ГОСТ Р 57445-2017
Железнодорожные технические средства. Общие требования к методам определения ресурса

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

Общие требования к методам определения ресурса

Издание официальное

Москва Стандарт* нформ 2017

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава» (АО «ВНИКТИ»), Федеральным государственным бюджетным учреждением науки «Институт машиноведения Российской академии наук» (ИМАШ РАН)

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 14 апреля 2017 г. № 282-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 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)

© Стандартинформ. 2017

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ P 57445—2017

Рисунок 1 — Схема определения видов ресурса

е)    характеристики развития дефектов и роста трещин;

ж)    назначенные или обоснованные запасы по прочности, долговечности и трещиностойкости.

6 Порядок определения ресурса

6.1    При реализации схемы определения видов ресурса (срока службы) (см. рисунок 1) выполняют соответствующие этапы блок-схемы (см. рисунок 2).

6.2    В расчет ресурса вводят расчетные параметры, характеризующие:

-    внешние и внутренние воздействия — по 5.4, перечисление а);

-    конструктивные формы — по 5.4, перечисление б):

-    технологические факторы — по 5.4, перечисление в);

-    реакции несущих элементов на воздействия (в виде значений локальных напряжений, деформаций и других параметров, влияющих на ресурс).

6.3    По данным о расчетных параметрах согласно 6.2 строят временную историю эксплуатационного нагружения с выделением максимальных, минимальных и амплитудных значений локальных напряжений и деформаций и показателей, влияющих на ресурс, по 5.4, перечисление г).

6 .4 Для полученной по 6.3 временной истории эксплуатационного нагружения оценивают деградацию конструкционных материалов и элементов (с оценкой уменьшения прочности и пластичности, размеров сечений несущих элементов конструкции за счет развития трещин, коррозии, эрозии, износа).

6.5    Данные по истории эксплуатационного нагружения и деградации конструкционных материалов и элементов вводят в расчетные уравнения для оценки накопления эксплуатационных повреждений и развития дефектов (типа трещин) с определением допускаемого ресурса при заданных коэффициентах запаса прочности.

6.6    Запасы по прочности, долговечности и живучести назначают или обосновывают расчетами, лабораторными и стендовыми испытаниями на основе нормативной и технической документации и опыта эксплуатации.

7

ГОСТ P 57445—2017

Рисунок 2 — Блок-схема определения ресурса

6.7 В результате расчета определяют допускаемый ресурс для рассматриваемой стадии жизненного цикла критических элементов (деталей, узлов и оборудования) объектов.

7 Определение ресурса на стадиях жизненного цикла

7.1    Ресурс определяют на всех этапах жизненного цикла объектов. На основе анализа полученных результатов осуществляют меры по обеспечению ресурса и его управлению.

Продолжительность жизненного цикла по всем этапам (л = I—VI. см. рисунок 3) рассчитывают по формуле

Х^ТП-    (1)

п

I    этап — постановка задач проекта и назначение исходного ресурса, технико-экономическое обоснование, разработка технического задания (с составляющей времени г_{0 п});

II    этап — рабочее проектирование (с составляющей времени г_п);

III    этап — изготовление и строительство объектов (с составляющей времени т,.);

IV    этап — испытания и опытная эксплуатация (с составляющей времени т*. т,);

V3Tan — эксплуатация (с составляющей времени т_х, с,);

VI этап — вывод из эксплуатации и утилизация (с составляющей времени    Ху).

7.2    Общая структура временных затрат приведена на рисунке 3.

Временные затраты устанавливают в зависимости от типа объектов и этапов I—VI жизненного цикла т_жц.

