Технология узк оси колесной пары
Опубликовано: 23.04.2024
Для ультразвуковой дефектоскопии осей колесных пар используют следующие основные технологические приемы:
а) сквозной контроль продольными ультразвуковыми волнами путем их ввода с торца оси с помощью прямого ультразвукового искателя; при этом может быть проверена ближняя к точке ввода шейка оси и удаленные от нее подступичная часть и половина средней части оси;
б) контроль продольными волнами путем их наклонного ввода с торца с помощью наклонного искателя с малым углом падения (6--8°); при этом проверяется ближняя к точке ввода подступичная часть с более высокой чувствительностью, чем при первом приеме;
в) контроль поперечными волнами путем их наклонного ввода с цилиндрической поверхности оси с помощью наклонного искателя с углом падения порядка 37 - 40°. Этот метод используется, как правило, лишь при подтверждении дефекта, обнаруженного одним из первых двух методов, поскольку он, хотя и более чувствителен, требует больших затрат времени. Таким образом, каждая ось проверяется не менее чем двумя типами искателей: прямым искателем 0° и призматическим 6° (8°) или 37° (40°).
Подступичные части осей для роликовых подшипников контролируют прямым и призматическим 37°-ным искателями со стороны шеек и со стороны средней части оси. Оси типов РУ1 и РУ1Ш дополнительно контролируют без снятия внутренних колец подшипников в наружной и внутренней зонах подступичной части искателем 37° (40°), который устанавливают на среднюю часть оси. Признаками для браковки оси является одиночный импульс в зоне контроля, превышающий уровень помех в несколько раз (при условии, что помехи в зоне контроля будут не выше 5 - 10 мм), а также непрозвучиваемость оси, т. е. отсутствие донного отражения и отражения от дальней галтели при прямом искателе.
Контроль осей колесных пар методом сквозного прозвучивания прямым искателем осуществляется обязательно с обоих торцов при проверке осей всех типов. Этот метод применяют для выявления опасных поперечных трещин и других скрытых дефектов в любой части оси, а также для браковки осей с крупнозернистой структурой.
Оси колесных пар, у которых не обнаруживаются донное отражение и отражения от галтелей (это показывает на большое поглощение ультразвука, вызванное крупнозернистой структурой металла), являются «непрозвучивающимися». Колесные пары с такими осями подлежат расформированию для проверки подступичной части оси магнитным методом при условии, если со дня последнего формирования они находились в эксплуатации более восьми лет. Подступичные части «непрозвучивающихся» осей со сроком эксплуатации до восьми лет должны быть проверены призматическим искателем 37° (40°) со стороны шейки и со стороны средней части оси. При отсутствии сигналов, отраженных от поверхности посадки и граней ступицы (что свидетельствует о непрозвучиваемости контролируемого участка оси), колесные пары подлежат расформированию.
Контроль на заводах необточенных осей с целью проверки структуры металла (размера зерна) и обнаружения внутренних пороков производят с каждого торца оси. При изготовлении осей или осевых заготовок колесных пар следует производить проверку структуры их стали методом прозвучивания таким образом, чтобы донное отражение в оси или ее заготовке по высоте было не ниже отражения в эталонном бруске при том же положении регуляторов дефектоскопа. Если оно ниже, то ось бракуют и направляют на дополнительную термообработку.
Выполнение ультразвукового контроля оси колесных пар с применением различных искателей, а также настройка дефектоскопов и расшифровка осциллограмм при дефектоскопировании различных зон оси, описанные в руководстве, требуют определенных навыков и опыта у исполнителей.
Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Пудовиков Сергей Александрович
Неразрушающий контроль деталей и узлов подвижного состава при его ремонте в вагонных и локомотивных депо является необходимым условием обеспечения безопасности перевозочного процесса. Рассмотрена методика контроля осей колесных пар вагонов без демонтажа буксового узла.
Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Пудовиков Сергей Александрович
Текст научной работы на тему «Безразборная технология ультразвукового контроля осей колесных пар при ремонте подвижного состава»
Вахмистров С.Н., Карзунов Р.А., Крутяков Е.А., Пармас Я.Ю., Терешонков В.А., Тимофеев А.В., Тимофеев Б.А., Харебов С.К. Электромашинно-вентильный преобразователь 3000В/3х230В системы электроснабжения собственных нужд электропоезда постоянного тока. Сборник Электросила, выпуск 41. - СПб. 2002.
БЕЗРАЗБОРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ОСЕЙ КОЛЕСНЫХ ПАР ПРИ РЕМОНТЕ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Неразрушающий контроль деталей и узлов подвижного состава при его ремонте в вагонных и локомотивных депо является необходимым условием обеспечения безопасности перевозочного процесса. Рассмотрена методика контроля осей колесных пар вагонов без демонтажа буксового узла.
Ключевые слова: подвижной состав; колесная пара; ось; ультразвук; контроль; дефектоскопия
В настоящее время в вагонных и локомотивных депо ультразвуковой контроль осей железнодорожного подвижного состава производится с целью выявления недопустимых дефектов путем прозвучивания оси в продольном направлении (руководящий документ РД 07.09-97). При этом пьезоэлектрический преобразователь устанавливается на торец оси или в зарезьбовую канавку.
