Рефератподготовил студент Невьянцев С.В, группа Фт-14061
ГОУ ВПО «УГТУ-УПИ»
Кафедра ФМПК
Екатеринбург 2004
Введение
Двадцать первый век — век атома, покорения космоса,радиоэлектроники и ультразвука. Наука об ультразвуке сравнительно молодая.Первые лабораторные работы по исследованию ультразвука были проведены великимрусским ученым-физиком П. Н. Лебедевым в конце XIX, а затемультразвуком занимались многие видные ученые.
Ультразвук представляет собой волнообразнораспространяющееся колебательное движение частиц среды. Ультразвук имеетнекоторые особенности по сравнению со звуками слышимого диапазона. Вультразвуковом диапазоне сравнительно легко получить направленное излучение; онхорошо поддается фокусировке, в результате чего повышается интенсивностьультразвуковых колебаний. При распространении в газах, жидкостях и твердыхтелах ультразвук порождает интересные явления, многие из которых нашлипрактическое применение в различных областях науки и техники.
Так, ультразвуковые колебания применяют внеразрушающем контроле. Профессор С. Я. Соколов использовал свойствораспространения ультразвука в ряде материалов и предложил в 1928 году новыйметод обнаружения дефектов, залегающих в толще металла. Ультразвуковой методскоро получил признание в нашей стране и за рубежом. Это объясняется болеевысокой чувствительностью по раскрытию на 5 порядков, достоверностью в 2 – 2,5раза обнаружения дефектов, более высокой оперативностью в 15 – 20 раз ипроизводительностью в 2 – 4 раза, меньшей стоимостью в 2 – 6 раз ибезопасностью в работе по сравнению с другими методами неразрушающего контроля.
1.Классификация акустических методов контроля
Согласно ГОСТ 23829-79 акустические методаделят на две большие группы: использующие излучение и приём акустических волн(активные методы) и основанные только на приёме (пассивные методы). В каждой изгрупп можно выделить методы, основанные на возникновении в объекте контролябегущих и стоячих волн или колебаний.
Активные акустические методы, в которыхприменяют бегущие волны, делят на две подгруппы, использующие прохождение иотражение волн. Применяют как непрерывное, так и импульсное излучение.
К методам прохождения относятся следующие:
Теневой метод, основанный на уменьшенииамплитуды прошедшей волны под влиянием дефекта. (рисунок 2 а)
Временной теневой метод, основанный назапаздывании импульса, вызванном огибанием дефекта.
Зеркально-теневой метод, основанный наослаблении сигнала, отраженного от противоположной поверхности изделия (донногосигнала).
Велосиметрический метод, основанный наизменении скорости упругих волн при наличии дефекта.
В методах отражения применяют, какправило, импульсное излучение. К этой подгруппе относятся следующие методыдефектоскопии.
/>
Рисунок 1 – Классификация ультразвуковых методов контроля.
Эхо-метод. Регистрирует эхо-сигналы отдефектов. (рисунок 2 б)
Зеркальный эхо-метод основан на зеркальномотражении импульсов от дефектов, ориентированных вертикально к поверхности, скоторой ведётся контроль.
Реверберационный метод предназначен дляконтроля слоистых конструкций типа металл-пластик. Он основан на анализедлительности реверберации ультразвуковых импульсов в одном из слоёв.
От рассмотриенных акустических методовнеразрушающего контроля существенно отличается иимпедансный метод, (рисунок 2г) основанный на анализе изменения механического импеданса участка поверхностиконтролируемого объекта, с которым взаимодействует преобразователь. Наиспользование стоячих волн основаны следующие методы:
Локальный метод свободных колебаний. Оноснован на анализе спектра возбуждённых в части контролируемого объекта спомощью ударов молоточка-вибратора. (рисунок 2 д)
Интегральный метод свободных колебаний.Механическим ударом возбуждаются вибрации во всём изделии или в значительнойего части.
Локальный резонансный метод. Применяется втольщиномерии. (рисунок 2 в)
Интегральный резонансный метод. Применяютдля определения модулей упругости материала по резонансным частотам продольных,изгибных или крутильных колебаний изделий простой геометрической формы.
/>
Рисунок 2 – Схемы основных акустических методов контроля.
