СТО Газпром 2-3.2-011-2005

  Главная      Учебники Газпром     

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

содержание   ..   130  131  132  133  134  135  136  137  138  139  .. 

 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ”

 


 

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ


 

БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

СКОРОСТИ ИЗНОСА И КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ НА МАШИНЕ ТРЕНИЯ МТ-2


 

СТО Газпром 2-3.2-011-2005


 

Издание официальное


 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО “ГАЗПРОМ”


 

Общество с ограниченной ответственностью “ТюменНИИгипрогаз”


 

Общество с ограниченной ответственностью “Информационно-рекламный центр газовой промышленности”


 

Москва 2005

Предисловие


 

  1. РАЗРАБОТАН


     

  2. ВНЕСЕН


     

  3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ


     

  4. ВЗАМЕН

Обществом с ограниченной ответственностью “ТюменНИИгипрогаз”


 

Управлением по бурению газовых и газоконденсатных скважин Департамента по добыче газа, газового конденсата,

нефти ОАО “Газпром”


 

Распоряжением ОАО “Газпром” от 12 апреля 2005 г. № 58 с 1 августа 2005 г.


 

РД 00158758;11;98


 

© ОАО “Газпром”, 2005

© Разработка ООО “ТюменНИИгипрогаз”, 2004

© Оформление ООО “ИРЦ Газпром”, 2005


 

Распространение настоящего стандарта осуществляется в соответствии с действующим законодательством и с соблюдением правил, установленных ОАО “Газпром”

Содержание

Введение IV

  1. Область применения 1

  2. Нормативные ссылки 1

  3. Нормы погрешности измерений 2

  4. Метод измерений 3

  5. Требования к средствам измерений, вспомогательному оборудованию, материалам 3

  6. Требования безопасности 4

  7. Требования к квалификации операторов 4

  8. Условия выполнения измерений 4

  9. Подготовка к выполнению измерений 4

  10. Выполнение измерений 4

  11. Обработка результатов измерений 6

  12. Оформление результатов измерений 9

  13. Контроль точности получаемых результатов измерений 10

    Приложение А (рекомендуемое). Форма записи результатов измерений 12

    Библиография 14


     

    III


     

    Введение


     

    Методика выполнения измерений скорости износа и коэффициента трения на машине трения МТ;2 для буровых растворов разработана в соответствии с ГОСТ Р 8.563 и аттестована Государственным научным метрологическим центром Федерального агентства по техническому ре;гулированию и метрологии – ФГУП “Уральский научно;исследовательский институт метрологии” (свидетельство об аттестации № 77;223;2004).

    СТАНДАРТ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА “ГАЗПРОМ”


     

    image

    БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ.

    МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ СКОРОСТИ ИЗНОСА И КОЭФФИЦИЕНТА ТРЕНИЯ НА МАШИНЕ ТРЕНИЯ МТ-2


     

    image


     

    Дата введения 2005-08-01


     

    1. Область применения


       

      Настоящий стандарт распространяется на буровые растворы и устанавливает методику выполнения измерений (МВИ) скорости износа и коэффициента трения (сталь-сталь) на машине трения МТ-2.

      Диапазон измерений:

      скорость износа, мм/ч ..............................................................От 0 до 5,0 включ.

      коэффициента трения, отн. ед ................................................От 0,000 до 0,100 включ.

      Примечание – В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р ИСО 5725-1 и единицы величин в соответствии с ГОСТ 8.417.


       

    2. Нормативные ссылки


       

      В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

      ГОСТ 8.417-2002 Государственная система обеспечения единства измерений. Единицы величин

      ГОСТ 12.0.004-90 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

      ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность.

      Общие требования

      ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

      ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

      ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы,

      пробирки. Общие технические условия

      ГОСТ 2603-79 Ацетон. Технические условия


       

      image

      Издание официальное

      ГОСТ Р 8.563-96 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений

      ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения

      ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

      ГОСТ Р 50779.42-99 (ИСО 8258-91) Статистические методы. Контрольные карты Шу-

      харта


       

    3. Нормы погрешности измерений


       

      Диапазон измерений, значения показателей точности, повторяемости и воспроизводимости методики при доверительной вероятности Р = 0,95 для определяемого параметра приведены в таблице 3.1.


       

      Таблица 3.1 – Диапазон измерений, показатели точности, повторяемости, воспроизводимости

      image


       

      Значения относительных пределов повторяемости (для двух результатов параллельных определений, n = 2) и показателя внутрилабораторной прецизионности (для двух результатов измерений, m = 2), критический диапазон (для четырех результатов параллельных определений, n = 4) при доверительной вероятности Р = 0,95 для определяемого параметра приведены в таблице 3.2.