Составляющие времени ориентировочно принимают:

- для этапов I—II

т,+ т„ * (0.10 +0.12)bur

8

7.4 Для эксплуатируемых объектов на заданной стадии эксплуатации в качестве основных принимают согласно:

7.6 Показатели ресурса для объекта и его элементов устанавливают по минимальному ресурсу критического элемента согласно

тР* tf^, = min{tJ_k.Tp_y.Tp).    (12)

7.7 Для объекта, входящего в серию и в весь парк, при определении ресурса на каждой стадии жизненного цикла используют

^тр имя - ^тр.сер - ^тр пар-    (13)

8 Категорирование железнодорожных технических средств при определении ресурса

8.1    Из номенклатуры элементов железнодорожных технических средств объектов выделяют:

-    критические и базовые элементы (детали), разрушения которых приводят к отказам, авариям и катастрофам с большим размером ущерба;

-    потенциально опасные элементы (детали), повреждение которых приводит к конструкционным и эксплуатационным отказам в элементах, вызывающих переход объектов из работоспособного в неработоспособное состояние;

-    повреждаемые элементы (детали), изменение состояния которых вследствие деградации и накопления дефектности и повреждаемости приводит к их переходу из исправного в неисправное состояние с постепенными отказами;

-    необслуживаемые элементы, которые не являются источниками отказов и для которых не предусмотрены определение и назначение ресурса.

8.2    По ресурсу объекты и их элементы подразделяют на следующие группы:

-    не восстанавливаемые после выработки расчетного и назначенного ресурса или после возникновения отказа;

-    восстанавливаемые и обслуживаемые после выработки расчетного и назначенного ресурса или после возникновения отказа;

-    ремонтируемые и обслуживаемые в процессе накопления повреждений и развития постепенных обнаруживаемых и регистрируемых отказов на заданных стадиях выработки расчетного и назначенного ресурса с целью поддержания работоспособного состояния;

-    резервируемые, для которых рассчитан или назначен ресурс, составляющий заданную долю от расчетного или назначенного ресурса для объекта более высокого уровня по номенклатуре (элементы — объект в целом);

-    перемонтируемые и необслуживаемые, для которых невозможно установить периодичность технического обслуживания.

ГОСТ P 57445—2017

9 Требования к методам определения ресурса

9.1    Для определения ресурса объектов используют:

а)    расчетные подходы к формированию расчетных моделей, расчетных случаев, оценке напряженно-деформированных и предельных состояний;

б)    экспериментальные подходы к определению параметров эксплуатационных воздействий локальных и общих напряженно-деформированных состояний, физико-механических свойств конструкционных материалов, состояния дефектов в металлах и изделиях;

в)    комбинированные расчетно-экспериментальные подходы к обоснованию расчетных схем, напряженно-деформированных и предельных состояний с учетом информации, приведенной в перечислениях а) и б).

9.2    Расчетно-экспериментальное определение ресурса проводят для критических элементов объектов, испытывающих при эксплуатации действие статических, циклических, динамических, длительных механических, электрических, тепловых и других нагрузок.

Ресурс по сопротивлению усталости определяют для диапазона числа циклов от 10° (статическое нагружение) до 10¹⁰ (гигацикл овое нагружение); ресурс по долговечности—для длительностей цикла от 10 ⁵до 10⁶ч.

9.3    Оценку состояния оборудования объектов для последующего определения ресурса несущих элементов оборудования объектов проводят экспериментальными и расчетными методами.

9.4    Для оценки состояния оборудования объектов разрушающими и неразрушающими методами должна быть использована следующая информация:

-    характеристики механических свойств конструкционных материалов (предел текучести, условный предел текучести, предел прочности, предел выносливости, предел длительной прочности, относительное сужение в шейке при разрыве, сопротивление разрыву в шейке и др.) по результатам испытаний или по ТУ на материал;

-    характеристики напряженно-деформированных состояний (теоретические коэффициенты концентрации напряжений, зоны и величины максимальных и минимальных напряжений и деформаций, зоны и величины максимальных и минимальных температур, количество и длительности циклов нагружения);

-    характеристики дефектов (их размеры, форма, места расположения и ориентация).

