آزمون های بارگذاری برج ها و سازه های خطوط انتقال هوایی و معرفی استاندارد IEC 60652

معرفی استاندارد 

در این نوشته استاندارد بین المللی  IEC 60652 و روش های تست دکل های خطوط هوایی را معرفی می نماییم

استاندارد IEC 60652  برای انجام آزمون بر روی دکل ها  و سازه های خطوط هوایی با ولتاژهای بالاتر از 45 کیلو ولت قابل استفاده است. همچنین این استاندارد می تواند به عنوان مرجع تست دکل هایی با ولتاژهای پایین تر هم  مورد استفاده قرار گیرد.

دسته بندی آزمون ها

با توجه به هدف آزمون و روش اجرا ، این استاندارد به دو دسته آزمون اشاره دارد:

a) آزمون های نوعی و  طراحی ؛

b) آزمون های نمونه ای

معیار  عمومی آزمون

برای یک آزمون نوعی ، ماده یا  مواد و فرایندهای تولید  مورد استفاده در ساخت نمونه اولیه دکل باید  مشابه  مشخصاتی باشد که در ساخت خط تولید دکل استفاده شده است.

این مشخصات باید شامل مشخصات مقطع اجزا، جزئیات اتصال( به عنوان مثال اندازه پیچ و مهره ) درجه مواد و فرآیندهای ساخت باشد. قبل از شروع ساخت نمونه اولیه دکل، قراردادی در خصوص   پوشش سطح دکل می بایست منعقد گردد.

همچنین باید  قراردادی  با شرکت یا سازمانی که مسئول بررسی دکل قبل از آزمون است ، منعقد شود.

دکل باید با موفقیت در برابر بارهای مشخص شده توسط مشاور مقاومت کند.

در صورت درخواست مشاور، ایستگاه تست باید توسط یک سازمان خارجی معتبر آکردیته شود  تا این نوع آزمون را طبق روشهای تضمین کیفیت تعریف شده توسط ISO / IEC 17025 انجام دهد.

مشخصات آزمون

مشاور باید اطلاعات مناسب زیر را در یک زمان توافق شده قبل از تحویل دکل آماده کرده و به ایستگاه تست ارسال کند:

• نقشه های   و کارگاه و / یا نصب دکل
• جرم هر بخش از دکل.
• موارد احتیاطی که هنگام تخلیه و بسته بندی باید رعایت شود.
• الزامات مربوط به مونتاژ دکل یا جداسازی قطعات ، از جمله در صورت لزوم جزئیات مربوط بلند کردن دکل از حالت افقی.
• الزامات محکم کردن  پیچ و مهره.
• تنش برای همه مهار ها.
• نیروی اسمی که باید در هنگام اتصال لغزش به مقاطع و یا طول اتصال لغزش اعمال شود و تلرانس های مربوطه آنها 
• تلرانس های تنظیم فونداسیون و تحمل عمودی دکل.
• دسته آزمون (آزمون طراحی، نوعی یا نمونه ای).
• موقعیت دقیق نقاط اعمال بار  برای هر مورد بارگذاری.
• بارهای طراحی که باید بر روی دکل در  هر کیس  بارگذاری اعمال شود.
• تمام واکنشهای ایجاد شده در فونداسیون دکل آزمونها برای هر مورد  بارگذاری.
• آیا  دکل  قرار است بین دو  تست دوباره تنظیم  و تراز شود.
• محل نقاط اندازه گیری انحراف برای هر مورد بارگذاری.
• موقعیت و جهت گیری گیج های اندازه گیرنده تنش.
• قسمت هایی از دکل که در  در طول آزمون باید از آن فیلمبرداری شود.

برنامه آزمون

برنامه آزمون باید در یک تاریخ توافق شده قبل از آزمون به مشاور اطلاع داده شود.این سند باید توسط مشاور تأیید شود و در یک  مدت زمان توافق شده به ایستگاه تست عودت داده شود.