Геометрические особенности оси (протяженность в продольном направлении при ограниченных поперечных размерах, наличие переходов одного диаметра в другой) таковы, что на экране дефектоскопа присутствует множество эхо-сигналов, вызванных переотражениями излученных и трансформированных волн и отражениями от конструктивных элементов. Эти сигналы не связаны с наличием дефекта.
Известия Петербургского университета путей сообщения
Контроль оси разбит по зонам, контролируемым последовательно. При этом остаются без внимания галтели оси - зоны перехода одного диаметра в другой (так как они находятся в так называемых «зонах тени»). Между тем статистика показывает, что в этих зонах зарождается более 10% трещин.
Наличие на торцах осей типа РУ-1Ш болтовых отверстий приводит к тому, что более половины сечения оси не контролируется.
Кроме того, для проведения УЗК должен быть обеспечен доступ к торцу оси, что требует в ряде случаев демонтажа корпуса буксы. Зачастую торцевая поверхность имеет задиры и заусенцы и требует предварительной подготовки для проведения контроля.
Вследствие всего вышеперечисленного действующая методика ультразвукового контроля осей не соответствует современным требованиям достоверности и производительности.
Актуальной задачей является разработка новой методики ультразвукового контроля осей колесных пар вагонов, которая позволяла бы проводить дефектоскопирование осей всех типов без демонтажа буксового узла, обеспечивала объективные результаты контроля с их протоколированием и позволяла бы максимально автоматизировать или механизировать процесс контроля.
1. Ультразвуковой контроль осей с предподступичной части
1.1. Обоснование выбора предподступичной части для ввода ультразвука
У оси с недемонтированным буксовым узлом поверхностями, свободными для ввода ультразвука, являются средняя и предподступичная части и подступичная часть, свободная от ступицы колеса.
При проведении контроля со средней части сложно обеспечить центровку преобразователя в продольном направлении. Диаметр шейки и предподступичной части оси меньше, чем диаметр средней части. Поэтому ультразвуковой пучок, введенный со средней части оси в сторону торца, будет испытывать множество отражений, и на экране дефектоскопа будет присутствовать большое количество ложных эхо-сигналов.
Проведение УЗК с поверхности подступичной части оси тоже затруднительно, так как расстояние от ее внутренней кромки до ступицы имеет большой разброс от оси к оси (от 5 до 54 мм). При этом практически невозможно обеспечить центровку преобразователей на оси. Контроль шейки оси с поверхности подступичной части, прилегающей к внешней кромке ступицы, вообще невозможен из-за наличия галтельного перехода.
Вариант контроля с предподступичной части наиболее предпочтителен. В этом случае расстояния от точки ввода ультразвука до
Известия Петербургского университета путей сообщения
зон контроля невелики, ультразвуковой пучок расширяется незначительно. Преобразователи устанавливаются за лабиринтное кольцо, входящее в состав буксового узла, и озвучивают зоны оси, в которых наиболее вероятно возникновение трещин (рис. 1).
Рис.1. Схема контроля осей с предподступичной части
1.2. Акустический блок для контроля с предподступичной части
Блок содержит несколько преобразователей, излучающих ультразвук определенной частоты и под определенным углом. При вращении колесной пары он упирается в лабиринтное кольцо, и таким образом обеспечивается центровка блока.
Каждый преобразователь предназначен для контроля одной из зон оси. Угол ввода ультразвука определяется местоположением зоны контроля относительно точки.
Трещина, нормальная поверхности, относится к отражателям углового типа. Такой тип дефектов обладает свойством направленности -коэффициент отражения зависит от угла падения и типа волны. Поэтому схемы прозвучивания (углы ввода и типы излучаемых волн) корректировались с учетом экспериментальных исследований на цилиндрическом образце с моделями дефектов.
В ходе исследований были получены амплитудные огибающие от пропилов различной глубины в зависимости от угла падения для продольных и поперечных волн. С учетом этих огибающих были определены зоны контроля вагонных осей (табл.1, рис.2)
Известия Петербургского университета путей сообщения
Рис.2. Зоны обнаружения поверхностных дефектов при контроле осей колесных пар грузовых вагонов с предподступичной части
ТАБЛИЦА 1. Зоны обнаружения поверхностных дефектов при контроле осей колесных пар грузовых вагонов с предподступичной части
№ п/п Зона контроля Г раницы зоны контроля, мм от торца
ось типа РУ-1 ось типа РУ-1Ш
1 Шейка (включая зону разгрузочной канавки) 150 - 220 113 - 183
2 Подступичная часть оси у внешней кромки ступицы колеса 310 - 345 273 - 308
3 Подступичная часть оси у внутренней кромки ступицы колеса 500 - 550 463 - 513
Преобразователи реализуют эхо-импульсный метод акустического контроля. О наличии дефекта свидетельствует появление сигнала в заданном интервале времени (от момента излучения зондирующего импульса) с амплитудой, превышающей порог, установленный в нормативной документации на контроль.
Один из преобразователей излучает ультразвук нормально. По колебаниям амплитуды полученного эхо-сигнала от донной поверхности предподступичной части можно судить о стабильности акустического контакта между акустическим блоком и поверхностью оси в процессе вращения колесной пары.
2. Многоканальный ультразвуковой дефектоскоп УДС2-52 «ЗОНД-2»
Одной из причин низкой производительности ультразвукового контроля колесных пар является последовательный контроль зон оси или колеса. На сегодняшний день практически все ультразвуковые дефектоскопы, применяемые для дефектоскопирования деталей подвижного состава, реализуют только одноканальный режим работы.
