1、 ICS DB51 四川省地方标准 DB51/T 15552012 核燃料组件用工装的尺寸和几何公差 测量方法 2012 - 12 - 20 发布 2013 - 03 - 01 实施四川省质量技术监督局 发布DB51/T 15552012 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . . 1 2 规范性引用文件 1 3 术语和定义 1 4 测量工具 . . 1 5 测量方法 . . 1 6 测量结果处理 . . 4 附录 A（资料性附录） 核燃料组件用工装尺寸和几何公差测量结果的不确定度评定实例 5 DB51/T 15552012 II 前 言 本标准由四川省经济和信息化委员会提出和归口。 本标
2、准由四川省质量技术监督局批准。 本标准起草单位：中核建中核燃料元件有限公司。 本标准主要起草人：张卫东、黄萍。 DB51/T 15552012 1 核燃料组件用工装的尺寸和几何公差测量方法 1 范围 本标准规定了测量核燃料组件用工装的尺寸和几何公差的测量工具、测量方法、测量结果处理等。 本标准适用于核燃料组件用工装的尺寸和几何公差的测量。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是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。 GB1958-2004 产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差检测规定 J
3、JG343-2012 光滑极限量规 JJF1099-2003 表面粗糙度比较样块校准规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 核燃料组件用工装 tool for n uclear fuel assembly 在核燃料组件制造过程中用于内尺寸、外尺寸、角度，表面粗糙度和几何公差验证用的工具。 4 测量工具 4.1 数据处理万能测长仪：绝对测量范围（0100）mm、相对测量范围（0670）mm，分度值0.001mm， MPE：外尺寸0.5m，内尺寸 1m 4.2 万能测长仪：绝对测量范围（0100）mm、相对测量范围（0500）mm，分度值 0.001mm，MPE：外尺寸 1m，
4、内尺寸 2m 4.3 万能工具显微镜：测量范围纵向 200mm、横向100mm，分度值0.00 02mm，MPE：（1+L/100）m，L 为工装长度尺寸，单位 mm；圆分度台测角 MPE:0.5 ，测角目镜 MPE:1 4.4 外径千分尺：测量范围（025）mm，分度值 0.001mm，MPE：4m 4.5 表面粗糙度比较样块：测量范围（Ra0.025-Ra25 ）m，MPE：Ra 标称值的（+12%-17%） 4.6 表面粗糙度检查仪：测量范围（Ra0.01-Ra40）m，MPE：Ra 标称值的5% 5 测量方法 5.1 环境条件 DB51/T 15552012 2 工装测量前应放在测量室
5、等温，各种工装等温的最短时间见表 1。测量时，室内温度对 20的偏差不应超过表 2 的规定，室内温度应稳定，每小时变化不应大于 0.5,相对湿度不大于 80%。 表1 工装最短等温时间 工装最短等温时间允许值（h） 公差范围 （m） 工装尺寸50mm 50mm工装尺寸100mm 100mm工装尺寸500mm 5 4 5 6 510 3.5 5 6 10 3.5 4 4.5 角度工装 2 3 3.5 表2 测量室温度对 20的偏差允许值 检测室内温度对 20的偏差允许值（） 公差范围 （m） 工装尺寸50mm 50mm工装尺寸100mm 100mm工装尺寸500mm 5 2.5 2 1 510
6、2.5 2 1 10 3 2 1 角度工装 3 2.5 2 5.2 测量工具的选择原则 测量工具的测量范围必须满足被测工装的尺寸要求 , 测量工具的示值误差应在被测工装极限误差的 1/31/10 之间。对于特殊的工装 ,在测量技术上难以达到时，可在 1/21/10 之间确定。 5.3 仪器测帽的选择原则 使被测工装与测帽的接触面积最小，即近似于点或线。 5.4 外尺寸测量 5.4.1 外尺寸 500mm 以内，公差（0.0020.01）mm 范围内的，用数据处理万能测长仪或万能测长仪测量。 用数据处理万能测长仪或万能测长仪测量外尺寸分绝对测量和相对测量两种方式。绝对测量方法： a) 选择并调整
