IEC 60068-3-3: os métodos de ensaios sísmicos para equipamentos

Essa norma internacional, editada em 2019 pela International Electrotechnical Commission (IEC), se aplica principalmente a equipamentos eletrotécnicos, mas sua aplicação pode ser estendida a outros equipamentos e componentes. Além disso, se sempre for realizado algum tipo de análise ao fazer uma qualificação sísmica, por exemplo, para a escolha da amostra representativa a ser ensaiada ou para a extensão da qualificação sísmica da amostra ensaiada para amostras semelhantes, a verificação do desempenho de um equipamento por análise ou por uma combinação de ensaio e análise pode ser aceitável.

A IEC 60068-3-3:2019 – Environmental testing – Part 3-3: Supporting documentation and guidance – Seismic test methods for equipment se aplica principalmente a equipamentos eletrotécnicos, mas sua aplicação pode ser estendida a outros equipamentos e componentes. Além disso, se sempre for realizado algum tipo de análise ao fazer uma qualificação sísmica, por exemplo, para a escolha da amostra representativa a ser ensaiada ou para a extensão da qualificação sísmica da amostra ensaiada para amostras semelhantes, a verificação do desempenho de um equipamento por análise ou por uma combinação de ensaio e análise pode ser aceitável, mas está fora do escopo deste documento, que é restrito à verificação com base inteiramente em dados de ensaios dinâmicos.

Esta segunda edição cancela e substitui a primeira edição publicada em 1991. Esta edição constitui uma revisão técnica. O objetivo principal desta revisão foi conectar o nível de ensaio ao nível de atividade sísmica da zona onde o equipamento pode ser instalado. Também é dada uma forma padrão para o espectro de resposta necessário para a classe sísmica geral pela qual o ambiente sísmico não é conhecido ou é imprecisamente conhecido.

As cláusulas 11 a 15 foram renumeradas e alguns ajustes foram feitos, pois seu conteúdo é muito geral e os requisitos podem ser aplicados tanto à classe sísmica geral quanto à classe sísmica específica. A palavra envelope foi substituída por dominância e para envolver por dominar, a fim de fornecer um significado mais preciso do ponto de vista matemático.

As orientações foram incluídas em cada um dos dois métodos de ensaio mencionados neste documento, mas é específico para um método de ensaio. As orientações neste documento são direcionadas para a escolha do método apropriado e aplicá-lo ao ensaio sísmico.

