ГОСТ 18576-96
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Контроль
неразрушающий
РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ
Методы
ультразвуковые
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Минск
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским
институтом мостов Петербургского государственного университета путей сообщения
(НИИ мостов ПГУ ПС)
ВНЕСЕН
Госстандартом России
2 ПРИНЯТ
Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации
(протокол № 10 от 4 октября 1996 г.)
За принятие
проголосовали:
Наименование
государства
|
Наименование
национального органа по стандартизации
|
Азербайджанская
Республика
|
Азгосстандарт
|
Республика Армения
|
Армгосстандарт
|
Республика Беларусь
|
Госстандарт Республики Беларусь
|
Республика Грузия
|
Грузстандарт
|
Республика Казахстан
|
Госстандарт Республики
Казахстан
|
Кыргызская Республика
|
Кыргызстандарт
|
Республика Молдова
|
Молдовастандарт
|
Российская Федерация
|
Госстандарт России
|
Республика Таджикистан
|
Таджикстандарт
|
Туркменистан
|
Главгосслужба
«Туркменстандартлары»
|
Республика Узбекистан
|
Узгосстандарт
|
Украина
|
Госстандарт Украины
|
3 Постановлением Государственного
комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 4 июля 2001 г.
№ 257-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 18576-96 введен в действие
непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1
января 2002 г.
4 ВЗАМЕН ГОСТ
18576-85
СОДЕРЖАНИЕ
ГОСТ 18576-96
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ
СТАНДАРТ
Контроль неразрушающий
РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ
Методы ультразвуковые
Nondestructive testing. Railway rails.
Ultrasonic testing methods
Дата введения 2002-01-01
Настоящий стандарт распространяется
на рельсы типа Р50 по ГОСТ 7174,
Р65 по ГОСТ 8161 и
Р75 по ГОСТ 16210
при их изготовлении, эксплуатации и ремонте (восстановлении) и устанавливает
методы при ручном и механизированном ультразвуковом контроле для выявления в
головке, шейке и зоне продолжения шейки в подошву рельсов внутренних дефектов
(расслоений, флокенов, раковин, неметаллических и инородных включений, трещин,
дефектов электроконтактной сварки) в пределах чувствительности контроля, а
также зон аномальных механических напряжений в рельсах. Тип и реальные размеры
дефектов не определяются.
Допускается распространять
положения настоящего стандарта на контроль рельсов других типов.
Стандарт не устанавливает
методы ультразвукового контроля наплавки.
Необходимость проведения
ультразвукового контроля, объем контроля, тип и размеры недопустимых дефектов
устанавливают в стандартах или технических условиях на рельсы.
Определения терминов,
использованных в настоящем стандарте, приведены в приложении А.
В настоящем стандарте
использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.001-89
Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования
безопасности
ГОСТ 12.1.003-83 Система
стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности
ГОСТ
12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование
производственное. Общие требования безопасности
ГОСТ
12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы
производственные. Общие требования безопасности
ГОСТ 7174-75*)
Рельсы железнодорожные типа Р50. Конструкция и размеры
ГОСТ 8161-75*)
Рельсы железнодорожные типа Р65. Конструкция и размеры
ГОСТ
14637-89 Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного
качества. Технические условия
ГОСТ
14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые
ГОСТ 16210-77*)
Рельсы железнодорожные типа Р75. Конструкция и размеры
ГОСТ 17622-72 Стекло органическое
техническое. Технические условия
ГОСТ 26266-90 Контроль
неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Общие технические требования
*) На территории Российской Федерации
действует ГОСТ Р 51685-2000.
В настоящем стандарте
применяют следующие обозначения и сокращения:
КуI
-
чувствительность условная, мм;
КуII
- чувствительность условная, дБ;
Кэ - чувствительность
эквивалентная, дБ;
α - угол ввода
ультразвуковых колебаний в металл (угол ввода луча), . . . °;
β - угол призмы ПЭП,
. . . °;
п - стрела наклонного ПЭП, мм;
М - мертвая зона, мм;
2γР - ширина
основного лепестка диаграммы направленности в плоскости падения волны, . . . °;
τ - длительность
импульса, излучаемого ПЭП, мкс;
N0 - показание аттенюатора,
соответствующее ослаблению эхо-сигнала от отверстия диаметром 6 мм на глубине
44 мм в СО-2 (СО-2Р, СО-3Р) до уровня, при котором оценивают условную
чувствительность, дБ;
Т - интервал времени между
зондирующим импульсом и эхо-сигналом от вогнутой цилиндрической поверхности в
СО-3Р при установке наклонного ПЭП в положение, соответствующее максимальной
амплитуде эхо-сигнала, мкс;
tп - среднее время
распространения ультразвуковых колебаний в призме наклонного ПЭП, мкс;
ψ - угол между
двумя отражателями в СО-4, . . . °;
γ -
угол разворота ПЭП относительно продольной оси рельса, . . . °;
ΔХ - условная
ширина выявленного дефекта, мм;
ΔH - условная высота выявленного
дефекта, мм или мкс;
ПЭП - пьезоэлектрический
преобразователь;
ΔL
- условная
протяженность, мм.