К методам вынужденных колебаний относятакустико-топографический, акустико-эмиссионный метод. (рисунок 2 е)
2. Эхо-импульсный методультразвуковой дефектоскопии.
Как видно, существует огромное количествометодов ультразвуковой дефектоскопии, но один из наиболее распространённыхметодов является эхо-импульстный метод ультразвукового неразрушающего контроля.Это объясняется тем, что этот метод – в отличии от других – применим приодностороннем доступе к исследуемому объекту, и при этом позволяет определитьразмеры дефекта, его координаты, характер.
В эхо-импульсном методе ультразвуковой дефектоскопии(УЗД) используются те же принципы, что и в радио — и акустической локации.
Современный эхо-метод УЗД основан на излучении вконтролируемое изделие коротких импульсов упругих колебаний (длительностью 0,5– 10 мксек) и регистрации интенсивности (амплитуды) и времени приходаэхо-сигналов, отраженных от дефектов отражателей.
Импульсный эхо-метод позволяет решать следующие задачидефектоскопии:
Обнаружение и определение координат дефектов,представляющих собой нарушения сплошности и расположенных как на поверхности,так и внутри металлических и неметаллических изделиях и в сварных соединениях.
Определение размеров дефектов и изделий.
Обнаружение зон крупнозернистости в металлическихизделиях и заготовках.
Аппаратура, реализующая данный метод, позволяетопределить характер дефектов, идентифицировать их по размерам, формам, ориентации.
2.1Характеристики
К основным характеристикам метода относятся:чувствительность, максимальная глубина прозвучивания, минимальная глубина(«мертвая» зона), разрешающая способность, точность измерениярасстояния, производительность контроля[4].
Под чувствительностью понимают минимальный размердефекта, находящийся на максимальной глубине и четко регистрируемый прибором.Количественно ее определяют порогом чувствительности. Для эхо-метода – этоминимальная площадь искусственного дефекта типа плоскодонного отверстия,который обнаруживается при контроле. Ее можно определить по отражателям другоготипа, выполняя пересчет на площадь плоскодонного отверстия по формуламакустического тракта. Порог чувствительности ограничивается двумя главнымифакторами: чувствительностью аппаратуры и уровнем помех. В зависимости отструктуры материала будет и изменяться порог чувствительности.
Максимальная глубина прозвучивания определяетсямаксимальным расстоянием от дефекта (отражателя) заданного размера, на которомон уверенно выявляется. Она ограничивается условием, чтобы сигнал от дефектабыл больше минимального сигнала, регистрируемого прибором и уровня помех. Онатакже определяется параметрами аппаратуры. В технических характеристиках приборав качестве максимальной глубины прозвучивания указывают максимальнуюдлительность развертки дефектоскопа. Достижение максимальной глубиныпрозвучивания ограничивается теми же факторами, которые препятствуют повышениючувствительности.
Минимальная глубина или «мертвая» зона — минимальное расстояние от преобразователя или от поверхности изделия додефекта, на котором он четко выявляется не сливаясь с зондирующим импульсом илиимпульсом от поверхности ввода ультразвука.
Разрешающая способность — минимальное расстояние междудвумя одинаковыми дефектами, при котором они регистрируются раздельно.Различают лучевую и фронтальную разрешающую способности метода.
Лучевая разрешающая способность — минимальноерасстояние в лучевом направлении, при котором сигналы от дефектов видны наэкране как два раздельных импульса.
Фронтальная разрешающая способность по перемещению — минимальное расстояние между дефектами в направлении перпендикулярном лучевому.
Точность измерения расстояния до дефекта определяетсяпогрешностью в % от измеряемой величины.
Производительность контроля определяется шагом искоростью сканирования (перемещения) преобразователя. При оценке времениконтроля учитывается и время на исследование дефекта.
2.2 Условия выявления дефектов приэхо-импульсном методе
Для обеспечения надежного выявления дефектовнеобходимо выполнение двух условий:
1. Сигнал от дефекта должен превосходить минимальныйсигнал, регистрируемый регистратором прибора:
/> (2.2.1)
2. Сигнал от дефекта должен быть больше сигнала помех:
/> (2.2.2)
2.3 Условия получениямаксимального сигнала от дефекта
Для оптимального выполнения первого условия выявлениядефекта величина /> должна иметьмаксимальное значение. Где Vд – сигналот дефекта, а V0 – сигналпосылаемый преобразователем.
