Управление чувствительностью УЗК рельсов с учетом состояния акустического контакта - Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Вернуться   Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист > Форум Дефектоскопист > Статьи о дефектоскопии


Старый 20.10.2015, 12:52   #1
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 14 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 18
По умолчанию Управление чувствительностью УЗК рельсов с учетом состояния акустического контакта

Управление чувствительностью УЗК рельсов с учетом состояния акустического контакта

Об авторах


Тарабрин Владимир Федорович
Генеральный директор ЗАО «Фирма ТВЕМА», г. Москва). Специалист по техническим системам безопасности на
ж.-д. транспорте и цифровым системам УЗК рельсового пути. Научные интересы - НК и ТД, информационно-измерительные системы на ж.-д. транспорте.

Одынец Сергей Антонович
Ведущий специалист, главный метролог ЗАО «Фирма ТВЕМА».


Кисляковский Олег Николаевич
Главный инженер Центра диагностики Северной ж. д. (г. Ярославль), специалист II уровня по акустическому виду НК рельсов

При ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии с применением пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) достоверность результатов зависит от стабильности акустического контакта преобразователя с поверхностью контролируемого изделия [1, 2]. Опытные дефектоскописты при обследовании объектов приборами ручного контроля с электронно-лучения акустического контакта, руководствуются такими признаками, как изменение сопротивления скольжению, связанное с попаданием инородных частиц или повышенным трением из-за недостаточной подачи контактной жидкости, или пропадание с развертки на экране дефектоскопа сигналов шумов структуры малой амплитуды - так называемой «травы» [1].

В суровых климатических условиях России при контроле рельсового пути автоматизированными средствами (вагонами-дефектоскопами, автомотрисами, лабораториями на комбинированном ходу) и съемными рельсовыми дефектоскопами в качестве контактной жидкости при положительных температурах используется вода, а при отрицательных температурах - подогретая вода или смесь воды со спиртом. Естественно, в силу разных причин (загрязненность рельсов, влияние смазки рельсов лубрикаторами, отрицательные температуры в зимних условиях), состояние акустического контакта существенно изменяется, вплоть до пропадания, от одного участка рельсового пути к другому, что приводит к пропуску дефектов. Не случайно Указанием МПС №2 ЦЗ от 25.02.1997 требуется, чтобы скорость УЗК не превышала той, при которой обеспечивается стабильность акустического контакта [2]. Таким образом, контроль стабильности акустического контакта является необходимой мерой самодиагностики процессов ручного, механизированного и автоматизированного УЗК. Для повышения надежности и достоверности контроля важно не только осуществлять непрерывный контроль качества акустического контакта, но и по результатам этого контроля своевременно корректировать чувствительность каждого канала ультразвукового дефектоскопа, обеспечивая стабильность чувствительности метода ультразвуковой дефектоскопии.

Возможен ряд способов оценки состояния акустического контакта, в основу принципа действия которых положена оценка амплитуды опорного сигнала, получаемого в процессе прозвучивания объекта контроля [3, 5]. В качестве опорного сигнала используются донные эхо-сигналы при работе прямым ПЭП или при работе двумя встречновключенными наклонными ПЭП [1, 4]. Недостатком этого варианта оценки состояния акустического контакта является влияние на амплитуду опорного сигнала дефектов, ослабляющих его так же, как и ухудшение качества акустического контакта.

В автоматизированных системах УЗК для оценки состояния акустического контакта возможно использование информации заложенной в длительности заднего фронта зондирующего импульса [6, 7]. Однако значительные изменения амплитуды заднего фронта зондирующего импульса, связанные с интерференцией из-за переотражения сигналов в зазоре между ПЭП и поверхностью контролируемого изделия, снижают надежность этого способа.

Способ слежения за состоянием акустического контакта и чувствительности контроля, предложенный в [5], может быть использован во всем диапазоне углов призм (β = 30÷53°) практически применяемых наклонных ПЭП и в многоканальной аппаратуре автоматизированного УЗК изделий и сварных соединений небольшой (10 ÷ 50 мм) толщины.
Изображения
Тип файла: jpg 00.jpg (4.9 Кб, 49 просмотров)
Тип файла: jpg 01.jpg (5.3 Кб, 47 просмотров)
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 20.10.2015, 12:55   #2
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 14 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 18
По умолчанию

При автоматизированном контроле рельсов используют донный сигнал, формируемый прямым или двумя наклонными ПЭП, оси лучей которых развернуты навстречу друг другу (рис. 1).


