais dynamiques/de fatigue)

BS 7448 Méthodes de test détaillées et exigences de la machine

BS 7448 est une norme britannique pour les tests de ténacité mécanique à la rupture. Il s'agit d'un document en plusieurs parties, principalement utilisé pour déterminer les paramètres de ténacité à la rupture (facteur d'intensité de contrainte K, déplacement critique de l'ouverture du fond de fissure CTOD, intégrale J critique) de matériaux métalliques et de joints soudés. Il est largement utilisé dans l'évaluation de la sécurité des structures soudées critiques telles que les plates-formes offshore., oléoducs et gazoducs, et récipients sous pression. Vous trouverez ci-dessous un résumé détaillé des méthodes de test et des exigences de la machine correspondantes pour chaque pièce., compilé par le L'équipe VTS.

Méthodes de test de base (Prendre le test CTOD comme exemple, y compris les exigences communes pour chaque partie) BS 7448 Machines d'essais dynamiques et statiques

Les méthodes de test en BS 7448 suivre le processus de base de “préparation des échantillons – pré-fissure de fatigue – essai de chargement – informatique – détermination de la validité.” Parmi ceux-ci, le test CTOD (Test de déplacement d'ouverture de pointe de fissure) est le type de test de base le plus largement utilisé. Ce qui suit détaille son processus général et les exigences spécifiques pour chaque pièce.:

Préparation des échantillons

La préparation des échantillons est fondamentale pour garantir la validité du test. BS 7448 a des réglementations strictes concernant le type de spécimen, taille, emplacement de l'encoche, et précision d'usinage:

1. Type d'échantillon: La flexion trois points (TPB) un spécimen standard est préférable. Dans certains scénarios, une éprouvette de traction compacte peut être utilisée (adapté aux contraintes élevées, conditions de stress élevé);

2. Exigences de taille: Prenant comme exemple un test typique sur plaque épaisse, l'éprouvette de flexion trois points a une largeur W = 127 MM, épaisseur B = 62 MM, longueur L = 550 MM, et portée S = 112B (différentes épaisseurs nécessitent un ajustement selon le rapport standard);

3. Usinage d'encoches:

– Utiliser 0.12 L'encoche est usinée à l'aide d'un 1 coupe-fil en molybdène de mm. L'encoche dans l'éprouvette de soudure est située sur la ligne médiane nominale de la soudure, et l'encoche dans la zone affectée par la chaleur est 0-1 mm de la ligne de fusion.

– La profondeur de l'encoche mécanique est d'environ 45% de la largeur de l'éprouvette W pour garantir que la profondeur totale des fissures répond aux exigences après une fissuration par fatigue préexistante ultérieure.

4. Exigences en matière de matériaux et de soudage: Le matériau de base, procédé de soudage (par ex., SMAW, SCIE), et type de biseau (Type X, Type K, etc.) doit être clairement défini. Pour soudures multicouches, le nombre de passes de soudure ne doit pas être inférieur à 24 (pour plaques épaisses).

Préparation à la fatigue avant la fissure

Le but est de préparer des, fissures de fatigue uniformes basées sur des entailles mécaniques, simuler la morphologie des fissures dans des structures réelles. Les exigences spécifiques sont les suivantes:

1. Équipement: Une machine d'essai de fatigue à haute fréquence avec des capacités précises de contrôle de charge et d'enregistrement de cycle est requise.

2. Paramètres du processus: Le chargement de fatigue est effectué à température ambiante en utilisant des cycles symétriques ou asymétriques pour garantir une propagation stable des fissures..

3. Exigences de qualité des fissures:

– Échantillons de matériaux de base: Profondeur moyenne des fissures a₀ = 0,45~0,55W, différence de profondeur entre deux points quelconques au fond de fissure ≤ 10%a₀;

– Échantillons de joints soudés: Profondeur moyenne de fissure a₀ = 0,45~0,70W, différence de profondeur entre deux points quelconques ≤ 20 %a₀;

– La taille minimale de préfissure ne doit pas être inférieure à la plus grande des 1.3 mm et 2,5%W, et l'angle entre la direction de propagation de la fissure et le plan de l'entaille coupée par le fil doit être ≤ 10°;

4. Contrôle du stress résiduel: Méthodes de compression locales (comme le traitement d'indentation double face, avec un diamètre de bloc de pression de φ30 mm et une charge d'indentation de 70 kN) doit être utilisé pour les éprouvettes de soudure afin de réduire les contraintes de soudage résiduelles et d'empêcher la propagation des fissures.