В одноканальном режиме работы ультразвукового дефектоскопа информация представляется в виде развертки типа А - в координатах «амплитуда импульса» - «время прихода» (рис.3, а)
Известия Петербургского университета путей сообщения
Первый отечественный многоканальный ультразвуковой дефектоскоп УДС2-52 «ЗОНД-2» (Дымкин Г.Я и др., 2004) имеет восемь независимых каналов.
В многоканальном режиме контроля, когда все каналы работают одновременно, развертка типа А неприемлема. Поэтому применяется развертка типа В (Марков А.А., 2000).
В этом случае по оси X отложено перемещение преобразователя по периметру оси, а по оси Y - время прихода сигнала (рис. 3, б).
Рис.3. Варианты отображения дефектоскопической информации а - развертка типа А, б - развертка типа В
Пришедший на приемник импульс отображается на развертке типа В точкой. Каждая черта на экране соответствует эхо-сигналу от дефекта или его модели.
При контроле осей с предподступичной части с применением дефектоскопа УДС2-52 «ЗОНД-2» все преобразователям акустического блока работают одновременно. Контроль зон оси по всему периметру осуществляется за один оборот колесной пары. Это существенно повышает производительность ультразвукового контроля.
Дефектоскоп отображает информацию как в А-, так и в В-развертке. В памяти прибора сохраняются все принятые сигналы, имеется функция воспроизведения динамической картины контроля. Таким образом, процессы контроля объекта и оценки его технического состояния могут быть разнесены во времени.
Новая технология ультразвукового контроля осей колесных пар вагонов с предподступичной части с использованием многоканального дефектоскопа УДС2-52 «ЗОНД-2» позволяет осуществлять контроль осей
Известия Петербургского университета путей сообщения
колесных пар подвижного состава на наличие недопустимых дефектов. Отсутствие необходимости демонтировать буксовый узел и работа в многоканальном режиме многократно повышают производительность контроля.
Новая методика и аппаратура прошли эксплуатационные испытания в ряде вагонных депо Октябрьской и Горьковской железных дорог. В настоящее время идет подготовка к приемочным испытаниям.
Руководство по комплексному ультразвуковому контролю колесных пар вагонов РД 07.09-97.
Дымкин Г.Я и др. Принципиальные особенности многоканального ультразвукового дефектоскопа УДС2-52 «ЗОНД-2». В мире НК. - 2004. № 4.
Марков А.А. Альтернативное представление дефектоскопической информации в переносных ультразвуковых дефектоскопах. В мире НК. - 2000. №1.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТИ НЕРАЗРУШЕНИЯ КОРПУСНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРОЦИЛЛИНДРА АУТРИГЕРА
В статье определяется вероятность неразрушения корпусных элементов силового гидроциллиндра выносной опоры (аутригера). Рассматривается максимальный неблагоприятный случай нагружения металлоконструкции. Выбран необходимый размер штока по типоряду с учетом заданной вероятности неразрушения.
Ключевые слова: аутригер; гидродомкрат; гидроцилиндр; выносная опора Введение
При проектировании гидродомкрата расчетная схема (рис. 1) предусматривает действие осевой нагрузки, приложенной к оголовку штока, и составляющей от распорной нагрузки, приложенной также к оголовку штока.
Ультразвуковому контролю подвергаются оси вагонных колесных пар типов РУ1-950; РУ1Ш-950; РУ-950 при их формировании и освидетельствование. Для выполнения ультразвукового контроля осей колесных пар должен быть обеспечен доступ к торцевым поверхностям осей.
Выполнение ультразвукового контроля по данной технологии обеспечивает выявление «непрозвучиваемых» осей, а также обнаружение в осях усталостных трещин и внутренних несплошностей, является браком завода-изготовителя, эквивалентных или больших по своим отражающим свойствам искусственным отражателям в контрольном образце оси, используемым для настройки чувствительности ультразвукового контроля (УЗК) соответствующей части оси.
Комплект оборудования для ультразвукового контроля осей колесных пар включает:
- ультразвуковой дефектоскоп УД2-12 или УД11-ПУ;
- стандартный образец СО-2 или СО-3Р;
- прямой пьезоэлектрический преобразователь (П111-2,5-К12-002);
- наклонный пьезоэлектрический преобразователь (П121-2,5-50-002);
- наклонный пьезоэлектрический преобразователь (П121-2,5-18);
- комбинированный пьезоэлектрический преобразователь из комплекта ПКО (П131-2,5-0/18).
Для проверки работоспособности, а также настройки чувствительности дефектоскопа необходимо изготовить контрольные образцы осей РУ 1 и РУ1Ш рисунок 2.
Рис.2. Контрольная ось типа РУ1
Требования, которым должен удовлетворять контрольный образец оси РУ1:
1. Линейно-угловые размеры оси должны соответствовать требованиям чертежа оси тира РУ1. Шероховатости торца шейки оси, расположенного после зарезьбовой канавки, должна соответствовать Rz =10-20 мкм
2. Ось должна удовлетворять требованиям «прозвучиваемости» и отсутствия дефектов, выявляемых при ультразвуковом контроле.