      Таблица 3.2 – Относительные пределы повторяемости, воспроизводимости, критический диапазон


       

      image


       

    4. Метод измерений


       

      Метод измерения скорости износа и коэффициента трения заключается в определении величины износа образца, работающего в среде испытываемого раствора, а также силы трения возникающей в процессе приложения переменной нагрузки на образец.


       

    5. Требования к средствам измерений, вспомогательному оборудованию, материалам

      1. Машина для испытания материалов на трение и износ МТ-2 с двумя индикаторами часового типа по ГОСТ 577 (ИЧ 02.000ПС, ИЧ 10.000ПС). Частота вращения контробразца (360 ± 10) об/мин, диапазон удельной нагрузки прижатия образцов от 4 до 18 МПа, предел допускаемой погрешности 5 % [1].

      2. Установка смесительная, обеспечивающая частоту вращения вала мешалки: 8000 об/мин, 10000 об/мин, 12000 об/мин (например, “Воронеж-4” по ТУ 16-88 ИЖЕА.6921.00ТУ [2]).

      3. Ацетон по ГОСТ 2603.

      4. Секундомер механический 2 класса точности, обеспечивающий предел допускаемой погрешности за 60 минут ± 1,8 сек (например, СОС пр-2б-010 “АГАТ” по ТУ 25-184.003-90 [3]).

      5. Цилиндр 1-1000 по ГОСТ 1770.

        Средства измерений должны иметь действующие свидетельства о поверке (калибровке) и клейма. Допускается применение других средств измерений с аналогичными или лучшими метрологическими характеристиками.


         

    6. Требования безопасности


       

      1. Требования электробезопасности при работе с электроустановками согласно ГОСТ 12.1.019.

      2. Помещение должно соответствовать правилам пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004, иметь средства пожаротушения по ГОСТ 12.4.009.

      3. Организация обучения операторов безопасности труда должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.0.004.


         

    7. Требования к квалификации операторов


       

      Для выполнения измерений скорости износа и коэффициента трения допускаются операторы, изучившие руководство по эксплуатации прибора, настоящую методику выполнения измерений, прошедшие инструктаж и сдавшие экзамен по безопасности труда.


       

    8. Условия выполнения измерений


       

      При выполнении измерений соблюдают следующие условия:

      температура окружающего воздуха ............................................плюс (20±5) С;

      относительная влажность воздуха ..............................................(60±20) %;

      напряжение питающей сети ........................................................(220±22) В;

      частота питающей сети ................................................................(50,0±0,5) Гц.


       

    9. Подготовка к выполнению измерений


       

      1. Корпус машины трения МТ-2 соединяют с контуром защитного заземления помещения.

      2. В стакан смесительной установки помещают (700±100) см3 исследуемого раствора,

        стакан закрепляют в смесительной установке и перемешивают в течение 20-30 минут.


         

    10. Выполнение измерений


       

      1. Схема машины трения МТ-2 приведена на рисунке.

      2. Определение величины износа образца


 

image image image


 

image image image


 

image image image image image


 

image

Рисунок – Схема машины трения МТ-2:

1 – образец “стержень”; 2 – контробразец “кольцо”; 3 – держатель образца; 4 – шпиндель; 5 – механизм нагружения; 6 – измеритель силы трения; 7 – измеритель износа образцов;

8 – чашка; 9, 10 – клиноременная передача; 11 – электродвигатель; 12 – пульт управления


 


 

      1. На место индикатора измерителя силы трения 6 устанавливают стержень 1, фиксирующий пластину измерителя.

      2. Образец 1 устанавливают в держателе 3 так, чтобы он выступал на 3-4 мм.

      3. Образец 1 и контробразец (кольцо) 2 обезжиривают салфеткой, смоченной аце-

        тоном.


         

      4. В чашку 8 наливают 250-300 см3 испытуемого раствора. Для этого чашку подво-

        дят снизу до погружения образцов под уровень раствора и устанавливают на подставку.

      5. Нагружают подвеску 5 нагрузкой 8 Н, включают двигатель 11 на 2 минуты для приработки образцов, затем выключают двигатель 11, снимают груз с подвески 5.

      6. Подключают с помощью рычага индикатор измерителя износа образца 7, нагружают подвеску 5 грузом 4 Н, устанавливают на ноль шкалу индикатора измерителя износа образцов, включают двигатель 11 на 5 минут, одновременно включают секундомер. Отсчет времени ведут с точностью до 1 с. После отключения двигателя снимают показания индикатора износа образцов с точностью до 0,01 мм.

