ГОСТ Р 56257–2014 Характеристика факторов внешнего природного воздействия. Общая классификация. External environmental impact characterization. General classification. УДК 002:006.1.05:006.354 ОКС 19.040 Редакция от 31.12.2023.
1 Область применения ГОСТ Р 56257-2014
Настоящий стандарт содержит информацию о внешних воздействиях и ограниченном числе значений степени их интенсивности в рамках рассматриваемого диапазона внешних условий функционирования оборудования в процессе транспортировки, хранения, установки и использования по назначению, а также классификацию внешних воздействующих факторов.
Настоящий стандарт относится к группе стандартов, описывающих внешние природные условия в справочной форме, пригодной для установления конкретных требований к оборудованию [из 1 Область применения ГОСТ Р 56257–2014]
2 Термины и определения ГОСТ Р 56257-2014
В настоящем стандарте применяются следующие термины с соответствующими определениями.
Внешние условия по ГОСТ Р 56257-2014
Физические, химические или биологические условия, являющиеся внешними для продукта (изделия), которым он подвергается в определенное время.
Примечание — Как правило, внешние условия — это внешние природные условия, а также внешние условия, созданные самим продуктом или внешними источниками.
[из 2.1 ГОСТ Р 56257–2014]
Внешнее воздействие по ГОСТ Р 56257-2014
Воздействие воды, масла, строительных материалов, веществ, вызывающих коррозию или загрязнение, механические воздействия снега, ветра, а также других опасных факторов окружающей среды.
Примечание — К внешним воздействиям могут относиться физические, химические или биологические воздействия, которые либо в отдельности, либо в комбинации с другими воздействиями формируют внешние условия (например нагрев, вибрация).
[из 2.2 ГОСТ Р 56257–2014]
Внешний параметр по ГОСТ Р 56257-2014
Одно или несколько физических, химических или биологических свойств, характеризующих внешнее воздействие (например температура, ускорение).
Пример — Внешнее воздействие «вибрация» характеризуется следующими параметрами: тип вибрации (синусоидальная, случайная), ускорение и частота.
[из 2.3 ГОСТ Р 56257–2014]
Степень интенсивности внешнего параметра по ГОСТ Р 56257-2014
Значение каждой величины, характеризующей внешний параметр.
Пример — Степень интенсивности синусоидальной вибрации определяется значениями ускорения (м/с2) и частоты (Гц).
[из 2.4 ГОСТ Р 56257–2014]
Область применения продукта по ГОСТ Р 56257-2014
Условие или среда, в которой продукт функционирует.
Пример — Офисные помещения, сталелитейный цех, наземный транспорт. Область применения не относится к классу продуктов (например компьютеры).
[из 2.5 ГОСТ Р 56257–2014]
Группа внешних параметров и степени их интенсивности по ГОСТ Р 56257-2014
Множество внешних условий, характерных для конкретного применения (цели) [из 2.6 ГОСТ Р 56257–2014]
Воздействие по ГОСТ Р 56257-2014
Действие физическое (механическое или влияние), оказываемое на здания, сооружения, системы, элементы, персонал, население и объекты окружающей среды [из 2.55 ГОСТ Р 56257–2014]
Внешнее воздействие на объект по ГОСТ Р 56257-2014
Воздействие, оказываемое на объект исследования внешними процессами, явлениями и факторами техногенного или природного происхождения [из 2.56 ГОСТ Р 56257–2014]
Воздействие природное по ГОСТ Р 56257-2014
Воздействие, вызванное внешними процессами, явлениями и факторами природного происхождения [из 2.57 ГОСТ Р 56257–2014]
Воздействие техногенное по ГОСТ Р 56257-2014
Воздействие, вызванное непосредственно деятельностью человека или как результат использования им техники и технологий [из 2.58 ГОСТ Р 56257–2014]
Детерминистический подход по ГОСТ Р 56257-2014
Подход проектирования или конструирования на основе полностью определенных данных о параметрах воздействий и свойствах объекта с учетом установленных норм с коэффициентами запаса предельных значений контролируемых параметров [из 2.59 ГОСТ Р 56257–2014]
Защита работников (персонала) по ГОСТ Р 56257-2014
Комплекс технических мер и организационных мероприятий, обеспечивающих заданный уровень безопасности персонала [из 2.60 ГОСТ Р 56257–2014]
Катастрофа природная и техногенная по ГОСТ Р 56257-2014
Катастрофа, произошедшая вследствие внешних воздействий природного или техногенного происхождения, которая сопровождается последствиями глобального или регионального масштаба, сопряженными с нанесением невосполнимого урона окружающей среде, с многочисленными человеческими жертвами, прямыми экономическими потерями и затратами на ликвидацию этих последствий [из 2.62 ГОСТ Р 56257–2014]
Мониторинг по ГОСТ Р 56257-2014
Система наблюдений за процессом (явлением, фактором) природного или техногенного происхождения, состоянием окружающей среды, объекта, а также оценка и прогноз их изменений и развития [из 2.63 ГОСТ Р 56257–2014]
Работоспособность системы по ГОСТ Р 56257-2014
Свойство системы выполнять заданные функции в течение установленного периода времени в предписанных эксплуатационных пределах и условиях [из 2.64 ГОСТ Р 56257–2014]
Расстояние безопасное (учитываемое) по ГОСТ Р 56257-2014
Расстояние от источника опасности до объекта, за пределами которого можно пренебречь возможными внешними воздействиями на него природного или техногенного происхождения [из 2.65 ГОСТ Р 56257–2014]
Риск по ГОСТ Р 56257-2014
Сочетание вероятности нанесения ущерба и тяжести этого ущерба в виде негативных последствий (разрушение, повреждение здания, сооружения, системы, элемента, нарушение в работе, авария и связанные с ними опасности нанесения ущерба жизни и здоровью человека и (или) ущерба окружающей среде) при внешних воздействиях природного или техногенного происхождения [из 2.66 ГОСТ Р 56257–2014]
Сейсмоизоляция сооружения (здания) по ГОСТ Р 56257-2014
Комплекс инженерных конструкций, устраиваемых, как правило, в фундаменте сооружений и обеспечивающих снижение колебаний изолируемого сооружения относительно сейсмических колебаний грунтов основания, а также элементы и системы, обеспечивающие регулирование (сдвиг) значений собственных частот колебаний сооружения в желаемую область [из 2.67 ГОСТ Р 56257–2014]
