"ГОСТ Р 56678-2019. Национальный стандарт Российской Федерации. Композиты полимерные. Метод определения стабильности размеров материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций"
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 25.06.2019 N 329-ст)

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов", Акционерным обществом "НПО Стеклопластик" совместно с Объединением юридических лиц "Союз производителей композитов" на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен ТК 497

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 "Композиты, конструкции и изделия из них"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 июня 2019 г. N 329-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Д6772/Д6772М-16 "Стандартный метод определения стабильности размеров материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций" (ASTM D6772/D6772M-16 "Standard test method for dimensional stability of sandwich core materials", MOD) путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.1), путем изменения содержания отдельных структурных элементов, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях напротив соответствующего текста, а также невключения отдельных структурных элементов, ссылок и/или дополнительных элементов.

Оригинальный текст модифицированных структурных элементов и объяснения причин внесения технических отклонений приведены в дополнительном приложении ДА.

Разделы и подразделы, не включенные в основную часть настоящего стандарта, приведены в дополнительном приложении ДБ.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта АСТМ для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

Сведения о соответствии ссылочных национальных стандартов стандартам АСТМ, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте АСТМ, приведены в дополнительном приложении ДВ.

При этом в настоящий стандарт не включены ссылки на АСТМ Ц271/Ц271М, АСТМ Д883, АСТМ Д3878, АСТМ Е122, АСТМ Е177 и АСТМ Е456 примененного стандарта АСТМ, которые нецелесообразно применять в российской национальной стандартизации в связи с тем, что они имеют информативный характер. Дополнительные ссылки, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальной экономики Российской Федерации и особенностей российской национальной стандартизации, выделены курсивом.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем стандарта АСТМ приведено в дополнительном приложении ДГ

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р 56678-2015

Настоящий стандарт распространяется на полимерные композиты и устанавливает метод определения стабильности размеров сотового материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 56762-2015 Композиты полимерные. Метод определения влагопоглощения и равновесного состояния

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 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 без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

6.4 Проводят повторное кондиционирование по 5.2.1, если такое требование установлено в нормативном документе или технической документации на изделие, а затем повторяют измерения по 6.2. В противном случае повторяют измерения по 6.2.

7.3 Для каждой серии испытаний для каждого рассчитанного показателя вычисляют среднеарифметическое значение , стандартное отклонение S_n-1 и коэффициент вариации CV по формулам:

где x_i - единичное значение показателя;

n - количество образцов.

4.1 Данный метод испытаний состоит в размещении небольшого по размеру материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции в условиях повышенной температуры в течение определенного периода времени. После охлаждения определяют изменения геометрических размеров, лежащих в одной плоскости, и сравнивают их с первоначальными размерами, выполненными перед термическим воздействием, как сразу после нагревания, так и после повторного кондиционирования. Типовой образец сотового внутреннего слоя показан на рисунке 1.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.5).

5.3 Факторы, которые влияют на стабильность размеров материала внутреннего слоя и которые должны быть записаны в протоколе, включают следующее: материал внутреннего слоя, методы изготовления материала, геометрию внутреннего слоя, толщину внутреннего слоя, однородность толщины внутреннего слоя, толщину стенки сот, геометрию образца, изготовление образца, условия нагревания и охлаждения (включая температуры и уровни влажности) и кондиционирование образца (до и после нагревания).

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.7).

Необходимо использовать микрометр с плоскими контактными поверхностями или штангенциркуль подходящего размера. Точность работы прибора(ов) должна соответствовать показаниям в пределах 0,5% длины, ширины и толщины образца. Для образцов с типичными геометрическими параметрами рекомендуется использовать прибор с точностью 0,0025 мм [+/- 0,001 дюйма] для измерения длины и ширины.

Аналитические весы или весы с чашей требуются для измерения массы материала внутреннего слоя с точностью до +/- 0,5%.

Воздухо-циркуляционная печь требуется для поддержания заданной температуры с точностью +/- 3 °C [+/- 5 °F].

Примечания

1 Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 3.7).

2 В раздел добавлено новое средство измерений - механические часы для контроля времени проведения испытаний, а также смола.

Проводят испытания не менее пяти образцов на одно условие для испытаний, если только приемлемые результаты невозможно получить посредством использования меньшего количества образцов, как в случае расчетного эксперимента. Статистическая обработка результатов приведена в E122. Метод отбора проб должен быть изложен в протоколе.