9.5    Для определения характеристик механических свойств конструкционных материалов проводят испытания:

-    на растяжение образцов и микрообразцов, вырезанных из характерных зон элементов оборудования (зоны концентрации напряжений, места изменения формы сечений), имеющих наибольшие накопленные повреждения;

-    ударную вязкость образцов, вырезанных из характерных зон элементов оборудования;

-    твердость и микротвердость характерных зон элементов оборудования;

-    усталость образцов, вырезанных из характерных зон элементов оборудования и натурных деталей.

9.6    Для определения напряженно-деформированных состояний используют следующие методы:

а)    аналитические (сопротивления материалов, теории упругости, пластичности, ползучести);

б)    численные (методы конечных элементов, разностей, граничных интегральных уравнений);

в)    экспериментальные:

1)    толщинометрии (механические, оптические, ультразвуковые).

2)    тензометрии (тензорезисторы, тензочувствительные покрытия, голография, интерферометрия),

3)    термометрии (термопары, термосопротивления, термовидение, пирометры, термокраски),

4)    виброметрии (акселерометры механические, оптические, электромеханические, лазерные. ультразвуковые виброметры);

г)    комбинированные (с применением компьютерного моделирования элементов и результатов экспериментальных исследований).

9.7    Для выявления дефектов используют следующие методы дефектоскопии и дефектометрии:

-    визуальные и оптические;

-    ультразвуковые;

-    рентгеновские и беттатронные;

-    магнитные и магнитопорошковые;

-    люминесцентные и жидкостные:

11

ГОСТ Р 57445-2017

-    акустические;

-    акустоэмиссионные;

-    термовизионные;

-    голографические;

-    электрофизические.

9.8 При определении ресурса общий расчетный ресурс представляют следующим образом:

Для каждой из составляющих    из общего времени повреждающих воздействий г* на этапах III—VI

выделяют долю временных г*, температурных ^.циклических т® и термоциклических т^ интервалов воздействия.

Примечание — Повреждения от указанных воздействий могут существенно различаться, и при линейном суммировании времени в общем случае получается нелинейное суммирование повреждений (нелинейно зависящих от времени).

В этом случае используют два метода оценки ресурса:

-    приближенный (по одному из ведущих механизмов повреждения, например по циклическому);

-    уточненный (с учетом всех основных видов повреждения по разделам 4—9).

9.9    Для расчетной оценки ресурса общее время воздействий г* разбивают на следующие этапы:

-    изготовление, монтаж, хранение, транспортирование, испытания и эксплуатация при нормальных условиях по ГОСТ 28198 (расчетный случай со временем т?);

-    испытания и эксплуатация при температурах в условиях, близких к изотермическим и квазистати-ческим (расчетный случай со временем т?);

-    испытания и эксплуатация при температурах в условиях, близких к изотермическим, но с циклическими воздействиями (расчетный случай со временем );

-    испытания и эксплуатация при переменных температурах и циклических нагрузках (расчетный случай со временем т* ).

9.10    На основе этапов анализа жизненного цикла и стадий изготовления, монтажа, хранения, транспортирования, испытаний и эксплуатации объекта строят временную историю нагружения с отражением базовых параметров основных видов нагрузок, температур, циклов. По этим данным устанавливают:

- интервалы воздействия т*. т*.    с учетом последовательности технологических и эксплу

атационных воздействий;

-долиресурса т£,,    отвечающие    интервалам воздействий т*. х*, х^. т^, кото

рые являются базой для установления т£.

Далее общий исходный ресурс t|J устанавливают в соответствии с:

= тР.    (15)

9.11    Для стадии эксплуатации х = ^устанавливают следующие показатели расчетного ресурса:

-    оценка общего исходного ресурса tJJ (по 9.10);

-    исчерпанный расчетный эксплуатационный ресурс т_р с учетом составляющих т_рс,т_ри.т_рх. т_рв. т_{р э} от начала изготовления до момента определения состояния элемента объекта;

-    остаточный ресурс

(16)

ГОСТ Р 57445-2017

Содержание

1    Область применения...................................................1

2    Нормативные ссылки..................................................1

3    Термины, определения, обозначения и сокращения...............................2

