RU2262101C1 - Method of checking operation condition of ultrasonic defectoscope - Google Patents
Method of checking operation condition of ultrasonic defectoscope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2262101C1 RU2262101C1 RU2004126748/28A RU2004126748A RU2262101C1 RU 2262101 C1 RU2262101 C1 RU 2262101C1 RU 2004126748/28 A RU2004126748/28 A RU 2004126748/28A RU 2004126748 A RU2004126748 A RU 2004126748A RU 2262101 C1 RU2262101 C1 RU 2262101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flaw detector
- ultrasonic
- acoustic
- vibrations
- flaw
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для проверки работоспособности ультразвуковых (у.з.) дефектоскопов в процессе их настройки и для поиска дефектов в разнообразных материалах и изделиях промышленности, например в сварных соединениях, в железнодорожных рельсах, в трубах, в листах, в прокате и т.п., как при их производстве, так и при эксплуатации.The invention relates to the field of non-destructive testing and can be used to test the performance of ultrasonic (ultrasonic) flaw detectors in the process of setting them up and to search for defects in a variety of materials and products of industry, for example, in welded joints, in railway rails, in pipes, in sheets , at the box office, etc., both during their production and during operation.
Известен способ контроля работоспособности у.з. дефектоскопа (а.с. № 1769116), заключающийся во включении в электрическую схему дефектоскопа специального имитатора тестового сигнала, изменении амплитуды тестового сигнала синхронно и по обратной связи с амплитудой сигнала блока временной регулировки чувствительности (ВРЧ) и в оценке работоспособности у.з. дефектоскопа по результирующему сигналу, находящемуся в поле допуска контролируемого сигнала [1].A known method of monitoring the health of the US of a flaw detector (AS No. 1769116), which consists in including a special simulator of a test signal in the circuit of a flaw detector, changing the amplitude of the test signal synchronously and feedback from the signal amplitude of the time sensitivity adjustment unit (TCR), and in evaluating the health of the ultrasound flaw detector based on the resultant signal located in the tolerance field of the monitored signal [1].
Недостатком известного способа является необходимость вмешательства в электронную схему дефектоскопа "включение имитатора тестового сигнала" и отсутствие возможности проверки акустического блока дефектоскопа. В то же время, в соответствии с ГОСТ 23049-84, ультразвуковой дефектоскоп представляет собой устройство, состоящее как минимум из двух блоков: электронного и акустического (см. п. 3.7 [2]). В практике контроля чаще всего в процессе работы отказывают акустический блок, состоящий из одного или нескольких пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП), или же кабель (кабели), соединяющий ПЭП с электронным блоком. Однако известный способ позволяет проверять работоспособность только части у.з. дефектоскопа - его электронный блок, а работоспособность акустического блока и в целом дефектоскопа не проверяется.The disadvantage of this method is the need for intervention in the electronic circuit of the flaw detector "turning on the simulator of the test signal" and the inability to check the acoustic unit of the flaw detector. At the same time, in accordance with GOST 23049-84, an ultrasonic flaw detector is a device consisting of at least two blocks: electronic and acoustic (see clause 3.7 [2]). In control practice, most often during operation, an acoustic unit consisting of one or more piezoelectric transducers (PES) or a cable (cables) connecting the PEP to the electronic unit fail. However, the known method allows you to check the performance of only part of the US a flaw detector is its electronic unit, and the performance of the acoustic unit and the flaw detector as a whole is not checked.
Иными словами, известный способ по существу является способом контроля работоспособности только приемного тракта электронного блока дефектоскопа, а не дефектоскопа в целом.In other words, the known method is essentially a method of monitoring the operability of only the receiving path of the electronic unit of the flaw detector, and not the flaw detector as a whole.
Известно устройство для настройки и поверки ультразвуковых приборов [3], которое позволяет проверять работоспособность всего электроакустического тракта дефектоскопа. Контроль работоспособности дефектоскопа с помощью данного устройства производится путем размещения рабочего пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) дефектоскопа в специальную акустическую ванну с иммерсионной жидкостью с основными и дополнительными образцовыми ПЭП, генерации образцового сигнала и приеме этого сигнала рабочим ПЭП дефектоскопа.A device for tuning and checking ultrasonic devices [3], which allows you to check the performance of the entire electro-acoustic path of the flaw detector. The flaw detector operability is monitored using this device by placing the working piezoelectric transducer (PED) of the flaw detector in a special acoustic bath with immersion liquid with the main and additional reference probes, generating a reference signal and receiving this signal by the working probe of the flaw detector.
Известное устройство имеет сложную электрическую схему, целую серию основных и дополнительных образцовых ПЭП, громоздкую акустическую ванну с жидкостью и, естественно, не может быть использовано для оперативной проверки работоспособности у.з. дефектоскопа в полевых и цеховых условиях. Таким образом, недостатками известного устройства являются сложность конструкции и ограниченная область применения.The known device has a complex electrical circuit, a series of primary and secondary reference probes, a cumbersome acoustic bath with liquid, and, of course, cannot be used for operational verification of operability of ultrasonic testing. flaw detector in field and workshop conditions. Thus, the disadvantages of the known device are the design complexity and limited scope.
Известны способ и устройство контроля работоспособности ультразвукового дефектоскопа по авт. свидетельству №1388789 [4], предназначенные для настройки и поверки дефектоскопов с непрерывным излучением упругих колебаний. За счет имитации эхо-сигналов, их излучения в настроечный образец и последующего приема проверяется весь электроакустический тракт дефектоскопа, включая излучающую и приемную часть электронного блока дефектоскопа, соответствующих ПЭП и электрических кабелей, соединяющих ПЭП с электронным блоком.A known method and device for monitoring the performance of an ultrasonic flaw detector according to ed. certificate No. 1388789 [4], intended for tuning and calibration of flaw detectors with continuous emission of elastic vibrations. By simulating the echo signals, their radiation into the tuning sample and subsequent reception, the entire electro-acoustic path of the flaw detector is checked, including the emitting and receiving part of the flaw detector electronic unit, the corresponding probes and electric cables connecting the probes to the electronic unit.
Однако недостатком известных способа и устройства является их применимость только для дефектоскопов с непрерывным излучением у.з. колебаний и обработки сигналов на базе эффекта Доплера. Известные решения не могут быть применены при контроле работоспособности наиболее распространенных в мировой практике ультразвуковых дефектоскопов с импульсным излучением ультразвуковых колебаний и имеют ограниченную область применения.However, the disadvantage of the known method and device is their applicability only for flaw detectors with continuous radiation. oscillations and signal processing based on the Doppler effect. Known solutions cannot be applied to monitor the health of the most common ultrasonic flaw detectors with pulsed radiation of ultrasonic vibrations in the world and have a limited scope.
Известен способ проверки работоспособности ультразвукового дефектоскопа по ГОСТ 14782 [5] и ГОСТ 18576 [6], заключающийся в том, что акустический блок проверяемого дефектоскопа устанавливают на настроечный образец, путем нанесения контактирующей жидкости на поверхность образца обеспечивают акустический контакт между образцом и акустическим блоком, излучают акустическим блоком дефектоскопа импульсные ультразвуковые колебания в образец, принимают отраженные от внутреннего отражателя в образце ультразвуковые колебания (эхо-сигналы), усиливают их, осуществляют временную селекцию и подают на индикаторы дефектоскопа, а о работоспособности дефектоскопа судят по срабатыванию его индикаторов.A known method of verifying the performance of an ultrasonic flaw detector according to GOST 14782 [5] and GOST 18576 [6], which consists in the fact that the acoustic unit of the tested flaw detector is installed on the tuning sample, by applying a contacting liquid to the surface of the sample, acoustic contact between the sample and the acoustic block is emitted the acoustic unit of the flaw detector pulsed ultrasonic vibrations in the sample, receive reflected from the internal reflector in the sample ultrasonic vibrations (echo signals), amplifying they are engaged in the temporary selection and fed to a flaw indicator, and operability of the flaw is judged by its actuation indicators.
Для реализации известного способа используют устройства, представляющие специальные настроечные (стандартные) образцы по ГОСТ 14782 [5] из металла или органического стекла с внутренними отражателями в виде цилиндрических сверлений или пропилов.To implement the known method, devices are used that represent special tuning (standard) samples according to GOST 14782 [5] made of metal or organic glass with internal reflectors in the form of cylindrical drills or cuts.
Аналогичные образцы из металлов (сталь, алюминий) и органического стекла для проверки дефектоскопов применяют также все ведущие в мире фирмы в области неразрушающего контроля (Японии, США, Германии и т.д. [7, 8, 9]).Similar samples of metals (steel, aluminum) and organic glass for testing flaw detectors are also used by all the world's leading non-destructive testing companies (Japan, USA, Germany, etc. [7, 8, 9]).