В стандартных образцах для испытаний должен использоваться внутренний слой толщиной 13 мм [0,50 дюйма]. При оценке стабильности размеров внутреннего слоя в тех или иных "сэндвич"-конструкциях рекомендуется проверять фактическую толщину внутреннего слоя, используемого на практике. Испытания, проводимые при нестандартной толщине внутреннего слоя, обозначаются соответствующим образом, а толщина внутреннего слоя заносится в протокол при любых результатах испытания.

Образцы для испытаний внутреннего слоя должны быть размером примерно 450 мм [18 дюймов] на 900 мм [36 дюймов]. В случае с сотовым внутренним слоем плоское поперечное сечение определяется как находящееся в передней плоскости (относительно положения внутреннего слоя в "сэндвич"-конструкции) перпендикулярно к стенкам сот. Для сотового внутреннего слоя размер 450 мм [18 дюймов] представляет собой полосу внутреннего слоя или лежит в направлении L. Допускается использование других размеров с занесением в протокол. При ограничении размеров печи допускается использовать образцы меньшего размера.

Образцы материала внутреннего слоя необходимо готовить таким образом, чтобы поверхности внешних слоев располагались параллельно друг другу и перпендикулярно к боковым поверхностям внутреннего слоя. Во избежание образования зазубрин, надрезов, шероховатости или неровности поверхностей, способных повлиять на измерения из-за неправильных методов обработки при нарезке больших листов материала внутреннего слоя на образцы, необходимо принимать меры предосторожности. В протокол необходимо занести метод подготовительной резки образца материала внутреннего слоя.

Выполните маркировку образцов, чтобы обеспечить их идентификацию и возможность отслеживания до паспорта изготовления, а также исключения вероятности воздействия на испытание или подверженности такому воздействию.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.7).

10.1 Требования к среде кондиционирования образцов перед испытанием указывает заказчик испытаний. Перед проведением испытания рекомендуется установить равновесие фактической влаги при удельной относительной влажности воздуха, указанной в D5229/D5229M. Вместе с тем если заказчик испытаний прямо не указал, какой должна быть среда кондиционирования перед испытанием, то кондиционирование не требуется, и испытание можно проводить на образцах в том виде, в котором они подготовлены.

10.2 Процесс кондиционирования перед началом испытаний, включая указанные параметры воздействия среды и конечное содержание влаги, указывается в протоколе вместе с данными об испытании.

Примечание 1 - Термин "влага" в том смысле, в котором он используется в D5229/D5229M, подразумевает не только пары жидкости и ее конденсат, но также и саму жидкость в больших количествах, как при погружении.

10.3 Если очевидное кондиционирование образцов не проводится, в протоколе указывается, что образец "не подвергся кондиционированию", а содержание влаги "неизвестно".

10.4 Требования к среде кондиционирования образцов после нагревания указывает заказчик испытаний. После нагревания рекомендуется установить состояние, при котором содержание влаги эквивалентно этому показателю после предварительного кондиционирования, которое достигается путем повторного кондиционирования образца в той же среде, которая использовалась для его предварительной подготовки, в течение равного отрезка времени. Если заказчик испытания прямо не указал условия повторного кондиционирования, такое кондиционирование не требуется.

10.5 Процесс повторного кондиционирования образца, включая указанные степени воздействия среды, заносится в протокол вместе с данными об испытании.

10.4 Если очевидное повторное кондиционирование образца не проводится, в протоколе указывается, что образец "не подвергся кондиционированию", а содержание влаги "неизвестно".

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.7).

11.1 Параметры, которые необходимо указать перед испытанием:

11.1.1 Метод испытания образца, геометрические параметры образца и проб и условия кондиционирования (при необходимости).

11.1.2 Необходимый формат отчета о свойствах и данных.

Примечание 2 - Чтобы правильно выбрать аппаратуру, необходимо определить свойства материала, точность и требования к записи данных до начала испытания.

11.1.3 Условия предварительного и повторного кондиционирования.

11.2 Общие указания:

11.2.1 В протоколе указываются какие бы то ни было умышленные или неумышленные отклонения от метода испытания.

11.2.2 Если необходимо занести в протокол плотность материала внутреннего слоя, образцы для испытания следует отбирать из того же листа материала внутреннего слоя. Плотность оценивается в соответствии с C271/C271M.