3.1    Ресурс.........................................................2

3.2    Определение состояния объектов.......................................2

3.3    Обозначения и сокращения............................................3

4    Основные положения..................................................5

5    Требования к реализации методов определения ресурса...........................6

6    Порядок определения ресурса............................................7

7    Определение ресурса на стадиях жизненного цикла...............................8

8    Категорирование железнодорожных технических средств при определении ресурса.........10

9    Требования к методам определения ресурса..................................11

10    Характеристики конструкционных материалов при определении ресурса................15

11    Показатели ресурса по критериям прочности..................................15

12    Показатели ресурса по критериям живучести..................................16

13    Показатели ресурса по критериям хладостойкости и термостойкости..................16

14    Принятие решений по результатам определения ресурса и сроков службы...............17

Приложение А (рекомендуемое) Общий алгоритм и методы определения ресурса............19

III

Введение

Целью настоящего стандарта является формирование общих требований, предъявляемых к методам определения ресурса железнодорожных технических средств, для обеспечения возможности оценки и прогнозирования технического состояния объектов оборудования подвижного состава и объектов производственно-технологического комплекса железнодорожного транспорта.

В настоящем стандарте представлены новые подходы к расчетному, экспериментальному и расчетно-экспериментальному определению показателей ресурса железнодорожных технических средств на всех стадиях жизненного цикла с применением актуального опыта их использования в различных отраслях промышленности, в частности атомной, по назначению показателей ресурса.

Положения настоящего стандарта базируются на опыте проведения расчетов и экспериментов, а также статистических данных поназначению показателей ресурса подвижного состава железных дорог.

IV

ГОСТ P 57445—2017

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

Общие требования к методам определения ресурса

Railway technical means. General requirements for methods of life time estimation

Дата введения — 2017—12—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на железнодорожные технические средства, включающие подвижной состав и его составные части, а также объекты инфраструктуры железнодорожного транспорта. ее составные части и элементы, устанавливает общие требования к методам определения их ресурса на всех этапах жизненного цикла.

Настоящий стандарт не распространяется на микропроцессорные системы управления и их программное обеспечение, применяемые на железнодорожном транспорте или являющиеся составной частью железнодорожных технических средств.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 27.002 Надежность в технике. Основные понятия Термины и определения ГОСТ 16504 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения

ГОСТ 23207 Сопротивление усталости. Основные термины, определения и обозначения ГОСТ 28198 Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 1. Общие положения и руководство

ГОСТ 31539 Цикл жизненный железнодорожного подвижного состава. Термины и определения ГОСТ 32192 Надежность в железнодорожной технике. Основные понятия. Термины и определения

ГОСТ Р 22.0.05 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения

ГОСТ Р 22.2.08 Безопасность в чрезвычайных ситуациях Безопасность движения поездов. Термины и определения

ГОСТ Р 54461 Надежность железнодорожного тягового подвижного состава. Термины и определения

ГОСТ Р 55056 Транспорт железнодорожный. Основные понятия. 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 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

Издание официальное

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 беззамены. тоположе-ние. в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 27.002. ГОСТ 16504, ГОСТ 23207, ГОСТ 31539. ГОСТ 32192. ГОСТ Р 22.0.05. ГОСТ Р 22.2.08. ГОСТ Р 54461. ГОСТ Р 55056. а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    Ресурс

3.1.1    допускаемый ресурс: Ресурс, устанавливаемый по предельному состоянию объекта с введением системы обоснованных запасов (прочности, долговечности, наработки).

Примечание — Под системой обоснованных запасов подразумеваются запасы, установленные в действующих нормативных документах, а также определяемые при расчетах ресурса на стадиях жизненного цикла объектов.

3.1.2    допускаемый продленный ресурс: Ресурс, устанавливаемый расчетом в момент определения технического состояния объекта с учетом установленных запасов при осуществлении мероприятий по изменению режимов эксплуатации, упрочнению или при проведении ремонтно-восстановительных работ.