Чаще всего для проверки работоспособности ультразвукового дефектоскопа используют стандартный образец СО-2 по ГОСТ 14782-86 [5], представляющий собой образец из стали с рабочей и тыльной поверхностями и выполненными внутри образца отражателями в виде сквозных цилиндрических сверлений с известными отражательными свойствами.Most often, a standard sample СО-2 according to GOST 14782-86 [5] is used to test the performance of an ultrasonic flaw detector [5], which is a steel sample with a working and back surfaces and reflectors made inside the sample in the form of through cylindrical drills with known reflective properties.
Известные способ и устройство предназначены для предварительной настройки ультразвукового импульсного дефектоскопа перед проведением контроля изделия и последующей периодической проверки работоспособности дефектоскопа в процессе выполнения контроля. Процесс настройки чувствительности дефектоскопа сводится к тому, что путем перемещения акустического блока дефектоскопа по поверхности настроечного образца добиваются получения максимальной амплитуды эхо-сигнала от заданного отражателя (в СО-2 - от цилиндрического отверстия 
В процессе поиска дефекта периодически приостанавливают контроль изделия, устанавливают акустический блок на настроечный образец, вновь добиваются получения эхо-сигнала от заданного отражателя и убеждаются в превышении им порогового уровня дефектоскопа. Тем самым производится периодическая проверка работоспособности дефектоскопа и соответствия им заданной чувствительности контроля. Причем проверка правильности настройки чувствительности и контроль работоспособности дефектоскопа должны производиться при каждом включении аппаратуры и не реже, чем через каждые 30-240 мин непрерывной работы дефектоскопа (см. например, стр. 15, п. 3.6 ГОСТ 17410 [11]). Периодичность проверки определяется типом дефектоскопа, условиями контроля и устанавливается нормативно-технической документацией (НТД) на контроль.In the process of searching for a defect, the control of the product is periodically suspended, the acoustic unit is installed on the tuning sample, again they obtain an echo signal from the given reflector and are convinced that they exceed the threshold level of the flaw detector. Thereby, a periodic check is made of the flaw detector's operability and its compliance with the specified control sensitivity. Moreover, checking the correctness of the sensitivity settings and monitoring the performance of the flaw detector should be performed each time the equipment is turned on and at least every 30-240 minutes of continuous flaw detector operation (see, for example, page 15, clause 3.6 of GOST 17410 [11]). The frequency of inspection is determined by the type of flaw detector, monitoring conditions and is established by the regulatory and technical documentation (NTD) for inspection.
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
1. Низкая производительность контроля, обусловленная необходимостью установки акустического блока на образец, поиска максимума эхо-сигнала от заданного отражателя и т.п. Это требует значительных затрат времени (до 10-15% от общего времени контроля). При необходимости проверки работоспособности многоканального (N каналов) дефектоскопа время, периодически затрачиваемое на проверку работоспособности дефектоскопа, возрастает в N раз, т.к. настроечный образец требуется последовательно устанавливать под каждый пьезоэлектрический преобразователь акустического блока дефектоскопа и проверять работоспособность каждого канала отдельно.1. Low control performance due to the need to install an acoustic unit on the sample, search for the maximum echo from a given reflector, etc. This requires a significant investment of time (up to 10-15% of the total control time). If it is necessary to verify the operability of a multichannel (N channel) flaw detector, the time periodically spent on checking the operability of a flaw detector increases N times, because the tuning sample must be installed sequentially under each piezoelectric transducer of the acoustic unit of the flaw detector and to check the operability of each channel separately.
2. Низкая надежность контроля, вызванная зависимостью акустических свойств некоторых образцов (например, изготовленных из органического стекла) от температуры окружающей среды.2. Low reliability of control caused by the dependence of the acoustic properties of some samples (for example, made of organic glass) on the ambient temperature.
3. Неудобство в работе и низкая надежность контроля, связанная с тем, что металлические образцы имеют значительную массу (например, наиболее часто применяемый образец СО-2 имеет массу 2,8 кг). При работе в цеховых и полевых условиях это существенно повышает суммарную массу носимого комплекта дефектоскописта (дефектоскоп ≈2-3 кг, кабели и ПЭП ≈0,5 кг, емкость с контактирующей жидкостью ≈0,5 кг и металлический настроечный образец (или образцы) ≈2,8-5 кг). В результате оператор-дефектоскопист старается исключить из носимого комплекта настроечный образец и тем самым нарушает требования НТД на контроль, резко снижая надежность контроля.3. Inconvenience in work and low reliability of control, due to the fact that metal samples have a significant mass (for example, the most commonly used sample of СО-2 has a mass of 2.8 kg). When working in workshop and field conditions, this significantly increases the total mass of the flaw detector kit wearable (flaw detector ≈2-3 kg, cables and probes ≈0.5 kg, container with contacting fluid ≈0.5 kg and metal tuning sample (or samples) ≈ 2.8-5 kg). As a result, the flaw detector operator tries to exclude the adjustment sample from the wearable kit and thereby violates the inspection requirements of the technical documentation, drastically reducing the reliability of the control.
4. Низкая производительность контроля, обусловленная тем, что известный способ не позволяет локализовать причину отказа дефектоскопа при отсутствии эхо-сигнала от отражателя в образце. В результате оператор тратит значительное время на определение возможного характера повреждения дефектоскопа и его устранение (например, на замену кабеля или ПЭП), что в целом снижает производительность контроля.4. Low performance monitoring due to the fact that the known method does not allow to localize the cause of the failure of the flaw detector in the absence of an echo signal from the reflector in the sample. As a result, the operator spends considerable time on determining the possible nature of the flaw detector damage and its elimination (for example, on replacing the cable or probe), which generally reduces the monitoring performance.
Таким образом, известные способы проверки (контроля) работоспособности у.з. дефектоскопа имеют низкую производительность и надежность контроля.Thus, the known methods of verification (control) of health. flaw detectors have low performance and reliability control.
Наиболее близким к заявляемому способу и принятым за прототип является способ проверки (контроля) работоспособности ультразвукового дефектоскопа по патенту №2104519 [12], заключающийся в том, что акустический блок проверяемого дефектоскопа устанавливают на рабочую поверхность настроечного образца, обеспечивают акустический контакт между блоком и образцом (путем нанесения контактирующей жидкости между ними), в процессе работы дефектоскопа излучают импульсные ультразвуковые колебания в образец, эти колебания принимаются дополнительным (образцовым) преобразователем, установленным на тыльной стороне образца, и индицируют факт приема, задерживают на определенное время принятые колебания, с помощью задержанных колебаний вторично формируют ультразвуковые колебания и излучают их из образца с помощью того же преобразователя. В зависимости от реализуемого дефектоскопом метода излучают или прерывают излучаемые из образца колебания. Эти колебания принимают акустическим блоком дефектоскопа, усиливают их, осуществляют временную селекцию и подают на индикаторы дефектоскопа, причем время задержки выбирают, исходя из расчета попадания излучаемых колебаний в рабочую временную зону дефектоскопа, а амплитуду излучаемых из образца колебаний выбирают выше порогового уровня дефектоскопа. О работоспособности дефектоскопа судят по срабатыванию индикатора устройства (настроечного образца) и индикаторов дефектоскопа. Образец выполняют из звукопроводного материала (на основе акрильных пластмасс или полимеров), а образцовый электроакустический преобразователь закрепляют (приклеивают) к тыльной стороне образца.Closest to the claimed method and adopted as a prototype is a method for checking (controlling) the performance of an ultrasonic flaw detector according to patent No. 2104519 [12], which consists in the fact that the acoustic unit of the flaw detector under test is installed on the working surface of the tuning sample, and acoustic contact between the block and the sample is provided ( by applying a contacting liquid between them), during the operation of the flaw detector emit pulsed ultrasonic vibrations into the sample, these vibrations are taken additional ( braztsovym) transducer mounted on the back of the sample, and indicate the fact of reception, delayed by a certain time taken oscillations by oscillations delayed second forming ultrasonic vibrations and emit them from the sample by the same transducer. Depending on the method implemented by the flaw detector, the oscillations emitted from the sample are emitted or interrupted. These vibrations are received by the acoustic unit of the flaw detector, amplify them, perform temporary selection and fed to the indicators of the flaw detector, and the delay time is selected based on the calculation of the emitted oscillations entering the working time zone of the flaw detector, and the amplitude of the oscillations emitted from the sample is selected above the threshold level of the flaw detector. The performance of the flaw detector is judged by the operation of the indicator of the device (training sample) and indicators of the flaw detector. The sample is made of sound-conducting material (based on acrylic plastics or polymers), and the model electro-acoustic transducer is fixed (glued) to the back of the sample.