3. Ширина пропилов эталонных отражений должна быть 2±1 мм. Пропилы должны быть перпендикулярны к продольной оси колесной пары.
4. Пропилы на подступичной части оси должны быть выполнены рядом со ступицей без распрессовки колес.
5. Расстояние от начала подступичной части оси до пропилов в сечении Б-Б и Д-Д должно быть не менее 20±5 мм.
6. На шейку оси с моделью дефекта в сечение А-А должны быть надеты кольца роликовых подшипников.
7. Размеры L указаны относительно ближнего к пропилу торца оси. Контрольная ось типа РУ1Ш изготавливается аналогично контрольной оси РУ1.
Технология контроля включает в себя следующие этапы:
-подготовка к контролю;
-оценка качества проконтролированной детали.
Подготовка к контролю включает в себя:
-подготовку аппаратуры к работе;
Подготовка аппаратуры включает в себя:
-подготовку дефектоскопа к работе;
-настройку масштаба развертки;
-настройка чувствительности дефектоскопа.
Подготовка дефектоскопа к работе:
Установить органы управления дефектоскопа в исходные положения в соответствие с приложением.
Настройки масштаба развертки:
Перед проведением контроля осей необходимо настроить масштаб развертки дефектоскопа. Для этого:
а) подключить к дефектоскопу прямой или комбинированный пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) (угол ввода 0°,частота 2,5 МГц)%;
б) установить его на торец контрольного образца (КО);
в) получить донный сигнал;
г) кнопками аттенюатора уменьшить его до высоты масштабной сетки экрана (ЭЛТ);
д) регулятором на блоке А6 выставляют донный сигнал на следующие деление горизонтальной шкалы экрана (ЭЛТ).
е) довести кнопками аттенюатора амплитуду донного сигнала до середины экрана электронно-лучевой трубки (ЭЛТ);
з) отжать кнопку «х2» на задней панели дефектоскопа.
Установленный масштаб развертки дефектоскопа для продольных волн составит Мпропер.=140 мм/дел.
Настройка чувствительности дефектоскопа:
Для настройки чувствительности необходимо знать основные этапы ультразвукового контроля осей вагонных колесных пар: поверка осей на «прозвучиваемость» (проводится при формировании колесных пар);
1-й этап – ультразвукового контроля средней части и дальней подступичной части оси;
2-й этап – ультразвукового контроля шейки и предподступичной части оси;
3-й этап – ультразвукового контроля ближней подступичной части оси в зоне под внешней кромкой ступицы.
На практике необходимо проводить проверку осей с демонтажем буксового узла без снятия внутренних колец подшипников и осей со снятыми внутренними кольцами подшипников; во всех случаях выполняются все три перечисленных этапа контроля.
Настройка чувствительности дефектоскопа для проведения УЗК осей с демонтажем буксового узла без снятия внутренних колец подшипников.
а) Проверка осей на «прозвучиваемость»- значит проверить, удовлетворяет ли данная ось норме по затуханию ультразвука. Если удовлетворяет – ось имеет мелкозернистую структуру, соответствующую требованиям ГОСТ 4008-89, если нет, – значит, ось имеет крупнозернистую структуру. Такие оси в эксплуатацию не допускаются, а бракуются.
Для проверки оси на «прозвучивание» необходимо сравнить амплитуду донного сигнала в стандартном образце СО-2 (Nсо-2) по ГОСТ – 14782 (или вСО-3Р по ГОСТ – 18576) и амплитуду донного сигнала в проверяемой оси N0. Если разница составит более 46 дБ, то ось считается «непрозвучиваемой».
Поэтому необходимо измерить амплитуду донного сигнала в СО-2 или СО-3Р, для этого:
-установить прямой ПЭП на поверхность СО-2 или СО-3Р;
-получить серию донных сигналов;
-первый донный сигнал кнопками аттенюатора довести до средней линии экрана ЭЛТ;
-показания аттенюатора Nсо-2 занести в журнал установленной формы, приведенной в технической характеристике.
Примечание: при невозможности установить амплитуду донного сигнала до средней линии экрана ЭЛТ уменьшить амплитуду на блоке А8 регулятором, в дальнейшем трогать регулятор на блоке А8 ЗАПРЕЩЕНО.
б) 1-й этап – для ультразвукового контроля (УЗК) средней части и дальней подступичной части оси.
Для выполнения УЗК средней части и дальней подступичной части оси браковочную чувствительность N1 настраивают по эхо-сигналу от пропила глубиной 4мм, выполненному вблизи внутренней кромки ступицы колеса. Для этого:
-прямой ПЭП (П111-2,5-К12-002) или комбинированный ПЭП из комплекта ПКО (частота 2,5 МГц, угол ввода 0°) устанавливают на торец оси (РУ1Ш);
-комбинированный ПЭП из комплекта ПКО (частота 2,5 МГц, угол ввода 0°) устанавливают в за резьбовую канавку (оси РУ1 ,РУ);
-Получают эхо-сигнал от пропила и кнопками аттенюатора доводят его до средней линии экрана ЭЛТ. Показания аттенюатора N1 заносят в журнал установленной формы, приведенной в технологической инструкции.