Conteúdo da norma

PREFÁCIO………….. ………………….. 5

INTRODUÇÃO…………. ……………… 7

1 Escopo………. ………………………. 8

2 Referências normativas……………. ….. 8

3 Termos e definições………………….. …… 9

4 Considerações gerais e de qualificação…………….. 14

4.1 Classe sísmica geral e classe sísmica específica……………… …….. 14

4.2 Condições de serviço…………………………….. 14

4.3 Critérios de mau funcionamento………………….. 15

4.4 Critérios de qualificação………………………… 15

5 Procedimentos de ensaio…………………. ……. 15

5.1 Geral………………………………… …………… 15

5.2 Montagem…………………….. …………. 15

5.3 Medições……………………………. …. 15

5.3.1 Medições de vibração na mesa de vibração…. …… 15

5.3.2 Medições de vibração no equipamento…. ………. 16

5.3.3 Monitoramento funcional do equipamento.. …………… 16

5.4 Faixa de frequência………………………………… .. 16

6 Condicionamento………………………. ……………. 16

7 Seleção de ondas de ensaio…………………….. ……. 16

7.1 Geral…………………………….. …………… 16

7.2 Ondas multifrequências……………………………… 16

7.3 Ondas de frequência única……………….. 17

8 Ondas de ensaio…………… ………………. 17

8.1 Geral……………………………….. …………… 17

8.1.1 Especificação das ondas de ensaio………………… 17

8.1.2 Simulação com uma margem de segurança dos efeitos de um terremoto……….. 17

8.2 Ensaio de ondas multifrequências…………………………… 18

8.2.1 Requisitos gerais. ………………………………… 18

8.2.2 Ensaio de histórico de tempo……………………. 18

8.2.3 Outros ensaios multifrequências…………………… 18

8.3 Ensaio de frequência única………………………….. 19

8.3.1 Requisitos gerais.. ………………………………… 19

8.3.2 Ensaio de varredura sinusoidal……………….. 19

8.3.3 Ensaio senoidal………………… … 19

8.3.4 Ensaio senoidal contínuo…………………….. 20

8.4 Outras formas de onda de ensaio……………… 20

9 Condições de ensaio…………………………… …….20

9.1 Geral……………………………….. …………… 20

9.2 Investigação da resposta à vibração………………. 21

9.3 Métodos de ensaio…………………………. ……. 21

9.3.1 Método de ensaio para equipamentos sem frequências críticas…………….. 21

9.3.2 Método de ensaio para equipamentos com frequências críticas………………………. 22

9.4 Seleção de amortecimento……………………….. 22

9.5 Ensaio de terremoto S1 e terremoto S2……….. 23

9.6 Ensaio de aplicação específica…………………… 23

9.7 Ensaio de montagem……………………………. .. 23

9.8 Ensaio de componentes…………………………….. 23

10 Ensaio de eixo único e multieixo………………………….. 24

10.1 Geral……………………………….. …………… 24

10.2 Ensaio de eixo único………………………….. 24

10.3 Ensaio biaxial……………………….. …… 24

10.3.1 Requisitos gerais……………………. 24

10.3.2 Dois eixos horizontais………………….. 24

10.3.3 Um eixo horizontal e um eixo vertical.. …………… 24

10.4 Ensaio triaxial…………………………………….. ….. 25

10.4.1 Geral………………………………… ……… 25

10.4.2 Instalação triaxial…………………………….. 25

10.4.3 Instalação biaxial (um eixo horizontal, um eixo vertical)………… 26

11 Condicionamento para a classe sísmica geral………………… 26

11.1 Seleção do tipo de ensaio………………………………. 26

11.2 Método de ensaio…………………………… ……… 26

12 Método de ensaio de amplitude calculado para a classe sísmica geral………………….. 27

12.1 Aplicação………………………. ………. 27

12.2 Condições de ensaio……………………….. 27

12.2.1 Geral…………………………. ……… 27

12.2.2 Nível de desempenho………………… 27

12.2.3 Seleção da onda de ensaio………………. 27

12.2.4 Relação de amortecimento………………………. 27

12.2.5 Aceleração do solo (ag)………………………….. 27

12.2.6 Fator de superelevação (K) ……………………. 29

12.2.7 Fator de direção (D)……………………………. 29

12.2.8 Aceleração de piso (af)…………………………. 30

13 Parâmetros de ensaio para a classe sísmica geral……………… 30

13.1 Duração do ensaio……………………………… ….. 30

13.2 Aceleração de ensaio (at)………………………. 30

13.2.1 Geral……………………………………. ……… 30

13.2.2 Fator de onda (α)……………………………… .. 31

13.2.3 Fator geométrico (G)…………………………….. 31

14 Espectro de resposta necessário para a classe sísmica geral……. … 31

15 Procedimentos de ensaio para a classe sísmica geral…… …………….. 32

15.1 Investigação de resposta à vibração (VRI)…………………. 32

15.2 Tipos de ensaio……………………….. ……… 33

15.2.1 Ensaio de seno-batida………………………… … 33

15.2.2 Ensaio de varredura sinusoidal………………………… 33

15.2.3 Ensaio de histórico de tempo……………………….. 33

15.2.4 Outras formas de onda de ensaio……………………. 33

16 Condicionamento para a classe sísmica específica…………………. 33

17 Seleção de ondas de ensaio para a classe sísmica específica………. 34

17.1 Geral…………………………………. …………… 34

17.2 Ondas multifrequências…………………………… 34

17.3 Ondas de frequência única………………………………… 34

18 Ondas de ensaio para a classe sísmica específica……………………. 34

18.1 Geral…………………………………….. …………… 34

18.2 Ensaio de frequência única……………………………. 34

18.2.1 Geral………………………………………….. ……… 34

18.2.2 Ensaio de varredura sinusoidal……………………….. 34

18.2.3 Ensaio senoidal……………………………………. … 34

18.2.4 Ensaio senoidal contínuo……………………. 35

18.3 Outras formas de onda de ensaio…………………. 35

19 Condições de ensaio para a classe sísmica específica………….. 35

20 Ensaio de eixo único e multieixo para a classe sísmica específica .. 35

Anexo A (informativo) Fluxogramas para seleção de ensaios………….. 43

A.1 Seleção do tipo de ensaio……………………………………… 43

A.2 Classe sísmica geral – Ensaio de amplitude calculada………. …….. 44

A.3 Classe sísmica específica – Ensaio de eixo único….. ………………. 45

A.4 Classe sísmica específica – Ensaio multieixos……………… 46

Bibliografia…………………………….. ………………….. 47

Além disso, se algum tipo de análise é sempre realizada ao fazer uma qualificação sísmica, por exemplo, para a escolha da amostra representativa a ser ensaiada ou para a extensão de a qualificação sísmica do espécime ensaiado para espécimes similares, a verificação do desempenho de um equipamento por análise ou por uma combinação de ensaio e análise pode ser aceitável, mas está fora do escopo deste documento, restrito à verificação com base em inteiramente com dados de ensaios dinâmicos. Este documento trata apenas do ensaio sísmico de um equipamento de tamanho normal que pode ser ensaiado em uma mesa de vibração.

O ensaio sísmico de um equipamento tem como objetivo demonstrar sua capacidade de desempenhar a função necessária durante e/ou após o tempo em que é submetido a tensões e deslocamentos resultantes de um terremoto. O objetivo deste documento é apresentar uma variedade de métodos de ensaio que, quando especificados pela especificação relevante, pode ser aplicado para demonstrar o desempenho do equipamento para quais ensaios sísmicos são necessários com o objetivo principal de obter qualificação.

A qualificação pelo chamado ensaio de fragilidade não é considerada dentro do escopo deste documento, que foi preparado para fornecer orientações geralmente aplicáveis sobre ensaios sísmicos e especificamente sobre o uso de Métodos de ensaio da IEC 60068-2. A escolha do método de ensaio pode ser feita de acordo com os critérios descritos neste documento. Os métodos são baseados em métodos de ensaio publicados pela IEC. Este documento destina-se ao uso dos fabricantes para comprovar ou pelos usuários para avaliar e verificar o desempenho de um equipamento.

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