برنامه آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:

• تاریخ پیش بینی شده برای آزمون
• ترشح فونداسیون پیشنهادی برای دکل مورد آزمون.
• روش اعمال بارگذاری.
• نقشه  آرایش تست ریگ  و جزئیات پیوست.
• موقعیت دینامومترها و / یا لودسل ها و موقعیت ترانسدیوسرهای زاویه ای در   اعمال بارگذاری منتجه
• موقعیت نقاط اندازه گیری انحراف.
• موقعیت و جهت گیری گیج اندازه گیرنده تنش در صورت مناسب بودن.
• تلرانس ها (بارها ، زاویه های حاصل ، انحراف ، گیج اندازه گیرنده تنش).
• جزئیات بارهای اعمال شده برای هر مورد اعمال و افزایش بار و زمان  نگهداری بارگذاری
• زمان های نگهداری بار برای سطح نهایی بارگذاری
• میزان بارگذاری برای مواد الاستیکی-پلاستیکی  و مواد حساس به خزش.
• دسته آزمون (آزمون طراحی، نوعی یا نمونه ای).

سرهم کردن و اسمبل کردن دکل

دکل مورد آزمون  باید بر پایه ای بنا شود که فرضیات طراحی را شبیه سازی کند.

ایستگاه تست باید مطابق دستورالعمل های ارائه شده توسط مشاور ، مونتاژ پدکل را ادامه دهد.

در مواردی که ایستگاه تست در مونتاژ یا نصب دکل با مشکلی روبرو شود ، باید به مشاور اطلاع داده  شود و  مشاور باید در مورد تغییرات مورد نیاز تصمیم  گیری نماید.

در صورت درخواست مشاور ، گزارش مونتاژ توسط ایستگاه تست ارائه می شود. این گزارش ممکن است شامل ویدئویی از مراحل مختلف مونتاژ و  یا هرگونه مشکی که در زمان مونتاژ پیش آمده باشد.

بارگذاری دکل

موارد بارگذاری (بارها ، جهت ها و نقاط  اعمال بار) توسط مشاور در مشخصات آزمون بیان می شود.

بارهای ترکیبی

اگر برای اهداف عملی ، بارهای خاصی (مثلاً به دلیل وزش باد  به دکل) باید ترکیب شود ، مقدار حاصل ، جهت و نقطه اعمال آن باید در برنامه آزمون نشان داده شود.

اقدامات احتیاطی در اعمال بارگذاری

دینامومتر / لودسل ها  در تست ریگ باید در نزدیکترین نقطه ممکن به نقطه اعمال بار به دکل قرار گیرند.

به همین ترتیب ، توصیه می شود که آرایش  تست ریگ باید به گونه ای باشد که خارج از مرکز بودن بار را به حداقل برساند.

ایستگاه تست باید هرگونه تماس بین تست ریگ  و دکل را به حداقل برساند. در مواردی که عملی نیست ، باید به مشاور اطلاع داده شود.

غیر از مواردی که توافق دیگری شده باشد ، توصیه می شود که تفاوت بین بار مورد نیاز(بار تعیین شده) و بار اندازه گیری شده در هر نقطه از اعمال بار و در هر زمان از آزمون نباید  بیش از 5٪ باشد.

بارها باید به گونه ای اعمال شود که از  هرگونه اثر دینامیک جلوگیری گردد. اگرچه ، لغزش مفصل اسلیپ جوینت در حین آزمون دکل پذیرفته می شود.

سطوح بارگذاری

بارهای آزمون  باید به 50٪ ، 75٪ ، 90٪ ، 95٪ و 100٪ بار های تعیین شده به صورت تدریجی افزایش یابد.

در صورت درخواست مشاور ، ممکن است سطح بار اضافی نیز در نظر گرفته شود.

تلرانس های بارهای اعمال شده(بارگذاری)

برای هر سطح بار، اگر اندازه گیری بار اعمال شده در حد مجاز نشان داده شده در جدول 1 زیر باشد ، قابل قبول خواهد بود:

جدول 1 – تلرانس بار

سطح بار٪	محدوده قابل قبول٪
50	49 تا 51
75	76 تا 74
90	89 تا 91
95	46 تا 96
100	100 تا 102

نرخ بارگذاری و زمان نگه داشتن بار

برای هر بار افزایش بارگذاری، زمان مورد نیاز برای اعمال بار به امکانات ایستگاه تست و زمان مورد نیاز برای تنظیم بارها مطابق با 9.4 بستگی دارد.

برای سطح 100٪ نهایی ، بارها باید حداقل 1 دقیقه و حداکثر 5 دقیقه حفظ شوند. مدت زمان انتخاب شده برای اعمال بار در سطح نهایی باید در برنامه آزمون گنجانده شود.

برای دکل های ساخته شده از مواد حساس به خزش ، ممکن است نرخ بارگذاری و زمان های نگهداری مختلف اعمال شود.