Также, зачастую от правильного выбора частотыультразвуковых колебаний зависит мощность по, лучения сигнала от дефекта, и какследствие, точность определения дефекта. Можно сказать, что частота являетсяодним из главных параметров, от выбора которых зависит выявление. Остановимсяподробно на её выборе. Как известно, частота зависит от коэффициента затухания.Для большинства материалов в диапазоне частот, применяемых в дефектоскопии, этазависимость приближенно выражается формулой:
/> (2.3.1)
где /> и /> - коэффициенты, не зависящиеот частоты.
Первый член связан с поглощением, второй – срассеянием ультразвука мелкими зернами (кристаллитами) металла.
При малых расстояниях от преобразователя до дефектавлияние затухания ультразвука невелико, поэтому в ближней зоне целесообразноприменение высоких частот. В дальней/> зоне затухание имеет оченьбольшое значение для рационального выбора частоты.
Оптимальная частота ультразвуковых колебанийопределяется формулой
/> (2.3.2)
где
С1 – коэффициент, связанный с поглощением ультразвука
r – расстояние от преобразователя ультразвуковых волн до дефекта
для мелкозернистых материалов. А для крупнозернистыхоптимальная частота находится по формуле:
/> (2.3.3)
где
С2 в зависимости от соотношения λ и /> равна /> или /> (где /> - средний диаметр кристаллита)
r – расстояние от преобразователя ультразвуковых волн до дефекта
Таким образом, в обоих случаях с увеличением толщиныизделия следует понижать частоту.
2.4 Виды помех, появляющихся приэхо-методе
При ультразвуковой дефектоскопии материалов и изделий,как и при других видов дефектоскопии наблюдается помехи. Их делят на нескольковидов:
— помехи усилителя дефектоскопа. Эти помехипрепятствуют беспредельному увеличению коэффициента усиления приемного трактадефектоскопа и определяют граничное значение регистрируемого прибором сигнала />;
— шумы преобразователя, возникающие при его работе посовмещенной схеме. Непосредственно после излучения зондирующего импульсачувствительность усилителя резко ослабляется в связи с сильным динамическимвоздействием на него мощного сигнала генератора. Вследствие этого в указаннойзоне резко возрастает граничное значение регистрируемого прибором сигнала />. наличие многократныхотражений в протекторе, призме преобразователя, контактной жидкости создаетпомехи, затягивающие действие зондирующего импульса. Эти помехи быстроисчезают;
— ложные сигналы, возникающие в результате отраженияот выступов или выточек и других неровностей поверхности. Эти помехи мешаютвыявлению дефектов на отдельных участках объекта контроля;
— помехи, связанные с рассеянием ультразвука наструктурных неоднородностях, зернах материала, т.е. структурной реверберацией.Сигналы от неоднородностей в зависимости от фазы ослабляют или усиливают другдруга. Они носят статистический характер.
Если дефект находиться в дальней зоне, то дляулучшения выявляемости дефекта в дальней зоне целесообразно увеличивать размеры/>преобразователя. При увеличении диаметра преобразователяулучшается направленность излучения, однако граница ближней зоны удаляется отпреобразователя и при /> дефект попадает вближнюю зону. В ближней зоне увеличение диаметра преобразователя оказываетотрицательное влияние на отношение сигнал-шум, приводит к ухудшениюнаправленности преобразователя.
Одним из путей устранения указанных явлений являетсяприменение фокусирующих преобразователей.
2.5 Разрешающая способностьэхо-метода
Как уже говорилось ранее (в параграфе 2.1),разрешающая способность эхо-метода – минимальное расстояние между двумяодинаковыми дефектами, при котором эти дефекты фиксируются раздельно. Различаютлучевую и фронтальную разрешающую способности. Первую определяют минимальнымрасстоянием Δr между двумя раздельно выявленными дефектами, />расположеннымив направлении хода лучей вдоль акустической оси преобразователя. Фронтальнуюразрешающую способность определяют минимальным расстоянием Δl междуодинаковыми по величине точечными раздельно выявляемыми дефектами, залегающимина одной глубине.
Всецело, разрешающая способность определяетвозможность метода судить о форме объекта отражения. О характеристике дефекта судяттакже по фактуре его поверхности благодаря разной степени рассеяния на нейволн.
