______________
* В некоторых нормативных документах - характеристика или характеристический показатель.
критическое значение критерия отказа: Предельное значение критерия отказа, при котором изделие, система материалов, покрытия, материал еще удовлетворяют предъявленным к ним требованиям в условиях эксплуатации, хранения до ввода в эксплуатацию или испытания* (по ГОСТ Р 51372).
_______________
* В некоторых нормативных документах - параметр-критерий отказа.
греющееся изделие: Изделие, у которого превышение температуры самой теплой точки его отдельных узлов, чувствительных к температуре, влажности, агрессивной среде, или изделия в целом над температурой внешней среды (при нагрузке, соответствующей верхнему значению температуры внешней среды) составляет 10 °С и более; или у которого превышение температуры поверхности, измеренной в условиях свободного обмена воздуха после достижения теплового равновесия, над температурой внешней среды при той же нагрузке составляет 5 °С и более* (по ГОСТ Р 51372).
____________
* В некоторых нормативных документах - тепловыделяющее изделие или тепловыделяющий образец.
4 Общие положения
4.1 Основной целью и средством исследований являются получение функциональных зависимостей между показателями долговечности и сохраняемости изделий и значениями ВВФ и экспериментальное определение коэффициентов этих зависимостей.
По результатам определения коэффициентов этих зависимостей с требуемой доверительной вероятностью могут быть установлены:
- средний или гамма-процентный ресурс или срок службы, или срок сохраняемости (далее - срок ) при заданных значениях (постоянных или переменных) основных ВВФ;
- значения основных ВВФ, при которых допустима эксплуатация изделий при заданном сроке ;
- графики зависимости срока от основных ВВФ, могущие служить аттестованными нормативно-справочными данными о свойствах материалов, системы материалов, покрытий, изделий;
- режим ускоренных контрольных испытаний при одном значении основных ВВФ;
- прогноз зависимости изменения значений критерия отказа от продолжительности действия заданных значений основных ВВФ.
4.2 Основной составной частью при разработке методики исследования и проверки ускоренными методами влияния ВВФ на долговечность и сохраняемость изделий является выбор:
- формы и конструкции образца - для материалов, покрытий, систем материалов;
- основных критичных узлов - для готовых изделий;
- критериев отказа;
- критических значений критериев отказа;
- типового (условного) режима эксплуатации - для готовых изделий;
- основных видов испытательных воздействий, последовательностей и способов их приложения;
- способов ускорения испытаний, в том числе плана и режимов испытаний, периодичности контроля показателей критериев отказа в процессе испытания, последовательности и контроля параметров после испытаний.
4.3 В нормативных документах на методы испытаний конкретных материалов или покрытий способы приложения и виды ВВФ, критерии отказа и формы образца должны соответствовать преимущественному применению материалов или покрытий в конструкции. Если допускают несколько основных применений материала или покрытия, то могут быть разработаны несколько методов испытаний.
Результаты испытаний материалов в виде образцов методами испытаний материалов используют для предварительной оценки долговечности материалов. Для определения долговечности и сохраняемости материалов в составе изделия проводят испытания материалов в составе покрытий или систем материалов методами испытаний покрытий или систем материалов, если иное не указано в нормативных документах на испытания материалов.
4.4 При разработке методики испытаний наиболее целесообразной является последовательность выбора, указанная в 4.2. Однако в процессе разработки методики может оказаться необходимой корректировка ранее принятых решений.
5 Определение основных критичных узлов и выбор критериев отказа
5.1 Предпочтительно выбирать прямые критерии отказа (т.е. критерии, связанные с нарушением основных функций материала в системе материалов).
5.2 Допускается пользоваться косвенными критериями (для удобства измерений или сокращения числа образцов). Например, при расчете ресурса обмотки электрических машин мощностью от 1 до 400 кВт пользуются данными об изменении степени дефектности изоляции обмоточных проводов, определяемой по увеличению числа трещин в процессе старения.
При этом необходимо учитывать, что изменение значений косвенных критериев может быть обусловлено механизмом отказа. Например, для электроизоляционных систем изделий низкого переменного напряжения в большинстве случаев прямым критерием отказа является снижение пробивного напряжения изоляции до равного или более низкого, чем напряжения, действующие на электрическую изоляцию при эксплуатации изделий. Однако для удобства измерений часто используют косвенный критерий - значение сопротивления изоляции при измерении постоянным напряжением. При этом необходимо учитывать, что изменение значений сопротивления изоляции может быть вызвано механизмом отказа, в ряде случаев отличающимся от механизмов отказа, вызывающих изменение электрической прочности изоляции.
5.3 При выборе критериев отказа следует также учитывать, что их значения могут зависеть от значения ужесточенного разрушающего воздействия; в этом случае необходимо предусмотреть измерение значений параметров изделий, материалов, систем материалов и покрытий в одинаковых условиях, несмотря на различие значений разрушающих ВВФ. При этом иногда требуется отделять обратимые изменения значений указанных параметров от необратимых.