Термины и соответствующие им
определения приведены в приложении А.
4.1 При контроле должны быть
использованы:
- ультразвуковой импульсный
дефектоскоп (далее - дефектоскоп) по нормативным документам (НД) с
электроакустическими (пьезоэлектрическими или электромагнитоакустическими)
преобразователями;
- стандартные образцы для
определения основных параметров контроля;
- вспомогательные
приспособления и устройства для соблюдения параметров сканирования и измерения
характеристик выявленных дефектов.
Допускается применять
дефектоскопы с непрерывным излучением ультразвуковых колебаний, метрологические
характеристики и параметры которых устанавливают в стандартах и (или)
технических условиях на дефектоскопы конкретного типа.
Дефектоскопы,
преобразователи и стандартные образцы, используемые для контроля, должны быть
аттестованы в установленном порядке.
4.2 Для контроля следует
использовать дефектоскопы, работающие по эхо-методу, зеркальному методу,
дельта-методу, теневому методу, зеркально-теневому методу, на частоте от 0,1 до
4,0 МГц.
4.2.1 Дефектоскопы,
работающие по эхо-, зеркальному и дельта-методам, должны иметь аттенюатор.
Значение ступени ослабления аттенюатора должно быть не более 2,0 дБ.
При контроле эхо-методом
допускается применять дефектоскопы без аттенюатора с проверкой условной
чувствительности по стандартным образцам CO-1P или СО-1 по ГОСТ
14782 или дефектоскопы без аттенюатора с системой автоматической настройки
и поддержания чувствительности.
4.2.2 Дефектоскопы,
работающие по теневому или зеркально-теневому методам, должны иметь устройство
для измерения условной чувствительности, выполненное по схеме имитатора
дефектов, состоящего из аттенюатора и элементов коммутации (рисунок 1).
1 - имитатор дефектов; 2
- аттенюатор; 3 - переключатель
Рисунок
1 - Схема устройства для измерения условной чувствительности
Аттенюатор имитатора
дефектов должен быть проградуирован в относительных единицах от 0,1 до 0,6 или в
децибелах. Значение ступени ослабления аттенюатора должно быть не более 0,1 или
2,0 дБ соответственно.
4.3 Пьезоэлектрические
преобразователи на частоту более 0,16 МГц - по ГОСТ 26266.
Допускается применять
специализированные преобразователи, изготовленные по техническим условиям (ТУ)
и рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.
4.4
Стандартные образцы СО-1Р, CO-2P и СО-3Р (рисунки 2 - 4)
или стандартные образцы СО-1, СО-2 и СО-3 по ГОСТ
14782 следует применять для измерения и проверки основных параметров
аппаратуры и контроля при совмещенной и раздельной схемах включения
пьезоэлектрических преобразователей на частоту более 1,5 МГц.
Рисунок 2 - Стандартный
образец СО-1Р
Рисунок 3 - Стандартный
образец СО-2Р
В остальных случаях для
проверки основных параметров аппаратуры и контроля должны использоваться
отраслевые стандартные образцы или стандартные образцы предприятия,
аттестованные в установленном порядке.
4.4.1
Стандартный образец СО-1Р (рисунок 2) применяют для определения условной чувствительности при контроле эхо-методом.
Образец СО-1Р должен быть
изготовлен из органического стекла марки ТОСП по ГОСТ 17622. Скорость
распространения продольной ультразвуковой волны на частоте (2,5±0,2) МГц при
температуре (20±5) °С должна быть (2670±133) м/с. Амплитуда первого донного
импульса по толщине образца на частоте (2,5±0,2) МГц и при температуре (20±5)
°С не должна отличаться более чем на ±2 дБ от амплитуды первого донного
импульса в образце-свидетеле, аттестованном органами государственной
метрологической службы.
Примечание - Цифры у отверстий диаметром
10Н14 на образце СО-1Р относительно поверхности ввода ультразвуковых колебаний
указывают глубину расположения центра соответствующих отверстий диаметром 2Н14
в стандартном образце СО-1 по ГОСТ
14782.