Немного познакомимся с лучевой и фронтальнойразрешающей способностью:
Достижение максимальной лучевой разрешающейспособности ограничивается теми же факторами, что и достижение минимальной«мертвой» зоны. Сигнал от дефекта, расположенного ближе кпреобразователю, действует подобно зондирующему импульсу и мешает выявлениюдефекта, импульс которого приходит позднее.
Конечная величина лучевой разрешающей способностимешает иногда выявлению дефектов вблизи противоположной поверхности изделия нафоне интенсивного донного сигнала. В связи с этим у противоположной поверхностиизделия имеется неконтролируемая зона (ее также иногда называют«мертвой»), величина которой, однако, в 2 – 3 раза меньше минимальнойглубины прозвучивания.
/>/>
Рисунок 3 – К оценке фронтальной разрешающейспособности.
Основным средством повышения лучевой разрешающейспособности служит уменьшение длительности импульса. При контроле изделий большойтолщины иногда бывает трудно разделить на экране два близко расположенныхимпульса. Это ограничение устраняют введением задержанной развертки.
Для теоретической оценки фронтальной разрешающейспособности рассчитывают амплитуду эхо-сигнала от двух одинаковых точечныхдефектов, залегающих на глубине r и расположенных на расстоянии Δ1 друг отдруга. На рисунке 3 показаны соответствующие графики. Обращает на себя вниманиепоявление дополнительного (центрального) максимума, соответствующего положениюпреобразователя посередине между отражателями. В этом случае эхо-сигналы отобоих отражателей приходят к преобразователю в одно время и взаимноусиливаются.
Таким образом, для улучшения разрешающей способности вдальней зоне следует улучшать направленность преобразователя путем увеличенияего диаметра и частоты. В ближней зоне целесообразно применение фокусирующихпреобразователей. При контроле наклонным преобразователем фронтальнуюразрешающую способность определяют по двум дефектам, расположенным на одной глубине,а не вдоль фронта волны.
2.6 Определение образа выявленногодефекта.
Целью НК является не только обнаружениедефектов, но и распознавание их образа для оценки потенциальной опасностидефекта. Методы визуального представления дефектов эффективны, когда размерыобъектов (дефекта в целом или его фрагментов) существенно превышают длину волныУЗК, Кроме того, эти методы требуют применения довольно сложной аппаратуры. Вотнекоторые из методов определения образа дефекта.
Обегание дефекта волнами [3]. Падающаяволна возбуждает волны различного типа, распространяющиеся вдоль поверхностидефекта. Например, когда на округлый дефект (цилиндр) падает поперечная волна Т(рисунок 4), возникают головные продольные волны L, головные поперечные иквазирэлеевские волны. Последние две волны практически неотличимы по скорости ипоказаны как волна R. Скорость распространения этих волн зависит от диаметрацилиндра и расстояния от его поверхности.
/>
Рисунок 4 – Обегание дефекта волнами
Волны L и R порождают боковые поперечныеволны и быстро затухают. Боковые поперечные волны могут быть обнаруженыразличными способами и использованы для оценки формы и размера дефекта.
Условная ширина ∆Хд и протяженность ∆Lддефекта определяются расстояниями между такими крайними положениямипреобразователя, в которых амплитуда эхо-сигнала от дефекта уменьшается доопределенного уровня.
Условная высота ∆Hд дефектаопределяется как разность показаний глубиномера в положениях преобразователя,расстояние между которыми равно условной ширине дефекта. Условные размерыдефектов измеряются двумя способами. При первом способе крайними положениямипреобразователя считают такие, в которых, амплитуда эхо-сигнала от выявленногодефекта уменьшается до значения, составляющего определенную часть (обычно 1/2)от максимальной. При втором способе крайними положениями преобразователясчитают такие, в которых амплитуда эхо-сигнала достигает величины,соответствующей минимальному регистрируемому дефектоскопом значению.
3. Ультразвуковой эхо-импульсныйдефектоскоп
Ультразвуковой эхо-дефектоскоп – этоприбор, предназначенный для обнаружения несплошностей и неоднородностей визделии, определения их координат, размеров и характера путем излученияимпульсов ультразвуковых колебаний, приема и регистрации отраженных отнеоднородностей эхо-сигналов. Рассмотрим его составляющие[8].