5.4 При выборе критичных узлов изделий следует учитывать, что зачастую для электротехнических изделий критичным узлом является система электрической изоляции.
В этом случае за критерий отказа рекомендуется принимать пробой при воздействии испытательного напряжения. Значение испытательного напряжения выбирают в зависимости от функции, которую выполняют материалы в конструкции. Значение испытательного напряжения должно быть достаточно высоким, чтобы можно было установить критическую степень разрушения изоляции, но в то же время не настолько высоким, чтобы изменить характер старения изоляции, определяемый воздействием основных разрушающих факторов, или вывести изоляцию из строя в том состоянии, в каком она еще способна функционировать в данной конструкции.
Для электроизоляционных материалов и систем изоляции неэлектротехнических изделий за критерий отказа принимают пробой при воздействии испытательного напряжения или изменения значений других параметров (например, удельного объемного сопротивления, волновых параметров, тангенса угла диэлектрических потерь или же механической прочности) до установленного критического значения, если этими параметрами в большей степени, чем приложенным напряжением, определяется работоспособность материала или систем изоляции.
Для неэлектроизоляционных материалов и систем материалов критерии отказа устанавливают в нормативных документах на методы испытаний.
Если в качестве критерия отказа принят пробой при воздействии испытательного напряжения, то в стандартах на методы испытаний указывают длительность приложения испытательного напряжения и стадию цикла, на которой его прилагают.
5.5 При выборе критерия отказа учитывают фиксированное значение измеряемого параметра, а не степень его изменения по отношению к исходному значению. При исследовании систем материалов, для которых в изделиях различных видов критичными могут быть разные уровни измеряемого параметра, рекомендуется в качестве критерия отказа принимать несколько уровней параметра и соответственно определять разные ресурсы.
Допускается при сравнении материалов использовать при выборе критерия степень изменения значения измеряемого параметра по отношению к исходному значению. Следует учитывать, что этот способ может привести к необоснованной отбраковке образцов с более высокими начальными значениями параметра, но с несколько большей скоростью его изменения. За исходное значение параметра при этом способе принимают, как правило, среднее арифметическое результатов испытаний при числе образцов, определенном статистическим методом, обеспечивающим попадание среднего (с заданной относительной ошибкой) в интервал с заданной доверительной вероятностью. Выбранная при этом доверительная вероятность должна соответствовать доверительной вероятности, выбранной для расчетов показателей долговечности или сохраняемости изделия в целом.
Необходимость и методы предварительной стабилизации свойств образцов (например, тренировка, выдерживание в кондиционированных условиях) устанавливают в стандартах на методы испытаний.
5.6 Критичные узлы изделий предпочтительно определять оценкой и обобщением отказов на основе опыта эксплуатации изделий. При этом допускается применение метода экспертных оценок.
Допускается определение критичных узлов изделий проводить на базе ресурсных испытаний по ранее разработанным методикам, при этом следует учитывать возможные погрешности из-за несоответствия условий испытаний и условий эксплуатации. Например, по одной из методик ускорение испытаний контакторов при ресурсных испытаниях может быть достигнуто сокращением интервалов между включением-выключением, что вызывает быстрый износ контактов, но облегчает работу электрической изоляции катушек и, тем самым, искажает результаты испытаний контактора в целом.
6 Выбор типового (условного) режима эксплуатации
6.1 Многообразие реальных режимов эксплуатации изделий должно быть сведено к одному или нескольким условным типовым режимам эксплуатации.
Эти режимы должны быть представлены в виде набора видов ВВФ как внешних, так и зависящих от режима работы.
6.2 При выборе типового режима эксплуатации проводят, в частности, разделение этапов эксплуатационного хранения и этапов выработки ресурсов изделий. При этом учитывают, что такое разделение этапов может быть нецелесообразным для некоторых изделий в соответствии с их конструктивными особенностями и особенностями эксплуатации.
7 Выбор основных видов испытательных воздействий и способов их приложения
7.1 Проводят анализ влияния эксплуатационных воздействующих факторов, выбранных в соответствии с разделом 6, на узлы и материалы изделий, связанные с критериями отказа. При этом виды эксплуатационных ВВФ делят на несущественные и существенные. Последние принимают в качестве испытательных воздействий.
7.2 Факторы, принятые в качестве испытательных воздействий, подразделяют на основные, вызывающие разрушение при длительном воздействии (разрушающие), и на дополнительные, только выявляющие произведенное основными факторами разрушение (диагностические).
7.3 Следует учитывать, что один и тот же фактор может быть либо основным, либо только диагностическим в зависимости от значения и продолжительности его действия, последовательности приложения испытательных воздействий и (или) сочетания этого фактора с другими. Примеры даны в 7.3.1 и 7.3.2.