Система ультразвукового контроля СОНОТРОН™-ЕМАТ 880

Назначение

Система ультразвукового контроля СОНОТРОН™-ЕМАТ 880 (далее по тексту - система) предназначена для измерения координат дефектов в области головки и шейки рельса ультразвуковым импульсным зеркально-теневым методом.

Описание

Принцип действия системы основан на зеркально-теневом методе ультразвукового контроля. В качестве метода возбуждения и приема ультразвуковых колебаний применяется бесконтактный электромагнитно-акустический (ЭМА) метод, что уменьшает влияние окалины и других загрязнений поверхности рельса на результаты контроля. Данный метод основан на эффекте преобразования высокочастотных электромагнитных колебаний в акустические колебания (и наоборот) поверхностью металла в постоянном магнитном поле.

При пропускании через обмотку электромагнитно-акустических преобразователей (ЭМАП) импульсов тока ультразвуковой частоты на поверхности рельса возникает вихревой ток. Взаимодействие вихревого тока с внешним магнитным полем электромагнита приводит к возникновению ультразвуковых колебаний поверхности рельса, которая тем самым превращается в излучатель ультразвука. Прошедшие через изделие и отраженные от противоположной поверхности ультразвуковые колебания снова вызывают колебания поверхности рельса под ЭМАП. Поскольку эта поверхность тоже находится в магнитном поле электромагнита, её колебания приводят к возникновению тока на поверхности рельса, который трансформируется в обмотку приемного ЭМАП. Таким образом, при использовании ЭМАП излучателем и приемником ультразвука становится сама поверхность рельса, расположенная в зоне действии обмоток преобразователей.

На рисунке 1 представлена фотография общего вида системы.

Рисунок 1 - Общий вид системы

На рисунке 1 цифрами обозначены: 1 - пульт управления; 2 - ЭМАП «Тор 1»; 3 - ЭМАП «Тор 2»; 4 - ЭМАП «Side 1»; 5 - ЭМАП «Side 2»; 6 - компьютер микросистемы СО-НОТРОН™-ЕМАТ 880.

По каждому синхроимпульсу компьютера микросистемы СОНОТРОН™-ЕМАТ 880 (Sonotron 880 MS) во всех четырех каналах одновременно с заданной вручную частотой заполнения и длительностью формируются радиоимпульсы, которые усиливаются в усилителе мощности зондирующих импульсов (УМЗИ). С выхода УМЗИ радиоимпульс поступает на соответствующий ЭМАП, расположенный под полюсом электромагнита (ЭМ). ЭМ создает магнитное поле, ориентированное по нормали к поверхности контролируемого изделия. Витки рабочей части ЭМАП параллельны поверхности изделия, поэтому к результате взаимодействия постоянного магнитного поля с полем вихревых токов в изделии возникают т.н. поперечные ультразвуковые колебания. Эти колебания распространяются в направлении противоположной поверхности рельса. Принятый ЭМАП сигнал подается на соответствующий вход микросистемы СОНОТРОН™-ЕМАТ 880, усиливается с заданным коэффициентом усиления, оцифровывается и отображается на экране компьютера микросистемы СОНОТРОН™-ЕМАТ 880 в виде Аскана. Анализ амплитуды донных сигналов выполняется в зонах стробирующих импульсов. Для УЗК шейки рельса стробирующие импульсы располагают в зоне второго донного сигнала, для УЗК головки - как в зоне первого, так и в зоне второго донного сигнала. Далее оцифрованный сигнал передается в компьютер сбора данных СОНОТРОН™-ЕМАТ 880 DACQ (Sonotron 880 DACQ), который сохраняет и отображает информацию по амплитуде донных сигналов в зонах, указанных выше стробирующих импульсов, в виде В-сканов по всей длине контролируемого рельса.

Схема измерительных каналов УЗК приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема измерительного канала УЗК

Система предназначена для контроля рельсов типа: P43; P50; P65; P65K; UIC54; UIC60;

S49; 136RE.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО), входящее в состав системы, выполняет функции отображения на экране персонального компьютера информации в удобном для оператора виде, а также задания условий измерения.

Защита ПО от преднамеренных и непреднамеренных воздействий соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Технические характеристики

Метрологические и технические характеристики приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Знак утверждения типа

наносится на титульный листе руководства по эксплуатации в правом верхнем углу методом печати и на маркировочную бирку системы с помощью наклейки.

Комплектность

Поверка

осуществляется в соответствии с методикой поверки «Система ультразвукового контроля СОНОТРОН™-ЕМАТ 880. Методика поверки» МП 30.Д4-12, утвержденная ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИОФИ» в феврале 2011 г.

Основные средства поверки:

1. Осциллограф С1-103, полоса пропускания усилителя вертикальног отклонения от 0 до 10 МГц при коэффициенте отклонения 20 мВ/деление - 0,5 мВ/деление и 1 МГц при коэффициенте отклонения 0,2 мВ/деление - 0,05 мВ/деление; коэффициент развертки от 0,1 мкс/деление до 0,5 мкс/деление и с внешней емкостью 5 с/деление, с пятикратной растяжкой; коэффициент перекрытия диапазонов 2 и 2,5; погрешность коэффициентов отклонения 4%;

2. Комплект мер моделей дефектов СОП1Р, номинальное значение ширины МД (моделей дефектов) и его отклонение (0,5+0,1) мм, номинальные значения глубины МД и их отклонения (1,0+0,1) мм и (1,5+0,1) мм, номинальные значения длины МД и их отклонения (20,0+0,5) мм и (10,0+0,5) мм;

3. Ультразвуковой тестер МХ01-УЗТ-1 по ГОСТ 23667-85.

Сведения о методах измерений

Используются для прямых измерений в соответствии с методикой, изложенной в руководстве по эксплуатации «Система контроля вихревым током СОНОТРОН™-ЕМАТ 880. Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

Техническая документация фирмы NDT Technologies Inc., Канада.

Рекомендации к применению

Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством РФ обязательным требованиям.