в) 2-й этап – для УЗК ближних шейки и предподступичной части оси браковочную чувствительность N2 настраивают по эхо-сигналу от пропила в галтели шейки под кольцами роликовых подшипников глубиной 3 мм, на расстоянии 150-165 мм от поверхности сканирования. Для этого:
 |
-прямой ПЭП или комбенированый ПЭП из комплекта ПКО (частота 2,5 МГц, угол ввода 0°) устанавливают в резьбовую канавку (оси РУ1, РУ) рисунок 3.
Рис.3 Схема прозвучивания оси.
-получают эхо-сигнал от пропила и кнопками аттенюатора доводят его до средней линии экрана ЭЛТ. Показания аттенюатора N2 заносят в журнал установленной формы, приведенной в технической инструкции.
г) 3-й этап – для выполнения УЗК ближней подступичной части оси в зоне под внешней кромкой ступицы браковочную чувствительность N3 настраивают по эхо-сигналу от пропила вблизи внешней кромки ступицы колеса глубиной 3мм на расстояние 280-330 мм от поверхности сканирования. Для этого:
-наклонный или комбинированный ПЭП из комплекта ПКО (частота 2,5 МГц, угол ввода 18°) устанавливают в за резьбовую канавку (РУ1, РУ) или на торец оси (РУ1Ш).
-получают эхо-сигнал от пропила и кнопками аттенюатора доводят его до средней линии экрана электронно-лучевой трубки. Показания аттенюатора N3 заносят в журнал установленной формы, приведенной в технической характеристики.
Очистка обеспечивает подготовку поверхностей колесных пар для выполнения дефектоскопии. Основными требования к способам очистки колесных пар является высокое качество и быстрота очистки при сохранение нормальных условий труда. Известны следующие способы отчистки колесных пар: механический (механизированный и ручной), при котором в качестве рабочих органов используются металлически щетки или скребки; струйно-гидравлический с использованием щелочного раствора или чистой воды; гидромеханический; пескоструйный; вываривание в щелочном растворе (погружение в ванну); химический (обмазывание специальной мастикой).
Механический способ очистки применяют как основной, так и дополнительный в сочетание с другими способами для удаления различных нерастворимых органических соединений, ржавчины, старой краски. При ремонте колесных пар очистку скребками или металлическими щетками, применяют до обмывки колесных пар в моечной машине и после нее. Ручная очистка колесных пар щетками и скребками обеспечивает тщательное удаление загрезнений, представляет собой трудоемкую и малопроизводительную работу.
В последнее время находят применения механизированные установки для предварительной отчистки колесной пары металлическими щетками или скребками. Такие установки снабжены механизмами вращения колесной пары и пневматическими цилиндрами для прижатия щеток к элементам колесных пар в процессе их отчистки; убедится в отсутвие поверхностных дефектов.
а) Проверка осей на «прозвучиваемость».
Проверку осей на прозвучиваемость выполняют при формировании колесных пар до и после на прессовки колес.
Проверку осей на «прозвучиваемость» выполняют путем установки комбинированного ПЭП из комплекта ПКО (частота 2,5 МГц, угол ввода 0°) или прямого ПЭП на торец оси. При этом измеряют амплитуду донного сигнала от противоположного торца оси N0 в 4-х точках, выбирают меньшее значение и сравнивают с амплитудой донного сигнала в СО-2.
Ось бракуется, если разница между N0 и Nсо-2 превышает 46 дБ;
Проверку всех частей оси проводят на поисковой чувствительности Nn, которая на 6-8 дБ выше браковочной N. Поэтому, чтобы определить знание поисковой чувствительности, необходимо от значения браковочной чувствительности отнять 6 (8) дБ.
Полученное значение Nn выставляют на аттенюаторе дефектоскопа для проведения контроля.
б)1-й этап – УЗК средней части и дальней подступичной части оси.
УЗК средней части и дальней подступичной части оси выполняют прямым или комбинированным ПЭП (частота 2,5 МГц, угол ввода 0°) поочередно с каждого торца оси.
Зона контроля пол горизонтальной шкале масштабной сетки экрана ЭЛТ составляет 4,0-7,8 деления.
Для выполнения УЗК осей следует:
-нанести на торец оси (зарезьбованную канавку) контактную смазку;
-установить прямой или комбинированный ПЭП на торец оси (за резьбовую канавку);
-получить донный сигнал;
-кнопками аттенюатора довести амплитуду донного сигнала до средней линии экрана ЭЛТ;
-показания аттенюатора N0 занести в рабочей журнал;
-если разность показания аттенюатора (N0-N0')<10 дБ, установить на аттенюаторе значение поисковой чувствительности Nn1;
Примечание. Если разность показаний аттенюатора (N0-N0')>10 дБ, установить на аттенюаторе значение браковочной чувствительности, равное N1'=N1-(N0-N0'),дБ, если N1'<0,то ось подлежит браковке как "не бракуемая".
-выставить на аттенюаторе поисковую чувствительность, уменьшив показания аттенюатора N1' на 6-8 дБ;
-выполнение сканирование, перемещая комбинированный ПЭП по зарезьбовой канавке (РУ1, РУ) или устанавливая прямой ПЭП на торце оси в 20-25 точках (РУ1Ш);
-при появление в зоне контроля одиночного эхо-сигнала уменьшить чувствительность до браковочной.
в)2-й этап – УЗК ближних шейки и предподступичной части оси.