В эксплуатируемых на российских железных дорогах ультразвуковых и совмещенных мобильных средствах контроля рельсов, уложенных в путь, используется схема прозвучивания, показанная на рис. 1. Видно, что искательные лыжи содержат две пары наклонных ПЭП (40° и 45°), оси лучей которых развернуты навстречу, что позволяет контролировать акустический контакт по наличию «сквозного» (донного) сигнала в тракте этих ПЭП.

Из-за изменения высоты и формы головки рельса амплитуда «сквозного» сигнала может существенно изменяться, что, опять-таки, исключает надежную оценку состояния акустического контакта.

В более совершенной схеме прозвучивания рельсов (рис. 2) введена третья искательная лыжа, содержащая наклонный преобразователь (α = 70°) для обнаружения подповерхностных дефектов и прямой раздельно-совмещенный (РС) преобразователь, реализующий эхо и зеркальнотеневой методы и позволяющий более надежно выявлять дефекты кодов 30 В, 30 Г, 50, 52, 55 и 60. В то же время пары ПЭП с α = 40° и 45° развернуты в противоположные стороны. Последнее обстоятельство привело к тому, что для контроля акустического контакта возможно использование только прямого РС ПЭП, что не обеспечивает надежность работы других каналов дефектоскопа.


Таким образом, контроль качества акустического контакта наклонных ПЭП, используемых для прозвучивания головки, подошвы и шейки рельса, рассмотренными известными методами затруднен.

При проведении УЗК информация о качестве акустического контакта ПЭП с объектом контроля может быть достаточно просто получена на основе оценки энергии сигналов, формируемых вне зоны контроля и не используемых при традиционных методиках. С этой целью с помощью программируемой ВРЧ во временной зоне, достаточно удаленной от зоны контроля, усиление увеличивается до уровня, позволяющего регистрировать сигналы диффузных отражений от стенок объекта или сигналы акустической реверберации на зернистой структуре металла. Такой способ может быть исключительно полезен для тракта, работающего с одиночным преобразователем.

В аппаратуре, разработанной ЗАО «Фирма ТВЕМА» для ультразвуковой дефектоскопии рельсов мобильными средствами, в настоящее время используется новый аппаратно-программный комплекс «ЭХО-КОМПЛЕКС», который позволяет регистрировать помимо В-разверки дополнительно А-развертку. Каждый преобразователь подключен к соответствующему усилителю, реализующему ВРЧ, характеристика которой упрощенно представлена на рис. 3.


Практика контроля рельсов показывает, что в зоне 2 при достаточном усилении всегда можно наблюдать шумовые сигналы, формируемые зернистой структурой металла или диффузным рассеянием от поверхностей рельса. Оценка энергии этих сигналов в этой зоне является критерием качества акустического контакта и используется для этой цели в аппаратуре «ЭХО-КОМПЛЕКС». На рис. 4а показана характерная дефектограмма, полученная при прозвучивании бездефектного рельса. В зоне контроля 1 отсутствуют сигналы от дефектов, а в зоне 2 виден сильный шумовой сигнал. При изменении акустического контакта уровень сигнала в зоне 2 резко изменяется, что позволяет четко регистрировать ухудшение и полное нарушение акустического контакта (рис. 4б). Обнаружение дефекта в зоне 1 иллюстрируется дефектограммой, показанной на рис. 4в. При этом в зоне 2 уверенно наблюдаются сигналы шумов структуры металла.


Возможный разброс энергии шумовых сигналов, вызванный неоднородностью структуры металла от рельса к рельсу, учитывается при накоплении статистических данных на различных участках контролируемого пути и используется в схеме программного управления чувствительностью усилителя.

Предложенный метод контроля акустического контакта при ультразвуковой дефектоскопии рельсов универсален и пригоден для использования в канале любых ПЭП (прямых и наклонных), работающих при различных схемах прозвучивания.

Используя сигналы шумов структуры или диффузные сигналы, можно с использованием процессора формировать управляющие сигналы для корректировки чувствительности усилителя каждого канала контроля в отдельности. Программный принцип формирования управляющего напряжения позволяет исключить влияние на управляющий сигнал кратковременных изменений амплитуд информативных сигналов, связанных с появлением в зоне контроля дефектов.