اندازه گیری ها

اندازه گیری بار و زاویه

دقت دینامومترها و / یا لودسل ها و / یا ترانسدیوسرهای زاویه باید به حدی باشد که خطاهای اندازه گیری در مقیاس کامل بیشتر از 1٪ نباشد (از جمله تاثیر تست ریگ). دقت مشخص شده با  فرض انحراف استاندارد 3σ می باشد.

تمام دینامومترها و / یا لودسل ها و / یا ترانسدیوسرهای زاویه ای باید قبل و بعد از هر سری آزمون کالیبره شوند. ابزارهای کالیبراسیون حداقل باید سالی یکبار  مورد گواهی قرار گیرند. تمام بارهای اعمال شده و / یا زاویه های حاصل باید ثبت شوند.

اندازه گیری انحراف

در هر سطح بار و هنگامی که دکل پایدار است ، انحراف دکل باید مطابق با مشخصات آزمون اندازه گیری شود. دقت اندازه گیری ها باید 25 میلی متر باشد. دقت مشخص شده با  فرض انحراف استاندارد 3σ می باشد.

اندازه گیری تنش

در صورت درخواست مشاور ، اندازه گیری تنش باید مطابق با استانداردهای پذیرفته شده صنعت بدست آید. 

ایستگاه تست باید دقت اندازه گیری گیج های اندازه گیرنده تنش و / یا اعضای سازنده را فراهم کند و اندازه گیری ها را با بارهای اعمال شده سنکرون و همزمان نماید.

توالی و ترتیب بارگذاری در آزمون

توالی موارد بارگذاری آزمون توسط مشاور تعیین می شود و در مشخصات آزمون قید می شود.

 توصیه می شود ابتدا آن دسته از آزمونها را انتخاب کنید که کمترین تاثیر را در نتایج آزمونهای متوالی داشته باشند.

در صورت توافق و رضایت مشاور ، ایستگاه تست می تواند توالی آزمون را برای ساده سازی آزمون یا کاهش هزینه آزمون تنظیم کند.

مستندات ویدئویی

توصیه می شود که کل آزمون با فیلمبرداری ضبط شود و ویدیوها با اندازه گیری ها مطابقت داده شود.

معیار پذیرش

عملکرد دکل اگر در برابر بارهای طراحی شده مشخص (در 100٪) به مدت 1 دقیقه بدون خرابی اجزای سازنده یا مجموعه مقاومت کند می تواند قابل قبول تلقی شود، حتی اگر مدت زمان طولانی تری تعیین شده باشد.

تغییر شکل موضعی دائمی مانند خم شدن یا پیچانده شدن اعضا و اجزای ثانویه قابل قبول است. بیضی شدن سوراخ ها و تغییر شکل دائمی پیچ ها باید پذیرفته شده تلقی گردد.

بعلاوه ، شرط بند 15 باید برآورده شود.

شکست و fail زودرس

آزمون های طراحی

در صورت خرابی در کمتر از 95٪ بار طراحی مشخص شده ، می توان  اجزای fail  شده را با اجزای دیگر جایگزین شود.

 ساختار اصلاح شده باید مجددا آزمایش شود تا در برابر 100٪ بار های طراحی شده مشخص مقاومت کند.

در صورت خرابی بین 95٪ و کمتر از 100٪ بار های طراحی شده مشخص ، به استثنای مورد بار نهایی (غالباً مورد بار تخریب) ، دکل باید اصلاح و دوباره مورد آزمون قرار گیرد.

اگر خرابی در بار نهایی رخ دهد ، مشاور می تواند انتخاب کند که دوباره  دکل اصلاح شده را آزمایش نکند.

در صورت خرابی در 100٪ بارهای طراحی شده مشخص اما در کمتر از 1 دقیقه از زمان برگزاری ، مشاور می تواند دکل را بدون تغییر بپذیرد.

آزمون نمونه ای

در صورت خرابی در کمتر از 100٪ بار طراحی مشخص شده ، اجزای (قطعات) خراب باید با اجزای یکسان جایگزین شوند و دکل دوباره آزمایش شود.

 در صورت خرابی بعدی ، مشاور می تواند دسته دکل هایی را که دکل آزمون از آنها انتخاب شده است، رد کند.