На рисунке 5 приведена принципиальная схемаимпульсного ультразвукового дефектоскопа. Генератор радиоимпульсов 3возбуждает, пьезопластину передающей искательной головки 1. Ультразвуковыеколебания распространяются в контролируемой детали, отражаются от еепротивоположной стенки («донный сигнал») и попадают на пьезопластинуприемной искательной головки 2. Отраженные ультразвуковые колебания возбуждаютколебания пьезопластины приемной искательной головки 2. При этом на граняхпьезопластины возникает переменное напряжение, которое детектируется иусиливается в усилителе 4, а затем поступает на вертикальные отклоняющиепластины электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) 5 осциллографа. Одновременно генераторгоризонтальной развертки 6 подает пилообразное напряжение на горизонтальныеотклоняющие пластины ЭЛТ 5. Генератор радиоимпульсов 3 возбуждает пьезопластинупередающей
/>/>
Рисунок 5 – Блок схема импульсного ультразвукового дефектоскопа
искательной головки 1 короткими импульсами, междукоторыми получаются продолжительные паузы. Это позволяет четко различать наэкране ЭЛТ 5 сигнал начального (зондирующего) импульса I, сигнал от дефекта IIIи донный сигнал II. При отсутствии дефекта в контролируемом участке детали наэкране осциллографа импульс III будет отсутствовать. Перемещая передающую иприемную искательные головки по поверхности контролируемой детали, обнаруживаютдефекты и определяют их местоположение. В некоторых конструкциях ультразвуковыхдефектоскопов имеется только одна совмещенная искательная головка, котораяиспользуется как для передачи, так и для приема ультразвуковых колебаний. Местаприлегания искательных головок к контролируемой детали смазывается тонким слоемтрансформаторного масла или вазелина для обеспечения непрерывного акустическогоконтакта искательных головок с поверхностью контролируемого изделия.
4. Рельсовый дефектоскоп УДС2-73 — три прибора в одном
Сегодня существует огромное количество различныхультразвуковых дефектоскопов. Они применяются практически во всех отрасляхпромышленности, т.к. практичны и позволяют качественно решать задачидефектоскопии и толщиномерии. Одним из мест, где применяют эти дефектоскопы –железнодорожное полотно. Зачастую рельсы являются основным элементомжелезнодорожного пути, который подвергается значительным нагрузкам. По мереэксплуатации в них появляются различные дефекты, угрожающие безопасностидвижения поездов. Изломы рельсов являются первой причиной аварий и крушений впутевом хозяйстве.
При контроле состояния рельсов применяютультразвуковые дефектоскопные тележки, позволяющие своевременно обнаруживатьдефекты, оценивать степень их развития и опасности.
Рассмотрим одну из таких тележек — УДС2-73, котораябыла разработана на Украине НПФ «Ультракон-Сервис», и представляетсобой микропроцессорный многоканальный ультразвуковой дефектоскоп.
При разработке учитывался мировой опыт, накопленныйпри эксплуатации данного вида оборудования. Основными требованиями,предъявляемыми к системе, были следующие:
высокая достоверность контроля с возможностьюдокументирования результатов;
использование максимальной автоматизации процессаконтроля и настройки, при относительной простоте и удобстве в управлении иобслуживании;
обеспечение высокой надежности, гибкости иуниверсальности.
Дефектоскоп предназначен для обнаружения дефектов вобеих нитях железнодорожного пути по всей длине и сечению рельсов, заисключением перьев подошвы, с помощью дефектоскопной тележки, а также дляконтроля отдельных участков одной нити железнодорожного пути и контроляэлементов стрелочных переводов с помощью ручной штанги.
/>Контролю подлежат все типыжелезнодорожных рельсов, при этом предусмотрена автоматическая корректировканастроек при переходе на другой тип рельсов по указанию оператора. Схемыпрозвучивания позволяют выявлять все виды критических дефектов согласноклассификатору НДТ/ЦП-1-93. При этом реализованы эхо-, зеркальный изеркально-теневой методы УЗК, с использованием контактного способа вводаультразвука. В дефектоскопе предусмотрен алгоритм распознавания типа дефекта,но окончательное решение должен принимать оператор, используя дополнительноручной контроль и визуальный осмотр дефектного участка.