Реализация способа, принятого за прототип, с помощью устройства по патенту № 2104519 [12] показывает, что известный способ обладает следующими положительньми свойствами:The implementation of the method adopted for the prototype using the device according to the patent No. 2104519 [12] shows that the known method has the following positive properties:
- проверяется работоспособность всего электроакустического тракта дефектоскопа: генератора зондирующих импульсов, входных и выходных разъемов, кабелей, ПЭП, приемного тракта и индикаторов (ЭЛТ или жидкокристаллического и звукового);- the operability of the entire electro-acoustic path of the flaw detector is checked: the probe pulse generator, input and output connectors, cables, probes, receiving path and indicators (CRT or liquid crystal and sound);
- при наличии неисправных дефектоскопических каналов в многоканальном дефектоскопе удается локализовать причину отказа (при отказе излучающей части дефектоскопа (включая ПЭП) не срабатывает световой индикатор устройства, при неисправности приемного тракта - не работают индикаторы дефектоскопа);- in the presence of faulty defectoscopic channels in a multichannel flaw detector, it is possible to localize the cause of the failure (in case of failure of the radiating part of the flaw detector (including the probe), the device indicator light does not work, if the receiving path is faulty, the flaw detector indicators do not work);
- настроечный образец (комплект акустической платы и электронного блока) имеет массу, в 14 раз меньшую, чем типовые стандартные образцы из металла (СО-2), и практически не увеличивает массу носимого комплекта дефектоскопа.- the tuning sample (set of acoustic board and electronic unit) has a mass 14 times less than typical standard metal samples (СО-2), and practically does not increase the mass of the wearable flaw detector kit.
В то же время способ, принятый за прототип, снижает производительность контроля, так как для проверки работоспособности дефектоскопа, также как при использовании стандартных образцов по ГОСТ, необходимо периодически приостанавливать контроль изделия и устанавливать акустический блок на настроечный образец.At the same time, the method adopted for the prototype reduces the monitoring performance, since in order to check the performance of a flaw detector, as well as when using standard samples according to GOST, it is necessary to periodically suspend product monitoring and install an acoustic unit on the tuning sample.
Кроме того, условия выполнения рабочего контроля изделия и условия проведения проверки работоспособности изделия не адекватны. Как правило, у.з. контроль изделия производится в процессе перемещения акустического блока (рабочего ПЭП) дефектоскопа по заданной траектории (при сканировании) по поверхности изделия (чаще всего, металлического), т.е. в динамических условиях. Проверка же работоспособности дефектоскопа известным способом производится при неподвижном акустическом блоке на настроечном образце, выполненном из иного материала, чем контролируемое изделие. При этом, естественно, условия обеспечения акустического контакта между блоком преобразователей (ПЭП) дефектоскопа и поверхностью настроечного образца в стационарных условиях (ПЭП - пластмасса - статика) иные, чем в процессе проведения контроля изделия (ПЭП - металл - динамика) как за счет различных условий смачиваемости контактирующих поверхностей, так и за счет динамики затекания контактирующей жидкости. В результате итоги проверки работоспособности дефектоскопа известным способом могут быть не достоверными, что приводит к снижению достоверности и надежности контроля изделия.In addition, the conditions for performing operational control of the product and the conditions for conducting a performance check of the product are not adequate. As a rule, US the product is controlled during the movement of the acoustic unit (working probe) of the flaw detector along a predetermined path (when scanning) along the surface of the product (most often, metal), i.e. in dynamic conditions. Testing the performance of the flaw detector in a known manner is carried out with a stationary acoustic unit on a tuning sample made of a material other than the controlled product. In this case, of course, the conditions for ensuring acoustic contact between the flaw detector transducer block (PED) and the surface of the tuning sample under stationary conditions (PEP - plastic - static) are different than in the process of product inspection (PEP - metal - dynamics) as due to various conditions wettability of the contacting surfaces, and due to the dynamics of leakage of the contacting fluid. As a result, the results of checking the performance of the flaw detector in a known manner may not be reliable, which leads to a decrease in the reliability and reliability of the product control.
Известный способ реализуется с помощью устройства по [12], в котором площадка для установки акустического блока дефектоскопа заранее подготовлена под установку конкретного блока и имеет соответствующие установочные размеры. При использовании известного способа для проверки дефектоскопа с другой конструкцией акустического блока, или предназначенного для контроля других изделий, требуется настроечный образец с другой посадочной площадкой для акустического блока. В результате способ, принятый за прототип, имеет ограниченную область применения.The known method is implemented using the device according to [12], in which the platform for installing the acoustic unit of the flaw detector is prepared in advance for installing a specific unit and has the corresponding installation dimensions. When using the known method for testing a flaw detector with a different design of the acoustic unit, or designed to control other products, a tuning sample with a different landing platform for the acoustic unit is required. As a result, the method adopted for the prototype has a limited scope.
Таким образом, известный способ проверки (контроля) работоспособности ультразвукового дефектоскопа, принятый за прототип, обуславливает низкую производительность у.з. контроля изделий, снижает достоверность и надежность контроля и имеет ограниченную область применения.Thus, the known method of checking (control) the performance of an ultrasonic flaw detector, adopted as a prototype, leads to low productivity ultrasound product control, reduces the reliability and reliability of control and has a limited scope.
Заявляемое изобретение направлено на решение задачи повышения надежности и производительности контроля, на расширение области применения.The invention is aimed at solving the problem of increasing the reliability and performance of the control, to expand the scope.
Поставленная задача достигается тем, что в способе проверки работоспособности ультразвукового дефектоскопа его акустическим блоком, содержащим один или несколько ультразвуковых преобразователей, периодически излучают импульсные ультразвуковые колебания, принимают их дополнительным (образцовым) преобразователем, индицируют факт их приема, через заданное время этим же преобразователем переизлучают ультразвуковые колебания с амплитудой больше порогового уровня дефектоскопа, акустическим блоком дефектоскопа принимают эти колебания, усиливают, селектируют по времени их прихода, причем излучение импульсных ультразвуковых колебаний акустическим блоком дефектоскопа производят в контролируемое изделие, прием этих колебаний образцовым преобразователем осуществляют с тыльной стороны контролируемого изделия, переизлучение ультразвуковых колебаний (излучение вторичных колебаний) в изделие производят в том же направлении, что и направление приема, проверку работоспособности производят без прерывания процесса контроля изделия при скоростях сканирования Vc.max, не превышающихThe problem is achieved in that in a method for verifying the operability of an ultrasonic flaw detector, its acoustic unit containing one or more ultrasonic transducers periodically emits pulsed ultrasonic vibrations, receives them with an additional (exemplary) transducer, indicates the fact of their reception, after a predetermined time the ultrasonic emitters are reradiated vibrations with an amplitude greater than the threshold level of the flaw detector, the acoustic unit of the flaw detector accept these vibrations amplify, select according to the time of their arrival, and the radiation of pulsed ultrasonic vibrations by the acoustic unit of the flaw detector is produced in a controlled product, the reception of these vibrations by an exemplary transducer is carried out from the back of the controlled product, re-emission of ultrasonic vibrations (radiation of secondary vibrations) into the product is carried out in the same direction, as the direction of reception, checking operability produce products without interrupting the control process when V c.max scanning speeds without pre yshayuschih
Vc.max≤Н[tg(α0+φр)-tg(α0-φр)]/kminT,V c.max ≤Н [tg (α 0 + φ р ) -tg (α 0 -φ р )] / k min T,
где Н - толщина (высота) контролируемого изделия;where H is the thickness (height) of the controlled product;
α0 и φр - угол ввода и половина угла раскрытия диаграммы направленности преобразователя дефектоскопа;α 0 and φ p - the angle of entry and half the angle of the disclosure of the radiation pattern of the flaw detector;
Т - период следования зондирующих импульсов дефектоскопа;T is the period following the probe pulses of the flaw detector;
kmin - минимальное количество эхо-импульсов, при котором принимается решение об обнаружении дефекта,k min - the minimum number of echo pulses at which a decision is made to detect a defect,
а о работоспособности дефектоскопа судят по срабатыванию индикаторов (дефектоскопа и устройства проверки).and the performance of the flaw detector is judged by the operation of indicators (flaw detector and verification device).