4.4.2 Стандартный образец
СО-2Р (рисунок
3) применяют для определения:
- условной чувствительности
при контроле эхо- и зеркальным методами;
- мертвой зоны;
- погрешности глубиномера и
погрешности измерения координат отражателя;
- стрелы преобразователя;
- угла ввода ультразвуковых
колебаний;
- ширины основного лепестка
диаграммы направленности наклонного ПЭП.
Образец СО-2Р должен быть
изготовлен из стали марки 20 по ГОСТ
14637. Скорость распространения продольной волны в материале образца при
температуре (20±5) °С должна быть (5900±118) м/с.
На боковые поверхности
образца должны быть нанесены шкала значений L в миллиметрах и шкала
значений утла α ввода ультразвуковых колебаний от 10° до 70° с
интервалом 1° в соответствии с уравнением
L = 44 tgα.
Нулевые деления шкал должны
совпадать с осью, проходящей через центры отверстий диаметром 6Н14
перпендикулярно к рабочим поверхностям образца.
Примечание - Стрелу преобразователя определяют
по соотношению
п = 0,52l1 - 1,52l2.
Значение угла α
ввода ультразвуковых колебаний рассчитывают по выражению
tgα = 0,034(l1 - l2),
где l1, l2
-
расстояния от проекции центра отверстия диаметром 6Н14 на рабочую поверхность
образца до передней грани преобразователя в положениях, соответствующих
максимальной амплитуде эхо-сигнала от отверстия на глубине 44 и 15 мм
соответственно.
4.4.3
Стандартный образец СО-3Р (рисунок 4) применяют для определения:
Рисунок 4 - Стандартный
образец СО-3Р
- условной чувствительности
при контроле эхо- и дельта-методами;
- мертвой зоны;
- погрешности глубиномера и
погрешности измерения координат отражателя;
- стрелы преобразователя;
- угла ввода ультразвуковых
колебаний;
- ширины основного лепестка
диаграммы направленности наклонного ПЭП;
- импульсного коэффициента
преобразования при контроле рельсового или близкого к нему по акустическим
свойствам металла.
Образец СО-3Р должен быть
изготовлен из стали марки 20 по ГОСТ
14637. Скорость распространения продольной волны в материале образца при
температуре (20±5) °С должна быть (5900±118) м/с.
На боковых и рабочих
поверхностях образца должны быть выгравированы риски, проходящие через центр
полуокружности и по оси рабочей поверхности. На боковую поверхность образца
наносят шкалу значений угла α ввода ультразвуковых колебаний
от нуля до 40° с интервалом 2° и от 40° до 70° - с интервалом 1° в соответствии
с уравнением
L = 44tgα.
Нуль шкалы должен совпадать
с осью, проходящей через центр отверстия диаметром 6Н14 перпендикулярно к
рабочей поверхности образца.
Значение 65° на шкале углов α
ввода ультразвуковых колебаний должно совпадать с риской, проходящей через
центр полуокружности.
4.5 Ультразвуковой
специализированный дефектоскоп для выявления зон экстремальных механических
напряжений в рельсах должен обеспечивать измерение амплитуды сигнала с
погрешностью не более 1 дБ и интервала времени между сигналами - с
относительной погрешностью не более 0,0001.
4.6 Систематическую проверку
параметров, определяющих работоспособность дефектоскопов при сплошном контроле
рельсов, допускается проводить с использованием электроакустических устройств.
Перечень параметров и
порядок их проверки должны быть указаны в технической документации на контроль.
5.1 Поверхность рельса, с
которой ведется контроль, должна быть очищена от:
- отслоившейся окалины,
грязи, льда и покрыта слоем контактирующей жидкости при использовании
пьезоэлектрического преобразователя;
- отслоившейся окалины и
грязи при использовании электромагнитоакустического преобразователя.
В качестве контактирующей
жидкости используют воду, минеральные смазочные материалы, раствор спирта в
воде и спирт.
Чистота поверхности и состав
контактирующей жидкости должны быть указаны в технической документации на
контроль.
5.2 Подготовку аппаратуры к
контролю следует выполнять в соответствии с технической документацией на
аппаратуру и контроль.
5.3 Основные параметры
контроля:
- частота возбуждаемых
ультразвуковых колебаний;
- чувствительность
(условная, эквивалентная);
- стрела преобразователя и
положение плоскости падения волны относительно оси рельса;
- угол ввода ультразвуковых
колебаний в металл;
- погрешность глубиномера
(погрешность измерения интервала времени между сигналами);
- мертвая зона;
- минимальный условный
размер дефекта, фиксируемого при заданной скорости контроля;
- длительность зондирующего
импульса.