В УДС2-73 для сплошного контроля используется 18каналов, по 9 на каждую рельсовую нить. Так же дефектоскоп имеет дополнительно5 отдельных каналов для контроля одной рельсовой нити и элементов стрелочныхпереводов в ручном варианте с помощью штанги или отдельного ПЭП.
Отличительными особенностями дефектоскопа являются:
наличие встроенных типовых настроек работы каналов,возможность создания рабочих настроек оператора на основе типовых, а такжеотличающихся от типовых, при использовании другой схемы УЗК;
наличие встроенной памяти для сохранения результатовконтроля по всем каналам на базе flash-карты, с возможностью быстрой передачина ЭВМ без участия дефектоскопа;
возможность определения пройденного пути и скоростидвижения при сплошном контроле с помощью датчика пути;
наличие большого цветного экрана с высокимразрешением;
различные режимы представления информации на экранедефектоскопа;
визуальная и звуковая система автоматическойсигнализации дефектов (АСД);
возможность работы в режиме сбора информации безучастия оператора, с последующим анализом результатов на ЭВМ в лаборатории;
одновременное использование различных схем УЗК дляповышения достоверности контроля и обнаружения дефектов на ранней стадииразвития;
наличие всех функций универсальных дефектоскопов приработе в одноканальном режиме;
Одним из факторов достоверного обнаружения дефектов,кроме возможностей аппаратуры, является субъективная оценка при взаимодействиисистемы: оператор — />дефектоскоп. В существующих системах УЗК используетсявизуально-звуковой анализ оператором информации по всем каналам, что, конечноже, не может не привести к пропуску дефектов, особенно на ранней стадииразвития. Поэтому возникает необходимость сохранения результатов контроля илиэлектронного документирования.
Важную роль имеет создание информационных баз данныхна ЭВМ, куда будут заноситься результаты УЗК всех операторов.
Не мало важную роль играет реальное расположениедефекта. В УДС2-73 на экране приведено схематическое изображение рельса,расположение на нем всех ПЭП и ход ультразвуковых лучей. При превышениисигналом браковочного уровня на экране загорается соответствующая линияультразвукового луча. Таким образом оператор узнает приблизительноерасположение дефекта в рельсе.
Для контроля головки рельса используется:
Эхо-метод с использованием ПЭП 580 развернутого на 34°относительно продольной оси рельса и направленного по и против движения, это позволяетобнаруживать различно ориентированные относительно вертикальной плоскостипоперечные дефекты.
Зеркальный метод, реализованный теми же ПЭП. Этотметод УЗК эффективно дополняет эхо-метод. Недостатком эхо-метода являетсязеркальное отражение ультразвукового луча от плоскости дефекта, что можетпривести к его пропуску при сильном развитии. Применение зеркального методапозволяет избавиться от этого недостатка и обеспечивает уверенное выявлениепоперечных трещин в головке рельса на любой стадии развития.
Эхо-метод с использованием ПЭП 700, развернутого вдольпродольной оси рельса и направленного по и против движения. Этот методэффективен для обнаружения сильно развитых поперечных трещин в центральнойчасти головки рельса, за счет получения их большой условной протяженности.Метод не позволяет обнаруживать дефекты на ранней стадии их развития и поэтомурекомендуется как дополнительный.
Для контроля шейки и подошвы рельса (кроме перьевподошвы), а также болтовых отверстий используется:
Эхо-метод. Позволяет определить глубину залеганиядефектов и их ориентацию, т.к. поверхность дефекта должна быть расположенаперпендикулярно направлению распространения ультразвукового луча. Исключаетпропуск дефектов из-за многократных переотражений, указанных выше.
Эхо-метод с использованием ПЭП 450, развернутого вдольпродольной оси рельса и направленного по и против движения, что позволяетобнаруживать различно ориентированные относительно вертикальной плоскостипоперечные дефекты, а также поперечные трещины в подошве. Также метод позволяетвыявлять различно ориентированные трещины в болтовых отверстиях, особенно наранней стадии их развития.