Основным отличием заявляемого способа от прототипа является то, что в качестве настроечного образца для проверки работоспособности дефектоскопа используют само контролируемое изделие, а образцовый электроакустический преобразователь устанавливают (временно) на тыльной (противоположной той поверхности изделия, по которой производят сканирование акустическим блоком дефектоскопа) стороне изделия, обеспечивая акустический контакт между поверхностью изделия и преобразователем.The main difference between the proposed method and the prototype is that the controlled product itself is used as a test sample for testing the flaw detector’s operability, and the model electro-acoustic transducer is installed (temporarily) on the back (opposite to that surface of the product on which the flaw detector’s scanning unit), providing acoustic contact between the surface of the product and the transducer.
В основу действия заявляемого способа положен принцип электрического формирования и излучения "эхо-сигналов" от квазиотражателей с помощью устройства для проверки работоспособности ультразвукового дефектоскопа по патенту № 2104519 [12], электроакустический преобразователь (датчик) которого, в отличие от прототипа, устанавливается не на специальной пластине, названной в прототипе «настроечным образцом», а непосредственно на тыльной стороне контролируемого изделия. При проезде акустическим блоком проверяемого дефектоскопа над установленным датчиком происходит озвучивание датчика через толщу изделия. Принятые датчиком устройства у.з. колебания задерживаются на заданное время и используются для запуска генератора импульсов устройства, который, в свою очередь, излучает у.з. колебания в сторону акустического блока дефектоскопа. Причем формирование ультразвуковых колебаний - эквивалентов акустических эхо-сигналов от отражателей происходит только тогда, когда происходит прием зондирующих колебаний от акустического блока проверяемого дефектоскопа. В результате имеется возможность полностью имитировать процедуру проверки дефектоскопа с помощью стандартных образцов. Индикация факта приема зондирующих колебаний дефектоскопа настроечным образцом позволяет диагностировать и частично локализовать причину неисправности при отсутствии эхо-сигналов на экране ЭЛТ дефектоскопа и при отсутствии срабатывания пороговых индикаторов прибора.The proposed method is based on the principle of electrical formation and emission of “echo signals” from quasi-reflectors using a device for checking the performance of an ultrasonic flaw detector according to patent No. 2104519 [12], the electro-acoustic transducer (sensor) of which, unlike the prototype, is not installed on a special the plate, called in the prototype "training sample", and directly on the back of the controlled product. When the acoustic unit of the tested flaw detector passes over the installed sensor, the sensor is scored through the thickness of the product. The devices taken by the sensor the oscillations are delayed for a given time and are used to start the pulse generator of the device, which, in turn, emits ultrasound oscillations towards the acoustic unit of the flaw detector. Moreover, the formation of ultrasonic vibrations - equivalents of acoustic echo signals from reflectors occurs only when sounding vibrations are received from the acoustic unit of the tested flaw detector. As a result, it is possible to completely simulate a flaw detector inspection procedure using standard samples. Indication of the fact of receiving probe vibrations of the flaw detector with a tuning sample allows you to diagnose and partially localize the cause of the malfunction in the absence of echo signals on the screen of the CRT of the flaw detector and in the absence of the threshold indicators of the device.
На фиг.1 представлена функциональная схема реализации способа, на фиг.2 - траектории у.з. лучей в момент «наезда» акустического блока проверяемого дефектоскопа в зону локации имитируемых сигналов; на фиг.3 - дефектограммы от реальных и имитируемых предлагаемым способом дефектов при контроле ж.-д. рельса.Figure 1 presents a functional diagram of the implementation of the method, figure 2 - trajectory rays at the moment of “collision” of the acoustic unit of the tested flaw detector into the zone of location of simulated signals; figure 3 - defectograms from real and simulated by the proposed method of defects in the control of railway. rail.
Фиг.1 представляет упрощенную функциональную схему устройства для проверки ультразвукового дефектоскопа по патенту № 2104519 [12], отличается, в частности, отсутствием настроечного образца (пластины из пластмассы) и приведена в описании данной заявки для более полного понимания существа заявляемого способа.Figure 1 is a simplified functional diagram of a device for testing an ultrasonic flaw detector according to patent No. 2104519 [12], characterized, in particular, by the absence of a tuning sample (plastic plate) and is described in the description of this application for a more complete understanding of the essence of the proposed method.
Устройство для проверки работоспособности ультразвукового дефектоскопа состоит из устанавливаемого на тыльной стороне контролируемого изделия 1 электроакустического пьезопреобразователя 2, причем преобразователь соединен с электронным трактом, состоящим из последовательно соединенных двухпозиционного коммутатора 3, усилителя принятых сигналов 4, нормализатора импульсов 5, регулируемой линии задержки 6 с органом управления 7, генератора импульсов 8 с регулятором амплитуды 9, причем между выходом нормализатора 5 и управляющим входом двухпозиционного коммутатора 3 подключен ждущий мультивибратор 10, и к выходу нормализатора 5 подключен индикатор 11 принятых сигналов (фиг.1). При проведении проверки работоспособности дефектоскопа акустический блок 12 дефектоскопа 13 устанавливают на рабочую поверхность изделия 1 и о работоспособности дефектоскопа судят по срабатыванию индикатора 11 устройства и индикаторов (ЭЛТ, звуковой или световой) и регистраторов проверяемого дефектоскопа 13. Акустический блок 12 дефектоскопа может содержать один или несколько у.з. ПЭП (в последнем случае дефектоскоп является многоканальным).The device for testing the performance of an ultrasonic flaw detector consists of an electro-acoustic
Устройство для контроля работоспособности многоканального (N каналов) ультразвукового дефектоскопа содержит N преобразователей 2 и соответствующее количество электрических трактов.A device for monitoring the operability of a multi-channel (N channel) ultrasonic flaw detector contains
Заявляемый способ проверки работоспособности ультразвукового дефектоскопа реализуется следующим образом. Предварительно, перед проведением у.з. контроля конкретного изделия, например, железнодорожных (ж.-д.) рельсов, на тыльную сторону изделия (на подошву рельса) устанавливают электроакустический преобразователь 2 устройства для проверки работоспособности у.з. дефектоскопа с обеспечением акустического контакта между поверхностью (подошвы рельса) изделия и преобразователем (см. фиг.1 и фиг.2). Акустический блок 12 проверяемого дефектоскопа 13 устанавливают на сканируемую поверхность контролируемого изделия 1 (на поверхность катания головки ж.-д. рельса), обеспечивают акустический контакт между блоком и изделием (путем нанесения контактирующей жидкости между ними) и начинают контроль изделия 1 в соответствие с действующей НТД. В процессе работы дефектоскопа 13 акустическим блоком 12 периодически (с периодом Т) излучают импульсные ультразвуковые колебания в изделие, эти колебания принимаются преобразователем 2 устройства, установленным на тыльной стороне изделия 1, через коммутатор 3, усилитель 4 и нормализатор 5, принятые колебания поступают на индикатор 11, индицируя факт приема излученных дефектоскопом колебаний, с помощью линии 6 задерживают на определенное время принятые колебания (регулировку времени задержки от 0 до максимального значения можно осуществлять регулятором 7), с помощью задержанных колебаний генератором 8 формируют ультразвуковые колебания и через коммутатор 3 электроакустическим преобразователем 2 излучают их в изделие в сторону акустического блока дефектоскопа (фиг.1). Управление двухпозиционным коммутатором 3 осуществляют с помощью ждущего мультивибратора 10, выполняющего коммутацию после приема у.з. колебаний преобразователем 2. В процессе сканирования излученные преобразователем 2 колебания принимают акустическим блоком 12 дефектоскопа (фиг.2), усиливают их, осуществляют временную селекцию и подают на индикаторы и регистраторы дефектоскопа 13. Причем, в отличие от прототипа, прием у.з. колебаний, излучаемых электроакустическим преобразователем, производят без остановки акустического блока, в ходе перемещения (сканирования) акустического блока с установленной НТД на контроль скоростью Vc (для ручного контроля - Vc=50-200 мм/с, для механизированного и автоматизированного - до 25 м/с) и без прерывания процесса контроля изделия. В отдельных случаях, например при предварительной настройке, при остановке акустического блока, скорость сканирования может отсутствовать (Vc=0). Однако, как будет показано ниже, при реализации способа скорость сканирования не должна превышать конкретной, определяемой параметрами проверяемого дефектоскопа и используемых электроакустических преобразователей, величины.The inventive method of verifying the performance of an ultrasonic flaw detector is implemented as follows. Previously, before the US control of a particular product, for example, railway (railway) rails, on the back side of the product (on the bottom of the rail), an electro-
Время задержки принятых от дефектоскопа у.з. колебаний в устройстве выбирают, исходя из расчета попадания излучаемых колебаний в рабочую временную зону дефектоскопа (на практике от 0 до времени распространения у.з. колебаний через двойную высоту контролируемого изделия), а амплитуду излучаемых из образца колебаний выбирают выше порогового уровня дефектоскопа. При работоспособном дефектоскопе в процессе проезда акустического блока над зоной локации устройства индикаторы и регистратор дефектоскопа срабатывают аналогично тому, как это происходит при обнаружении дефекта или эхо-сигналов от нормированного отражателя (отражателя в стандартном образце). В связи с тем, что в устройстве проверки работоспособности по патенту №2104519 [12] предусмотрена возможность регулировки амплитуды излучаемых генератором импульсов 8 у.з. колебаний с помощью регулятора 9, то имеется возможность смоделировать эхо-сигналы практически от любого отражателя.The delay time received from the flaw detector The vibrations in the device are selected based on the calculation of the emission of the emitted vibrations into the working time zone of the flaw detector (in practice, from 0 to the time of propagation of ultrasonic vibrations through the double height of the product being inspected), and the amplitude of the vibrations emitted from the sample is selected above the threshold level of the flaw detector. When a flaw detector is operational during the passage of the acoustic unit above the device’s location area, the indicators and the flaw detector registrar work in the same way as when a defect or echo signals from a normalized reflector (reflector in a standard sample) are detected. Due to the fact that in the device for checking the health of the patent No. 2104519 [12], it is possible to adjust the amplitude of the pulses emitted by the
Так как акустический блок (преобразователь) дефектоскопа и электроакустический преобразователь устройства обладают определенными диаграммами направленности, прием акустическим блоком дефектоскопа переизлучаемых у.з. колебаний электроакустического преобразователя устройства происходит не в одной точке поверхности контролируемого изделия, а на определенном участке ΔХ траектории перемещения акустического блока дефектоскопа, т.е. идентично сигналам от реальных отражателей (фиг.2). Для реализации предлагаемого способа важно, чтобы скорость Vc перемещения акустического блока по контролируемому изделию (скорость сканирования) не превышала определенной величины Vc.max.Since the acoustic unit (transducer) of the flaw detector and the electro-acoustic transducer of the device have certain radiation patterns, the reception of the reradiated ultrasound by the acoustic unit of the flaw detector oscillations of the electro-acoustic transducer of the device occurs not at one point on the surface of the product being monitored, but at a certain section ΔX of the trajectory of the acoustic unit of the flaw detector, i.e. identical to the signals from real reflectors (figure 2). To implement the proposed method, it is important that the speed V c the movement of the acoustic unit on the controlled product (scanning speed) does not exceed a certain value V c.max .