      7. Повторяют операции по 10.1.6, нагружая подвеску 5 нагрузками 8, 12, 16, 20 Н. В зависимости от задач эксперимента величина нагрузки может изменяться.

      8. Для каждой нагрузки проводят по два параллельных определения износа образца согласно операциям 10.1.1–10.1.7.

    1. Определение силы трения (рисунок).

      1. Отключают индикатор 7 измерителя износа образца. Убирают стержень 1, фиксирующий пластину измерителя силы трения, и на его место устанавливают индикатор 6.

      2. Нагружают подвеску 5 грузом 4 Н. Стрелку индикатора измерителя силы трения 6 устанавливают в нулевое положение. Включают двигатель 11 на 10-15 с, снимают показания индикатора 6 во время работы двигателя в делениях с точностью до 0,01 мм.

      3. Повторяют операции по 9.4.2, нагружая подвеску 5 нагрузками 8, 12, 16, 20 H. В зависимости от задач эксперимента величина нагрузки может изменяться.

      4. Для каждой нагрузки проводят по два параллельных определения силы трения согласно операциям 10.2.1–10.2.3.

      5. Силу трения рассчитывают для каждой нагрузки по формуле

Fтрi = K2·fi, (1)

где К2 – цена деления индикатора 6 измерителя силы трения, дел.; fi – результат параллельных определений силы трения.

Результаты заносят в журнал по форме таблицы А.1 (приложение А).


 

11 Обработка результатов измерений


 

11.1 Скорость износа образца рассчитывают по формуле (2) для каждой нагрузки.

image

l 60

image

V  i ,

i t


 

(2)


 

где li – результат параллельных определений величины износа образца, мм; t – время измерений, мин.

Результаты заносят в журнал по форме таблицы А.1 (приложение А).

11.2. Измерение коэффициента трения Коэффициент трения рассчитывают по формуле

F

  трi ,


 

(3)

i Р


 

где Fтрi – сила трения, рассчитанная по формуле (1);

Р – сила прижатия образцов, рассчитанная по формуле

P = K1·G, (4)

где К1 – коэффициент трения данной машины, величина постоянная, рассчитанная при аттестации и указанная в аттестате машины, отн.ед., (К1 = 7,0);

G – вес груза нагружаемого на подвеску, Н.

Силу прижатия образцов и коэффициент трения рассчитывают по формулам 1-4 для каждой нагрузки и заносят в журнал по форме таблицы А.1 (приложение А).

    1. Проводят проверку приемлемости результатов параллельных определений скорости износа и коэффициента трения, полученных в условии повторяемости.

      1. Вычисляют среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений скорости износа образца и двух параллельных определений коэффициента трения сталь/сталь и рассчитывают среднее арифметическое значение по формулам

        image

        V  V

        V i  i1 i 2 ,

        2


         

        image

          i1  i2

        (7)

        image

        i 2 , (8)


         

        где Vi1, Vi2 – результаты двух параллельных определений скорости износа образца, мм/ч;

         i1,  i2 – результаты двух параллельных определений коэффициента трения, отн.ед.

      2. Вычисляют относительное расхождение результатов двух параллельных определений скорости износа образца и коэффициента трения сталь/сталь ri, %, по формуле

        V  V

        image

        i

         

        r  imax imin ,

        Vi


         

        image

        i

         

        r  imax  imin ,

        i


         

        (9)


         

        (10)


         

        где Vi max – максимальный результат определения скорости износа образца для i-й нагрузки, выбранный из Vi1 и Vi2 , мм/ч;

        Vi min – минимальный результат определения скорости износа образца для i-й нагрузки, выбранный из Vi1 и Vi2, мм/ч;

        i max – максимальный результат определения коэффициента для i-й нагрузки, выбранный из i1 и i2, мм/ч;

        i min – минимальный результат определения скорости износа образца параметра для i-й нагрузки, выбранный из i1 и i2, мм/ч;

      3. Если значение ri для двух параллельных определений не превышает значение относительного предела повторяемости ri отн. (для n = 2), указанного в таблице 3.2, то результаты

        параллельных определений признаются приемлемыми и за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение, полученное по формулам (7, 8).

      4. Если значение ri для двух параллельных определений превышает значение относительного предела повторяемости ri отн. (для n = 2), указанного в таблице 3.2, измерения

        (включая подготовку к ним) повторяют и получают дополнительно еще два параллельных определения скорости износа образца и коэффициента трения.