7、好测帽; b) 使两测帽接触，记下示值L 0或按键将示值清零; c) 将被测件置入两测帽之间并接触，找到“转折点” ，记下示值L 1; d) 被测件实际尺寸L=L 1-L0。 相对测量方法： a） 选择并调整好测帽; b） 将标准件置入两测帽之间并接触，记下示值L 0或按键将示值清零; c） 将被测件置入两测帽之间并接触，找到“转折点” ，记下示值L 1; d） 被测件实际尺寸L= L 1-L0+LS（L S为标准实际尺寸） 。 5.4.2 外尺寸 200mm 以内，公差（0.010.02）mm 范围内的，用万能测长仪或万能工具显微镜影像法测量。 DB51/T 15552012 3 5.4.3
8、 用万能工具显微镜影像法测量外尺寸时，将工装置放在玻璃工作台上，先根据工装尺寸调整好光圈和焦距，使纵、横方向与纵横向滑台移动方向大体一致，再旋转工作台的调节螺钉作精细调整。利用米子线分划板使用半宽压线法瞄准第一被测边，读数；随后移动滑台，同样对第二被测边进行瞄准和读数，两次读数差即为被测外尺寸。 5.4.4 光滑圆柱体外尺寸工装的测量，按照 JJG343 执行。 5.4.5 钢球直径 25mm 以内，公差在 0.012mm以上（含 0 .012mm），使用分度值为 0.001mm 的外径千分尺进行测量。 测量时应在三个彼此互成 90 的赤道平面内进行测量， 取三个测量值为钢球直径测量结果。 5
9、.5 内尺寸测量 5.5.1 内孔尺寸 (120)mm,公差（0.0060.008）mm 范围内的，用数据处理万能测长仪或万能测长仪电测法测量。 5.5.2 “电测法”是用球测头进行无测力内尺寸测量，由“电眼”（指电测绝缘工作台上的发光二极管）指示接触状态。 5.5.3 “电测法”测量方法：首先调整好工装内孔中心与测量轴线重合，然后微动仪器测量主轴，使测头与工装孔壁一侧接近，直至电眼闪烁，记下主轴读数 L1。反向微动测量主轴，使测头与孔壁另一侧接近，直至电眼闪烁，记下读数 L2。再次退回到 L1 读数状态，检查读数是否变化，若变化较小，则取两次读数平均值为 L1的最终结果值。 5.5.4 内尺
10、寸测量结果为：L=LS+d=L2-L1+d 式中：d 为测头球体直径实际值。 5.5.5 内孔尺寸在(3.5200)mm，公差（0.0080.01）mm 范围内的，用万能测长仪双钩法或万能工具显微镜灵敏杠杆法测量。 用万能测长仪双钩法测量内孔尺寸方法： a) 安装测钩，测轴脱开外测砝码，挂上内测砝码; b) 先将标准环规安装在工作台上，刻线标记平行于测轴，提升工作台使两测钩伸入孔中与孔壁接 触，找到“转折点”，记下显示的示值 L 0或按键将示值清零; c) 拆下标准环规，换上被测件，提升工作台使两测钩伸入孔中与孔壁接触，找到“转折点”，记 下显示的示值 L 1; d) 被测工装实际尺寸 L=
11、L 1-L0+Ls（Ls为标准实际尺寸）。 5.5.6 用万能工具显微镜灵敏杠杆法测量内孔尺寸时，将灵敏杠杆安装在 3倍物镜上，调整好焦距。使灵敏杠杆测头伸进被测孔内，并在一侧的最大直径处接触（若往复移动垂直于测量方向的滑台时，从视场内可看到双线影像相应的移动，当测头位于被测最大直径处，双线影像移动有一明显的转折点），在移动测量方向的滑台，让米子线对准双线并读数；随后转动手轮改变测力方向，移动测量方向，同样让测头在内孔的对面一侧定位和读数。两次读数差加上测头直径实际值即为被测孔的直径。 5.5.7 内尺寸 100mm 以内，公差（0.010.03）mm 范围内的，采用万能工具显微镜影像法测量。
12、 5.5.8 万能工具显微镜影像法测量内尺寸方法与外尺寸相同。 5.6 角度测量 5.6.1 角度公差为（24）范围内的，采用万能工具显微镜圆分度台测量 测量时，将被测工件置放在圆分度台玻璃台面上，通过手轮转动圆分度台，采用狭缝对线法对准被测角度基准轮廓线，在圆分度台读数装置上读出转角 1值；然后继续转动圆分度台，采用狭缝对线法使之对准被测角度轮廓线，读出转角 2。 2与 1之差，即为角度实测值。 5.6.2 角度公差为（415）范围内的，采用万能工具显微镜测角目镜测量 DB51/T 15552012 4 测量时，将被测工件置放在仪器工作台上，旋转测角目镜手轮使万能工具显微镜米子线分划板和度盘
13、一起作转动，采用狭缝对线法对准被测角度基准轮廓线，在度盘上读出米子线分划板的转角 1值；然后继续转动米子线分划板和度盘，采用狭缝对线法使之对准被测角度轮廓线，读出转角 2。 2与 1之差，即为角度实测值。 5.7 表面粗糙度测量 用表面粗糙度比较样块目视比对测量。 用表面粗糙度检查仪进行测量，按照JJF1099-2003中的6.2执行。 5.8 几何公差测量 按照GB1958执行。 5.9 其它方法测量 也可用满足测量不确定度要求的其它方法进行测量。 6 测量结果处理 出具测试报告，至少包括以下内容： a)工装名称编号； b)依据标准编号； c）测量工具； d）测量环境条件； e）各项测量结果