Определим допустимую скорость Vc.max, исходя из следующих соображений.We determine the allowable speed V c.max , based on the following considerations.
Пусть контроль изделия 1 высотой (толщиной) Н производится с помощью акустического блока 12 с наклонным преобразователем, имеющим ширину (угол раскрытия) диаграммы направленности 2φр и осуществляющим ввод у.з. колебаний под углом α0 в материал изделия со скоростью распространения в нем у.з колебаний ct (см. фиг.2). При условии, что параметры электроакустического преобразователя 2 устройства для проверки у.з. дефектоскопа идентичны параметрам преобразователя акустического блока 12 проверяемого канала дефектоскопа из фиг.2, исходя из геометрических соображений, можно видеть (см. фиг.2), что протяженность ΔХ зоны локации имитируемых сигналов составляетLet the
Для надежной фиксации сигналов контроля и обеспечения требуемой помехозащищенности при скоростном сканировании необходимо, чтобы от потенциального дефекта было принято не менее kmin импульсов (эхо-сигналов). Очевидно, такое же требование можно оставить и при фиксации имитируемых сигналов от устройства проверки работоспособности дефектоскопа. При известном периоде Т следования излучаемых дефектоскопом зондирующих импульсов и скорости сканирования Vc на участке ΔХ от дефекта (или модели дефекта) могут быть принято k импульсовFor reliable fixation of control signals and ensuring the required noise immunity during high-speed scanning, it is necessary that at least k min pulses (echo signals) be received from a potential defect. Obviously, the same requirement can be left when fixing simulated signals from the device for checking the performance of the flaw detector. With a known period T of the follow-up of probe pulses emitted by the flaw detector and scanning speed V c in the region ΔX from the defect (or defect model), k pulses can be received
где t - время проезда акустическим блоком дефектоскопа зоны локации протяженностью ΔХ.where t is the travel time by the acoustic unit of the flaw detector of the location zone with a length of ΔX.
Из (1) и (2) при заданном минимальном количестве kmin импульсов, по которым принимается решение об обнаруженном дефекте, можно определить максимальную допустимую скорость сканированияFrom (1) and (2) for a given minimum number of k min pulses by which a decision is made about a detected defect, it is possible to determine the maximum allowable scanning speed
Например, при контроле ж.-д. рельса высотой 180 мм (рельс типа Р 65) с помощью ультразвукового вагона-дефектоскопа с частотой посылок зондирующих импульсов 4 кГц (период следования Т = 0,25 мс) с установленным в акустический блок преобразователем с углом ввода α0=50° и с углом раскрытия диаграммы направленности 2φр=8° и при принятом условии, что минимальное количество эхо-сигналов от дефекта должно быть не менее 5 (kmin=5), рассчитанная по выражению (3) допустимая скорость перемещения акустического блока составляет Vc.max≤61 м/с (т.е. скорость сканирования не должна превышать 176 км/ч). Таким образом, при выбранных (реальных) параметрах дефектоскопической аппаратуры и принятых условиях в процессе реализации предлагаемого способа скорость перемещения акустического блока проверяемого дефектоскопа не должна превышать полученного значения (176 км/ч). В противном случае (при превышении указанной скорости) в процессе проезда над зоной локации имитируемого отражателя будет принято меньшее количество эхо-сигналов, чем пороговое kmin, и оператором (или системой автоматического распознавания дефектоскопа) данная пачка сигналов не будет отнесена к дефекту (или к проверочному сигналу).For example, under the control of
В то же время полученное значение предельной скорости показывает, что способ может быть реализован при проверке работоспособности практически всех действующих в настоящее время дефектоскопических установок, т.к. их скорости сканирования не превышают 90 км/ч. Таким образом, прелагаемый способ может быть реализован в широком диапазоне скоростей сканирования (от Vc=0 до Vc=Vc.max), что по сравнению с прототипом расширяет область применения заявляемого способа.At the same time, the obtained value of the limiting speed shows that the method can be implemented when checking the operability of almost all currently operating flaw detection systems, because their scanning speeds do not exceed 90 km / h. Thus, the proposed method can be implemented in a wide range of scanning speeds (from V c = 0 to V c = V c.max ), which, compared with the prototype, expands the scope of the proposed method.
При реализации заявляемого способа в качестве преобразователя 2 устройства для проверки может быть использован любой известный электроакустический преобразователь (пьезопреобразователь, ЭМА-преобразователь и др. (см. гл.1 [13]), позволяющий преобразовать механические давления (колебания) у.з. частоты в электрические при приеме у.з. колебаний из изделия, и электрические колебания в акустические - при вторичном излучении имитируемых эхо-сигналов в изделие с его тыльной стороны. При выводе выражения (3) было принято, что параметры электроакустического преобразователя 2 идентичны параметрам преобразователя акустического блока 12 проверяемого дефектоскопа. На практике размеры преобразователя 2 меньше геометрических размеров пьезопреобразователя акустического блока 12, а значит, он имеет более широкую диаграмму направленности [14], так что принятое условие об идентичности параметров заведомо выполняется.When implementing the proposed method, as a
Для проверки основных принципов предлагаемого способа при участии автора изготовлен действующий образец устройства «ИНСПЕКТОР-1» для оперативной проверки работоспособности ультразвуковых рельсовых дефектоскопов. Устройство «ИНСПЕКТОР-1» предназначено для контроля работоспособности съемных ультразвуковых дефектоскопов типа АВИКОН-01, РДМ-2 и АДС-02, оснащенных регистраторами сплошного контроля, автомотрис и вагонов-дефектоскопов с ультразвуковыми дефектоскопическими комплексами АВИКОН-03, «Эхо-комплекс», «Поиск-6» и «Р-2000», широко применяемых на железных дорогах России и СНГ для сплошного контроля рельсов. Эти дефектоскопы реализуют ультразвуковые методы контроля и имеют от 4 до 10 дефектоскопических каналов на каждую нитку пути. Искательные системы этих дефектоскопов состоят из двух-трех акустических блоков по 2-4 ПЭП в каждом.To verify the basic principles of the proposed method, with the participation of the author, a valid model of the INSPECTOR-1 device was made for operational testing of the operability of ultrasonic rail flaw detectors. The INSPECTOR-1 device is designed to monitor the operability of removable ultrasonic flaw detectors of the AVIKON-01, RDM-2 and ADS-02 type, equipped with continuous control recorders, car tracers and flaw detectors with ultrasonic flaw detection systems AVIKON-03, "Echo-complex", "Search-6" and "R-2000", widely used on the railways of Russia and the CIS for continuous monitoring of rails. These flaw detectors implement ultrasonic inspection methods and have from 4 to 10 flaw detection channels per thread of the path. The sophisticated systems of these flaw detectors consist of two or three acoustic blocks of 2-4 probes in each.