УЗК ближней шейки и предподступичной части оси выполняют поочередно с каждого торца оси прямым или комбинированным ПЭП (частотой 2,5 МГЦ, угол ввода 0 ° ).
Зона контроля пол горизонтальной шкале масштабной сетки экрана ЭЛТ составляет 0,4-1,4 деления.
Для выполнения УЗК ближних шейки и предподступичной части оси следует:
-выставить на аттенюаторе поисковую чувствительность Nn2;
-нанести на торец (за резьбовую канавку) оси контактную смазку;
-установить прямой ПЭП на торец оси (за резьбовую канавку);
-выполнить сканирование, перемещая ПЭП по зарезьбовой канавке или устанавливая его в 20-25 точках на торце оси;
-при появлении в зоне контроля одиночного эхо-сигнала уменьшить чувствительность до браковочной.
г)3-й этап – УЗК ближней подступичной части оси в зоне под внешней кромкой ступицы.
УЗК ближней подступичной части оси в зоне под внешней кромкой ступицы выполненного поочередном с каждого торца оси комбинированный ПЭП (частота 2,5 МГ, угол ввода 18°).
Зона контроля УЗК ближней подступичной части в зоне под внешней кромкой ступицы следует:
-вставить на аттенюаторе поисковую чувствительность Nn3;
-нанести на торец оси (зарезьбоаую канавку) контактную смазку;
-установить комбинированный ПЭП на торце оси (зарезьбоаую канавку);
-выполнение сканирования, перемещая ПЭП по зарезьбовой канавке или устанавливая его в 20-25 точках на торце оси;
-при появлении в зоне контроля одиночного эхо –сигнала уменьшить чувствительность до браковочного.
Оценка качества проконтролированной детали:
Ось колесной пары подлежит браковке, если:
-отсутствует сигнал от противоположного торца оси при сквозном прозвучивание (ослабление сигнала от противоположного торца оси (донного сигнала) относительно донного сигнала, измеряемого по СО-2 минус 46 дБ и менее);
-в зоне контроля при браковочной чувствительности имеется эхо-сигнал, превышающий среднюю линию экрана ЭЛТ.
Результаты УЗК заносятся в журнал установочной формы, приведенной в технической инструкции.
Ультразвуковой метод неразрушающего контроля - метод акустического неразрушающего контроля, при котором применяются приборы и устройства, использующие ультразвуковой диапазон частот.
Ультразвуковой контроль применяют для обнаружения несплошностей:
- - усталостных трещин в осях колесных пар (в том числе, без снятия внутренних колец роликоподшипников с шеек осей);
- - усталостных трещин в зоне галтели вала ведущей (малой) шестерни тягового редуктора (без демонтажа внутренних колец подшипников и самой шестерни вала);
- - в межзубных впадинах шестерни и зубчатого колеса тягового редуктора;
- - усталостных трещин в стержнях подвешивания тягового редуктора без их демонтажа;
- - в бандажах колесных пар (или ободьях) - несплошностей, являющихся браком завода-изготовителя, а также усталостных трещин, появление которых возможно в процессе эксплуатации.
Основным недостатком применяемых средств и технологий ультразвукового контроля является необходимость обеспечения надежного «акустического контакта» между ультразвуковым преобразователем и поверхностью детали с помощью контактной жидкости (индустриального масла). В то же время ультразвуковой метод обеспечивает наибольшую эффективность контроля (за счет выявления как поверхностных, так и внутренних дефектов), обладает высокой чувствительностью и относительно легко поддается автоматизации.
Эхо-метод основан на способности ультразвуковых волн, излучаемых в контролируемое изделие, отражаться от дефектов с последующей регистрацией эхо-сигналов индикаторами дефектоскопов. На долю эхо-методов приходится около 97% общего объема ультразвукового контроля при плановых видах ремонта подвижного состава [7].
Излучаемые в изделие через определенные промежутки времени импульсы ультразвуковых волн при помощи пъезоэлектрического преобразователя (ПЭП) отражаются от противоположной (донной) поверхности изделия и возвращаясь, попадают на пьезопластину преобразователя. На экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) возникает донный сигнал. Если в изделии имеется дефект, то между зондирующим импульсом и донным появиться эхо-сигнал от дефекта.
При использовании теневого метода УЗК на контролируемую деталь с двух сторон устанавливают два пьезоэлектрических преобразователя (рис. 2.6), один из которых является излучателем (И) ультразвуковой волны, а второй-приемником (П). Если на пути УЗВ нет дефектов, то уровень принятого сигнала на экране дефектоскопа максимален (рис 2.6, а). При наличии несплошности сигнал резко падает до нуля, т.к. дефект создает «акустическую тень» (рис. 2.6, б).
При зеркально-теневом методе УЗК, пьезоэлектрический преобразова-тель является и излучателем и приемником (рис.2.7). Возбуждаемая УЗВ проходит через деталь, отражается от второй поверхности - «дна» и воспринимается этим же пьезоэлектрическим преобразователем. Признаком обнаружения дефекта является падение амплитуды донного сигнала (рис. 4.7, б).
