Купить ГОСТ Р 57445-2017 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее
Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"
Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.
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.
Стандарт не распространяется на микропроцессорные системы управления и их программное обеспечение, применяемые на железнодорожном транспорте или являющиеся составной частью железнодорожных технических средств.
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины, определения, обозначения и сокращения
3.1 Ресурс
3.2 Определение состояния объектов
3.3 Обозначения и сокращения
4 Основные положения
5 Требования к реализации методов определения ресурса
6 Порядок определения ресурса
7 Определение ресурса на стадиях жизненного цикла
8 Категорирование железнодорожных технических средств при определении ресурса
9 Требования к методам определения ресурса
10 Характеристики конструкционных материалов при определении ресурса
11 Показатели ресурса по критериям прочности
12 Показатели ресурса по критериям живучести
13 Показатели ресурса по критериям хладостойкости и термостойкости
14 Принятие решений по результатам определения ресурса и сроков службы
Приложение А (рекомендуемое) Общий алгоритм и методы определения ресурса
Дата введения | 01.12.2017 |
---|---|
Добавлен в базу | 01.01.2018 |
Актуализация | 01.01.2021 |
14.04.2017 | Утвержден | Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии | 282-ст |
---|---|---|---|
Разработан | ИМАШ РАН | ||
Разработан | ВНИКТИ | ||
Издан | Стандартинформ | 2017 г. |
Чтобы бесплатно скачать этот документ в формате PDF, поддержите наш сайт и нажмите кнопку:
ГОСТР
57445—
2017
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ
СТАНДАРТ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
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.
6.1 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.
7.1 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
ХТП- (1)
п
I этап — постановка задач проекта и назначение исходного ресурса, технико-экономическое обоснование, разработка технического задания (с составляющей времени г0 п);
II этап — рабочее проектирование (с составляющей времени гп);
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 тх, 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 тжц.
Составляющие времени ориентировочно принимают:
- для этапов I—II
т,+ т„ * (0.10 +0.12)bur
8
для этапов III—IV
r,i, + T,v* (0.05 + 0,10) тж ц;
- для этапа V
tv * (0.75 + 0.80) тж ц;
для этапа VI
ту] * (0.02 + 0.05) тж ц.
Примечание — Затраты на анализ и обеспечение ресурса дли варианта по рисунку 3 Б принимают на уровне от 0.05 до 0.08 от затрат на проектирование и создание объектов.
Затраты
VI
А Т-1 '
А - традиционное
распределение
затрат
Затраты
II
III
IV
SB = (50 % + 80 %)SA
VI
Б - перспективное
распределение
затрат
т, + тв-(10%*12%)тжц.
ти + тл/»(5% + 10%)1жл
xv «(75% ♦ 80%)тжл
T*Ui
Ту,-(2% + 5%)тжц
SA — затраты при традиционном обеспечении ресурса по этапам жизненного цикла; Sb — затраты при перспективном обеспечении ресурса по этапам жизненною цикла; г ж ц — протяженность жизненного цикла
Рисунок 3 — Относительное распределение затрат на анализ и обеспечение ресурса по этапам жизненного цикла
7.3 В соответствии с положениями настоящего стандарта и с учетом формулы (1), данных, приведенных на рисунках 1—3. для разрабатываемых и эксплуатируемых объектов в качестве исходных рассчитывают согласно:
Тк-ц = Vn ♦ In ♦ Тс * Тн ♦ Т, ♦ Т* ♦ Т, + to + Ту. Vc = Т, + Т„ + Г, + to ♦ V tp = tpc + Три + Тр.о + V,+ Трр + Тру,
Ъ £ т£ * (т р) Z т р.
(2)
(3)
(4)
(5)
ГР >гм гс с £ хс.с
(6)
9
7.4 Для эксплуатируемых объектов на заданной стадии эксплуатации в качестве основных принимают согласно:
(7)
(8)
Р =
с.с
о
с.с*
+ т
Тр + Тр - (тр1 ^ Тр, |
(9)
I'pl * *р/лтр-
7.5 Величину продленного ресурса и срок службы т"с определяют следующим образом:
tS-t”= (10)
tS.c-^.c= ^cc^Sc- (ID
7.6 Показатели ресурса для объекта и его элементов устанавливают по минимальному ресурсу критического элемента согласно
тР* tf, = min{tJk.Tpy.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
- 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 тр с учетом составляющих трс,три.трх. трв. тр э от начала изготовления до момента определения состояния элемента объекта;
- остаточный ресурс
(16)
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
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
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
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.
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.
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
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);
тр — ресурс объекта (циклы, млн т брутто, в том числе ч);
т3 — время эксплуатационных воздействий; т с с — срок службы объекта; тж ц — время жизненного цикла;
ТР‘ тсс — расчетные ресурс и срок службы;
Тр, tec — назначенные ресурс и срок службы;
Т|— TV) — временные этапы жизненного цикла:
3
т0 п — время обоснования проекта;
тп — время проектирования;
тс — время строительства;
ги — время испытаний;
гх — время хранения;
гв — время ввода в эксплуатацию;
гэ — время эксплуатации;
т0 — время остановки (вывода из эксплуатации) эксплуатации; ту — время утилизации;
tp с — ресурс, исчерпанный в процессе строительства объекта; гр и — ресурс, исчерпанный при испытании объекта; тр в — ресурс, исчерпанный в процессе ввода в эксплуатацию; гр з — ресурс, исчерпанный в процессе эксплуатации:
гр 0 — ресурс, исчерпанный при остановке (выводе из эксплуатации) объекта; гр 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; лт р— запас по ресурсу;
Гр имд — индивидуальный ресурс (для данного рассматриваемого объекта); гр сер — серийный ресурс (для серии объектов); гр 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
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.
5.1 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