3.1.3    исходный ресурс: Прогнозируемая наработка объекта до достижения предельного состояния. рассчитанная на стадии проектирования.

3.1.4    исчерпанный ресурс: Доля исходного ресурса, выработанногоот начала изготовления до момента определения технического состояния объекта.

3.1.5    индивидуальный ресурс: Ресурс узлов и элементов, установленный расчетно-экспериментальным путем с учетом их фактического технического состояния и условий эксплуатации.

3.1.6    парковый ресурс: Средний ресурс элементов или объектов одной или нескольких серий, или однотипных по конструкции, исполнительным размерам, материалам, условиям эксплуатации и другим параметрам элементов или объектов, входящих в один парк.

3.1.7    расчетный ресурс: Наработка объекта, которую организация (разработчик и изготовитель) посредством расчетных и расчетно-экспериментальных методов оценивает для любой стадии жизненного цикла.

Примечание — Для разных объектов ресурс может быть выражен в различных единицах, например о часах или годах (для ПС и ОИ). километрах пробега (для ПС), а также в количестве тонно-километров транспортирования (для ПС и ОИ). включений и пусков (для энергетических систем и релейных устройств ПС и ОИ). циклов нагружения (для ПС и ОИ). Изготовитель может принять расчетный ресурс за назначенный, который при этом может отличаться от исходного.

3.1.8    серийный ресурс: Средний ресурс объектов данной серии (модели).

3.1.9    эксплуатационный исчерпанный ресурс: Ресурс, исчерпанный в процессе жизненного цикла с момента ввода объекта в эксплуатацию до момента определения технического состояния оборудования.

3.1.10    эксплуатационный исчерпанный срок службы: Срок службы, истекший в процессе жизненного цикла с момента ввода объекта в эксплуатацию до момента определения его технического состояния.

3.2 Определение состояния объектов

3.2.1    базовый (критический) элемент: Элемент сложной технической системы, отвечающий одному (или нескольким одновременно) из следующих критериев:

-    выполняет несущую функцию в конструкции или основную требуемую потребителю функцию;

-    является несменяемым;

-    имеет наибольшее количество связей с другими элементами;

-    имеет наибольшую стоимость замены элемента по отношению к стоимости сложной технической системы в целом.

3.2.2    критическая зона элементов объектов: Часть несущего элемента объекта, в которой в процессе изготовления и эксплуатации происходит наиболее интенсивное накопление повреждений, ведущих к отказам или нарушению безопасности объекта.

2

ГОСТ Р 57445-2017

3.2.3    критические размеры дефектов: Размеры дефектов, приводящие к возникновению разрушений при эксплуатационных допускаемых воздействиях.

3.2.4    некритический элемент: Вспомогательный или несущий элемент объекта, повреждения, отказы и разрушения которого не приводят к нарушению безопасности объекта.

Примечание — В процессе эксплуатации некритические элементы объекта при выработке их ресурса или срока службы могут быть заменены новыми.

3.2.5    натурный критический элемент: Элемент (деталь, узел, компонент) объекта, на котором проводят натурные или стендовые испытания с цельюопределения исходного или остаточного ресурса.

3.2.6    критический коэффициент интенсивности упругих напряжений: Коэффициент, устанавливаемый экспериментально на образцах с трещинами или расчетом с учетом исходных механических свойств материала.

3.2.7    проектная аварийная ситуация: Обстановка при эксплуатации, предусмотренная в проекте и обусловленная сочетанием условий эксплуатации и состояния объекта при переходе допускаемых повреждений в аварию.

3.2.8    запроектная аварийная ситуация: Ситуация, вызываемая не учитываемыми для проектных аварийных ситуаций исходными событиями и приводящая к тяжелым последствиям.

3.2.9    гипотетическая аварийная ситуация: Аварийная ситуация, которая может возникать при непредсказанных заранее вариантах и сценариях развития с максимально возможными размером ущерба и количеством жертв.