Стойкость системы (элемента) при внешних воздействиях по ГОСТ Р 56257-2014
Свойство системы (элемента) сохранять показатели выполнения своих функций и значения параметров системы (элемента) в течение установленного периода времени в условиях нормальной эксплуатации и при внешних воздействиях природного и (или) техногенного происхождения (сейсмостойкость, вибростойкость, коррозионная стойкость и т.п.) в пределах, установленных нормами и (или) техническими условиями на проектирование и эксплуатацию систем (элементов) [из 2.68 ГОСТ Р 56257–2014]
Сценарий состояний объекта или сложной технической системы по ГОСТ Р 56257-2014
Логическая последовательность взаимосвязанных состояний объекта или сложной технической системы, возможных при внешних воздействиях природного и (или) техногенного происхождения [из 2.69 ГОСТ Р 56257–2014]
3 Общие положения ГОСТ Р 56257-2014
3.1 Факторы внешнего и внутреннего воздействия ГОСТ Р 56257-2014
3.1.1 Факторы внешнего воздействия выражают свойства объекта и характеризуют его взаимодействие с окружающей средой. Факторы внутреннего воздействия выражают свойства объекта, связанные с его структурой и сущностью. В динамике внешние факторы характеризуют процессы взаимодействия объекта со средой, а внутренние — процессы внутри объекта [из 3.1(1) ГОСТ Р 56257–2014]
3.1.2 В зависимости от особенностей, объект воздействует на окружающую среду. Особенности объекта определяются его организацией, то есть материалами, из которых он состоит, структурой, взаимодействием составных частей, видами преобразования энергии, способом выведения за пределы объекта продуктов его жизнедеятельности либо просто потерями вещества и энергии при взаимодействии объекта с внешней средой. Известно, что воздействие объекта на окружающую его среду неизбежно в большей или меньшей степени изменяет ее, а, следовательно, и характер и степень ее воздействия на объект. Для обозначения подобных процессов применяется термин «обратная связь» [из 3.1(2) ГОСТ Р 56257–2014]
3.1.3 В процессе воздействия среды на объект можно выделить отдельные факторы. Под факторами внешнего воздействия понимают выделенную из совокупности сторону, процесс, механизм воздействия среды на рассматриваемый объект [из 3.1(3) ГОСТ Р 56257–2014]
3.1.4 Функционирование объекта не ограничивается его взаимодействием с внешней средой, очень часто более важными представляются взаимодействия его составных частей с точки зрения их влияния на функционирование объекта и изменение параметров во времени. К факторам внутреннего воздействия следует относить изменения во времени свойств материалов объекта, видов его организации и т.п. [из 3.1(4) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2 Классификация факторов внешнего и внутреннего воздействия ГОСТ Р 56257-2014
3.2.1 Качество продукции (изделия) закладывается на стадии разработки, обеспечивается в процессе производства и поддерживается на стадии эксплуатации. Разрабатывая продукцию (изделие), необходимо учитывать условия эксплуатации, хранения и транспортирования, характеризующиеся воздействием внешних и внутренних факторов [из 3.2(1) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.2 К внешним факторам относят действие окружающей среды и особенности эксплуатации, связанные с местом размещения продукции (изделия) и (или) условиями его транспортирования. Указанные внешние воздействия могут вызвать ограничение или потерю работоспособности продукции (изделия) или его составных частей в процессе эксплуатации [из 3.2(2) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.3 Внутренними факторами являются процессы старения и изнашивания. Процессы старения происходят непрерывно, причем они совершаются как во время работы, так и во время хранения и транспортирования изделий. Изнашивание проявляется в основном в процессе эксплуатации и зависит от воздействия внешних факторов, от режимов эксплуатации и работы изделий. Вероятность влияния внутренних факторов возрастает по мере увеличения длительности эксплуатации и при нарушении режимов работы, которые могут характеризоваться частотой включений и переключений, вызывающей в изделиях переходные процессы; перенапряжение; толчки и т.д. Частые включения и переключения некоторых изделий могут также влиять на механическое изнашивание их конструктивных элементов. В изделиях, предназначенных для циклических режимов работы, существенное влияние на тепловые режимы оказывают соотношения продолжительности работы и перерывов. Действие внутренних факторов во многих случаях зависит от схемы и конструкции изделия [из 3.2(3) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.4 По времени и характеру воздействия, режимы эксплуатации и работы изделий могут быть:
- непрерывными;
- периодическими (циклическими);
- апериодическими (одноразовыми);
- повторно–прерывными;
- случайными.
В классификациях факторы обычно группируют по какому–либо признаку, поэтому выделяют факторы механические, климатические и т.д. [из 3.2(4) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.5 В настоящем стандарте устанавливается следующая классификация на классы внешних воздействующих факторов (ВВФ): механические, климатические, биологические, радиационные, электромагнитные, специальных сред и термические [из 3.2(5) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.6 В свою очередь каждый класс подразделяется на группы, а каждая группа на виды, которым, кстати, соответствуют определенные виды испытаний.
Пример — Класс климатических воздействий делится на группы:
- атмосферное давление;
- температура среды;
- влажность воздуха или других газов и т.д.
[из 3.2(6) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.7 Группы в свою очередь подразделяются на следующие виды:
- атмосферное повышенное или пониженное давление;
- изменение атмосферного давления или его перепады;
- повышенная и, соответственно, пониженная температура среды;
- изменение температуры среды и т.д.