Авторы выражают благодарность проф. А. К. Гурвичу за внимание к работе и ценные замечания, высказанные при ее подготовке к печати.

Литература

1. Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов/Справ. изд.//Пер. с нем.

- М.: Металлургия. 1991. - 752 с.

2. Указание МПС № 2ЦЗ от25.02.1997. Положение о системе НК рельсов и эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии в путевом хозяйстве железных дорог Российской Федерации.

3. Пасси Г. С., Гурвич А. К., Старунов Б. П. О выборе способа контроля за постоянством акустического контакта при контроле эхо-методом. - В сб.: Труды Х Всесоюз. науч.-техн. конф. «Неразрушающие физические методы и средства контроля».

- Львов, 1984.

4. Гурвич А. К., Довнар Б. П., Козлов В. Б. и др. Неразрушающий контроль рельсов при их эксплуатации и ремонте. - М.: Транспорт. 1983. - 318 с.

5. Гурвич А. К., Дымкин Г. Я., Коряченко В. Д. и др. О формировании опорного сигнала при оценке состояния акустического контакта. - Дефектоскопия. 1981. № 3. С. 107 - 109.

6. Lutsch A. Ultrasonic reflektoscope with an indicator of the degree of coupling between transducer and object. - J. Acoust. Soc. Am. 1958. V. 30. P. 544 - 548.

7. Гурвич А. К., Круг Г. А., Жариков Ю. И. и др. Автоматизированный ультразвуковой дефектоскоп/АС СССР № 197246. - Бюлл. изобр. 1967. № 12.
Изображения
Тип файла: jpg 1.jpg (66.6 Кб, 50 просмотров)
Тип файла: jpg 2.jpg (59.5 Кб, 49 просмотров)
Тип файла: jpg 3.jpg (46.4 Кб, 49 просмотров)
Тип файла: jpg 4.jpg (155.0 Кб, 50 просмотров)
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.10.2015, 07:28   #3
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 2,223
Благодарил(а): 57 раз(а)
Поблагодарили: 254 раз(а)
Записей в дневнике: 3
Репутация: 211
По умолчанию

Тарабрин В.Ф., Одынец С.А., Кисляковский О.Н. Управление чувствительностью УЗК рельсов с учетом состояния акустического контакта. − В мире НК. – Сентябрь 2003 г. − № 3 (21). − С. 74–75. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: pdf 21_74_75.pdf (380.8 Кб, 8 просмотров)
admin на форуме   Ответить с цитированием
Старый 21.10.2015, 18:58   #4
Kaktus_SPb
Мастер Дефектоскопии
 
Аватар для Kaktus_SPb
 
Регистрация: 22.08.2012
Адрес: Санкт - Петербург
Сообщений: 2,169
Благодарил(а): 392 раз(а)
Поблагодарили: 421 раз(а)
Репутация: 424
По умолчанию

Проводил много раз лабораторные работы. Брали дефектоскоп сплошного контроля РДМ-22 (так как там есть возможность регулировки ВРЧ по всей длине развертки). Проводили контроль рельсов по рубкам длиной 2-3 метра. Уровень "структурных шумов" на рельсе менялся на 6-12 дБ в зоне сварных стыков, но на основном металле практически не менялся.
Подкладывали под блок преобразователей промасленную бумагу (дефектоскоп не перемещался):
донный сигнал РС-ПЭП менялся на 12-20 дБ, а вот уровень "структурных шумов" для искателей 42/42 градуса оставался неизменным

Последний раз редактировалось Kaktus_SPb; 21.10.2015 в 19:01.
Kaktus_SPb вне форума   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Современная аппаратура для УЗК металлоконструкций admin Статьи о дефектоскопии 4 03.04.2014 09:57
НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 20:45
Автоматический ультразвуковой контроль сварных стыков при ст admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 13:30
Методология автоматизированного УЗК сварных стыков рельсов.. admin Статьи о дефектоскопии 5 21.12.2012 22:44
Степень объективности регистрируемых результатов ультразвуко admin Статьи о дефектоскопии 1 17.11.2012 19:14


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 19:19. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2018. Перевод: zCarot.
Внимание, коллеги! В целях нормальной работы форума администрация оставляет за собой право на обработку персональных данных зарегистрированных пользователей. В случае вашего несогласия просьба написать жалобу на defektoskopist.ru@gmail.com