Примечание — Гипотетические аварийные ситуации относят к числу запроектных аварийных ситуаций; они характеризуются весьма малой вероятностью такого события и значительными последствиями. При гипотетической аварийной ситуации объекты прямому восстановлению не подлежат; возможности аварийной диагностики и мониторинга сводятся к определению предвестников этих ситуаций и срабатыванию систем аварийною оповещения.

3.2.10    усталостное разрушение: Разрушение при циклическом нагружении с образованием и развитием трещины.

3.2.11    квазистатическое разрушение: Разрушение при циклическом нагружении с односторонним накоплением пластических деформаций.

3.2.12    хрупкое разрушение; Вид разрушения, при котором номинальные разрушающие напряжения меньше предела текучести и вязкая составляющая в изломе отсутствует.

3.2.13    расчетная температура: Температура объекта при заданных параметрах нагружения.

3.2.14    критическая температура хрупкости: Температура, при которой происходит резкое изменение характеристик разрушения (доли вязкой составляющей в изломе, ударной вязкости, разрушающих напряжений, скорости роста трещины, общих и локальных пластических деформаций в зоне разрушения).

3.2.15    исходное состояние: Техническое состояние объекта на стадии ввода в эксплуатацию.

3.2.16

техническое состояние объекта: Состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, установленных технической документацией на объект.

[ГОСТ 20911-89. статья 2]

3.2.17 живучесть: Способность технического устройства, сооружения, средства или системы выполнять свои основные функции (вограниченном объеме), несмотря на полученные повреждения или адаптируясь к новым условиям.

3.3 Обозначения и сокращения

т — время (длительность, срок — ч);

т_р — ресурс объекта (циклы, млн т брутто, в том числе ч);

т³ — время эксплуатационных воздействий; т _{с с} — срок службы объекта; т_{ж ц} — время жизненного цикла;

^ТР‘ ^тсс — расчетные ресурс и срок службы;

Тр, tec — назначенные ресурс и срок службы;

Т|— T_V) — временные этапы жизненного цикла:

3

т_{0 п} — время обоснования проекта;

т_п — время проектирования;

т_с — время строительства;

г_и — время испытаний;

г_х — время хранения;

г_в — время ввода в эксплуатацию;

г_э — время эксплуатации;

т₀ — время остановки (вывода из эксплуатации) эксплуатации; т_у — время утилизации;

tp _с — ресурс, исчерпанный в процессе строительства объекта; г_{р и} — ресурс, исчерпанный при испытании объекта; т_{р в} — ресурс, исчерпанный в процессе ввода в эксплуатацию; г_р з — ресурс, исчерпанный в процессе эксплуатации:

г_{р 0} — ресурс, исчерпанный при остановке (выводе из эксплуатации) объекта; г_р у — ресурс, необходимый для утилизации объекта; г®. т°с — остаточные ресурс и срок службы;

г£, ^тсс — исходные ресурс и срок службы;

Гр. Тс _С— эксплуатационные исчерпанные ресурс и срок службы;

Гр, г"_с — продленные ресурс и срок службы;

(Гр) — допускаемый ресурс;

(гр) — допускаемый продленный ресурс; л_{т р}— запас по ресурсу;

Гр имд — индивидуальный ресурс (для данного рассматриваемого объекта); г_{р сер} — серийный ресурс (для серии объектов); г_{р пар} — парковый ресурс (для всего парка однотипных объектов): тР — расчетный ресурс для /-детали объекта;

гР — расчетный ресурс для /-узла объекта;

г^— расчетный ресурс для /(-элемента объекта;

гР* — расчетный ресурс для критического элемента (детали, узлы, компоненты) объекта; rg_: — составляющая общего расчетного ресурса от длительных временных воздействий с учетом структурных изменений материала;

гР — составляющая общего расчетного ресурса от температурных воздействий;

гРу— составляющая общего расчетного ресурса от циклических воздействий;

гР„ — составляющая общего расчетного ресурса от термовременных циклических воздействий;

г? — составляющая времени эксплуатационных воздействий от временных интервалов воздействий;

г* — составляющая времени эксплуатационных воздействий от температурных интервалов воздействий;

г£ — составляющая времени эксплуатационных воздействий от циклических интервалов воздействий;

rjjy — составляющая времени эксплуатационных воздействий от термовременных интервалов

воздействий.