Перечень параметров,
подлежащих проверке, их числовые значения и периодичность проверки должны
устанавливаться в каждом конкретном случае в технической документации на
контроль.
5.4 Частоту ультразвуковых
колебаний измеряют по длительности периода колебаний в эхо-импульсе
высокочастотным осциллографом.
Допускается измерять частоту
ультразвуковых колебаний в диапазоне 1,5 - 4,0 МГц, излучаемых наклонным
преобразователем, по образцу, приведенному в приложении В.
Г - вывод к генератору
дефектоскопа; П - вывод к приемнику дефектоскопа
Рисунок 5 - Схема расположения преобразователей на
стандартном образце СО-2Р (СО-3Р) при измерении (настройке) условной чувствительности
при контроле:
а - эхо-методом, б -
зеркальным методом, в - дельта-методом
5.5 Условную
чувствительность контроля эхо-, зеркальным и дельта-методами при частоте
ультразвуковых колебаний более 1,5 МГц следует измерять по образцу СО-2Р (СО-2)
или СО-3Р (рисунок
5).
Условную чувствительность
при контроле эхо-методом допускается измерять по стандартному образцу СО-1Р или
СО-1 при температуре, указанной в аттестат-графике.
Условную чувствительность при
контроле эхо-, зеркальным и дельта-методами допускается измерять по отраслевым
стандартным образцам или стандартным образцам предприятия.
Условную чувствительность
при контроле зеркально-теневым методом измеряют с помощью имитатора дефектов
или аттенюатора (рисунок 1) на бездефектном участке рельса или на
образце, параметры которых указаны в технической документации на контроль.
При частоте ультразвуковых
колебаний менее 1,5 МГц эквивалентную чувствительность следует измерять по
образцам, указанным в технической документации на контроль.
5.6 Стрелу преобразователя
следует определять по образцам СО-3Р (или СО-3 по ГОСТ
14782) или СО-2Р, а положение плоскости падения волны - по образцам СО-3Р
или СО-3 (по ГОСТ
14782).
5.7 Угол ввода
ультразвуковых колебаний следует измерять по образцам СО-3Р или СО-2Р, или
СО-2.
5.8 Погрешность глубиномера
следует проверять по образцам СО-3Р или СО-2Р, или СО-2.
5.9 Мертвую зону при
контроле эхо-методом на частоте более 1,5 МГц следует проверять по образцам
СО-3Р или СО-2Р, а при контроле на частоте менее 1,5 МГц - по образцам,
указанным в технической документации на контроль.
5.10 Минимальный условный
размер дефекта, подлежащий фиксации при заданной скорости контроля, следует
проверять на образце в соответствии с технической документацией на контроль.
Допускается при проверке применять радиотехническую аппаратуру, имитирующую
сигналы от дефектов заданного условного размера.
5.11 Длительность
зондирующего импульса следует определять с помощью высокочастотного
осциллографа измерением длительности эхо-сигнала на уровне 0,1.
Допускается определять
длительность эхо-импульса на образце в соответствии с приложением В.
6.1 Контроль рельсов
проводят эхо- или зеркальным, или дельта-, или зеркально-теневым методами, или
комбинацией методов продольными l и поперечными t
волнами.
Схемы включения и
расположения преобразователей приведены в таблицах 1 (схемы 1 - 14), 2
(схемы 1 - 8) и 3 (схемы 1 - 4), где Г - вывод к генератору; П -
вывод к приемнику.
При применении наклонного
преобразователя, работающего по совмещенной схеме, прозвучивание осуществляют
последовательно в двух взаимно противоположных направлениях.
Допускается применять наклонные
преобразователи, с помощью которых осуществляют прозвучивание в одном
направлении.
6.2 Контроль головки рельса
(таблица 1)
осуществляют эхо- (схемы 1, 4, 13) и зеркальным (схема 2) методами с помощью наклонных
преобразователей.
При частоте ультразвуковых
колебаний более 1,5 МГц преобразователь включают по совмещенной или раздельной,
или раздельно-совмещенной схемам и ориентируют вдоль оси или относительно
продольной оси рельса в стороны его боковых граней на угол γ. Номинальные
значения угла ввода α и угла γ должны указываться в технической
документации на контроль.
При частоте ультразвуковых
колебаний менее 1,5 МГц преобразователи включают по раздельной схеме и
располагают на поверхности катания головки или на боковых поверхностях головки
рельса в последовательности, указанной на схеме 13 в таблице 1.
Допускается применять для
контроля головки рельса эхо-метод в сочетании с зеркально-теневым методом или
зеркально-теневой, или теневой методы.