[из 3.2(7) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.8 Некоторые виды, группы и классы воздействий определяются назначением изделий и их взаимодействием со средами, создаваемыми человеком в процессе его деятельности. К таким классам относятся классы ВВФ:
- специальных сред;
- радиационные;
- электромагнитные;
- термические.
[из 3.2(8) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.9 К механическим факторам относят две группы: факторы статического воздействия и факторы динамического воздействия. К факторам статического воздействия относятся следующие виды:
- растяжение;
- сжатие;
- изгиб;
- кручение;
- срез;
- вдавливание.
Очевидно, что классификация ВВФ повторяет виды деформации материалов [из 3.2(9) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.10 К механическим факторам динамического воздействия относятся такие их виды, как воздействие:
- удара;
- ускорения (линейного или углового), вызывающее перегрузки либо состояние полной или частичной невесомости;
- вибрационное;
- акустического шума.
[из 3.2(10) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.11 Среди климатических факторов обычно выделяют воздействия:
- солнечного излучения (в приповерхностных слоях атмосферы);
- влаги, содержащейся в воздухе или любой смеси газов (под влагой не обязательно понимать только пары воды — это могут быть и пары любой другой жидкости так, например, в атмосфере Юпитера роль воды, по–видимому, играет метан, во внутренней атмосфере космического аппарата эту роль может выполнять жидкое рабочее тело какой–либо из его систем, попавшее внутрь аппарата в результате протекания магистралей);
- выпадающих осадков, к которым обычно относят дождь, изморозь, снег, лед и т.п.
- атмосферы (газовый состав, наличие примесей в виде жидких и твердых аэрозолей, частиц пыли, песка);
- давления аэростатического либо гидростатического (нормального, повышенного, пониженного), его изменений или перепадов.
К климатическим факторам можно отнести и такой, фактор (механический по своей природе), как воздействие движения среды, то есть ветер, волновое движение жидкости и т.п. [из 3.2(11) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.12 В биологических факторах обычно выделяют воздействие на технические системы:
- плесневых грибов и других микроорганизмов;
- насекомых;
- грызунов.
Иногда в виде биологического фактора воздействия внешней среды могут выступать пресмыкающиеся или животные.
Целесообразно включить в этот класс факторов и воздействие человека, которое по своей разрушительности и масштабам может превзойти воздействие других биологических факторов [из 3.2(12) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.13 К радиационным факторам относят совокупность ионизирующих излучений с которыми техническая система может столкнуться в условиях нормальной эксплуатации. Это потоки ?– и ?–частиц, протонов и нейтронов; ?– Re– и УФ–излучений. Необходимо отметить, что факторы этого класса по большей части имеют техногенное происхождение [из 3.2(13) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.14 Необходимо также учитывать отдельный класс факторов воздействия — специальные среды. Имеется в виду воздействие в основном химическое, то есть воздействие кислот, щелочей, растворителей и растворов химически активных веществ [из 3.2(14) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.15 Термические воздействия в некоторых случаях рассматриваются как часть климатических воздействий, а в иных случаях их выделяют в отдельный класс. К ним относят воздействие повышенной, пониженной температуры, ее периодические (так называемое термоциклирование) и непериодические изменения [из 3.2(15) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.16 К факторам внешнего воздействия космического пространства можно отнести воздействие:
- вакуума;
- собственной внешней атмосферы космического аппарата;
- атмосферы планеты (состав и температура атмосферы);
- потоков нейтральных частиц в зависимости от их состава и скорости;
- потоков заряженных частиц, генерируемых в атмосфере планеты;
- «солнечного ветра»;
- солнечного космического излучения;
- электромагнитного излучения солнца (обычно весь спектр его электромагнитных излучений разбивают на ряд участков);
- отраженного планетой солнечного излучения;
- собственного теплового излучения планеты (косвенно этот фактор характеризует температуру грунта планеты и степень его черноты);
- галактических космических излучений;
- потоков межпланетной пыли и метеорных частиц;
- магнитного поля планеты;
- вмороженного магнитного поля «солнечного ветра» и т.д.
[из 3.2(16) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.17 Иногда одновременное действие нескольких факторов классифицируется как независимый фактор, так одновременное воздействие вибрации и ударного нагружения классифицируется как тряска — еще один вид механической нагрузки на технические объекты.
Классификация, приведенная выше, не является полной и универсальной. Для различных технических объектов и систем набор ВВФ будет свой, отражающий как особенности объекта, так и условия его эксплуатации [из 3.2(17) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.18 Воздействие внешних и внутренних факторов на материалы изделий проявляется в основном путем:
- адсорбционного;
- диффузионного;
- химического;
- коррозионного;
- радиационного механизмов воздействия.
Происходящие при этом физико–химические процессы приводят к изменениям значений параметров и характеристик материалов и изделий, в ряде случаев вызывающим отказы. Возможны изменения необратимые и обратимые. Примерами необратимых изменений являются коррозия металлов, изменение структуры материалов при интенсивном радиоактивном облучении и т.д. К обратимым изменениям относятся такие, как восстановление свойств материала, адсорбировавшего газы или влагу своей поверхностью; восстановление свойств, значений параметров и характеристик изделий после прекращения температурных воздействий и т.п.
Таким образом, возникновение отказов можно представить как временной кинетический процесс, зависящий от изменения структуры и свойств материалов изделия [из 3.2(18) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.19 Физико–химические процессы, возникающие в материалах, могут происходить внутри изделия или на его поверхности, в электрических цепях, в подвижных и неподвижных соединениях. Причиной, приводящей к появлению указанных процессов, является воздействие внешней энергии, превращающейся при этом из одного вида в другой.
Наиболее часто на изделия воздействуют следующие виды энергии:
- тепловая;
- электрическая;
- электромагнитная;
- механическая;
- химическая.