در صورت خرابی در 100٪ از بار طراحی مشخص شده اما در کمتر از 1 دقیقه از زمان نگهداری ، مشاور می تواند دسته ای از دکل ها  را  که دکل مورد  آزمون را از آنها انتخاب کرده است بپذیرد.

تعویض قطعات

تعویض یا تغییر جزئی یا کامل عناصر ، اجزا ، مجموعه ها و بخشهای کامل دکل به عهده مشاور است.

مشخصات مواد

انتخاب مواد ، تلرانس های ساخت و خصوصیات مهندسی (به عنوان مثال مشخصات هندسی و مکانیکی) برای دکل به عهده مشاور است.

مواد مورد استفاده برای ساخت نمونه اولیه دکل باید نماینده مواد مورد استفاده در خط تولید دکل  و در محدوده مشخصات صنعتی و فنی مناسب باشد.

پس از اتمام سری آزمون ها ، برای بررسی تطابق مواد با مشخصات ، توصیه می شود از نمونه اول دکل نمونه برداری شود.

 تعیین تعداد و محل نمونه  ها بر عهده مشاور است.

اگر اجزا دکل الزامات استانداردهای   مربوطه در صنعت را برآورده نکنند ، مشاور می تواند آزمایش را نامعتبر اعلام کرده و دکل را رد کند.

گزارش آزمون

ایستگاه تست باید کلیه اطلاعات و داده های مربوط به آزمون را مستند کند.

گزارش آزمون باید شامل داده های زیر باشد:

a)  اشاره به  استاندارد قابل اجرا برای تست دکل (IEC 60652)

b) تعیین ، نوع و مشخصات دکل.

c) نام سازنده دکل

d) نام طراح دکل

e) نام مشاور.

f) تاریخ و محل آزمون.

g) اسامی افراد حاضر در آزمون.

h) لیست نقشه های کارگاهی و / یا نقشه های برپاسازی دکل مورد آزمون به انضمام تمامی اصلاحات احتمالی.

i) روش ها و چگونگی مونتاژ قطعات

j) شرح کلیه ناهنجاریها و دشواریهای  پیش آمده حین  عملیات مونتاژ دکل  و همچنین اقدامات اصلاحی اتخاذ شده توسط مشاور.

k)   نقشه های  تست ریگ و نحوه  اعمال بارهای آزمون 

l)  شرح مختصر تجهیزات آزمون شامل تعداد ، محل ، محدوده و نمودارهای کالیبراسیون یا جداول ترانسدیوسرهای  بار و زاویه یا سایر دستگاه های اندازه گیری بار و همچنین دقت تجهیزات مورد استفاده برای اندازه گیری بارهای آزمون

n) مدت زمان اعمال هر بار  برای سطح نهایی.

o) سوابق کالیبراسیون

p) اندازه گیری انحراف.

q) اندازه گیریهای  ثبت شده توسط  گیج اندازه گیرنده تنش در صورت تناسب

r) در صورت خرابی:

• حداکثر بارهای وارد شده به دکل قبل از خرابی. 
• توصیفی در خصوص شکست ؛
•  در صورت نیاز مشاور ، خصوصیات مهندسی اجزای خراب شده دکل؛ 
• در صورت نیاز مشاور ، فیلم ویدیویی از خرابی.

عکسهایی که کل دکل را قبل ، حین و بعد از آزمون نشان می دهد و  در صورت لزوم عکسهایی که، جزئیات هرگونه خرابی را نشان می دهد.

t) داده های هواشناسی محلی در طول آزمون (به عنوان مثال سرعت و جهت باد ، دما و غیره).

u)در صورت درخواست مشاور ، مشاهدات تغییر شکلهای دائمی قابل توجه در حین برچیدن و دمونتاژ کردن دکل

v) در صورت لزوم ، تعداد گواهی تضمین کیفیت  ایستگاه تست مطابق با ISO / IEC 17025.

w) در صورت درخواست مشاور ، خصوصیات مهندسی نمونه های اجزا نمونه برداری شده   از دکل.

ثبت و ردیابی

ایستگاه تست باید تمام اطلاعات مربوطه را برای مدت زمان حداقل 10 سال یا زمانی طبق درخواست مشاور ثبت کند. اطلاعات مربوطه شامل گزارش آزمون ، کالیبراسیون و داده های آزمون ، تاریخچه انحراف (شکست) و زمان بارگذاری ، نقشه های تست ریگ و فیلم و تصاویر موجود است.