Назначение
Система ультразвукового контроля железнодорожных колес RWI-F1/H16/R1/T1/W2 (далее - система) предназначена для измерения координат дефектов и амплитуды сигналов от них при проведении неразрушающего контроля железнодорожных колес в составе линии выходного контроля колес в колесопрокатном цехе ОАО «Выксунский металлургический завод».
Описание
Принцип действия системы основан на возбуждении ультразвуковых колебаний (УЗК) в материале контролируемого объекта и приеме УЗК, отраженных от дефектов и границ материалов.
Ультразвуковая волна, генерируемая преобразователями системы, проникает в объект контроля, распространяется в нем, отражается от несплошностей или донной поверхности объекта контроля, принимается преобразователями системы и преобразовывается в электрический сигнал. Принятый сигнал регистрируется и обрабатывается аппаратурой электрического шкафа. На дисплее рабочей станции отображаются принятые сигналы на развертках типа А, В и С, параметры сигналов, координаты дефектов.
Конструктивно система состоит из четырех основных частей: электрический шкаф, операторский пульт, с помощью которого осуществляется установка в систему контролируемого колеса, подача воды, рабочая станция, инспекционная ванна, в которой установлены ультразвуковые преобразователи. Фотографии общего вида основных частей системы представлены на рисунке 1.
От несанкционированной настройки и вмешательства электрический шкаф и операторский пульт защищены с помощью механического замка.
В системе применяются иммерсионный и щелевой методы контроля. Измерение координат залегания дефектов осуществляется при проведении контроля обода, гребня, ступицы и диска железнодорожных колес.
Контроль обода колеса осуществляется двумя преобразователями с фазированной решеткой (ФР), работающими на принципе иммерсионного метода ультразвукового контроля. Один преобразователь применяется для радиального излучения УЗК на поверхность катания обода колеса, второй - для осевого излучения УЗК на внутреннюю боковую поверхность обода. Излучение УЗК осуществляется в прямом направлении.
Контроль гребня колеса проводится иммерсионным методом одноэлементным совмещенным наклонным преобразователем.
Ступица колеса контролируется щелевым методом с внутренней и внешней поверхности двумя блоками, содержащими по восемь раздельно-совмещенных прямых преобразователей.
Диск колеса контролируется щелевым методом с внутренней и внешней поверхности двумя манипуляторами, на которых размещены по одному раздельно-совмещенному прямому преобразователю.
1
2
3
Рисунок 1 - Общий вид системы. На рисунке 1 цифрами обозначены: 1 - электрический шкаф; 2 - операторский пульт и рабочая станция; 3 - инспекционная ванна
Программное обеспечение
Для управления системой, обработки результатов измерений, создания и сохранения файлов с данными контроля, протоколов контроля, файлов настроек, формирования отчетов используется программное обеспечения (ПО) «AURWI-THI», которое устанавливается на рабочую станцию системы.
Идентификационные признаки ПО системы соответствуют данным, приведенным в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| AURWI-THI | v02 и выше | - | - |
Защита программного обеспечения системы от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню С согласно МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры генератора импульсов возбуждения (на нагрузке 50 ± 1 Ом): - амплитуда, В - длительность (по уровню 0,5 амплитуды), нс | От -50 до -150 От 12,5 до 800 |
| Допускаемое отклонение амплитуды и длительности генератора импульсов возбуждения, % | ± 10 |
| Диапазон рабочих частот, МГц | От 0,5 до 18,0 |
| Диапазон установки усиления, дБ | От 0 до 100 с шагом 0,1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения амплитуды сигналов от дефектов, % от высоты экрана | ± 2 |
| Диаметр, контролируемых колес, мм | От 700 до 1264 |
| Преобразователи с ФР для контроля обода колеса |
| Количество элементов в ФР | 128 |
| Чувствительность отдельных элементов, дБ | ± 3 |
| Эффективная частота эхо-импульса, МГц | 5,0 ± 10 % |
| Диапазон измерения глубины залегания дефектов, мм - со стороны внутренней боковой поверхности обода колеса; - со стороны поверхности катания обода колеса | От 5 до 150 От 10 до 150 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения глубины залегания дефектов, мм | ± (1,0 + 0,01 • Н), где Н - измеряемая глубина, мм |
| Одноэлементный совмещенный преобразователь для контроля гребня колеса |
| Эффективная частота эхо-импульса, МГц | 5,0 ± 10 % |
| Диапазон измерения глубины залегания дефектов, мм | От 5 до 50 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения глубины залегания дефектов, мм | ± (1,0 + 0,01 • Н), где Н - измеряемая глубина, мм |
| Раздельно-совмещенные преобразователи для контроля ступицы колеса |
| Эффективная частота эхо-импульса, МГц | 5,0 ± 10 % |
| Диапазон измерения глубины залегания дефектов, мм | От 5 до 200 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения глубины залегания дефектов, мм | ± (1,0 + 0,01 • Н), где Н - измеряемая глубина, мм |
| Раздельно-совмещенные преобразователи для контроля диска колеса |
| Эффективная частота эхо-импульса, МГц | 5,0 ± 10 % |
| Диапазон измерения глубины залегания дефектов, мм | От 5 до 50 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения глубины залегания дефектов, мм | ± (1,0 + 0,01 • Н), где Н - измеряемая глубина, мм |
| Питание УЗ системы осуществляется от сети переменного тока c напряжением, В: - электрический шкаф; - рабочая станция Частота сети переменного тока, Гц | 380 ± 10% 220 ± 10% 50 ± 1 |
| Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более - электрический шкаф; - операторский пульт; - инспекционная ванна; | 600 х 500 х 1300 180 х 650 х 650 2000 х 650 х 300 |
| Масса УЗ системы, кг, не более | 3700 |
| Условия эксплуатации: Температура окружающей среды, оС Относительная влажность воздуха при температуре плюс 25 оС, % | От плюс 10 до плюс 35 От 46 до 72 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским методом и на заводской табличке системы, расположенной на электрическом шкафу, методом наклеивания этикетки.
Комплектность
Таблица 3
| № п.п | Наименование и условное обозначение | Количество |
| 1 | Электрический шкаф | 1 шт. |
| 2 | Операторский пульт | 1 шт. |
| 3 | Инспекционная ванна | 1 шт. |
| 4 | Рабочая станция с установленным ПО | 1 компл. |
| 5 | Ультразвуковые преобразователи | 1 компл. |
| 6 | Настроечный образец | 2 шт. |
| 7 | Руководство по эксплуатации | 1 экз. |
| 8 | Методика поверки | 1 экз. |
Поверка
осуществляется согласно методике поверки МП 122.Д4-13 «ГСИ. Система ультразвукового контроля железнодорожных колес RWI-F1/H16/R1/T1/W2. Методика поверки», утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИОФИ» в декабре 2013 года.
Основные средства поверки:
Образец №2 из комплекта КОУ-2. Высота 59 мм, боковые цилиндрические отверстия диаметром 2 и 6 мм.
Сведения о методах измерений
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в руководстве по эксплуатации «Система ультразвукового контроля железнодорожных колес RWI-F1/H16/R1/T1/W2. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
Техническая документация фирмы NDT System & Services, Германия.
Рекомендации к применению
Система ультразвукового контроля железнодорожных колес RWI-F1/H16/R1/T1/W2 применяется вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.