Как уже отмечалось, схемы УЗК постоянносовершенствуются, поэтому в УДС2-73 предусмотрена возможность построения другихсхем прозвучивания на базе имеющихся каналов. Оператор имеет возможностьсоздавать рабочие настройки на базе типовых, с нужными ему изменениями. Приэтом типовые настройки защищены от стирания или изменения неопытным оператором.
Выводы:
Таким образом, разработан новый современныйотечественный многоканальный дефектоскоп УДС2-73 для сплошного ультразвуковогоконтроля обеих рельсовых нитей, который совмещает в себе возможностидефектоскопных тележек и автоматизированных скоростных средств УЗК, а такжеможет использоваться в качестве 5-ти канального ручного дефектоскопа дляконтроля отдельных участков пути. Дефектоскоп удовлетворяет всем современнымтребованиям и имеет много преимуществ по сравнению с существующими аналогами:
Использование различных схем УЗК, дополняющих другдруга, с возможностью их изменения;
Одновременный контроль рабочей и нерабочей частиголовки рельса;
Применение высококонтрастного цветного экрана дляполноценного отображения информации различных режимах;
Возможность различного отображения информации повыбору оператора;
Регистрация результатов контроля по всем каналам;
Предварительный анализ информации с возможностьюраспознавания типа дефекта и формирования по нему отчета;
Возможность передачи информации на ЭВМ для последующейобработки, формирования базы данных и вывода информации на бумажные носители;
5. Фирмы, занимающиеся акустическимиметодами контроля:
5.1 ABATA Aussenhandels GmbH(Ауссенхандельс ГмбХ) (основана вфеврале 1997 года.)
С июня 1997 года в Самаре действует филиал,зарегистрированный администрацией Самарской области (свидетельство орегистрации № 179 от 09.06.97 года). Открыты текущие и инвестиционные валютныесчета, что позволяет заключать любые договора с российскими предприятиями,выполнять различного рода работы и услуги, производить расчёты в рублях,свободно конвертировать денежные средства и вести расчеты с зарубежнымифирмами. В 2001 году филиал в соответствии с новыми требованиямизаконодательства РФ об иностранных инвестициях прошел аккредитацию в России, ибыл внесен в государственный реестр филиалов иностранных юридических лиц,аккредитованных на территории РФ (свидетельство № 20365 от 21.06.01 года,выданный Государственной регистрационной палатой при МЮ РФ). Также в Челябинскеоткрыто постоянно действующее представительство филиала — АБАТА-ЧЕЛЯБИНСК.
Филиал АБАТА-САМАРА выполняет обследованиенеразрушающими методами ультразвукового контроля резервуаров, трубопроводов,корпусных конструкций судов и аналогичных конструкций.
Обследование осуществляется ультразвуковыми приборамиUSN-52 и ДМ 4DL немецкой фирмы Krautkramer, которые позволяют вести диагностикубез снятия эпоксидного покрытия, через слой ржавчины, лакокрасочные,изолирующие покрытия, имеющих достаточную адгезию с поверхностью[7].
USN-52 позволяет:
выявлять коррозионные участки, их глубину и площадикоррозии;
выявлять наружные и внутренние дефекты типа трещин,расслоений металла, непроваров, шлаковых включений, пор и др. дефектов сварныхсоединений;
выявлять сквозные отверстия;
измерять остаточную толщину;
определять места отслоений защитного покрытия(эпоксидного, лакокрасочного) от металла.
USN-52 даёт возможность вести диагностикуметаллических конструкций.
Ультразвуковой дефектоскоп USN-52 обладает большойпамятью, что позволяет:
проводить компьютерную обработку результатов контроля;
документировать результаты контроля на местепроведения работ;
переносить результаты контроля и параметры настройкиприборов в персональный компьютер, что позволяет провести проверкудостоверности контроля в любое время;
контролировать устранение дефектов после ремонтаобъекта.
По результатам проведенных замеров проводитсякомпьютерная обработка результатов диагностирования с выдачей цветной картыдефектов обследуемого объекта.
Также фирмой используются малогабаритныеультразвуковые дефектоскопы USN -50 USN-52. Эти микропроцессорные дефектоскопымалых размеров и веса с цифровой обработкой сигнала, предназначенные для работыв полевых условиях и отличающиеся удобством в обслуживании. Контрастныйбезинерционный электролюминесцентный индикатор для изображения отраженныхсигналов, индикация функциональных групп, результатов измерения и режимов.