11.2.3 После окончательной обработки образца материала внутреннего слоя и перед кондиционированием и проведением испытания измеряют длину и ширину образца в плоском сечении в трех точках. Толщина образца измеряется в четырех точках и записывается в виде усредненного значения четырех измерений. Точность таких измерений должна находиться в пределах 0,5% размеров. Измеряют длину и ширину образца с точностью +/- 0,25 мм [+/- 0,010 дюйма]. Измеряют толщину образца с точностью +/- 0,025 мм [+/- 0,001 дюйма]. Записывают размеры до трех значащих разрядов в миллиметрах [дюймах]. В случае деформации образца его можно распрямить при измерении.

11.2.4 Определяют массу образцов с точностью +/- 0,5%.

11.3 При необходимости выполняется кондиционирование образцов. Если среда проведения испытания отличается от среды кондиционирования, образцы хранят в среде кондиционирования до момента проведения испытания. Необходимо записать общее время, в течение которого образцы находятся под воздействием среды кондиционирования.

11.4 После окончательного кондиционирования образца и перед проведением испытания необходимо повторно измерить длину и ширину образца по 11.2.3, а также его массу по 11.2.4.

11.5 Маркируют образец в восьми точках, как показано на рисунке 1. Для сотовых внутренних слоев рекомендуется залить соты смолой в восьми точках, после чего нанести отметки (см. рисунок 2). Рекомендуемые размеры точек для восьми меток показаны на рисунке 3.

11.6 Измеряют размеры между отмеченными точками с точностью +/- 0,25 мм [+/- 0,010 дюйма]. Выполняют три замера в одном направлении и три в другом, как показано на рисунке 3.

11.7 Разогревают печь до (175 +/- 3) °C (350 +/- 5) °F и помещают образец горизонтально в печь на решетку. Допускается использовать другое значение температуры с обязательным указанием этого факта в протоколе.

11.8 После 90 минут выдержки в печи извлекают образец из печи и охлаждают в указанной среде повторного кондиционирования.

11.9 Если образец находится в условиях комнатной температуры, необходимо повторно измерить шесть размеров согласно 11.6 и записать их как значения, полученные непосредственно после нагревания. Изменения в размерах непосредственно после нагревания отражают совокупное воздействие нагрева и сушки на стабильность размеров внутреннего слоя.

11.10 Далее необходимо провести повторное кондиционирование в среде предварительного кондиционирования образца продолжительностью не менее указанной в 11.3.

11.11 Необходимо повторно измерить шесть размеров согласно 11.6 и записать их как окончательные значения, полученные после нагревания. Окончательное изменение размеров после нагревания отражает воздействие нагревания на внутренний слой, так как конечное содержание влаги должно приблизительно соответствовать содержанию влаги при предварительном кондиционировании.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.8).

Определяют изменение размеров следующим образом, как для начальных измерений после нагрева, так и для окончательных измерений после нагрева:

где L_i - начальный размер;

L_f - размер после нагрева.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.9).

14.1 В протоколе указывается следующая информация или ссылки, указывающие на другую документацию, где содержится эта информация в максимальном объеме (параметры, не входящие в компетенцию испытательной лаборатории, указывает заказчик испытаний):

14.1.1 Статус изменения или дата выпуска настоящего метода испытаний.

14.1.2 ФИО лиц(а), проводивших(его) испытания.

14.1.3 Изменения в настоящем методе испытаний, нештатные случаи, которые зафиксированы во время проведения испытаний или имеющие место проблемы с оборудованием.

14.1.4 Идентификация всех материалов, составляющих испытанные образцы материала внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций, в том числе для каждого из них: технические характеристики материала, тип материала, заводское обозначение материала, заводской номер серии или партии, происхождение (если не от производителя), дата сертификации и истечения срока действия сертификата.

14.1.5 Описание порядка изготовления, выполняемого при подготовке образца внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции, в том числе: дата начала производства, дата окончания производства, технические требования к обработке, а также описание используемого оборудования.

14.1.6 Способ подготовки образца для испытаний, в том числе схема и метод его маркировки, геометрические параметры образца, метод отбора, способ(ы) резки и заливки образца.

14.1.7 Результаты проведенных неразрушающих испытаний.

14.1.8 Даты поверки и методы проведения всех измерений, измерительное оборудование.

14.1.9 Тип весов и точность взвешивания.

14.1.10 Отдельные значения длины, ширины и толщины каждого образца (до и после кондиционирования, если применялось).