Test de chargement et acquisition de données

Sélectionnez la méthode de chargement appropriée en fonction du scénario de test (température normale/basse température, statique/dynamique). Le processus de base est le suivant:

1. Contrôle environnemental:

– Test à basse température: L'échantillon doit être placé dans une chambre thermique, et la température doit être contrôlée selon les exigences standard (par ex., -18℃ est couramment utilisé pour les scénarios de plates-formes offshore, et -15 ℃ est couramment utilisé pour les scénarios de pipelines en acier). Le temps de maintien doit garantir une température uniforme sur tout l’échantillon.

– Test de température normale: La température ambiante est contrôlée entre 5 et 40 ℃, et l'humidité relative est ≤90 %.

2. Méthode de chargement:

– Chargement statique (Partie 1, Partie 2): Le chargement est effectué en un seul passage jusqu'à ce que l'échantillon devienne instable et échoue. Le taux de chargement est contrôlé entre 0,5 et 1,0 mm/min.

– Chargement dynamique (Partie 3): Le taux de croissance du facteur d’intensité du stress doit être >3.0 MPa·m/s. Une machine d'essai dynamique est utilisée pour obtenir un chargement rapide.

3. Acquisition de données: Le déplacement de charge (PV) la courbe est enregistrée en temps réel à l'aide d'un système d'acquisition de données. Paramètres tels que le taux de chargement, température ambiante, et les changements de déplacement sont collectés de manière synchrone. La fréquence d'échantillonnage des données doit répondre aux exigences de surveillance de la propagation des fissures.

Exigences de base pour les machines de test

BS 7448 spécifie des exigences claires en matière de précision, rigidité, capacités de contrôle, et fonctions auxiliaires des machines d'essai. Les exigences de la machine pour les différentes étapes de test sont les suivantes:

Machines d'essais dynamiques/de fatigue (Pour la préparation à la fatigue avant les fissures)

1. Taper: Les machines d'essais de fatigue à haute fréquence sont préférées, caractérisé par une structure simple, haute efficacité, et faible consommation d'énergie. Ils peuvent effectuer des opérations symétriques, asymétrique, ou essais de fatigue pulsatoire unidirectionnels.

2. Exigences de performances:

– Précision de charge: Précision du contrôle de charge dynamique ≤ ±1 %, capable de produire de manière stable des charges cycliques prédéfinies;

– Rigidité: Le corps de la machine doit posséder une grande rigidité pour éviter toute déformation pendant le chargement, ce qui pourrait affecter la stabilité de la propagation des fissures;

– Fonctions de contrôle: Il doit avoir un contrôle informatisé de la charge, enregistrement du nombre de cycles, et fonctions d'arrêt automatique, et être capable de surveiller l'état de propagation des fissures en temps réel;

– Adaptabilité environnementale: Il doit être adaptable aux environnements à haute et basse température pour répondre aux exigences de fatigue avant fissure à différentes températures.;

3. Conformité: Il doit être conforme à la norme DIN EN ISO/IEC 17025 et norme JB/T 5488-1991 exigences.

Machine de test universelle (Pour les tests de charge statique)

1. Fonctions principales: Possède une capacité de chargement quasi-statique, permettant des modes de flexion en trois points ou de chargement en traction compact;

2. Exigences de performances:

– Précision de chargement: Précision du contrôle du taux de chargement ≤ ±0,05 mm/min, capable de maintenir de manière stable un taux de chargement standard de 0,5 à 1,0 mm/min;