[из 3.2(19) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.20 Каждому виду энергии соответствует определенный характер взаимодействия между частицами в соответствующих энергетических полях. Под действием энергии одного или нескольких видов в изделиях возникают физико–химические процессы, которые могут приводить к отказам. Наиболее распространены следующие причины возникновения отказов:
- тепловое разрушение (потеря тепловой устойчивости, перегорание, расплавление и т.д.);
- деформация и механическое разрушение, включая нарушение контактов, обрывы и короткие замыкания, нарушение механических фиксаций и т.д.;
- электрическое разрушение (пробой, нарушение электрической прочности и т.д.);
- электрохимическая коррозия;
- радиационное разрушение;
- изнашивание изделий и их деталей;
- загрязнение поверхностей деталей и изделий (нарушение контактов, изменение фотометрических характеристик, ухудшение зрительного восприятия информации и т.д.).
[из 3.2(20) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.21 Одним из путей повышения качества изделий можно считать изучение физико–химических процессов в материалах, элементах и готовых изделиях, происходящих на стадии эксплуатации, с целью их учета на стадиях разработки и производства [из 3.2(21) ГОСТ Р 56257–2014]
3.2.22 Особое значение приобретают знания указанных процессов для правильной организации испытаний и анализа их результатов [из 3.2(22) ГОСТ Р 56257–2014]
4 Перечень внешних воздействий в соответствии с МЭК 60364-5-51
Ниже приведен перечень внешних воздействий с характеристиками в соответствии с классификацией, установленной в МЭК 60364–5–51.
Таблица 1
Код | Внешние воздействия | Требуемые характеристики оборудования | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
А – внешняя среда | |||||||
AA | Окружающая температура (°С) | ||||||
– | Низкая | Высокая | – | – | |||
AA1 | минус 60 | плюс 5 | – | Использование специально разработанного оборудования или принятие необходимых мер | |||
AA2 | минус 40 | плюс 5 | |||||
AA3 | минус 25 | плюс 5 | |||||
AA4 | минус 5 | плюс 40 | – | Нормальные (особые меры предосторожности в определенных случаях) | |||
AA5 | плюс 5 | плюс 40 | – | Нормальные | |||
AA6 | плюс 5 | плюс 60 | – | Использование специально разработанного оборудования или принятие необходимых мер | |||
AA7 | минус 25 | плюс 55 | |||||
AA8 | минус 50 | плюс 40 | |||||
AB – влажность воздуха | |||||||
– | Температура воздуха (°C) | Относительная влажность (%) | Абсолютная влажность (г/м3) | – | |||
Низкая | Высокая | Низкая | Высокая | Низкая | Высокая | ||
AB1 | минус 60 | плюс 5 | 3 | 100 | 0,003 | 7 | Принятие необходимых мер |
AB2 | минус 40 | плюс 5 | 10 | 100 | 0,1 | 7 | |
AB3 | минус 25 | плюс 5 | 10 | 100 | 0,5 | 7 | |
AB4 | минус 5 | плюс 40 | 5 | 95 | 1 | 29 | Нормальные |
AB5 | плюс 5 | плюс 40 | 5 | 85 | 1 | 25 | Нормальные |
AB6 | плюс 5 | плюс 60 | 10 | 100 | 1 | 35 | Принятие необходимых мер |
AB7 | минус 5 | плюс 55 | 10 | 100 | 0,5 | 29 | – |
AB8 | минус 50 | плюс 40 | 15 | 100 | 0,04 | 36 | |
А – внешняя среда | |||||||
AC | Высота (метры) | ||||||
AC1 | ? 2000 | – | Нормальные | ||||
AC2 | > 2000 | – | Могут потребоваться меры предосторожности (коэффициент понижения номинальных значений) | ||||
AD – присутствие воды | |||||||
AD1 | Пренебрежимо малый уровень | Открытое или незащищенное от атмосферных воздействий оборудование | IPX0 | ||||
AD2 | Свободно падающие капли | – | IPX1 или IPX2 | ||||
AD3 | Распыленная жидкость | – | IPX3 | ||||
AD4 | Брызги | – | IPX4 | ||||
AD5 | Струи | Объекты, где регулярно используются водяные шланги | IPX5 | ||||
AD6 | Волны | Береговые объекты (дамбы, береговые валы, пристани) | IPX6 | ||||
AD7 | Погружение | Вода на уровне 150 мм выше наивысшей точки оборудования, но не более 1 м ниже поверхности | IPX7 | ||||
AD8 | Полное погружение | Оборудование постоянно и полностью под водой | IPX8 | ||||
AE – посторонние твердые частицы | |||||||
– | – | Минимальный размер | Пример | – | |||
AE1 | Пренебрежимо малый уровень | – | – | IP0X | |||
AE2 | Небольшие частицы | 2,5 мм | Инструменты | IP3X | |||
AE3 | Малые частицы | 1 мм | Провода | IP4X | |||
AE4 | Низкая концентрация пыли | – | – | IP5X, если наличие пыли не нарушает работу IP6X, если пыль не должна проникать внутрь | |||
AE5 | Умеренная концентрация пыли | – | – | ||||
AE6 | Высокая концентрация пыли | – | – | IP6X | |||
AF – коррозионно–активные или загрязняющие вещества | |||||||
AF1 | Пренебрежимо малый уровень | – | Нормальные | ||||
AF2 | Атмосфера | – | Согласно характеру вещества | ||||
AF3 | Периодическое, случайное воздействие | – | Защита от коррозии | ||||
AF4 | Непрерывное воздействие | – | Использование оборудования специальной конструкции | ||||
AG1 | Низкие | – | Нормальные | ||||
AG2 | Средние | – | Согласно применимому стандарту или использование усиливающих материалов | ||||
AG3 | Высокие | – | Усиленная защита | ||||
AH – вибрации | |||||||
AH1 | Низкие | Бытовые и подобные приборы | Нормальные | ||||
AH2 | Средние | Обычные производственные условия | Использование оборудования специальной конструкции или принятие необходимых мер | ||||
