《土壤锥形贯入仪》

1JB/T15035—202X土壤锥形贯入仪本文件规定了土壤锥形贯入仪的产品型号、分类和技术要求，描述了相应的试验方法、规定了检验规则、标志、包装、运输和贮存。本文件适用于锥头底面积为200mm2、公称圆锥角为30°的土壤锥形贯入仪的制造。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T1220不锈钢棒GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验GB/T2423.5环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T2423.22—2012环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T2829周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)GB/T9969工业产品使用说明书总则GB/T13306标牌GB/T14436工业产品保证文件总则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1底面积basearea锥形钻头圆锥底面面积，单位为mm2。3.2土壤圆锥指数soilconeindex（SCI）锥形钻头匀速穿过土壤时每单位底面积上的贯入阻力。按公式（1）计算土壤圆锥指数。I=F/A··························································(1)式中：F——土壤阻力的数值，单位为牛顿（N）；A——底面积的数值，单位为平方毫米（mm2I——土壤圆锥指数，符号为CI。2JB/T15035—202X示例：5cm处的土壤圆锥指数为0.85，可以表示1.6CI。3.3土壤锥形贯入仪soilconepenetrometer(SCP)以贯入方式测量土壤阻力获得土壤圆锥指数的仪器。4产品型号、分类4.1型号土壤锥形贯入仪型号应包括以下三部分（以下简称贯入仪）：a)主称；b)特征代号；c)序号。三部分型号表述格式应为：在主称、特征代号、序号三部分代号之间须有连字符“-”连接。手摇数字式、S形弹性体结构、圆锥指数测量上限为5CI的贯入仪表示为：TYZ-YSS-5。4.2分类根据锥头贯入土壤的方式，可分为手压式、手摇式和电动式。根据显示装置型式，可分为划针式、指针式和数字式。根据弹性体结构型式，可分为弹簧式、梁式、连孔式、S形式、柱式和轮辐式。4.3准确度等级贯入仪按其技术性能参数指标将其准确度等级分为1、2和5三级。5技术要求5.1一般要求贯入仪表面应洁净、无可见损伤，涂敷应光亮、均匀。各紧固件不应有锈蚀、毛刺等现象。接插件的接触应良好。3JB/T15035—202X5.2材料和加工要求锥头和轴杆宜使用GB/T1220规定的Y12Cr13不锈钢材质。初始圆锥表面热处理硬度341HBW～388HBW，粗糙度Ra不应大于1.6μm。5.3结构与尺寸5.3.1锥头结构见图1，锥头公称圆锥角应为30。，底面积应为200mm2(公称直径为∅15.96mm)。5.3.2锥头底部应设计有1.5mm高度的肩部。5.3.3锥头肩部直径应为∅15.96−mm。5.3.4锥头肩部直径磨损极限：1级应为∅15.92mm，2级应为∅15.88mm，5级应为∅15.76mm。5.3.5锥头宜设计成可更换的。5.3.6轴杆直径宜为∅12mm。5.3.7轴杆长度不应大于450mm，直线度不应大于0.3mm。5.3.8轴杆上应设置间距为10mm的刻度。图1锥头和轴杆5.4技术性能5.4.1力值性能参数最大允许误差贯入仪力值性能参数最大允许误差应符合表1的规定。4JB/T15035—202X表1贯入仪力值性能参数最大允许误差与准确度等级关系5.4.2抗过载能力在经受120%额定负载试验后，其直线度、滞后、重复性3项性能参数应符合表1的规定。5.4.3耐冲击性能贯入仪经冲击试验后，各零件应无损伤，紧固件无松动，其示值误差、滞后和重复性3项性能参数应符合表1的规定。5.4.4耐温度变化性能贯入仪经温度试验后，外观应无可见损伤，标志应清晰，其示值误差、滞后和重复性3项性能参数应符合表1的规定。5.4.5耐湿热性能贯入仪经恒定湿热试验后，外观应无可见损伤，标志应清晰，其绝缘电阻应大于2000MΩ。5.4.6耐疲劳寿命贯入仪经疲劳寿命试验后，其示值误差、滞后和重复性3项性能参数应符合表1的规定。6试验方法6.1试验条件6.1.1参比大气条件在静态校准时，试验应在下列大气条件下进行：——环境湿度：不大于80%；——大气压力：86.6kPa～106kPa6.1.2加载条件贯入仪的安装应使用合适的连接件，使倾斜负载和不同心负载的影响减至最小。