– Mesure de charge: Equipé d'un capteur de charge de haute précision, précision de mesure de charge ≤ ±0,5%, la plage doit couvrir la charge de rupture attendue de l'éprouvette (par ex., pour essais sur plaques épaisses, il doit avoir une capacité de charge de plusieurs centaines de kN);

– Mesure de déplacement: Equipé d'un extensomètre, précision de mesure de déplacement ≤ ±0,001 mm, capable d'acquérir en temps réel les changements de déplacement au niveau de l'encoche de l'éprouvette;

– Rigidité et stabilité: Rigidité élevée du corps de la machine, pas de fluage pendant le chargement, assurer l'exactitude des données de déplacement de charge;

BS 7448 Machines d'essais dynamiques et statiques/DMachine d'essai dynamique (Partie 3: Pour le chargement dynamique)

1. Exigences de performances: Doit posséder une capacité de chargement rapide, capable d'atteindre un taux de croissance du facteur d'intensité du stress > 3.0 MPa·m/s;

2. Contrôle et acquisition: Equipé d'un système d'acquisition de données à haut débit, fréquence d'échantillonnage ≥1000 Hz, capable de capturer les changements instantanés de charge et de déplacement pendant le chargement dynamique;

3. Protection de sécurité: Possède des dispositifs de protection de sécurité complets pour empêcher les fragments d'échantillon d'éclabousser pendant le chargement dynamique.

Équipement de contrôle environnemental

1. Chambre de température:

– Plage de contrôle de la température: Couvre -40 ℃ à la température ambiante (répond aux exigences des tests à basse température), précision du contrôle de la température ≤ ± 1 ℃;

– Uniformité: Uniformité de la température dans la chambre ≤±2℃, assurer une température globale constante de l’échantillon;

– Adaptabilité: L'espace interne peut accueillir des échantillons de taille standard et des dispositifs de chargement sans affecter les opérations de chargement;

2. Dispositifs environnementaux spéciaux (si nécessaire): Pour les tests en environnement corrosif ou à haute température, chambres de simulation environnementale appropriées (telles que les chambres à environnement gazeux corrosif, fours de chauffage à haute température) sont tenus de répondre aux exigences du BS 7448 exigences de test étendues.

Équipements de mesure et auxiliaires

1. Système d'acquisition et de traitement des données: Equipé d'un enregistrement de données en temps réel, stockage, et fonctions d'analyse, capable de générer automatiquement des courbes de charge-déplacement, et prenant en charge le calcul automatique de K, Morue, et valeurs J;

2. Équipement d'étalonnage: Calibrer régulièrement la machine de test, capteurs, et instruments de mesure pour assurer la traçabilité des résultats de mesure. Les étalons d'étalonnage doivent être conformes aux normes métrologiques nationales ou internationales;

3. Montages et outillage: Équipé de supports d'éprouvettes de flexion à trois points dédiés et de supports d'éprouvettes de traction compacts. Les luminaires ont une grande rigidité et un positionnement précis, assurer une répartition uniforme des contraintes pendant le chargement de l'éprouvette.

Précautions pour une application standard

1. Un contrôle strict de la température de l'échantillon est essentiel pendant les tests, surtout dans les tests à basse température. Un temps de maintien insuffisant entraînera une température inégale de l'échantillon, affectant les résultats des tests.

2. La formation de préfissures par fatigue est une étape critique du test. La netteté et l'uniformité des fissures déterminent directement la validité du test. Un contrôle précis des paramètres de chargement à l’aide d’une machine d’essai de fatigue à haute fréquence est nécessaire.

3. Le rapport d'essai doit enregistrer entièrement les informations sur l'échantillon, paramètres de test, données de mesure, et les résultats de l'évaluation de la validité. Si les conditions de validité ne sont pas remplies, les raisons doivent être notées, et le test doit être répété.

Pour plus de détails sur la machine d'essais dynamiques, Veuillez contacter:
📩 andy@victorytest.com
📞WhatsApp: +8615305307234
🌏 www.vtstestmachine.com

Notre équipe est composée de professionnels dévoués, passionnés par la technologie et fournissant les meilleures solutions et services à nos clients..