6.3
Контроль шейки рельса и подошвы в зоне проекции шейки (таблица 2) осуществляют эхо-методом
(схемы 1, 2) и, вне зоны сварного стыка, - зеркально-теневым методом (схемы 2,
3, 4) по первому или второму донным сигналам, или по отношению амплитуд донных
сигналов с помощью прямого или наклонных преобразователей, включенных по
совмещенной или раздельной схемам, или теневым методом (схема 7).
Протяженность зоны сварного
стыка, не контролируемой зеркально-теневым или теневым методами, должна быть
указана в технической документации на контроль.
Допускается контроль эхо-
или (и) зеркально-теневым методами при расположении преобразователей на боковых
поверхностях шейки.
Шейку рельса на отсутствие
трещин, развивающихся от болтовых отверстий (таблица 3), контролируют
эхо-методом (схемы 2, 3, 4) или (и) зеркально-теневым методом (схема 1) с
помощью одного или двух преобразователей, работающих по схеме ультразвукового
калибра.
Таблица 1 - Контроль головки рельса
Схема прозвучивания
|
Временные диаграммы
|
Метод контроля
|
Информативный сигнал
|
Схема включения ПЭП
|
Параметры схемы
прозвучивания
|
Примечание
|
1
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
α
γ
|
Контроль прямым, однократно, двукратно и т.д.
отраженным лучом
|
2
|
|
Зеркальный
|
Зеркальный
|
Раздельная
|
αг
αп
γг
γп
В
|
Схема некритична к перемене местами
преобразователей
|
3
|
|
Сочетание
эхо- и зеркального методов
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
αгп
αп
В
γгп
γп
|
Возможно
включение обоих преобразователей в совмещенном режиме
|
Зеркальный
|
Раздельная
|
4
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Раздельная
|
αг
αп
В
Х
|
Схема некритична
к перемене местами преобразователей. Возможно включение ПЭП по
раздельно-совмещенной и совмещенной схемам
|
5
|
|
Зеркально-теневой
|
Донный
|
Раздельная
|
αг =αп
γг =γп
В
|
Возможно
сочетание с эхо-методом для одного или обоих ПЭП В этом случае
соответствующие ПЭП включают по совмещенной схеме
|
6
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Раздельная
|
αг
αп
В
Х
|
Схема
некритична к перемене местами преобразователей
|
7
|
|
Зеркально-теневой
|
Прошедший
|
Раздельная
|
αг=αп
В
|
-
|
8
|
|
Зеркально-теневой
|
Прошедший
|
Раздельная
|
αг =αп
γг =γп
В
|
-
|
9
|
|
Эхо-метод
в сочетании с зеркально-теневым
|
Эхо- и
донный сигналы
|
Совмещенная
|
α
= 0
Х
|
Возможно
применение РС-ПЭП. В этом случае схема включения ПЭП раздельная
|
10
|
|
Эхо-метод в сочетании с зеркально-теневым
|
Эхо- и первый донный сигналы
|
Раздельная
|
αг
αп
В
Х
|
-
|
11
|
|
Теневой
|
Прошедший
|
Раздельная
|
α
= 0
Х
|
-
|
12
|
|
Зеркальный
|
Зеркально
отраженный
|
Раздельная
|
αг
αп
В
Х
|
Схема
некритична к перемене местами преобразователей
|
13
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Раздельная
|
α
= 0
Х
|
При
возбуждении ультразвуковых колебаний частотой менее 1,5 МГц
|
14
|
|
Дельта-метод
|
Дифрагированные
сигналы для двух положений искательной системы
|
Раздельная
|
αг
αп
|
Для
определения размеров и типа дефекта
|
Таблица 2 - Контроль шейки рельса и ее продолжения в головку
и подошву
Схема
прозвучивания
|
Временные диаграммы
|
Метод контроля
|
Информативный сигнал
|
Схема включения ПЭП
|
Параметры схемы
прозвучивания
|
Примечание
|
1
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
α=0
γ=0
|
-
|
2
|
|
Зеркально-теневой
|
I, II и
т.д. донный либо отношение донных
|
Раздельная
|
α=0
|
Возможно
применение PC-ПЭП.