其加载方向与贯入仪主轴线的交角不应大于0.3°。6.1.3放置时间5JB/T15035—202X贯入仪应在标准的试验条件下放置足够长的时间，以保证其温度与标准的试验条件的温度相同并稳定。放置时间宜不少于8h。6.1.4预热试验前应对贯入仪的测试仪器、稳压电源等进行通电预热0.5h。6.1.5校准设备的准确度用于测试贯入仪准确度指标的力源的准确度，应优于被测贯入仪等级的3倍以上；指示仪器和稳压电源的准确度，应优于被测贯入仪等级的5倍以上。6.2一般要求检查用目测法检测，应符合5.1的规定。6.3硬度试验按GB/T231.1中的规定，在圆锥面中部沿圆周均布选取3点进行测量。6.4圆锥表面粗糙度检查采用比较测量法，将被测表面与标准粗糙度样板作比较，评定粗糙度等级。6.5肩部直径测量使用千分尺测量锥头肩部直径。6.6轴杆直线度测量采用打表法，将轴杆夹持于偏摆仪上，用百分表沿轴杆轴线平行移动，测量轴杆表面素线最大跳动。在圆周均布的3个分度素线上各测一次，取最大值。6.7零点输出和零点漂移的试验6.7.1将贯入仪调整至工作状态。需要时，可以重新对贯入仪的激励电压进行测量和调整。6.7.2记录贯入仪的零点输出读数θ0，按公式(2)计算贯入仪零点输出与其满量程输出的比值Z。式中：z——零点输出，%FS；θ0——贯入仪零点输出读数，单位为牛顿（N）；θf——贯入仪额定力时的额定输出，单位为牛顿（N）。6.7.3观察并记录贯入仪在30min内零点输出读数的最大值和最小值，按公式(3)计算零点漂移zd。式中：zd——零点漂移，%FS；θ0max——贯入仪零点输出读数的最大值，单位为牛顿（Nθ0min——贯入仪零点输出读数的最小值，单位为牛顿（N）。6.8额定输出、直线度、重复性、滞后和长期稳定性的试验6.8.1连接好测试设备和被测贯入仪并预热。需要时，可以重新对贯入仪激励电压进行测量和调整，6JB/T15035—202X根据需要调整零点。6.8.2对贯入仪施加额定预加力3次，每次在额定负载时保持30s至1min，再将负载卸除到零，等待30s，再施加下一次预加力。6.8.3卸除最后一次预加力后，等待1min，根据需要可以重新对贯入仪激励电压进行测量和调整。读取零点输出值。6.8.4以进程逐级施加力，直到额定负载。在每一点负载稳定后，读取示值。第1级力应为额定力的10%，力级不应少于5级（不含零点），宜为8级，即额定力的10%、20%、30%、40%、50%、60%、80%、100%。力保持时间应一致，可取5s、15s、30s、1min，宜取30s。6.8.5施加到额定负载后，以回程逐级卸除力，当达到每一级力后，保持一定时间，再读取输出读数。力保持时间应一致，可取5s、15s、30s、1min，宜取30s。6.8.6将力卸除到零后，等待1min，读取零点输出读数。需要时，重新调整零点。6.8.7按6.7.4～6.7.6重复试验3次。6.8.8根据校准结果，以校准示值的端点直线作为工作直线，见图2。按公式(4)～公式(8)分别计算贯入仪的额定输出、重复性、直线度、滞后和长期稳定性。式中：θf——贯入仪额定力时的额定输出，单位为牛顿（N）；θfj——第j次试验时，贯入仪在额定力时的输出读数，单位为牛顿（N）；θ0j——第j次试验时，贯入仪在施加力为零时的输出读数，单位为牛顿（Nm——试验循环的次数，单位为次。式中：R——重复性，%FS；∆θR——进程试验时各监测点输出的最大极差，单位为牛顿（N）。式中：L——直线度，%FS；∆θL——进程平均检测曲线与平均端点直线的最大偏差，单位为牛顿（N）。式中：H——滞后，%FS；∆θH——回程平均检测曲线与进程平均检测曲线的最大偏差，单位为牛顿（N）。式中：Sd——长期稳定性，%FS；θf'——贯入仪上一次检测时的额定输出，单位为牛顿（N）。7JB/T15035—202X图2贯入仪校准曲线6.9蠕变试验6.9.1连接好测试设备和被测贯入仪并预热。需要时，可以重新对贯入仪激励电压进行测量和调整。根据需要调整零点。6.9.2对贯入仪施加3次预加力，每次至贯入仪额定力，然后卸除到零。6.9.3第3次预加力卸除后，根据需要可以重新对贯入仪激励电压进行测量和调整。调整零点并读取零点输出读数。6.9.4施加完预加力后，尽快施加额定力（施加时间不应超过30s），施加到额定力后立即（宜在10s内）读取输出值，然后在30min内按一定的时间间隔（不应超过5min）依次读取贯入仪的输出值。6.9.5尽快卸除施加到贯入仪上的力，卸除到零后立即读取贯入仪输出读数，然后在30min内按一定的时间间隔依次读取贯入仪的输出值。