AH3 | Сильные | Тяжелые производственные условия | |||||
AJ – другие факторы механического воздействия | |||||||
AK | Флора и (или) образование плесени | ||||||
AK1 | Неопасно | – | Нормальные | ||||
AK2 | Опасно | – | – | ||||
AL – присутствие представителей фауны | |||||||
AL1 | Неопасно | – | Нормальные | ||||
AL2 | Опасно | – | – | ||||
AM – электромагнитные, электростатические или ионизирующие воздействия/низкочастотные электромагнитные явления/гармоники | |||||||
AM1 | Гармоники, гармонические составляющие | См. соответствующие национальные стандарты | |||||
AM2 | Напряжение сигнализации | ||||||
AM3 | Изменения амплитуды напряжения | ||||||
AM4 | Несимметричное напряжение | ||||||
AM5 | Изменение частоты сети | ||||||
AM6 | Индуцированные напряжения низкой частоты | ||||||
AM7 | Постоянный ток в сетях переменного тока | ||||||
AM8 | Излучаемые электромагнитные поля | ||||||
AM9 | Электростатическое поле | ||||||
AM21 | Индуцированные колебательные напряжения или токи | ||||||
AM22 | Передаваемые однонаправленные переходные процессы продолжительностью порядка наносекунды | ||||||
AM23 | Передаваемые однонаправленные переходные процессы продолжительностью порядка миллисекунды | ||||||
AM24 | |||||||
AM25 | Переходные колебательные процессы | ||||||
AM31 | Электростатические разряды | ||||||
AM41 | Ионизация | ||||||
AN – солнечная радиация | |||||||
AN1 | Низкая | Нормальные | |||||
AN2 | Средняя | – | |||||
AN3 | Высокая | ||||||
AP – сейсмическое воздействие | |||||||
AP1 | Пренебрежимо мало | Нормальные | |||||
AP2 | Низкий уровень | – | |||||
AP3 | Средний уровень | ||||||
AP4 | Высокий уровень | ||||||
AQ – грозовые разряды | |||||||
AQ1 | Пренебрежимо малы | Нормальные | |||||
AQ2 | Непрямое воздействие | – | |||||
AQ3 | Прямое воздействие | ||||||
AR | Движение воздуха | ||||||
AQ1 | Слабое | Нормальные | |||||
AQ2 | Среднее | – | |||||
AQ3 | Сильное | ||||||
AS – ветровая нагрузка | |||||||
AS1 | Низкая | Нормальные | |||||
AS2 | Средняя | – | |||||
AS3 | Высокая | ||||||
B – эксплуатация | |||||||
BA | Характеристики персонала | ||||||
BA1 | Стандартный | Нормальные | |||||
BA2 | Дети | – | |||||
BA3 | Инвалиды | ||||||
BA4 | С подготовкой | ||||||
BA5 | С квалификацией | ||||||
BB – электрическое сопротивление человеческого тела | |||||||
BC – воздействие электрического потенциала грунта при контакте | |||||||
BC1 | Нет | Класс оборудования по ГОСТ IEC 61140 | |||||
BC2 | Редко | – | |||||
BC3 | Часто | ||||||
BC4 | Постоянно | ||||||
BD – условия эвакуации при аварии | |||||||
BD1 | Низкая плотность размещения/легкий выход | Нормальные | |||||
BD2 | Низкая плотность размещения/осложненный выход | – | |||||
BD3 | Высокая плотность размещения/легкий выход | ||||||
BD4 | Высокая плотность размещения/осложненный выход | ||||||
BE – характер обрабатываемых или хранимых материалов | |||||||
BE1 | Не представляют значительной опасности | Нормальные | |||||
BE2 | Риск пожара | – | |||||
BE3 | Риск взрыва | ||||||
BE4 | Риск загрязнения | ||||||
C – конструкция здания | |||||||
CA | Строительные материалы | ||||||
CA1 | Негорючие | Нормальные | |||||
CA2 | Горючие | ||||||
CB | Конструкция сооружения | ||||||
CB1 | Пренебрежимо малые риски | Нормальные | |||||
CB2 | Распространение пожара | – | |||||
CB3 | Подвижность | ||||||
CB4 | Гибкая или неустойчивая конструкция |
[из 4 Перечень внешних воздействий в соответствии с МЭК 60364–5–51]
5 Внешние воздействия и их параметры ГОСТ Р 56257-2014
5.1 Общие положения ГОСТ Р 56257-2014
Фактические внешние условия, в которых эксплуатируется продукт, обычно определяются несколькими внешними воздействиями и соответствующими параметрами. При определении внешних условий для конкретной области применения продукта необходимо:
- составить перечень всех внешних воздействий;
- подобрать степень интенсивности для каждого параметра.
Внешнее воздействие, действующее на продукт в конкретном случае, определяется:
- условиями окружающей среды, как правило, это воздух и вода (в определенных случаях грунт);
- условиями конструкции, с которой данный продукт соединен;
- воздействиями со стороны внешних источников или сил.
При подборе расчетных внешних воздействий и параметров для конкретного применения продукта необходимо проверить все указанные условия и воздействия на одиночное, комбинированное и последовательное влияние (приложение) внешних воздействий в соответствии с условиями практического применения продукта.
Время приложения внешних воздействий и параметров соответствует условиям реального применения продукта [из 5.1 Общие положения ГОСТ Р 56257–2014]
5.2 Перечень одиночных внешних воздействий и их параметров. Степени интенсивности ГОСТ Р 56257-2014
Перечень внешних воздействий и их параметров приведен в таблице 2. Данный перечень используется для:
- проверки фактического состава рассматриваемых воздействий и параметров;
- обеспечения однообразия в описании внешней среды.
Степени интенсивности, представленные для каждого параметра в таблице 2, используются в стандартизации. Рассмотрены степени интенсивности только тех внешних условий, в которых эксплуатируется продукт.