14.1.11 Масса образца до и после кондиционирования, если применялось.

14.1.12 Измеренная плотность внутреннего слоя.

14.1.13 Параметры и результаты предварительного кондиционирования, включая общую продолжительность кондиционирования.

14.1.14 Относительная влажность и температура в испытательной лаборатории.

14.1.15 Количество испытанных образцов.

14.1.16 Температура в печи и продолжительность пребывания в печи.

14.1.17 Первоначальные изменения отдельных размеров после нагрева, средние изменения размеров и максимальные изменения размеров в процентах, в обоих направлениях, для каждого образца.

14.1.18 Параметры и результаты повторного кондиционирования, включая общую продолжительность кондиционирования.

14.1.19 Окончательные изменения отдельных размеров после нагрева, средние изменения размеров и максимальные изменения размеров в процентах, в обоих направлениях, для каждого образца.

14.1.20 Средние изменения размеров в процентах, среднеквадратичное отклонение и коэффициент изменчивости, в обоих направлениях, для каждого образца, как при начальном, так и при окончательном измерении размеров после нагрева.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.10).

1.2 Значения, приводимые в единицах СИ или в дюймах-фунтах, должны расцениваться отдельно как стандартные. Значения, указанные в каждой системе, могут быть неэквивалентными; поэтому каждая система должна использоваться независимо от другой. Объединение значений из двух систем может привести к несоответствию в стандарте.

1.2.1 В тексте значения в дюймах-фунтах приведены в скобках.

1.3 Настоящий стандарт не ставит целью рассмотрение всех опасных факторов, если таковые имеются, связанных с его применением. Ответственность за организацию мероприятий по обеспечению надлежащего уровня безопасности и гигиены труда, а также за определение применимости нормативных ограничений лежит на пользователе данного стандарта.

Терминология D3878 касается терминов, относящихся к высокомодульным волокнам и их композитам, а также терминов, относящихся в "сэндвич"-конструкциям. Терминология D883 касается терминов, относящихся к пластмассам. Терминология E456 и E177 касается терминов, относящихся к статистике. В случае возникновения разногласий в терминах приоритетным является стандарт D3878.

3.2 Условные обозначения:

3.2.1 CV - коэффициент вариации для данного свойства (в процентах)

3.2.2 L_i - начальный измеренный размер

3.2.3 L_f - конечный измеренный размер

3.2.4 S_n-1 - среднеквадратичное отклонение для данного свойства

3.2.5 x₁ - результат испытания определенного образца из выборки для данного свойства

3.2.6 - среднее значение для данного свойства.

5.1 Геометрические размеры внутреннего слоя "сэндвич"-панелей могут изменяться при нагреве. Это может быть связано с воздействием нагревания на сам материал внутреннего слоя, а также с изменением содержания влаги во внутреннем слое в результате цикла нагрева. Целесообразно определить, насколько это может повлиять на геометрические размеры конечной детали.

5.2 Данный метод испытаний предусматривает стандартный метод определения стабильности размеров материала внутреннего слоя для конструктивных свойств, спецификаций материалов, приложений исследований и разработок и для обеспечения качества.

Несовершенные методы изготовления и повреждения, вызванные неправильной обработкой образца, являются известными причинами широкого разброса данных при испытании внутреннего слоя "сэндвич"-конструкций. Среди важных аспектов подготовки образца внутреннего слоя "сэндвич"-конструкции, влияющих на разброс данных, присутствуют такие, как наличие стыков, полостей и других разрывов структуры внутреннего слоя, внеплоскостных закруглений и шероховатости поверхности.

К геометрическим факторам, отличающим внутренний слой и влияющим на стабильность размеров, относится размер сот внутреннего слоя, однородность геометрических параметров сот, толщина стенок сот, однородность толщины стенок сот, толщина внутреннего слоя и однородность толщины внутреннего слоя.

Результаты зависят от внешних условий (включая температуру и уровень влажности), при которых проходит подготовка образцов, среды повышенной температуры, условий повторного кондиционирования после нагрева, а также условий, при которых проводятся пространственно-плоскостные измерения. Образцы, испытываемые в различных средах, могут иметь различия в стабильности размеров.

9.1 Точность всех средств измерения должна подтверждаться сертификатами калибровки, действительными на момент использования оборудования.

Отсутствуют данные, необходимые для определения точности данного метода испытаний.

Систематическая погрешность данного метода не может быть определена по причине отсутствия надлежащих опорных данных.