ПС — подвижной состав;

ОИ — объекты инфраструктуры;

ТЗ — техническое задание;

ТЭО — технико-экономическое обоснование;

ТУ — технические условия.

4

ГОСТ Р 57445-2017

4 Основные положения

4.1    Методы определения ресурса включают:

-    расчетные и экспериментальные методы с использованием подходов, основанных на применении специализированных методик, программных и технических средств, использованного оборудования. а также на обобщении опыта предшествующего нормирования и назначения ресурса:

-    расчетно-экспериментальные методы в соответствии с нормами и правилами, основанные на сочетании (одновременном использовании) расчетных и экспериментальных методов;

-    расчетно-экспериментальные методы с математическим и физическим моделированием.

Примечание — При применении математического моделирования обьектов используемое программное техническое обеспечение должно быть ат тестоеано в установленном порядке.

-    расчетно-экспериментальные методы в соответствии с нормами и правилами при возникновении запроектных аварийных ситуаций (4.6. перечисление б)):

-    расчетные и расчетно-экспериментальные методы в соответствии с нормами и правилами при возникновении нарушений штатных условий (4.6, перечисление r)J;

-    расчетные методы с использованием подходов, основанных на обобщении опыта предшествующего нормирования и назначения ресурса при возникновении повреждений (4.6, перечисление д)).

4.2    Выбор методов определения ресурса ПС и ОИ (далее — объекты) обосновывают исходя из следующих факторов и принципов:

-    критичности объектов и элементов для безопасности железнодорожного транспорта:

-    экономических, трудовых и материальных затрат, направленных на обеспечение заданного ресурса.

4.3    При выборе методов определения ресурса предельное состояние устанавливают по параметрам и признакам, которые определяют техническое состояние объекта и его безопасную эксплуатацию.

4.4    При определении ресурса используют методы, базирующиеся на гипотезах линейного суммирования повреждений, с учетом полученных за время эксплуатации объекта повреждающих воздействий (механические, температурные, коррозионные и др ).

Для оценки доли повреждений от каждого повреждающего воздействия выбирают соответствующие методы расчета.

4.5    Выбор методов определения ресурса увязывают со стадиями жизненного цикла с учетом истории объекта. Для разрабатываемых и функционирующих объектов рассматривают следующие ситуации:

а)    показатели ресурса (сроков службы) ранее не назначались и в технической документации отсутствуют;

б)    ранее были назначены только сроки службы, и они не превышены к моменту принятия решений;

в)    ранее были назначены сроки службы, и они превышены;

г)    ранее были назначены расчетные сроки службы, и они превышены;

д)    ранее расчетом или экспериментально был установлен допускаемый ресурс, и он не превышен;

е)    ранее расчетом или экспериментально был установлен допускаемый ресурс, и он превышен.

4.6    При выборе методов определения ресурса необходимо классифицировать объекты по уровню опасности.

При этом разделяют:

а)    гипотетические аварийные ситуации с особо крупным размером ущерба (в том числе национального масштаба) для человека, природы и техносферы;

б)    запроектные аварийные и катастрофические ситуации с предельно высоким размером ущерба (регионального и отраслевого масштаба) для человека (операторов, пассажиров, населения), природы и техносферы;

в)    проектные аварийные ситуации с повышенным размером ущерба (местного масштаба и регионального уровня железных дорог) для операторов и пассажиров, природной среды в зоне железных дорог и прилегающих объектов;

г)    нарушения штатных условий функционирования с возникновением отказов на объектах;

д)    устраняемые повреждения и отказы на ремонтируемых и заменяемых элементах объектов с ущербом, сопоставимым с их стоимостью;

е)    повреждения и дефекты, возникающие за пределами нормативных величин, правил контроля и технической диагностики.