Таблица 2 не отражает степени интенсивности результирующих напряжений самого продукта. Например, рассматриваемые степени интенсивности характеризуют температуру окружающей среды (например воздуха, воды, грунта, водяного пара, льда, масла и т.д.) и температуру соединительной конструкции. Однако рассматриваемые степени интенсивности не характеризуют температуру нагретых точек самого продукта.
Рассматриваемые степени интенсивности позволяют ограничить внешние нагрузки. Они не предназначены для выполнения измерений, калибровок и т.д.
Таблица 2 — Параметры внешнего воздействия и степени их интенсивности
№ | Внешнее воздействие: внешний параметр и единица измерения | Степень интенсивности | Коды условий (см. примечание 1) | Примечание | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
А | W | S | E | ||||||||
1 Климатические условия | |||||||||||
1.1 Охлаждение и нагрев | |||||||||||
1.1.1 | Температура, °С | минус 80 | X | X | X | – | Степень интенсивности определяется по климатограммам, соответствующим особому типу климата (на открытом воздухе) | ||||
Точка замерзания воды | Данная степень интенсивности относится только к воде, ее чистому содержанию в воздухе или конструкциях | ||||||||||
1.1.2 | Скорость изменения температуры, К/мин | 0,1 | X | X | X | – | Как указано в 4.4, продукт может быть подвергнут тепловому удару путем его переноса из одной среды в другую (например, с улицы в помещение), или когда предмет помещается в среду с температурой, отличной от его собственной температуры (например, под дождь, в струю воды). Параметры, определяющие степень интенсивности теплового удара, подбираются из перечня температур (температура воздуха, температура воды), либо как одиночный внешний параметр, либо как комбинированный параметр с учетом перемещения окружающей среды | ||||
1.2 Влажность атмосферного воздуха | |||||||||||
1.2.1 | Относительная влажность, % | 4 | X | – | – | – | Воздействие влажности на продукт всегда представляет собой комбинацию относительной влажности с другими внешними параметрами, преимущественно температурой и изменением температуры | ||||
1.2.2 | Абсолютная влажность, г/м3 (содержание воды) | 0,003 | X | – | – | – | Степень интенсивности выводится из климатограмм, соответствующих особому типу климата (на открытом воздухе) | ||||
1.3 Давление | |||||||||||
1.3.1 | Давление воздуха, кПа | 20 | X | – | – | – | – | ||||
1.3.2 | Давление воды, кПа | 200 | – | X | – | – | – | ||||
1.3.3 | Скорость изменения давления, кПа/с | 0,1 | X | X | – | – | – | ||||
1.4 Движение окружающей среды, включая движение продукта относительно окружающей среды | |||||||||||
1.4.1 | Скорость, м/с | 0,5 | X | X | – | – | – | ||||
1.5 Осадки | |||||||||||
1.5.1 | Дождь: интенсивность, мм/мин | 0,3 | – | – | – | X | Интенсивность осадков — это количество воды, падающее на горизонтальную поверхность за единицу времени. Данная величина может быть значительно меньше, чем количество воды, падающее на поверхность, перпендикулярную направлению струи дождя | ||||
1.5.2 | Снежная метель: интенсивность, кг (м2с) | 0,3 | – | – | – | X | Степень интенсивности 3 кг (м2·с) соответствует только условиям около земной поверхности. Степень нагрузок, обусловленных наличием снега или льда, см. воздействие «статическая нагрузка», п.6.7 | ||||
1.5.3 | Град: энергия соударения, Дж | 1 | – | – | – | X | Диаметр частицы льда | ||||
1.6 Излучение | |||||||||||
1.6.1 | Солнечное излучение: интенсивность, Вт/м2 | 300 | – | – | – | X | Здесь рассматривается только тепловой эффект солнечного излучения. Излучение с длиной волны ультрафиолетового диапазона может воздействовать на продукт особым образом | ||||
1.6.2 | Тепловое излучение: интенсивность, Вт/м2 | 600 | – | – | – | X | Исключая солнечное излучение | ||||
1.6.3 | Ионизирующее излучение: интенсивность | – | – | – | X | Степени интенсивности в настоящее время не стандартизирована | |||||
1.7 Недождевая вода | |||||||||||
1.7.1 | Капающая вода: интенсивность | – | – | – | X | Степени интенсивности в настоящее время не стандартизирована | |||||
1.7.2 | Распыление воды, струи воды и волны: скорость воды, м/с | 0,3 | – | – | – | X | – | ||||
1.7.3 | Погружение, удержание под водой: глубина, м | – | X | – | – | Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована | |||||
1.8 | Влажность продукта | – | – | X | – | Влажность стен и других поверхностей. | |||||
1.9 | Конденсация | X | – | – | X | Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы | |||||
1.10 | Обледенение и замораживание | ||||||||||
1.10.1 | Интенсивность, мм/ч | 3 | X | – | – | X | – | ||||
2 Биологические условия | |||||||||||
2.1 | Флора | – | X | X | – | – | Наличие плесени, грибков и т.д. Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы | ||||
2.2 | Фауна | – | X | X | – | – | Наличие грызунов и других животных, в том числе термитов. Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы | ||||
3 Химически активные вещества | Для взрывоопасных газов и паров | ||||||||||
3.1 | Засоленность: | 0,3 | X | – | – | – | |||||
кг/м3 | 30 | X | |||||||||
3.2 | Засоленность грунта: концентрация, г/м3, кг/м3 | X | X | – | – | Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована | |||||
3.3 | Двуокись серы: концентрация, мг/м3 | 0,01 | X | – | – | – | – | ||||
3.4 | Сероводород: концентрация, мг/м3 | 0,0015 | X | – | – | – | – | ||||
3.5 | Окиси азота: концентрация, мг/м3 | 0,01 | X | – | – | – | Выражено в значениях, эквивалентных двуокиси азота | ||||
3.6 | Озон: концентрация, г/м3 | 0,004 | X | – | – | – | – | ||||
3.7 | Аммоний: концентрация, мг/м3 | 0,3 | X | – | – | – | – | ||||
3.8 | Хлор: концентрация, мг/м3 | 0,001 | X | – | – | – | – | ||||