В толщиномерии фирма использует ультразвуковыетолщиномеры DM4E DM4 DM4DL. Легкие компактные и простые в обслуживанииультразвуковые толщиномеры для измерения толщины стенок изготавливаемого иработающего оборудования, в особенности объектов, подвергающихся коррозии.Исполнение DМ 4 и DМ 40Ь имеет режим DUAL MULTI! для измерений через покрытия.
5.2 Фирма«Impuls-Crivencov»
Работает на рынке приборов неразрушающего контроля с1997 года. В её составе специалисты, имеющие многолетний опыт работы в этойобласти. Их разработки успешно эксплуатируются на металлургических и трубныхзаводах Украины и России: Днепровский металлургический комбинатг.Днепродзержинск, Новомосковский трубный завод, Харцызский трубный завод,Нижнеднепровский трубопрокатный завод г.Днепропетровск, Никопольский заводбесшовных труб «Нико-Тьюб», Запорожский «УкрГрафит»,Выксунский металлургический завод.
В своих разработках фирма использует сочетаниеаппаратных и программных решений на основе современной элементной базы икомпьютерных технологий. Установки, поставляемые фирмой, соответствуют требованиямстандартов США, России и Украины[6].
В установках ультразвукового контроля, предлагаемыхзаказчикам, используются программные многоканальные дефектоскопы, аппаратная ипрограммная части которых ориентированны на соответствующий вид металлопроката.
Производимые приборы:УДМ-8 Восьмиканальный ультразвуковой дефектоскоп параллельного действия ТД-01 Установка для измерения толщины стенки труб и контроля сплошности металла труб (в том числе, имеющих черновую поверхность) НКУ-025 Установки контроля шва и зоны термического влияния электросварных труб УДМ-24.1 Прибор для контроля сварного шва и околошовной зоны электросварных труб диаметром 720-1420мм, толщиной стенки 7-25мм УДМ-24.2 Установка для контроля концевых участков электросварных труб РОТОР-1 Установка для контроля труб и прутков диаметром 20-120 мм ПНК-01 Прибор для контроля размеров графитовых изделий ТМ-16П Установка для измерения толщины наружного антикоррозионного покрытия на электросварных прямошовных трубах ( установка для труб диаметром от 508 до 1420 мм. )
Заключение
Материалы источников дают основание утверждать, чтоэхо-импульсный метод неразрушающего контроля широко применяется длядефектоскопии объектов с односторонним доступом.
Аппаратура, основанная на эхо-импульсном методеультразвуковой дефектоскопии, обеспечивает высокую производительность идостоверность контроля с возможностью документирования результатов, обработкойна ЭВМ, формированием баз данных и выводом информации на бумажные носители.
Использование современных ЭВМ в дефектоскопах дляавтоматизации процесса контроля и настройки, создает условия для проведенияконтрольных работ значительных объёмов (например, дефектоскопиямногокилометровых участков железнодорожного полотна).
Для достижения 100% гарантии поиска дефектовэхо-импульсный метод обычно используется совместно с другими методами. Толькотакое решение обеспечивает выявление всех дефектов.
Таким образом, эхо-импульсный метод является реальноэффективным методом неразрушающего контроля, так как качество, скорость иточность выявления дефектов находятся на, действительно, высоком уровне.
Список литературы
Щербинский В.Г. Алёшин Н.П. Ультразвуковой контрольсварных соединений. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1989.
Матвеев А.С. Ультразвуковые приборы ЦНИИТМАШ Москва1958.
Приборы для неразрушающего контроля материалов иизделий. Справочник. В 2-х книгах. Кн.2/Под ред. В.В. Клюева. – 2-е изд.,перераб. и доп., — М.: Машиностроение, 1986.
Чумичев, А.М. Техника и технология неразрушающихметодов контроля деталей горных машин и оборудования: Учебное пособие длястудентов вузов, обучающихся по направлению «Горное дело».- 2-е издание. — М.:МГГУ, 2003.- 379 с.
ultracon-service.com.ua/uds2-73descr.shtml
impuls.moldline.net/
www.abata.ru/
Кривенков С.В., Зайцев Ю.В., Протасов В.Н., КузьменковП.Г. Выявление скрытых дефектов деталей методом ультразвуковой дефектоскопии,1999