6.9.6贯入仪蠕变特性曲线见图3，按公式(9)和公式(10)计算贯入仪的蠕变和蠕变恢复。式中：CP——蠕变，%FS；式中：Cr——蠕变恢复，%FS；8JB/T15035—202Xt2−t1——从加到额定力到第一次读数的时间（10st3−t2——观测蠕变的时间（30mint5−t4——从力卸除到零至第一次读数的时间（10st6−t5——观测蠕变恢复的时间（30min图3贯入仪蠕变特性6.10过载试验6.10.1连接好测试设备和被测贯入仪并预热。需要时，可以重新对贯入仪激励电压进行测量和调整。根据需要调整零点。6.10.2对贯入仪施加4次超过额定力20%的力，每次至最大力后，应保持1min，再将力卸除到零。6.11冲击试验冲击试验应在静态校准之后进行。将非工作状态下的贯入仪紧固在冲击台上，按照GB/T2423.5的规定进行。其冲击加速度为300m/s2，脉冲持续时间为18ms，在贯入仪敏感方向和与之垂直的两个方向上各冲击3次。6.12温度变化试验温度变化应在静态校准之后进行。按照GB/T2423.22—2012中第7章规定的要求进行。其低温度值TA为-20℃,高温度值TB为70℃,高低温下暴露时间t1为1h，转换时间t2为2min，进行3次循环。试验后置于常温下放置2h。6.13恒定湿热试验恒定湿热试验应在静态校准之后进行。9JB/T15035—202X将非工作状态下不带包装和附件的贯入仪置于试验箱内，按照GB/T2423.3的规定进行。温度为（40±2）℃,湿度为(93±3)%，试验持续时间为12h。试验结束后，取出贯入仪，在常温下放置2h，然后立即进行绝缘电阻测量。6.14疲劳寿命试验疲劳寿命试验应在静态校准之后进行。将贯入仪安装在疲劳试验机上，在不加工作电压的情况下，对其施加额定负载，负载变化频率为1Hz～3Hz，循环次数为2×105次。试验后，在常温下恢复2h。7检验规则7.1检验分类检验分为以下两类：a)出厂检验（逐批检验）；b)型式检验（例行检验）。7.2出厂检验7.2.1出厂检验规则每台贯入仪应经出厂检验，由质检部门确认合格后方可出厂，并附产品说明书和产品合格证。产品说明书应符合GB/T9969的规定，产品合格证应符合GB/T14436的规定。7.2.2抽样检验方法提交检验的样品应在入库的同批产品中随机抽取，并按GB/T2828.1的规定进行。采用一般检查水平Ⅱ的正常检验一次抽样方案，接收质量限（AQL）按表2的规定。表2出厂检验项目和接受质量限（AQL）124344456789447.2.3出厂检验程序出厂检验的项目、技术要求、检验方法及接受质量限（AQL）按表2的规定。7.2.4出厂检验不合格批的处理JB/T15035—202X出厂检验不合格的批，其产品经生产厂做百分之百的筛选后，应重新进行交验。再次交验的产品如仍被判为不合格，应立即停止交验，分析产生不合格的原因并排除后方可恢复交验。7.3型式检验7.3.1检验规定下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品定型时；b)产品的结构、工艺技术、原材料有改进可能影响性能时；c)连续停产超过二年又恢复生产时。7.3.2检验项目和组别型式检验的项目和组别按表3的规定。表3型式检验项目和组别0123456789127.3.3抽样方案型式检验样品的抽样方案按照GB/T2829确定的判别水平为Ⅱ的一次抽样方案，选择不合格质量水平（RQL）为50，n=6，Ac=1，Re=2为型式试验组的抽样方案。7.3.4样品的抽取用于型式检验的样品应从入库的产品中按品种分别抽取。7.3.5样品的检查样品应按表3规定的项目和要求进行检验和试验。“0”组项目为必检项目，对所有样品进行该组项目的检验；对“0”组检验项目合格的样品随机抽取4只，其中2只用于“1”组，另2只用于“2”组的检验，“1”组和“2”组为破坏性试验，试验后样品不能交付。JB/T15035—202X7.3.6型式检验后的处理如果型式检验不合格，则应认真产找原因，如果因设备故障或操作不当造成不合格，则允许重新进行型式检验。造成不合格的原因如果能马上纠正或者通过筛选的办法剔除的，则允许纠正或筛选后重新进行型式检验，否则应立即停止生产，直到查明原因，重新进行型式检验，合格后方能恢复生产。8标志、包装、运输和贮存8.1标志8.1.1产品应有铭牌，铭牌应清晰、牢固，应符合GB/T13306的规定，铭牌应至少包含下列内容：a)制造厂名称、商标、电话和地址；b)产品型号；c)主要参数；d)生产年月及编号；e)执行标准。8.1.2产品的包装盒上应包含下列内容：a)制造厂名称及商标；b)产品型号；c)重量；d)包装日期。8.2包装8.2.1贯入仪应有塑料封套，用