Проектирование методики ультразвукового контроля

_, (41)

где - диаметр детали в месте контроля, мм (=165 мм),

- угол ввода, мм (=0,766);

мм

Длительность строб-импульса t_стр по формуле (34):

мкс.

Длина развертки , мм:

, (42)

мм.

Длительность развёртки t_др по формуле (31) (2t_n = 12мкс):

t_{др =}мкс

Задержка строб-импульса по формуле (32):

мкс.

Масштаб развертки М по формуле (35):

мм.

Начало ЗК по формуле (36):

дел.

Конец ЗК по формуле (37):

дел

Расстояние до дефекта в галтельном переходе и до сигнала от галтельного перехода рассчитываются по схеме:

Размещено на http://allbest.ru

Рисунок 2.19 - Схема расчета расстояний до дефекта

Из треугольника CDK по теореме синусов угол ц=2,25⁰.

Так как , и данный угол равен углу AOC (как противоположные), а угол АСО=87.75⁰, то исходя из треугольника АОС по теореме синусов:

мм.

Из треугольника AOF по теореме синусов:

мм.

Исходя из треугольника АОВ:

мм.

Учитывая, что AN=AO, и

SB=AN+MB=159.32+2.5=181.82 мм,

то в треугольнике ASO по теореме Пифагора:

,

мм.

Получили, что расстояние до дефекта L_д4 =215.24мм, а до галтельного перехода L_г =238,14 мм.

Время задержки сигнала до дефекта _, мкс

(43)

мкс.

Положение сигнала от дефекта по формуле (39):

дел.

Время задержки сигнала от галтельного перехода:

мкс

Положение сигнала от галтели n_г по формуле (39):

дел

Получили, что сигналы от дефекта в галтельном переходе и от галтели находятся на допустимом друг от друга расстоянии и не будут сливаться. Но сигнал от галтели не должен находиться в зоне контроля поэтому ЗК уменьшают (= 8,5дел., t_стр=138,45).

Типичная осциллограмма рассчитанных дефектов, определяемых с помощью ПЭП 40°, представлена на рисунке 2.20

Рисунок 2.20 - Осциллограмма для контроля галтельного перехода

2.5 Проектирование методики контроля

1) Для ручного контроля кроме дефектоскопа УД2-12 и преобразователей необходимо иметь образцы для настройки и проверки аппаратуры, контактную жидкость и приспособления для ее нанесения, ветошь для обтирки, масштабную линейку, карандаш и бумагу для записи результатов, мел, быстросохнущую краску или керн для разметки поверхности.

Подготовка аппаратуры выполняется в начале смены, а также при замене ПЭП или коммутирующих проводов. Она заключается во внешнем осмотре на отсутствие повреждений, проверке работоспособности, настройке чувствительности на СОП и проверке параметров контроля.

Подготовка ОК заключается во внешнем осмотре на видимые трещины (при учете того, что ОК доставляется на пост контроля уже очищенным от загрязнений). При обнаружении трещин сразу выполняется оценка и браковка. Если таковых нет, то при необходимости выполняется зачистка поверхностей сканирования от выбоин, вмятин, заусенцев.

Необходимо выполнить разметку ОК: на конусной части на расстоянии 105 мм от галтельного перехода провести линию белой краской по всей окружности, чтобы отметить место установки наклонного ПЭП для контроля галтельного перехода, а также две линии справа и слева на расстоянии 50 мм от этой линии (пределы перемещения наклонного ПЭП).

2) Самые важные параметры аппаратуры, подлежащие настройке и проверке, частота УЗ, развертка и чувствительность прибора. Частоту УЗ выбирают возможно более высокой, поскольку эффективно обнаруживаются только несплошности размером больше половины длины волны (слабые эхосигналы можно получить также от более мелких несплошностей). Однако повышению частоты препятствуют увеличение затухания УЗ в изделии и ухудшение прохождения УЗ через его неровную поверхность. Общее правило таково: тонкие изделия из материала с небольшим затуханием УЗ контролируют на повышенных частотах (2 ... 10 МГц), толстые изделия из материала с большим затуханием - на более низких частотах (1 ...2 МГц). Для контроля шкворня целесообразно применить частоту 2,5 МГц. Остальные рассчитанные параметры настраивают на дефектоскопе.

3. Проведение контроля

Для контроля цилиндрической части шкворня используем 0⁰ПЭП. Контроль выполняем с торца шкворня в месте прикрепления его к вагону по круговой траектории по внешнему периметру. Зона контроля составляет 250мм. Контроль выполняется путем установки ПЭП в 20-25 точках по внешнему периметру(рисунок 2.21). Поверхность сканирования предварительно смазывается маслом.