На фиг.3 приведена дефектограмма в виде развертки типа В [15] контроля образца ж.-д. рельса с выполненными в подошве рельса пропилами глубиной 6 и 8 мм (на фиг.З соответственно пропилы А и С) и установленным также на подошву рельса электроакустическим преобразователем устройства «ИНСПЕКТОР-1» для проверки работоспособности ультразвуковых рельсовых дефектоскопов. Видно (см. фиг.3), что в процессе сканирования акустическим блоком у.з. дефектоскопа по поверхности катания головки рельса на дефектограмме формируются пачки сигналов от реальных отражателей и имитируемые (переизлучаемые) (на фиг.3 пачка сигналов В) устройством «ИНСПЕКТОР-1». Причем пачка сигналов от устройства (пачка В) полностью идентичны сигналам от реальных отражателей (пачки А и С), что свидетельствует о реализуемости предлагаемого способа. Естественно, изменяя амплитуду переизлучаемых устройством колебаний, можно воспроизводить сигналы практически от любого отражателя, в том числе и от отражателей в настроечных (стандартных) образцах из металла, что подтверждает возможность использования способа для проверки работоспособности ультразвуковых дефектоскопов.Figure 3 shows the defectogram in the form of a scan of type B [15] of the control sample railroad. rail with
Опробование способа в реальных условиях проверки многоканальных ультразвуковых дефектоскопов, установленных на подвижную единицу - дефектоскопную автомотрису (путем установки датчиков двух одноканальных устройств проверки под головку и подошву рельса), позволило продемонстрировать следующие положительные свойства предлагаемого способа:Testing the method under real-world conditions for testing multichannel ultrasonic flaw detectors mounted on a movable unit — a flaw detector rail (by installing sensors of two single-channel verification devices under the head and bottom of the rail), allowed us to demonstrate the following positive properties of the proposed method:
- проверяется работоспособность всего электроакустического тракта дефектоскопа: генератора зондирующих импульсов, входных и выходных разъемов, кабелей, ПЭП, приемного тракта, индикаторов (ЭЛТ и звукового) и регистратора;- the operability of the entire electro-acoustic path of the flaw detector is checked: the probe pulse generator, input and output connectors, cables, probes, receiving path, indicators (CRT and sound) and the recorder;
- проверка работоспособности дефектоскопа (дефектоскопической установки) осуществляется в тех же условиях, что и процесс непосредственного контроля изделия: условия обеспечения акустического контакта, состояние поверхности сканирования, скорость перемещения акустического блока дефектоскопа полностью идентичны;- the health check of the flaw detector (flaw detector) is carried out under the same conditions as the process of direct control of the product: the conditions for ensuring acoustic contact, the condition of the scanning surface, the speed of movement of the acoustic unit of the flaw detector are completely identical;
- при наличии неисправных дефектоскопических каналов в дефектоскопе удается локализовать причину отказа непосредственно в процессе контроля, а не после завершения процедуры контроля изделия (при отказе излучающей части дефектоскопа, включая ПЭП акустического блока проверяемого дефектоскопа, не срабатывает световой индикатор устройства, при неисправности приемного тракта - при проезде над преобразователем устройства не работают индикаторы дефектоскопа);- in the presence of faulty defectoscopic channels in the flaw detector, it is possible to localize the cause of the failure directly during the control process, and not after completion of the product inspection procedure (if the emitting part of the flaw detector, including the probe of the acoustic unit of the tested flaw detector, fails, the device indicator light does not work, if the receiving path flaw detector indicators do not work on the device’s transducer);
- процедура проверки работоспособности дефектоскопа проводится непосредственно в процессе проведения контроля изделия (рельсов ж.-д. пути) без снижения производительности работы дефектоскопического комплекса;- the procedure for checking the performance of a flaw detector is carried out directly in the process of monitoring the product (railroad tracks) without reducing the performance of the flaw detector complex;
- проверка работоспособности дефектоскопа может проводиться в широком диапазоне скоростей сканирования (опробования проводились на скоростях 5,24 и 40 км/ч);- testing the performance of the flaw detector can be carried out in a wide range of scanning speeds (testing was carried out at speeds of 5.24 and 40 km / h);
- производится объективное документирование результатов проверки работоспособности дефектоскопического комплекса непосредственно на дефектограмме регистратора дефектоскопной автомотрисы;- objective documentation of the results of checking the health of the flaw detector complex is carried out directly on the defectogram of the flaw detector recorder;
- предлагаемый способ является удобным не только для операторов, но и для руководителей подразделений неразрушающего контроля и инспектирующих организаций, осуществляющих выборочную инспекционную проверку правильности работы дефектоскопических установок (и обслуживающего их персонала).- the proposed method is convenient not only for operators, but also for heads of non-destructive testing divisions and inspection organizations that carry out spot inspection checks of the correct operation of flaw detection units (and their staff).
Применение предлагаемого способа при неразрушающем контроле изделий различного производственного назначения может дать существенный экономический эффект.The application of the proposed method for non-destructive testing of products for various industrial purposes can give a significant economic effect.
Например, при производстве ответственных трубопроводов на трубопрокатных заводах в соответствии с НТД в начале и в конце рабочей смены в поток, где производится ультразвуковой контроль с помощью многоканальной дефектоскопической установки, размещают тестовую трубу с различньми отражателями в виде зарубок и плоскодонных сверлений. Производят тестовый контроль. При отрицательном результате (выявлены не все отражатели, требуемые к обнаружению) в конце смены вся сменная продукция должна подвергаться вторичному контролю. При реализации же предлагаемого способа имеется возможность, не прерывая процесса контроля, периодически устанавливать вовнутрь контролируемой трубы датчики устройства для проверки работоспособности и получать на рабочих дефектограммах записи от имитируемых дефектов соответствующих размеров, определяемых амплитудой излучаемых устройством колебаний, подтверждающие работоспособность дефектоскопической установки.For example, in the production of critical pipelines in pipe rolling plants in accordance with the technical documentation at the beginning and at the end of a work shift, a test tube with various reflectors in the form of notches and flat-bottom drilling is placed in the stream where ultrasonic testing is carried out using a multi-channel flaw detector. Produce test control. If the result is negative (not all reflectors required to be detected are identified) at the end of the shift, all replacement products must be subjected to secondary control. When implementing the proposed method, it is possible, without interrupting the control process, to periodically install the device’s sensors inside the controlled pipe to check operability and receive records from simulated defects on the working defectograms of the corresponding sizes, determined by the amplitude of the oscillations emitted by the device, confirming the operability of the flaw detector.
При контроле ж.-д. рельсов с помощью автомотрис и вагонов-дефектоскопов настройку дефектоскопической аппаратуры производят только в ходе подготовки к проезду (по действующему НТД с помощью стандартного образца СО-2 или СО-3Р). При этом, кроме отметки оператора в рабочем журнале, никаких объективных документов о выполненной настройке не остается. Естественно, в процессе контроля (в динамических условиях, при рабочих скоростях до 60 км/ч) условия контроля могут меняться весьма в значительных пределах, однако в настоящее время каких-либо способов обоснованной корректировки чувствительности не имеется.At the control of the railway station rails with the help of car trailers and flaw detection cars, the setting of flaw detection equipment is carried out only in preparation for travel (according to the current technical documentation using a standard sample of СО-2 or СО-3Р). At the same time, in addition to the operator’s mark in the workbook, there are no objective documents about the settings made. Naturally, in the control process (in dynamic conditions, at operating speeds up to 60 km / h), the control conditions can vary very significantly, however, at present, there are no reasonable ways to adjust sensitivity.