В этом случае схема включения преобразователей раздельная
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
3
|
|
Зеркально-теневой
|
Донный
|
Раздельная
|
αг
αп
В
|
Возможно
использование волн l- и t-типа
|
4
|
|
Зеркально-теневой
|
Донные,
обусловленные волнами:
-
продольной;
-
поперечной
|
Раздельная
|
αt
αl
В1
В2
|
-
|
5
|
|
Зеркально-теневой
в сочетании с эхо-методом
|
Донный
|
Раздельная
|
αгп=αп
В
|
-
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
6
|
|
Зеркально-теневой
в сочетании с эхо-методом
|
Донный
|
Раздельно-совмещенная
|
α
В
|
-
|
Эхо-сигнал
|
7
|
|
Теневой
|
Прошедший
|
Раздельная
|
α=0
|
-
|
8
|
|
Дельта-метод
|
Дифрагированные
сигналы:
- от
дефекта;
- от
дефекта с переотражением от подошвы
|
Раздельная
|
αг
αп=0
|
Для
определения типа дефекта
|
Таблица 3 - Контроль шейки рельса на отсутствие трещин,
развивающихся от болтовых отверстий
Схема
прозвучивания
|
Временные диаграммы
|
Метод контроля
|
Информативный сигнал
|
Схема включения ПЭП
|
Параметры схемы
прозвучивания
|
Примечание
|
1
|
|
Зеркально-теневой
(«УЗ калибр»)
|
Донный
|
Совмещенная
|
α
= 0
В
|
Признаком
обнаружения дефекта является одновременное пропадание донных сигналов обоих
ПЭП
|
2
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
α
В
|
Признаком
обнаружения дефекта является прием эхо-сигналов соответственно от стенки болтового
отверстия и углового отражателя, образованного трещиной
|
3
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
α
2γр
|
Признаком
обнаружения дефекта является прием двух эхо-сигналов (от стенки болтового отверстия
и углового отражателя, образованного трещиной) с временным сдвигом сигналов
относительно друг друга
|
4
|
|
Эхо-метод
|
Эхо-сигнал
|
Совмещенная
|
α1, α2; 2γр1,
2γр2; Δα = α1 - α2
|
6.4 Подошвы
рельса в зоне проекции шейки на отсутствие поперечных трещин контролируют
эхо-методом с помощью наклонного преобразователя, включенного по совмещенной
схеме (схема 1, таблицы 2), с поверхности катания головки рельса. Угол ввода ультразвукового
луча в металл должен быть 45°±2°.
Контроль отдельных участков
подошвы рельсов допускается проводить с поверхности пера или подошвы снизу
эхо-методом под другими углами ввода ультразвукового луча.
6.5 Контроль
рельсов в области сварных стыков проводят после их полной механической и
термической обработки эхо-методом с помощью наклонного преобразователя,
включенного по совмещенной схеме, в соответствии с ГОСТ 14782.
Угол ввода ультразвукового
луча в металл должен быть 50° - 70°. Номинальное значение угла ввода указывают
в технической документации на контроль.
Контроль рельсов в области
головки, шейки и подошвы сварного стыка допускается проводить по схемам,
отличающимся от указанных в 6.3, 6.4 и 6.5.
6.6 Метод, схема включения
преобразователей, основные параметры, способ возбуждения ультразвуковых
колебаний, схема сканирования, рекомендации по разделению ложных сигналов и
сигналов от дефектов, а также контролируемые зоны в сечении рельса и
неконтролируемые участки рельсов должны быть указаны в технической документации
на контроль.
7.1 Оценку сплошности
металла рельсов проводят по результатам анализа информации, получаемой при
контроле одним или комплексом применяемых методов.
7.2 Измеряемыми
характеристиками для выявленных дефектов являются:
при эхо-зеркальном и
дельта-методах:
а) коэффициент выявляемости
дефекта (относительная максимальная амплитуда эхо-сигнала от дефекта) или
минимальная условная чувствительность, при которой обнаруживают дефект;
б) координаты дефекта по
длине и сечению рельса;
в) условный размер дефекта
по длине рельса при заданной чувствительности контроля;
при зеркально-теневом и
теневом методах:
г) коэффициент выявляемости
дефекта или минимальная условная чувствительность, при которой обнаруживают
дефект;
д) условный размер дефекта
по длине рельса при заданной чувствительности;
е) координата дефектного
сечения по длине рельса.
7.3 Дополнительной
информацией о выявленном дефекте при контроле наклонными преобразователями
эхо-методом является отношение условной ширины ΔX
условной высоте ΔH дефекта, а
зеркально-теневым - глубина расположения дефекта и соотношение значений ΔX1 и ΔX2 условной ширины выявленного дефекта.
Условную ширину и условную
высоту дефекта измеряют при тех же крайних положениях преобразователя в
соответствии с приложением Б.
Необходимость и методика
измерения характеристик дефекта должны устанавливаться в технической
документации на контроль.