Рисунок 2.6 - Изменение уровня принятого сигнала при теневом методе контроля: а) при отсутствии дефекта; б) при наличии дефекта
Рисунок 2.7 - Изменение уровня донного сигнала при зеркально-теневом методе контроля: а) при отсутствии дефекта, б) при наличии дефекта
Текст ГОСТ 34656-2020 Оси колесных пар железнодорожного подвижного состава. Методы неразрушающего контроля
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС)
INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC)
ГОСТ 34656— 2020
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ОСИ КОЛЕСНЫХ ПАР ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Методы неразрушающего контроля
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии» (АО «НИИ мостов»)
2 ВНЕСЕН Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 524 «Железнодорожный транспорт»
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 29 мая 2020 г. No 130-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны no МК (ИСО 3166) 004—97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 июня 2020 г. № 337-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34656—2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2021 г.
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изме-нений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствуй ющих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая ин-формация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»
© Стандартинформ. оформление. 2020
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины, определения и сокращения
4 Общие положения
5 Требования к методам неразрушающего контроля черновых осей
6 Требования к методам неразрушающего контроля чистовых сплошных осей
7 Требования к методам неразрушающего контроля чистовых полых осей
8 Требования охраны труда и безопасности
Приложение А (обязательное) Требования к мерам неразрушающего контроля осей
Приложение Б (справочное) Средства метрологического обеспечения неразрушающего контроля осей
ГОСТ 34656—2020
ОСИ КОЛЕСНЫХ ПАР ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Методы неразрушающего контроля
Axels for wheelsets of railway rolling stock. Nondestructive inspection methods
Дата введения — 2021—01—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к методам, средствам и порядку проведения неразрушающего контроля при контрольных испытаниях по ГОСТ 16504 осей колесных пар железнодорожного подвижного состава, изготовленных по ГОСТ 33200.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.0.004 Система стандартов безопасности труда. Организация обучения безопасности труда. Общие положения
ГОСТ 12.1.001 Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.003 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробеэоласность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.2.003 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.007.0 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.3.002 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности
ГОСТ 14782" Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые
ГОСТ 16504 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 18353 21 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов
ГОСТ 18576 Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые
ГОСТ 21105 31 Контроль неразрушающий. Магнитолорошкоеый метод
В Российской Федерации действует ГОСТ Р 55724—2013 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые*.
2 * В Российской Федерации действует ГОСТ Р 56542—2015 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов».
31 В Российской Федерации действует ГОСТ Р 56512—2015 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Типовые технологические процессы».
ГОСТ 23479 1) Контроль неразрушающий. Методы оптического вида. Общие требования
ГОСТ 23829 Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения
ГОСТ 24289 г> Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения
ГОСТ 24297 Верификация закупленной продукции. Организация проведения и методы контроля ГОСТ 24450 1 2 * Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения
ГОСТ 26266 4> Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Общие технические требования
ГОСТ 33200 Оси колесных пар железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия
ГОСТ 33514 Продукция железнодорожного назначения. Правила верификации методик нераэру-шающего контроля
ГОСТ 34513 Система неразрушающего контроля продукции железнодорожного назначения. Ос* новные положения
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации. метрологии и сертификации (или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официагъных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины, определения и сокращения
3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 14782. ГОСТ 16504. ГОСТ 21105, ГОСТ 23479, ГОСТ 23829. ГОСТ 24289. ГОСТ 24450, ГОСТ 26266. ГОСТ 33200. а также следующие термины с соответствующими определениями;
3.1.1 арбитражный вид [метод] неразрушающего контроля: Вид [метод] неразрушающего контроля, применяемый при возникновении разногласий относительно результатов, полученных с использованием нескольких видов [методов] в одних и тех же условиях, и установленный нормативной документацией.
3.1.2 линейный индикаторный рисунок: Индикаторный рисунок, длина которого больше, чем его трехкратная ширина.
3.1.3 мера неразрушающего контроля: Образец в виде твердого тела с моделями дефектов, являющийся сродством измерения и предназначенный для воспроизведения и передачи значений физических величин, подлежащих измерениям при выполнении неразрушающего контроля с особенностями реализуемых им методов.
3.1.4 настроечный образец: Образец, изготовленный из объекта контроля (или его части) с естественными или искусственными дефектами, используемый для настройки и оценки параметров аппаратуры и дефектоскопических материалов при заданной технологии контроля.
3.1.5 намагничивающее устройство: Устройство для создания магнитного поля на поверхности контролируемого объекта.
3.1.6 область эффективной намагниченности: Область на поверхности намагниченного объекта. внутри которой тангенциальная составляющая напряженности магнитного поля достаточна для проведения магнитолорошкового контроля, а отношение нормальной к тангенциальной составляющей напряженностей магнитного поля менее или равно трем.
3.1.7 пороговый уровень амплитуды: Значение по оси ординат развертки типа А. задаваемое с целью настройки чувствительности ультразвукового дефектоскопа и (или) оценки амплитуды сигналов.
3.1.8 предельная чувствительность контроля эхо-методом Sn, мм 2 : Чувствительность, выражаемая площадью минимального выявляемого плоскодонного искусственного отражателя, ориентированного перпендикулярно к акустической оси пьезоэлектрического преобразователя и расположенного на заданном расстоянии от поверхности ввода, амплитуда эхо-сигнала от которого достигает заданного порогового уровня амплитуды.
3.1.9 условная чувствительность контроля зеркально-теневым методом Ку ЗТМ, дБ: Чувствительность. выражаемая разностью между значением усиления при данной настройке дефектоскопа и значением усиления, при котором амплитуда эхо-сигнала от противоположной (донной) поверхности на бездефектном участке контролируемого элемента, или меры нераэрушающего контроля, или настроечного образца достигает заданного порогового уровня амплитуды.