3.9 | Хлористый водород: концентрация, мг/м3 | 0,001 | X | – | – | – | – | ||||
3.10 | Фтористый водород: концентрация, мг/м3 | 0,001 | X | – | – | – | – | ||||
3.11 | Органические углеводороды: концентрация, мг/м3 | X | – | – | – | Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована | |||||
4 Механически активные вещества | |||||||||||
4.1 | Песок (включая гравий): масса единицы объема, г/м3 | 0,01 | X | – | – | – | Кроме массы единицы объема, важно знать распределение размеров частиц. Степень интенсивности и параметр распределения размеров в настоящее время не стандартизированы | ||||
4.2 | Пыль | – | X | – | – | – | Существуют различные типы пыли. Их классификация в настоящее время не стандартизирована. В некоторых случаях органическая пыль, попавшая на поверхность тепловыделяющих продуктов, может загореться (например, волокна тканей). Это может быть важно для горючих продуктов | ||||
4.2.1 | Запыленность воздуха: масса единицы объема, мг/м3 | 0,01 | X | – | – | – | – | ||||
4.2.2 | Осаждение пыли: скорость осаждения мг/(м3·ч) | 0,4 | X | – | – | – | – | ||||
4.3 | Суспензия: концентрация, кг/м3 | – | – | X | – | – | Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована | ||||
4.4 | Сажа: скорость осаждения | – | X | – | – | – | Степень интенсивности в настоящее время не стандартизирована | ||||
5 Загрязняющие жидкости | |||||||||||
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 | Моторное масло | – | – | – | – | X | Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизованы Данный перечень не является исчерпывающим. Жидкости, перечисленные в 5.1минус 5.9 могут иметь различные характеристики | ||||
6 Механические условия | |||||||||||
6.1 Вибрации | |||||||||||
6.1.1 | Стационарные синусоидальные вибрации |
|
| – | – | X | X | Спектры, представленные в 6.1.1, описаны в примечании 3 и на рисунке 1. Частота перехода — это частота, где постоянная амплитуда перемещения заменяется на постоянное (другое) значение пикового ускорения | |||
Спектр типа B: пиковые перемещения , мм; пиковые ускорения , м/с |
|
| – | – | – | – | – | ||||
Спектр типа C: пиковые перемещения , мм; пиковые ускорения , м/с пиковые ускорения , м/с |
|
| – | – | – | – | – | – | |||
Спектр типа D: пиковые перемещения 1,5 мм; пиковые ускорения , м/с частота перехода , Гц | D |
| – | – | – | – | – | – | |||
6.1.2 | Стационарные случайные вибрации, | ASD | ASD | – | – | X | X | ASD: Спектральная плотность ускорений. «Спектры» 6.1.2 см. в примечании 5 и на рисунке 2 | |||
Спектр типа H: | ASD | – | – | – | – | – | |||||
6.1.3 | Нестационарные вибрации, включая ударное воздействие | 40 | – | – | – | X | «Спектр» 6.1.3 отклика на ударное воздействие в примечании 5 и на рисунке 3 | ||||
Спектр типа I: пиковое | 50 | – | – | – | – | – | |||||
Спектр типа II: пиковое ускорение , м/с | 100 | – | – | – | – | – | |||||
Спектр типа III: пиковое ускорение , м/с | 500 | – | – | – | – | – | |||||
6.2 | Свободное падение: высота падения, м | 0,025 | – | – | – | X | Эффект свободного падения также зависит от типа поверхности, на которую падает продукт. Степень интенсивности воздействия зависит от массы продукта | ||||
6.3 | Столкновение с соседним телом: энергия столкновения, Дж | 0,2 | – | – | – | X | – | ||||
6.4 | Динамика вращения: угол/частота, ± °/Гц | 4/0,05 | – | – | X | – | По крену, тангажу и рысканию | ||||
6.5 | Угловое отклонение, статическое: угол, ° | 10 | – | – | X | – | Составление перечня, балансировка | ||||
6.6 | Постоянное ускорение: ускорение, м/с2 | 5 | – | – | X | – | – | ||||
6.7 | Статическая нагрузка: давление, кПа | 0,1 | – | – | – | – | – | ||||
6.8 | Опрокидывание | – | – | – | X | X | Степень интенсивности и параметр в настоящее время не стандартизированы | ||||
7 Электрические и электромагнитные возмущения | Возмущения, наведенные излучением: 7.1 и 7.2. | ||||||||||
7.1 | Магнитное поле | ||||||||||
7.1.1 | Напряженность, А/м | 0,015 | – | – | – | X | – | ||||
(гармоники энергетических систем, частотный диапазон 0.1минус 3 кГц для гармоник порядка n) | 3/n | ||||||||||
7.2 | Электрическое поле | ||||||||||
7.2.1 | Напряженность, В/м | 0,3 | – | – | – | X | – | ||||
кВ/м | 1 | ||||||||||
7.2.2 | Скорость изменения поля В/(м·нс) | 3 | – | – | – | X | – | ||||
7.3 | Гармоники: фактор полного нелинейного гармонического искажения, % основного напряжения | 8 | – | – | X | – | – | ||||
7.4 | Тональное напряжение | ||||||||||
7.4.1 | Амплитуда (среднеквадратичная) | 0,6 | – | – | X | – | номинальное напряжение | ||||
мВ | 0,6 | ||||||||||
7.5 | Вариации напряжения и частоты | ||||||||||
7.5.1 | Флуктуации напряжения: амплитуда | 3 | – | – | X | – | номинальное напряжение | ||||
7.5.2 | Понижение/прерывание напряжения | номинальное напряжение | |||||||||
Понижение | 0,8 | – | – | Х | – | ||||||
Продолжительность, с | 3 | ||||||||||
Прерывание | 0,6 | X | |||||||||
Продолжительность, с | 60 | ||||||||||
7.5.3 | Дисбаланс напряжения | 2 | – | – | X | – | – | ||||
7.5.4 | Вариации частоты % от | 2 | – | – | X | – | номинальная частота | ||||
7.6 | Индуцированное напряжение | ||||||||||
7.6.1 | Амплитуда, В | 0,05 | – | – | X | – | – | ||||
7.7 | |||||||||||
7.7.1 | Время подъема, нс | 0,3 | – | – | X | – | |||||
7.7.2 | Продолжительность, нс | 2 | – | – | X | – | – | ||||
мкс | 5 | ||||||||||
мс | 1
| ||||||||||
7.7.3 | Амплитуда пиковая, кВ | 0,5 | – | – | X | – | – | ||||
7.7.4 | Скорость изменения тока, А/нс | 10 | – | – | X | – | – |
- A — условия окружающей среды, воздух; W — условия окружающей среды, вода; S — условия соединительной конструкции; E — условия, обусловленные внешними источниками.