7.4 Результаты контроля
фиксируют в журнале или протоколе, или другом документе, в котором должны быть
указаны:
- техническая документация,
в соответствии с которой проводился контроль;
- тип дефектоскопа и его
номер по системе нумерации предприятия-изготовителя;
- характеристики
контролируемого объекта и участки, не подвергавшиеся контролю;
- результаты контроля;
- дата контроля;
- фамилия лица, проводившего
контроль или расшифровку результатов контроля.
Форма представления результатов
контроля оговаривается в технической документации на контроль.
7.5 Рельс, в котором
обнаружен дефект, маркируют в соответствии с технической документацией на
контроль.
8.1 При проведении работ по
ультразвуковому контролю рельсов дефектоскопист должен руководствоваться ГОСТ
12.1.001, ГОСТ 12.1.003, ГОСТ
12.2.003, ГОСТ
12.3.002, Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей
и Правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок
потребителей, утвержденными Госэнергонадзором, и Правилами техники безопасности
и производственной санитарии при производстве работ в путевом хозяйстве,
утвержденными МПС.
8.2 Дополнительные
требования по технике безопасности и пожарной безопасности устанавливают в
технической документации на контроль.
Таблица А.1 -
Определения терминов, использованных в настоящем стандарте
Термин
|
Определение
|
Условная
чувствительность контроля эхо-методом
|
Чувствительность, характеризуемая размерами
и глубиной залегания выявляемых искусственных отражателей, выполненных в
стандартном образце из материала с определенными акустическими свойствами.
При ультразвуковом контроле рельсов условную
чувствительность определяют по стандартному образцу СО-1Р (или СО-1) или по
стандартному образцу СО-3Р, или СО-2, или СО-2Р.
Условную чувствительность по стандартному
образцу СО-1Р (CO-1)
выражают наибольшей глубиной расположения цилиндрического отражателя в
миллиметрах, фиксируемого индикаторами дефектоскопа.
Условную чувствительность по стандартному
образцу СО-3Р или СО-2, или СО-2Р выражают разностью в децибелах между
показанием аттенюатора при данной настройке дефектоскопа и показанием,
соответствующим максимальному ослаблению, при котором цилиндрическое
отверстие диаметром 6Н14 еще фиксируют индикаторы дефектоскопа
|
Условная
чувствительность контроля зеркально-теневым методом
|
Чувствительность, характеризуемая
максимальным значением ослабления донного сигнала на входе приемного тракта,
которое еще четко фиксируют индикаторы дефектоскопа
|
Эквивалентная
чувствительность контроля
|
Чувствительность, характеризуемая размерами
и глубиной расположения естественных отражателей (торец рельса; угловой
отражатель, образованный торцом рельса; болтовое или другое отверстие в
рельсе) или искусственных отражателей, выполненных в образце рельса
|
Коэффициент выявляемости
дефекта при зеркально-теневом методе
|
Коэффициент, соответствующий максимальному
ослаблению амплитуды первого донного сигнала, вызываемому дефектом
|
Коэффициент выявляемости
дефекта при эхо-методе
|
Коэффициент, соответствующий отношению
максимальной амплитуды эхо-сигнала от дефекта к максимальной амплитуде
эхо-сигнала от цилиндрического отверстия диаметром 6 мм на глубине 44 мм в
стандартном образце СО-2 (СО-2Р) или СО-3Р
|
Условный размер дефекта
по длине рельса
|
Размер в миллиметрах, соответствующий длине зоны
перемещения преобразователя вдоль рельса, в пределах которой фиксируют сигнал
от дефекта при заданной условной чувствительности дефектоскопа
|
Условная ширина дефекта
|
Размер в миллиметрах, соответствующий длине зоны
между крайними положениями наклонного преобразователя, перемещаемого в
плоскости падения ультразвуковой волны, в пределах которой фиксируют сигнал
от дефекта при заданной условной чувствительности дефектоскопа
|
Условная высота дефекта
|
Размер, соответствующий разности значений
глубины расположения дефекта, измеренных в крайних положениях наклонного
преобразователя, перемещаемого в плоскости падения ультразвуковой волны, в
пределах которого фиксируют сигнал от дефекта при заданной условной чувствительности
дефектоскопа
|
Условная протяженность
дефекта
|
Размер в миллиметрах, соответствующий длине
зоны между крайними положениями наклонного преобразователя, перемещаемого
вдоль плоскости, ориентированной перпендикулярно к плоскости падения
ультразвуковой волны, в пределах которой фиксируют сигнал от дефекта при
заданной условной чувствительности дефектоскопа
|
Стрела
пьезоэлектрического преобразователя
|
Расстояние от точки
выхода ультразвукового луча наклонного преобразователя до его передней грани
|
Аттестат-график устанавливает
связь условной чувствительности КуI в миллиметрах по
исходному стандартному образцу СО-1 с условной чувствительностью КуII
в децибелах по стандартному образцу СО-2 (или СО-2Р, или СО-3Р) и номером
отражателя диаметром 10Н14 в аттестуемом образце СО-1Р при частоте
ультразвуковых колебаний (2,5±0,2) МГц, температуре (20±5) °С и углах призмы β =
40°±1° для преобразователей конкретного типа.