Не решают проблему и специальные тарировочные участки пути (дефектные тупики), куда, в соответствии с действующими НТД, периодически (раз в год) должны заезжать мобильные средства дефектоскопии и подтверждать способность выявлять дефектоскопической аппаратурой определенные типы дефектов (модели дефектов в виде пропилов и сверлений в различных сечениях по высоте и длине рельсового пути). Во-первых, условия контроля не идентичны к реальным условиям проверки рельсов, так как состояние поверхности катания рельсов редко используемого участка пути значительно отличается от поверхности рельсов действующих участков пути с интенсивным движением поездов. Во-вторых, отражающие свойства моделей дефектов (пропилов и сверлений) вследствие неизбежной коррозии поверхностей меняются со временем. В-третьих, скорости, реализуемые на дефектном тупике, отличаются от скоростей сканирования на реальных участках пути. Кроме того, строительство и содержание такого тарировочного (настроечного) участка пути весьма дорого. В результате для всей сети ОАО «РЖД» только на Московской ж.-д. имеется более или менее приемлемый тупик.Special calibration sections of the track (defective dead ends), where, in accordance with the applicable technical standards, periodically (once a year) mobile inspection devices must come in and confirm the ability to detect certain types of defects with defectoscopic equipment (defect models in the form of cuts and drills in different sections along the height and length of the rail track). Firstly, the control conditions are not identical to the real conditions for checking the rails, since the condition of the rolling surface of the rails of a rarely used track section is significantly different from the surface of the rails of the existing track sections with heavy train traffic. Secondly, the reflective properties of defect models (cuts and drills) due to the inevitable corrosion of surfaces change over time. Thirdly, the speeds realized at the defective dead end differ from the scanning speeds at real sections of the path. In addition, the construction and maintenance of such a calibration (tuning) section of the track is very expensive. As a result, for the entire network of Russian Railways, only at the Moscow railway station there is a more or less acceptable dead end.
Использование предлагаемого способа проверки работоспособности ультразвуковых дефектоскопов позволяет решить указанную проблему. Способ можно реализовать на любом действующем участке пути, установив электроакустический преобразователь устройства на тыльную сторону контролируемого изделия (для рассматриваемого случая - подголовочная грань или подошва ж.-д. рельса). При этом условия проверки дефектоскопа полностью идентичны условиям проведения контроля (состояние поверхности сканирования, скорость перемещения акустического блока дефектоскопа и т.п.), процедура проверки дефектоскопа не прерывает сам процесс контроля изделия, а значит, не снижает производительности контроля.Using the proposed method for verifying the performance of ultrasonic flaw detectors allows you to solve this problem. The method can be implemented on any active section of the track by installing an electro-acoustic transducer of the device on the back side of the product being monitored (for the case under consideration, a headrest face or the sole of a railway rail). At the same time, the conditions for checking the flaw detector are completely identical to the conditions for conducting the inspection (the state of the scanning surface, the speed of movement of the acoustic unit of the flaw detector, etc.), the verification procedure of the flaw detector does not interrupt the process of checking the product itself, and therefore does not reduce the performance of the control.
Автоматически производится документальная фиксация факта и качества проверки дефектоскопа двумя способами: на дефектограмме мобильного средства фиксируются сигналы имитируемого «дефекта», и срабатывает индикатор на устройстве для проверки работоспособности дефектоскопа (для этого индикатор должен быть фиксируемым и не выключаться после проезда мобильного средства дефектоскопии).Documentation of the fact and quality of the flaw detector check is automatically made in two ways: the signals of the simulated “defect” are recorded on the defectogram of the mobile device, and the indicator on the device for checking the flaw detector’s functionality is activated (for this, the indicator must be fixed and not turn off after the flaw detector has passed).
Для того чтобы сигналы от устройства проверки не были приняты за опасный дефект в рельсе, необходимы определенные организационные меры. Например, устройство проверки можно установить на определенном (к примеру - 50 м) расстоянии от ж.д. переезда: и устройство будет под присмотром официального лица, и будут известны точные координаты имитируемого «дефекта». Очевидно, что при инспекционной проверке координаты установки электроакустического преобразователя устройства не должны быть известны обслуживающему персоналу мобильного средства.In order for the signals from the verification device not to be taken as a dangerous defect in the rail, certain organizational measures are necessary. For example, the verification device can be installed at a certain (for example, 50 m) distance from the railway station. move: and the device will be under the supervision of an official, and the exact coordinates of the simulated “defect” will be known. It is obvious that during the inspection check the installation coordinates of the electro-acoustic transducer of the device should not be known to the maintenance personnel of the mobile device.
Контроль ж.-д. рельсов приведен в данном описании только в качестве примера реализации способа. Заявляемый способ может быть реализован при ультразвуковом контроле многих примышленных объектов и изделий: сварных соединений, листов, проката разной конфигурации, в том числе рельсов, труб и т.п. как при их производстве, так и при эксплуатации. При контроле конкретных объектов для реализации способа может потребоваться изменение вариантов установки на тыльную сторону изделия электроакустического преобразователя устройства. В зависимости от производственных условий для этих целей возможно применение известных вариантов закрепления объекта с массой 7-50 г (масса электроакустического преобразователя) на металлической поверхности с помощью магнитов, вакуумной присоски, путем приклеивания или с помощью специальных механических приспособлений (скоб, струбцин и т.п.).Control railway rails are given in this description only as an example of the implementation of the method. The inventive method can be implemented by ultrasonic testing of many imaginary objects and products: welded joints, sheets, rolled products of various configurations, including rails, pipes, etc. both in their production and in operation. When monitoring specific objects for the implementation of the method, it may be necessary to change the installation options on the back side of the product of the electro-acoustic transducer of the device. Depending on the production conditions, for these purposes, it is possible to use known options for fixing an object with a mass of 7-50 g (mass of an electro-acoustic transducer) on a metal surface using magnets, a vacuum suction cup, by gluing, or using special mechanical devices (brackets, clamps, etc.). P.).
Таким образом, предложенная последовательность операций способа и совокупность существенных признаков заявляемого способа позволяет получить новые технические результаты:Thus, the proposed sequence of operations of the method and the set of essential features of the proposed method allows to obtain new technical results:
1. Повысить производительность контроля, так как при реализации предлагаемого способа отпадает необходимость периодически приостанавливать процесс контроля изделия для проверки работоспособности дефектоскопа. Достаточно лишь по пути (траектории) продвижения акустического блока дефектоскопа на противоположной поверхности кратковременно установить (на момент прохождения блока) электроакустический преобразователь устройства для проверки работоспособности. Причем установку преобразователя может выполнять вспомогательный персонал с той периодичностью, с какой предусмотрена проверка работоспособности дефектоскопа действующими НТД.1. To increase the performance of the control, since the implementation of the proposed method eliminates the need to periodically suspend the control process of the product to check the health of the flaw detector. It is enough only along the path (trajectory) to advance the acoustic unit of the flaw detector on the opposite surface to briefly install (at the time of passage of the unit) the electro-acoustic transducer of the device to check the performance. Moreover, the installation of the converter can be performed by auxiliary personnel with the frequency with which the flaw detector is checked for operational NTD.
2. Повысить надежность и достоверность контроля, так как условия проведения проверки работоспособности дефектоскопа полностью идентичны условиям проведения контроля изделия по всем основным параметрам: по скорости сканирования; по условиям обеспечения акустического контакта (условия смачиваемости контактирующих поверхностей и скорости затекания контактирующей жидкости); по чистоте (состоянию) сканируемой поверхности и т.п. Все это обуславливает проведение процесса контроля изделия и проверки работоспособности дефектоскопа при адекватных условиях и сводит к минимуму возможные разбросы рабочих и настроечных чувствительностей дефектоскопа.2. To increase the reliability and reliability of the control, since the conditions for checking the performance of the flaw detector are completely identical to the conditions for monitoring the product in all basic parameters: by scanning speed; according to the conditions for ensuring acoustic contact (wettability conditions of contacting surfaces and flow rate of contacting fluid); cleanliness (condition) of the scanned surface, etc. All this leads to the process of product inspection and testing the performance of the flaw detector under adequate conditions and minimizes possible variations in the working and tuning sensitivity of the flaw detector.
3. Расширить область применения способа, так как процедура проверки работоспособности дефектоскопа не требует специальных настроечных образцов со специфическими, ориентированными на посадочные площадки акустических блоков конкретных дефектоскопов. Проверка работоспособности дефектоскопа выполняется в процессе обычного штатного контроля в широком диапазоне скоростей сканирования на любом контролепригодном изделии, без подгонки посадочной площадки образца под размер акустического блока дефектоскопа, как это было при использовании прототипа, и без остановки для выполнения процедуры проверки дефектоскопа.3. To expand the scope of the method, since the procedure for checking the performance of a flaw detector does not require special tuning samples with specific, oriented to the landing sites of acoustic blocks of specific flaw detectors. The flaw detector operability check is carried out in the course of the usual full-time control over a wide range of scanning speeds on any testable product, without fitting the sample landing pad to the size of the flaw detector acoustic unit, as was the case when using the prototype, and without stopping to perform the flaw detector test procedure.