      5. Рассчитывают ri, как указано в 11.3.2, для четырех параллельных определений скорости износа образца и коэффициента трения для i-й нагрузки.

Если значение ri для четырех параллельных определений не превышает значения кри-

тического диапазона СR0,95 (для n = 4), указанного в таблице 3.2, то результаты параллельных определений признаются приемлемыми, и за окончательный результат принимают среднее арифметическое значение четырех параллельных определений скорости износа образца и коэффициента трения для i-й нагрузки, определяемые по формулам

N

Vin V i  n1 ,

N

N

in

  n1 ,

i N


 

(11)


 

(12)


 

где Vin – результат n-го параллельного определения скорости износа образца для i-й нагрузки, мм/ч;

in – результат n-го параллельного определения коэффициента трения для i-й нагрузки, отн. ед.;

N – количество параллельных определений (n = 1, … N).

11.2.6 Если значение ri для четырех параллельных определений превышает значение критического диапазона СR0,95 (для n = 4), то окончательный результат рассчитывают как медиану четырех параллельных определений согласно формуле

V  V

V  i2 i 3 ,

i 2

(13)

i 

image

i2  i3 , 2

(14)


 

где Vi2 – второй наименьший результат определения скорости износа образца для i-й нагрузки, мм/ч;

Vi3 – третий наименьший результат определения скорости износа образца для i-й нагрузки, мм/ч;

где i2 – второй наименьший результат определения коэффициента трения для i-й нагрузки, отн. ед;

i3 – третий наименьший результат определения коэффициента трения для i-й нагрузки, отн. ед.


 

  1. Оформление результатов измерений


     

    1. Результат измерения скорости износа образца для i-й нагрузки округляют до первого десятичного знака и представляют в виде

      Vi, %,

      X , %; Р = 0,95; n = 2 (n = 4),


       

      где

      X ,

      – границы допускаемой относительной погрешности измерений скорости износа об-

      разца , мм/ч, приведенные в таблице 3.1;

      Р – доверительная вероятность, с которой установлены границы допускаемой относительной погрешности измерений определяемого параметра.

       

      П р и м е ч а н и е – В случае необходимости представления погрешности измерений в абсолютной форме, значение абсолютной погрешности измерений скорости износа образца для i-й нагрузки вычисляют по формуле (15) и округляют до десятых долей

      X

      Δi  100 %  Vi

      (15)


       

      где Vi – результат измерений скорости износа образца для i-й нагрузки, мм/ч;

      Δi – границы абсолютной погрешности измерений скорости износа образца для i-й нагрузки, мм/ч.

    2. Результат измерения коэффициента трения для i-й нагрузки округляют до десятых долей и представляют в виде

      i, %,

      X , %; Р = 0,95; n = 2 (n = 4),


       

      где

      X , – границы допускаемой относительной погрешности измерений коэффициента тре-

      ния, отн. ед., приведенные в таблице 3.1;

      Р – доверительная вероятность, с которой установлены границы допускаемой относительной погрешности измерений определяемого параметра.

       

      П р и м е ч а н и е – В случае необходимости представления погрешности измерений в абсолютной форме, значение абсолютной погрешности измерений коэффициента трения для i-й нагрузки вычисляют по формуле (16) и округляют до десятых долей

      X

      Δi  100 % i ,

      (16)


       

      где i – результат измерений коэффициента трения для i-й нагрузки, отн. ед.;

      Δi – границы абсолютной погрешности измерений коэффициента трения для i-й нагрузки, отн. ед.


       

  2. Контроль точности получаемых результатов измерений


     

    1. Контроль прецизионности результатов измерений осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 5725-6 (раздел 6).

    2. Контроль стабильности показателя внутрилабораторной прецизионности проводят с использованием контрольных карт (КК) Шухарта по ГОСТ Р 50779.42.

    3. Контроль стабильности показателя внутрилабораторной прецизионности результатов измерений проводят в следующей последовательности.

      1. Периодичность контроля – не реже одного раза в год. Образцами для контроля являются образцы утяжелителей буровых растворов.

        В условиях внутрилабораторной прецизионности (разные операторы) получают два результата измерений определяемых параметров (в соответствии с разделами 9, 10) – первичный

        и повторный результаты (Vi1 и Vi2, i1 и i2). Результаты заносят в соответствующую графу КК.

      2. Рассчитывают относительное расхождения между результатами измерений определяемых параметров Ri, %, по формулам (17, 18) и наносят на КК.