14、； f）测量结果不确定度； g）测量日期和测量人员。 核燃料组件用工装的尺寸和几何公差测量结果的不确定度评定参见附录A。 DB51/T 15552012 5 A A 附 录 A （资料性附录） 核燃料组件用工装尺寸和几何公差测量结果的不确定度评定实例 A.1 概述 依据JJF1059-1999测量不确定度评定与表示，以数据处理万能测长仪测量 15005.00+mm光滑圆柱体工装外径尺寸为例，进行测量结果的不确定评定。 A.2 数学模型 A.2.1 被测外尺寸表示式 数据处理万能测长仪测量 15005.00+mm光滑圆柱体工装外径尺寸时，被测外径尺寸表示为： L=iL -0L (A.1) 式中：
15、 L -光滑圆柱体工装的外径实际尺寸（ mm） iL -数据处理万能测长仪测量值（ mm） 0L -数据处理万能测长仪对零读数或仪器清零（ mm） A.2.2 合成不确定度表示式 20022)(.)(.)(+= LuLLLuLLLuiic(A.2) A.2.3 灵敏系数 对式（ A.1）中各影响量求偏导数，可得对应于各影响量的灵敏系数。 11=iLLc 102= LLc 因此，被测外径尺寸 L的合成不确定度 )(Luc可表示为： ( ) ( )0222)( LuLuLuic+= (A.3) A.3 测量不确定度的评定 DB51/T 15552012 6 A.3.1 输入量1L 的不确定度 )(
16、iLu A.3.1.1 测长仪外尺寸示值误差引入的不确定度分量 )(1Lu 此不确定度分量采用 B 类不确定度评定。 根据测长仪说明书查得仪器外尺寸测量示值误差为 0.5m，服从均匀分布，包含因子 3=k 。 故 )(1Lu =0.5/ 3 =0.29m A.3.1.2 温度引入的不确定度分量 )(2Lu 此不确定度分量采用B类不确定度评定。 A.3.1.2.1 测长仪和被测工装的温度线膨胀系数不同，当温度偏离标准温度 C20 时引起的不确定度)(21Lu 测量时，温度在 C )5.020( 范围内服从均匀分布，该均匀分布的半宽 5.0=，包含因子3=k ，测长仪与被测工装的温度线膨胀系数分别
17、为1610)5.02.10( C 和1610)15.11( C ，则16103.1= ，不确定度 )(21Lu 为： 04.03/)5.0103.110100()(6321=Lu m A.3.1.2.2 测长仪与被测工装温度之差引起的不确定度 )(22Lu 经等温后，测长仪与被测工装温度之差估计在 0.3范围内服从均匀分布，该均匀分布半宽3.0=，包含因子 3=k ，不确定度 )(22Lu 为： 20.03/)3.0105.1110100()(6322=Lu m A.3.1.2.3 温度引入的不确定度分量 )(2Lu 20.020.004.0)(222222212=+=+= uuLu m A.
18、3.1.3 测长仪数字分辨率引入的不确定度分量 )(3Lu 此不确定度分量采用B类不确定度评定。 DB51/T 15552012 7 根据说明书得到数据处理万能测长仪的数字分辨率为 0.1m，服从均匀分布，包含因子 3=k 。 故 )(3Lu =0. 1/ 3 =0.06m A.3.1.4 测长仪测量重复性引起的不确定度 )(4Lu 此不确定度分量运用统计分析计算，采用 A 类不确定度评定。 15005.00+外径尺寸连续测量 10 次，得到测量数据（ mm） ： 15.0035， 15.0038， 15.0008， 15.0037， 15.0039， 15.0036， 15.0038， 15
19、.0039， 15.0037， 15.0035。 标准偏差nS = =1)(101nLLnini0.15m )(4Lu =nS =0.15m A.3.2 输入量0L 的不确定度 )(0Lu 按A.3.1.4方法，可得到 )(0Lu =nS =0.15m A.4 合成不确定度 由于各不确定度分量相互独立不相关，可得： 222222)15.0(15.006.020.029.0)( += ）（）（）（）（Luc=)(Luc0.4m A.5 扩展不确定度 取置信概率 %95=p ， 2=k ，则： 8.04.02)(95= LkuUcm A.6 不确定度一览表 DB51/T 15552012 8 表A.1 不确定度一览表 不确定度分量 不确定度来源 影响量的不确定度值（ m） 灵敏系数 不确定度 分量（ m） )(1Lu 测长仪外尺寸示值误差引入的不确定度分量 0.29 1 0.29 )(2Lu 温度引入的不确定度分量 0.20 1 0.20)(3Lu 测长仪数字分辨率引入的不确定度分量 0.06 1 0.06 )(4Lu 测量重复性 0.15 0.15)(0Lu 输入量0L 的标准不确定度 0.15 -1 0.15 _ DB51/T 15552012