Размещено на http://allbest.ru

Рисунок 2.21- Круговое сканирование

Для контроля хвостовика шкворня 0⁰ПЭП (первый дефект) также устанавливают на внешний периметр торца. Зона контроля составляет 95мм.

Контроль производят по схеме, представленной на рисунке 2.21.

Для контроля галтельного перехода с помощью 40⁰ПЭП выполняют разметку ОК: На расстоянии 145мм от галтельного перехода провести линию белой краской по окружности. Контроль заключается в продольно-поперечном сканировании (от белой линии вправо влево на 50 мм, L_ск=100мм; шаг сканирования - h_cк=5…10 мм) (рисунок 2.14). Поверхность сканирования предварительно смазывают маслом.

Размещено на http://allbest.ru

Рисунок 2.22- Продольно поперечное сканирование

Оценка качества

При появлении в зоне контроля одиночного сигнала выше середины экрана выполняют оценку качества. Для этого определяют максимум амплитуды эхо-сигнала и превышение ее уровня фиксации при установке браковочной чувствительности. Если сигнал выше браковочной чувствительности, изделии считается непригодным к эксплуатации.

Оценка координат отражателя выполняют для установления местоположения дефекта и возможного наличия отражений от конструктивных элементов изделия.

В ряде случаев необходимо измерять условные размеры и условные расстояния между допустимыми дефектами , а также их количество в одном изделии.

Оформление результатов контроля

Результаты контроля изделия фиксируются в журнале и в заключении (протоколе) по контролю. Содержание этих документов может быть не вполне идентичным, но итоговое решение одинаковым. В журнале дефектоскопист может отразить особенности выявления дефектов, а заключение должно быть более лаконичным. Вывод о качестве необходимо записать в альтернативной форме: соответствует или нет изделие техническим требованиям. Дефектные места в изделии должны быть отмечены красной краской и помещены в изоляторы брака.

По результатам контроля партии однотипных изделий делается общая запись в журнале и составляется общее заключение. В нем должны быть указаны номера или маркировка всех проверенных изделий, помечены и собраны в отдельном месте бракованные изделия.

Все названные документы по результатам контроля подписывает специалист второго или третьего уровня квалификации, ответственный за контроль. Дефектограмма (эскиз изделия, на котором изображены обнаруженные дефекты) в случае необходимости должна прилагаться к записи в журнале и заключению по контролю.

Заключение по результатам контроля должно содержать следующие сведения:

- о контролируемом изделии (название, тип, номер, материал);

- о средствах и способе контроля(тип и номер дефектоскопа, преобразователя, метод и схема контроля, частота, уровень фиксации и др.);

- о результатах контроля; если в изделии имеются допустимые дефекты, то в журнале (а при необходимости и в заключении) указывают их характеристики, в том числе полученные другими методами;

- общее заключение о качестве;

- о лицах, выполнивших контроль, и ответственном за контроль.

Если это оговорено условиями поставки, копии заключения по результатам контроля с описанием дефектов и дефектограммы передаются организации, эксплуатирующей изделие, для дальнейшего наблюдения за дефектами.

4.Организация ультразвукового контроля

4.1 Подготовка к контролю

1. Провести подготовку аппаратуры: внешний осмотр на отсутствие повреждений, проверка работоспособности.

2. Подготовка ОК. Очистить ОК от загрязнения, вмятин, выбоин, заусенцев в зоне контроля. Осмотреть ОК на видимые трещины, при их наличии объект бракуется.

3. Выполнить разметку конусной части на расстоянии 95мм, 145 мм и 195мм от галтельного перехода.

4.2 Настройка параметров контроля

Настройка дефектоскопа выполняется в начале смены и перед контролем.

Настройка параметров контроля для контроля выполняется на соответствующем СОП 0⁰ПЭП и 40⁰ПЭП для каждой зоны контроля непосредственно перед сканированием ОК.

Параметры для контроля шкворня представлены в таблице 2.1

Таблица 3.1 Параметры контроля

Параметры контроля	00ПЭП	400ПЭП
номер настройки	1	2	3
Задержка развертки, мкс	0	0	0
Длительность развертки, мкс	47,3	122,5	177,2
Задержка строб-импульса, мкс	1,6	1,6	3,08
Длительность строб-импульса, мкс	40,8	90,2	138,45
Частота, МГц	2,5	2,5	2,5

4.2.1 Настройка чувствительности на СОП для 0⁰ПЭП

1) Смазать рабочую поверхность СОП №1 маслом и установить на него 0⁰ПЭП.

2) Найти максимум амплитуды эхо-сигнала от засверловки, довести его регулятором усиления до середины экрана

3) Повторить пункт 1 для СОП№3.

4) Найти максимум амплитуды эхо-сигнала и регулятором «Амплитуда ВРЧ» довести сигнал до середины экрана.

5) Повторить пункт 1 для СОП№2.