        Ri 

        image

        Vi1  Vi2

        V i

        100 %,


         

        (17)


         

      3. Параметры КК:

        а) средняя линия CL= d2 · в) пределы действия:


         

        Ri 


         

        RX ;

        image

        i1  i2 100 %.

        i

        • верхний UCL = D2 ·

          RX ;

        • нижний LCL – отсутствует; с) пределы предупреждения:

        • верхний UWL = D2(2) ·

          RX ;

        • нижний LWL – отсутствует.

        Значение показателя воспроизводимости –

        RX

        – указано в таблице 3.1.

        Значения коэффициентов для расчета средней линии и пределов действия и предупреждения приведены в таблице 13.1


         

        Таблица 13.1 – Коэффициенты для расчета средней линии, пределов действия, предела предупреждения


         

        Число параллельных

        определений

        Коэффициенты для расчета

        Коэффициенты для расчета пределов предупреждения

        средней линии

        предела действия

        d2

        D2

        d3

        D1(2)

        D2(2)

        2

        1,128

        3,686

        0,853

        -

        2,834


         

      4. Если очередная точка Ri находится внутри предела предупреждения, то внутрилабораторную прецизионность результатов анализа признают удовлетворительной.

      5. Если очередная точка Ri попадает за границу предела действия, то это служит предупреждением о выходе процесса анализа из состояния статистической управляемости.

        В этом случае качество внутрилабораторной прецизионности признают неудовлетворительным, процесс анализа приостанавливают, выясняют и устраняют причины появления неудовлетворительных результатов контроля.

      6. Если очередная точка Ri попадает между пределом предупреждения и пределом

        действия, то контрольную процедуру повторяют. При повторном появлении указанной ситуации процесс анализа приостанавливают, выясняют и устраняют причины появления неудовлетворительных результатов контроля.

      7. После нанесения очередной точки Ri проверяют структуру КК на особые причи-

ны в соответствии с разделом 7 ГОСТ Р 50779.42. Если устанавливают наличие особой причины, то управление процессом осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50779.42 (раздел 8).


 

СТО Газпром 2-3.2-011-2005

 

12

 

Приложение А (рекомендуемое)


 

Форма записи результатов испытаний исследуемого бурового раствора на машине трения МТ-2


 

МТ-2 N

Таблица А1

K2 =

K1 = Раствор


 


 

проба

№ 1

G н

l1, мм

l2, мм

lз, мм

⎯l , мм

f1, дел

f2, дел

fз, дел

f4, дел

⎯f , дел

P, Н

V, мм/ч

Fтр, H

, отн. ед

4

                          

8

                          

12

                          

16

                          

20

                          


 

проба

№ 2

4

                          

8

                          

12

                          

16

                          

20

                          


 

СТО Газпром 2-3.2-011-2005

 

13

 

Таблица А2


 

Gн

4

8

12

16

20

Расхождение между параллельными определениями

Результат измерений

фактическое

допускаемое

⎯V1 , мм/ч

                

⎯V2 , мм/ч

              

Vср, мм/ч

              

1, отн. ед.

              

2, отн. ед.

              

 ср, отн. ед

              

Библиография


 

[1] МТ-2-00.000Т0

Техническое описание и инструкции по эксплуатации

[2] Технические условия

ТУ 16-88 ИЖЕА.6921.00 ТУ

[3] Технические условия

ТУ 25-184.003-90

Машина для испытания материалов на трение и износ. – Уфа: 1990. – 31 с.


 

Установка смесительная “Воронеж-4”. Технические условия. – Воронеж: 2000. – 25 с. Секундомеры механические. Технические условия. – Златоуст: 1990. – 32 с.


 

image


 

ОКС 17.060


 

Ключевые слова: Растворы буровые, машина трения, скорость износа, коэффициент трения, измерения, контроль точности, методика выполнения измерений


 

image


 


 

Корректоры А.В. Казакова, В.И. Кортикова

Компьютерная верстка Н.О. Поляковой


 

image

ИД № 01886. Подписано в печать 08.11.2005 г. Формат 60x84/8. Гарнитура “Ньютон”. Тираж 50 экз. Усл. печ. 2,32 л. Уч.-изд. л. 2,0. Заказ 16


 

image

ООО “ИРЦ Газпром” 117630, Москва, ул. Обручева, д. 27, корп. 2. Тел.: (095) 719-64-75, 719-31-17.


 

Отпечатано в ЗАО “Издательский Дом Полиграфия”