Следовательно, поставленные при создании изобретения задачи повышения надежности и производительности контроля, расширения области применения способа проверки работоспособности ультразвукового дефектоскопа, полностью решены.Therefore, the tasks set during the creation of the invention to improve the reliability and performance of the control, expand the scope of the method for verifying the performance of an ultrasonic flaw detector, are completely solved.
Источники информацииSources of information
1. A/c СССР №1769116 А-1, Е.М.Кутин, И.А.Одинцов, М.И.Ермолаев. Способ контроля работоспособности ультразвукового дефектоскопа. Опуб. 15.10.92, Бюл. изобр. №38.1. A / c of the USSR No. 1769116 A-1, E. M. Kutin, I. A. Odintsov, M. I. Ermolaev. A method of monitoring the performance of an ultrasonic flaw detector. Otub. 10/15/92, Bull. fig. No. 38.
2. ГОСТ 23049-84. Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Основные параметры и общие технические требования. М.: Гос. Ком. СССР по стандартам 1986 г.2. GOST 23049-84. Non-destructive testing. Ultrasonic flaw detectors. Main parameters and general technical requirements. M .: State. Com USSR by 1986 standards
3. А/с СССР №502315 (G 01 N 29/04) Б.В.Томилов. Устройство для настройки и поверки ультразвуковых приборов. Опуб. 16.04.76.3. A / s of the USSR No. 502315 (G 01 N 29/04) B.V. Tomilov. Device for tuning and calibration of ultrasonic devices. Otub. 04/16/76.
4. А/с СССР №1388789 (G 01 N 29/04) А.К.Гурвич, А.А.Марков и др. Ультразвуковой дефектоскоп. Опуб. 15.04.88. Бюл. изобр. №14.4. A / c of the USSR No. 1388789 (G 01 N 29/04) A.K. Gurvich, A. A. Markov and others. Ultrasonic flaw detector. Otub. 04/15/88. Bull. fig. Number 14.
5. ГОСТ 14782. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые.5. GOST 14782. Non-destructive testing. Welded joints. Ultrasound methods.
6. ГОСТ 18576. Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые.6. GOST 18576. Non-destructive testing. Rails are railway. Ultrasound methods.
7. Проспект фирмы TOKIMEC (Япония). Cat. № 895-1-J0601-1S-F.7. Prospectus of the company TOKIMEC (Japan). Cat. No. 895-1-J0601-1S-F.
8. Проспект фирмы США "PANAMETRICS" N°P393. Ultrasonic Transdusers for nondestructive testing, стр. 28 и 29 Calibration blocks. NDT Division, 221 Crescent Street Waltman, MA 02154 U.S.A. 4/93 г.8. US Prospectus "PANAMETRICS" N ° P393. Ultrasonic Transdusers for nondestructive testing, pages 28 and 29 Calibration blocks. NDT Division, 221 Crescent Street Waltman, MA 02154 U.S.A. 4/93 g
9. Проспект фирмы Krautkramer Gerate - KATALOG. BL2/1 (5/79).9. Krautkramer Gerate prospectus - KATALOG. BL2 / 1 (5/79).
10. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 2. Акустические методы контроля/ И.Н.Ермолов, Н.П.Алешин, А.И.Потапов; Под. ред. В.В.Сухорукова. - М.: Высш. школа, 1991 -283 с.10. Non-destructive testing. In 5 kn.
11. ГОСТ 17410. Контроль неразрушающий. Трубы металлические бесшовные цилиндрические. Методы ультразвуковой дефектоскопии.11. GOST 17410. Non-destructive testing. Seamless metallic cylindrical pipes. Methods of ultrasonic flaw detection.
12. Патент РФ № 2104519 C1 (G 01 N 29/04). Марков А.А., Миронов Ф.С. и др. Способ и устройство контроля работоспособности ультразвукового дефектоскопа. Опуб. 10.02.98. Бюл. №4. 11 с.12. RF patent No. 2104519 C1 (G 01 N 29/04). Markov A.A., Mironov F.S. et al. Method and device for monitoring the performance of an ultrasonic flaw detector. Otub. 02/10/98. Bull. Number 4. 11 sec
13. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. Ред. В.В.Клюева. Т. 3: Ультразвуковой контроль / И.Н.Ермолов, Ю.В.Ланге. - М.: Машиностроение, 2004. - 864 с.13. Non-destructive testing: Reference: In 7 t. Under the general. Ed. V.V. Klyueva. T. 3: Ultrasonic control / I.N. Ermolov, Yu.V. Lange. - M.: Mechanical Engineering, 2004 .-- 864 p.
14. Марков А.А., Шпагин Д.А. Ультразвуковая дефектоскопия рельсов. Санкт-Петербург: Образование-Культура, 1999. - 235 с.14. Markov A.A., Shpagin D.A. Ultrasonic flaw detection of rails. St. Petersburg: Education-Culture, 1999. - 235 p.
15. Марков А.А., Шпагин Д.А. Регистрация и анализ сигналов ультразвукового контроля рельсов. Санкт-Петербург: Образование-Культура, 2003. - 148 с.15. Markov A.A., Shpagin D.A. Registration and analysis of signals of ultrasonic rail monitoring. St. Petersburg: Education-Culture, 2003. - 148 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004126748/28A RU2262101C1 (en) | 2004-09-07 | 2004-09-07 | Method of checking operation condition of ultrasonic defectoscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004126748/28A RU2262101C1 (en) | 2004-09-07 | 2004-09-07 | Method of checking operation condition of ultrasonic defectoscope |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2262101C1 true RU2262101C1 (en) | 2005-10-10 |
Family
ID=35851308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004126748/28A RU2262101C1 (en) | 2004-09-07 | 2004-09-07 | Method of checking operation condition of ultrasonic defectoscope |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2262101C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2758403C1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-10-28 | Открытое акционерное общество "Радиоавионика" | Method for assessing the performance of the search system of flaw detection equipment during high-speed inspection of rails |
-
2004
- 2004-09-07 RU RU2004126748/28A patent/RU2262101C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2758403C1 (en) * | 2021-04-16 | 2021-10-28 | Открытое акционерное общество "Радиоавионика" | Method for assessing the performance of the search system of flaw detection equipment during high-speed inspection of rails |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7555954B2 (en) | In-track wheel inspection system | |
| US4700574A (en) | Ultrasonic detection method of the internal defects of a railroad track rail located in the sides of the head of said rail and device to carry it out | |
| US5587534A (en) | Wall thickness and flow detection apparatus and method for gas pipelines | |
| US5020371A (en) | Device for the precise transverse positioning for a member displaceable along a rail of a railway track with respect to said rail | |
| GB1506214A (en) | Ultrasonic testing device for inspecting thermit rail welds | |
| US20060201253A1 (en) | System for non-contact interrogation of railroad axles using laser-based ultrasonic inspection | |
| JPS61283864A (en) | Ultrasonic measurement method and detector for defect in metallic medium | |
| WO1996013720A9 (en) | Gas pipeline wall thickness and flaw detection | |
| RU2758403C1 (en) | Method for assessing the performance of the search system of flaw detection equipment during high-speed inspection of rails | |
| ZA200505706B (en) | Configurations and methods for ultrasonic time of flight diffraction analysis | |
| CN104458919A (en) | Small K-value ultrasonic flaw detection dual-crystal probe and flaw detection method thereof | |
| CN105021142A (en) | Measuring method of laser lap joint welding seam width and device used by method | |
| Santa-aho et al. | Automated ultrasound-based inspection of rails | |
| US20120216618A1 (en) | Methods and systems for imaging internal rail flaws | |
| JP2002296244A (en) | Method and device for diagnosing concrete structure | |
| RU2480741C1 (en) | Method of nondestructive check of units in railway car trolleys and device for its realisation | |
| US2932189A (en) | Ultrasonic flaw detector | |
| RU2262101C1 (en) | Method of checking operation condition of ultrasonic defectoscope | |
| Aboali et al. | Screening for welding defects using acoustic emission technique | |
| RU2662464C1 (en) | Method for ultrasonic inspection | |
| CN110065522B (en) | Steel rail stress trend change detection method | |
| RU212363U1 (en) | Ultrasonic flaw detector with test sample | |
| RU2764571C1 (en) | Ultrasonic method for detecting and evaluating rail welded joints in high-speed inspection | |
| CN205581057U (en) | Oblique incidence nonlinearity ultrasonic testing positioner | |
| KR100927249B1 (en) | Measuring the penetration width of laser welding part using ultrasonic wave |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180908 |