На рисунке Б.1 точками обозначен
график для исходного образца СО-1Р. Для построения соответствующего графика к
конкретному аттестуемому образцу СО-1Р, не соответствующему требованиям 4.4.1
настоящего стандарта, при указанных выше условиях определяют в децибелах
разности Кyi амплитуд Nxi от отражателей № 20 и № 50 диаметром 10Н14 в
аттестуемом образце и амплитуды N0 от отражателя диаметром 6Н14
на глубине 44 мм в образце СО-2 (или СО-2Р, или СО-3Р) по формулам:
Ку20 = Nx20
- N0; Ку50 = Nx50 - N0,
где N0 - показание аттенюатора,
соответствующее ослаблению эхо-сигнала от отверстия диаметром 6Н14 в образце СО-2 (СО-2Р или СО-3Р) до
уровня, при котором оценивают условную чувствительность, дБ.
Nxi - показание аттенюатора, при котором амплитуда
эхо-сигнала от исследуемого отверстия с номером i в аттестуемом образце достигает
уровня, при котором оценивают условную чувствительность, дБ.
Вычисленные значения Куi,
отмечают точками на поле графика и соединяют прямой линией (пример построения
графика см. на рисунке Б.1).
Примеры применения
аттестат-графика
Контроль проводят
дефектоскопом с преобразователем частотой 2,5 МГц с углом призмы β =
40°, радиусом пьезоэлектрической пластины а = 6 мм, изготовленным в
соответствии с техническими условиями.
Дефектоскоп укомплектован
образцом СО-1Р, заводской номер, с аттестат-графиком (см. рисунок Б.1).
Примеры
1 - Технической документацией
на контроль задана условная чувствительность 40 мм.
Указанная чувствительность будет
воспроизведена, если настроить дефектоскоп по отверстию № 45 в образце
СО-1Р, заводской номер.
2 - Технической документацией
на контроль задана условная чувствительность 14 дБ. Указанная
чувствительность будет воспроизведена, если настроить дефектоскоп по отверстию №
35 в образце СО-1Р, заводской номер.
Рисунок Б.1
Материал: сталь марки 20 по ГОСТ
14637.
* Размеры для справок.
Рисунок B.1
Примечания
1 Угол ψ определяют угломером или рассчитывают по значениям l и S, измеренным с точностью не менее 0,1 мм; ψ = 2arctg(0,5S/l); значение ψ маркируют на образце.
2 Миллиметровую шкалу гравируют или
наклеивают. Нуль миллиметровой шкалы должен совпадать с плоскостью углового
отражателя с погрешностью не более ±0,1 мм.
3 Линию, проходящую через проекцию точки
пересечения угловых отражателей перпендикулярно к поверхности Б, гравируют;
отклонение линии гравировки от заданного положения - не более ±0,1 мм.
Значения частоты упругих
колебаний f, Гц, длины волны λt, мм, и длительности импульса
τ, с, вычисляют по формулам:
f = Ct/λt,
где Сt
- измеренное значение скорости распространения сдвиговой волны в материале образца,
мм/с; при невозможности измерить значение Сt
его принимают равным 3260 . 103
мм/с;
ψ - истинное значение угла ψ, . . . °;
Xmax - максимальное расстояние от
линии, проходящей через проекцию точки пересечения угловых отражателей, до
линии, проходящей перпендикулярно к поверхности Б через середину (точку
ввода луча) преобразователя, установленного в положение, при котором задний
фронт первого эхо-сигнала еще пересекается с передним фронтом второго
эхо-сигнала от угловых отражателей на уровне линии развертки, мм;
-
среднее значение расстояний между соседними положениями преобразователя, при
которых провал между двумя эхо-сигналами, наблюдаемыми на экране
электронно-лучевой трубки, максимален, мм;
L0 - расстояние от проекции углового
отражателя на рабочую поверхность образца до точки выхода при установке
преобразователя в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала от отражателя
максимальна.
Ключевые слова: стандарт,
контроль неразрушающий, рельсы железнодорожные, методы ультразвуковые, основные
параметры, аппаратура