Примечание — Размер возможного ущерба определяет заказчик (или разработчик).

5

4.7    На основе предварительного анализа ресурса и сроков службы первоочередным является категорирование объектов по следующей структуре:

-    объекты, отвечающие требованиям 4.5 [перечисления а), в), г)], подлежат остановке в эксплуатации до принятия соответствующих решений по их использованию;

-    объекты, отвечающие требованиям 4.5 [перечисления б), д). е)), подлежат оценке их состояния для принятия решений о продлении срока эксплуатации или остановке с последующим его уточнением.

4.8    При выборе методов определения ресурса следует основываться на сочетании детерминированных и вероятностных подходов. Роль вероятностных подходов возрастает по мере отнесения:

-    от оценок индивидуального ресурса к оценкам серийного ресурса;

-    штатных ситуаций к проектным, запроектным и гипотетическим.

4.9    Ресурс технической системы определяют ресурсом ее базовых частей:

-    по ресурсу — для объектов типа несущих конструкций подвижного состава, его силового и вспомогательного оборудования и объектов инфраструктуры;

-    показателям безотказности — для составных частей и элементов объектов инфраструктуры и его подсистем (железнодорожная автоматика и телемеханика, железнодорожная электросвязь, железнодорожное энергоснабжение).

Примечание — Для подвижного состава - по ресурсным показателям (наработка, пробег).

4.10    При выборе методов определения ресурса сложной технической системы рекомендуется использовать алгоритм его определения, приведенный в приложении А.

4.11    Для определения показателей ресурса объекта с учетом положений 4.1—4.10 следует использовать сочетания:

-    расчетной оценки исходного ил и остаточного ресурса с его экспериментальным подтверждением в процессе испытаний полномасштабных моделей или натурных критических элементов, узлов и деталей, близких к используемым в эксплуатации;

-    данных натурных исследований эксплуатационной нагруженности и численного анализа состояний (напряженно-деформированных, предельных, предотказных, неработоспособных);

-    результатов анализа эксплуатационных повреждений на серийных объектах.

5 Требования к реализации методов определения ресурса

5.1    Определение ресурса на всех стадиях жизненного цикла объекта по всему парку, сериям, партиям и конкретным объектам проводят расчетными и экспериментальными методами с использованием показателей ресурса базовых элементов объекта.

5.2    Определение ресурса проводят на базе анализа состояния функционирующих объектов с использованием и разработкой комплекса экспериментальных и расчетных процедур по определению на данной стадии жизненного цикла характеристик условий эксплуатации, основных механических свойств конструкционных материалов, напряженно-деформированных состояний, поврежденности и дефектности в критических зонах несущих элементов объектов с учетом проектирования на ранних стадиях разработки (до стадии рабочего проекта), изготовления и эксплуатации на основе действующей нормативной и технической документации, а также с применением новых методов и средств исследований. дающих более полную или более точную информацию о состоянии элементов объектов и показателях их ресурса.

5.3    Требования к реализации методов определения ресурса объекта входят в систему определяющих показателей для анализа, обоснования, нормирования и управления ресурсом (сроком службы) на всех стадиях жизненного цикла. Схема определения видов ресурса приведена на рисунке 1.

5.4    При реализации методов определения ресурса используют следующую исходную информацию:

а)    внешние и внутренние эксплуатационные воздействия: весовые, механические, динамические, статические, климатические (ветровые, снеговые, сейсмические, температурные), коррозионные, электромагнитные, кавитационные идр.;

б)    параметры конструктивных форм несущих элементов (размеры сечений, объемы, зоны концентрации, напряжений и деформаций);

в)    технологические факторы (выбор конструкционных материалов, технологии изготовления, состояние технологической дефектности и остаточной напряженности);

г)    напряженно-деформированное состояние и его изменение во времени;

д)    характеристики деградации материалов в критических зонах;

6