- Концентрация веществ в воздухе приведена в мг/м3. Единица измерения «частицы на миллион» (ppm) больше не используется.
- Стационарные вибрации (синусоидальные). Вибрации характеризуются осцилляционным движением (перемещение, скорость или ускорение представлены как функции времени). Периодические вибрации также могут характеризоваться линейным спектром (зависимостью амплитуды от частотного компонента). Данная классификация основана на предположении, что каждый частотный компонент возникает независимо внутри рассматриваемого частотного диапазона.
Как правило, в низкочастотном диапазоне имеют место малые ускорения и большие перемещения. В высокочастотном диапазоне наоборот: большие ускорения и малые перемещения. На практике используется спектр модели с постоянными перемещениями в низкочастотном диапазоне и постоянными ускорениями в высокочастотном диапазоне. Переходные частоты выбираются в соответствии с рисунком 1. Спектр модели А и спектр модели С соответствуют случаям, когда вибрация определяется низкочастотными компонентами. Спектр модели В и спектр модели D соответствуют случаям, когда вибрация определяется высокочастотными компонентами.
Рисунок 1 — Спектр модели под действием синусоидальной вибрации
- 4 Стационарные вибрации (случайные)
Непериодические (случайные) вибрации характеризуются непрерывным частотным спектром. При случайных вибрациях невозможно определить амплитуду ускорения как функцию частоты. Вместо этого вибрации характеризуются энергией колебаний, приходящейся на рассматриваемый частотный диапазон. Чтобы получить величину, не зависящую от данного частотного диапазона, рассматривают спектральную плотность ускорений (ASD) как функцию частоты:
(1)
где — среднеквадратическое ускорение внутри бесконечно малого частотного диапазона.
Ниже рассмотрены два спектра модели, представленные в виде спектральных плотностей ускорений как функций частоты. В спектре G (см. рисунок 2) ступенью выражена низкочастотная составляющая. В спектре H энергия колебаний распределена равномерно.
Рисунок 2 — Спектр модели под действием случайной вибрации
- 5 Нестационарные вибрации, включая ударное воздействие
Нестационарные вибрации, включая ударное воздействие, удобнее всего представлять с помощью максимакса первого порядка спектра недемпфированного отклика на ударное воздействие.
На рисунке 3 представлены четыре спектра модели:
- L — типовой спектр ударного воздействия большой продолжительности с низким пиковым ускорением;
- I — типовой спектр ударного воздействия большой продолжительности с относительно низким пиковым ускорением;
- II — типовой спектр ударного воздействия средней продолжительности со средним пиковым ускорением;
- III — типовой спектр ударного воздействия малой продолжительности с высоким пиковым ускорением.
Рисунок 3 — Спектр отклика модели на ударное воздействие (максимум первого порядка спектра отклика на ударное воздействие)
[из 5.2 Перечень одиночных внешних воздействий и их параметров. Степени интенсивности ГОСТ Р 56257–2014]
5.3 Комбинированные внешние воздействия ГОСТ Р 56257-2014
Продукт, как правило, работает одновременно под действием нескольких внешних воздействий, описываемых соответствующими параметрами. Рассмотрение комбинаций внешних воздействий особенно важно, когда работа продукта в случае одновременно (параллельно) приложенных воздействий отличается от работы продукта в случае последовательно приложенных воздействий.
При подборе расчетных внешних воздействий для конкретного приложения продукта рекомендуется проверить все внешние воздействия, комбинацию которых необходимо принимать во внимание [из 5.3 Комбинированные внешние воздействия ГОСТ Р 56257–2014]
5.4 Последовательность внешних воздействий ГОСТ Р 56257-2014
При рассмотрении работы продукта под действием внешних условий необходимо учитывать возможность прямого приложения одного или нескольких воздействий (параметров) в прямой последовательности. Вот два важных примера:
- тепловой удар, который является результатом приложения к продукту высоких температур сразу после приложения к нему низких температур (или наоборот) или погружение продукта в воду (дождь, потоки воды, морские волны, просто погружение) сразу после нагрева до высоких температур;
- обледенение, которое может быть результатом охлаждения продукта до температуры ниже точки замерзания непосредственно перед или после помещения изделия во влажную среду, под дождь или в недождевую воду, полученную из других источников.
Целесообразно принять данные возможности в расчет при определении внешних условий, в которых работает реальный продукт [из 5.4 Последовательность внешних воздействий ГОСТ Р 56257–2014]
Библиография ГОСТ Р 56257-2014
[1] МЭК 60364–5–51 Электрические установки зданий. Часть 5–51. Выбор и монтаж электрооборудования. Общие правила
[2] (IEC 60364–5–51:2005) (Electrical installations of buildings – Part 5–51: Selection and erection of electrical equipment – Common rules)