6) Найти максимум амплитуды эхо-сигнала и регулятором «Форма ВРЧ» довести сигнал до середины экрана.

7) Записать значение браковочной чувствительности в журнал регистрации.

4.3 Проведение контроля

1 Контроль цилиндрической части шкворня со стороны крепления к вагону 0° ПЭП (смотри рисунок 2.15)

1.1 Выполнить настройку №2 дефектоскопа.

1.2 Выполнить настройку ВРЧ:

1.2.1 Смазать рабочую поверхность СОП №1 маслом и установить на него 0⁰ПЭП.

1.2.2 Найти максимум амплитуды эхо-сигнала от засверловки, довести его регулятором усиления до середины экрана

1.2.3 Повторить пункт 1.2.1 для СОП№3.

1.2.4 Найти максимум амплитуды эхо-сигнала и регулятором «Амплитуда ВРЧ» довести сигнал до середины экрана.

1.2.5 Повторить пункт 1.2.1 для СОП№2.

1.2.6 Найти максимум амплитуды эхо-сигнала и регулятором «Форма ВРЧ» довести сигнал до середины экрана.

1.2.7 Записать значение браковочной чувствительности в журнал регистрации.

1.2 На поверхность сканирования следует нанести контактирующую жидкость;

1.3 Установить ПЭП в районе внешнего периметра на торцевую поверхность;

1.4 Установить браковочную чувствительность N₀, а затем поисковую чувствительность:

N_п=N₀-6…8 дБ (44)

1.5 Выполнить сканирование по круговой траектории , установкой ПЭП в 20-25 точках (рисунок2.21);

1.6 При появлении в ЗК одиночного эхо-сигнала выше середины экрана установить браковочную чувствительность N₀ и произвести оценку качества.

2. Контроль цилиндрической части шкворня 0° ПЭП (смотри рисунок 2.13)

2.1 Выполнить настройку №1 дефектоскопа ;

2.2 Повторить пункты 1.2-1.6

3.2 Проведение контроля галтельных переходов шкворня 40° ПЭП (смотри рисунок 2.18)

3.1 Выполнить настройку дефектоскопа №3

3.2 Выполнить настройку ВРЧ по СОП№4, повторив пункт 1.2 (используя плоскодонные засверловки на СОП№; порядок установления смотри на рисунке 2.12)

3.3 Выполнить контроль галтельных переходов вала путем установки ПЭП на конусной части вала на расстоянии 145 мм от галтели, траектория сканирования детали - продольно-поперечная с шагом 5-10 мм, пределы перемещения от ступицы: 95-195 мм

3.4 При появлении в ЗК одиночного эхо-сигнала выше середины экрана установить браковочную чувствительность N₀ и произвести оценку качества.

4.4 Оценка качества

- Определить максимум амплитуды эхо-сигнала и превышение ее уровня фиксации при установке браковочной чувствительности.

- Если сигнал выше браковочной чувствительности, изделии считается непригодным к эксплуатации.

- Выполнить оценку координат отрожателя для установления местоположения дефекта и возможного наличия отражений от конструктивных элементов изделия. Записать координаты в журнал контроля

- В ряде случаев необходимо измерять условные размеры и условные расстояния между допустимыми дефектами , а также их количество в одном изделии

- Бракованные изделия пометить красной краской и поместить в изолятор брака.

4.5 Оформление результатов контроля

Внести в журнал контроля следующие записи:

- о контролируемом изделии (название, тип, номер, материал);

- о средствах и способе контроля(тип и номер дефектоскопа, преобразователя, метод и схема контроля, частота, уровень фиксации и др.);

- о результатах контроля; если в изделии имеются допустимые дефекты, то в журнале (а при необходимости и в заключении) указывают их характеристики, в том числе полученные другими методами;

- общее заключение о качестве;

- о лицах, выполнивших контроль, и ответственном за контроль.

Заключение

В данной курсовой работе рассмотрены основы ультразвукового контроля, выполнен расчет параметров контроля. Для контроля цилиндрический частей шкворня выбран пьезоэлектрический преобразователь с углом ввода б= 0° ПЭП. Контроль дефектов в галтельном переходе шкворня будет производиться с использованием 40° ПЭП. Выбраны зоны контроля и схемы прозвучивания, определен масштаб развертки для каждого преобразователя, построены типичные осциллограммы от дефектов, а также разработана методика контроля типового изделия.

Список литературы

1 СТП СГУПС 01.01-2000 Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформления, Новосибирск, 2000 41с.;

2Неразрушающий контроль объектов железнодорожного транспорта. Ультразвуковой контроль деталей вагона и локомотива. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Сост. Е.В. Бояркин. - Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2010 г. - 51 с.

3Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 3: Ультразвуковой контроль / И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. - М.: Машиностроение, 2014. - 864 с: ил.

Размещено на Allbest.ru