черновая ось: Ось. полученная методом горячего деформирования из осевой заготовки, подвергнутая термической обработке, имеющая припуски для окончательной механической обработки и прошедшая неразрушающий контроль.
[ГОСТ 33200—2014, пункт 3.3]
чистовая ось: Ось. прошедшая окончательную механическую обработку, подвергнутая упрочнению поверхности накатыванием роликами и прошедшая неразрушающий контроль.
[ГОСТ 33200—2014, пункт 3.4]
3.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения.
ВТК — вихретоковый контроль;
ЗТМ — зеркально-теневой метод;
МПК — магнитолорошковый контроль.
НК — неразрушающий контроль;
ПЭП — пьезоэлектрический преобразователь;
УЗК — ультразвуковой контроль;
4 Общие положения
4.1 НК осей колесных пар подвижного состава по ГОСТ 33200 (далее — оси) проводят при приемо-сдаточных и других видах контрольных испытаний осей на основании требований конструкторской документации.
4.2 НК осей выполняют с целью выявления неоднородностей структуры металла, а также внутренних и поверхностных дефектов, недопустимых по требованиям ГОСТ 33200 и конструкторской документации.
4.3 НК осей выполняют акустическим (ультразвуковым) и магнитным видами НК по ГОСТ 18353. а также визуальным методом НК по ГОСТ 23479.
Допускается, по согласованию производителя и заказчика (потребителя), применение вихретокового и других видов и методов НК осей, не регламентированных настоящим стандартом, если соответствующие методики НК верифицированы по ГОСТ 33514.
4.4 Требования к методам и методикам НК черновых осей, чистовых сплошных осей и чистовых полых осей по ГОСТ 33200 приведены в разделах 5, 6 и 7 соответственно.
Требования к методам и методикам НК осей, изготовленных не по ГОСТ 33200, должны быть согласованы с заказчиком (потребителем) и приведены в конструкторской документации.
4.5 Требования к шероховатости торцевых и цилиндрических поверхностей, отсутствию забоин и других видимых дефектов, а также маркировке, обеспечивающие контролепригодность оси для НК. должны соответствовать требованиям ГОСТ 33200.
4.6 Оценку качества оси по результатам НК проводят с учетом результатов НК всеми примененными видами, методами, методиками НК.
4.7 Средства НК. технологическая документация по НК. персонал по НК. а также лаборатории НК. выполняющие НК осей, должны соответствовать требованиям ГОСТ 34513.
4.8 8 случае проведения инспекционного контроля по ГОСТ 16504 или верификации закупленной продукции по ГОСТ 24297 НК следует выполнять по той же технологической документации и в таком же состоянии осей, как и НК, ранее выполненный при приемо-сдаточных испытаниях.
5 Требования к методам неразрушающего контроля черновых осей
5.1 Методы НК черновых осей
НК черновых осей проводят следующими методами:
- ультразвуковым ЗТМ с целью оценки однородности структуры металла;
- ультразвуковым эхо-методом с целью выявления внутренних дефектов.
5.2 УЗК структуры металла черновых осей
5.2.1 При УЗК структуры металла черновых осей ЗТМ выявлению подлежит неоднородная структура металла, характеристики которой соответствуют 5.2.4.
5.2.2 УЗК структуры металла черновых осей ЗТМ проводят по схеме Т1 (рисунок 5.1) продольными волнами с одной или двух торцевых поверхностей в осевом направлении.
Рисунок 5.1 — Схема Т1 УЗК структуры металла черновых осей
Номинальные значения основных параметров контроля, установленные в соответствии с требованиями ГОСТ 33200. приведены в таблице 5.1.
Таблица 5.1 — Номинальные значения основных параметров ЗТМ УЗК структуры металла черновых осей (схема Т1)
Основной параметр контроля
Частота ультразвуковых колебаний. МГц
Диаметр пьезоапеменга ПЭП. мм
Условная чувствительность Ку ЗТМ. дБ
Настройку Ку ЗТМ проводят по противоположной (донной) поверхности в мере НК СО-2 по ГОСТ 14782 или СО-ЗР по ГОСТ 18576 при пороговом уровне амплитуды, заданном в технологической инструкции.
5.2.3 УЗК структуры металла черновых осей по схеме Т1 проводят, выполняя сканирование ПЭП по окружности радиусом O.SR (R — номинальный радиус шейки оси данного типа) и оценивая амплитуду эхо-сигналов от противоположного торца оси.
5.2.4 Решение об обнаружении неоднородной структуры металла черновой оси принимают в соответствии с требованиями ГОСТ 33200. если ослабление ультразвуковых волн таково, что амплитуда донного эхо-сигнала меньше заданного порогового уровня амплитуды.
5.3 УЗК черновых осей на выявление внутренних дефектов
5.3.1 При УЗК черновых осей эхо-методом выявлению подлежат внутренние дефекты, характеристики которых соответствуют 5.3.5.
Типы и реальные размеры внутренних дефектов не определяют.
5.3.2 УЗК черновых осей эхо-методом проводят по схеме А1 (рисунок 5.2) продольными волнами с каждой торцевой поверхности (за исключением зон центровых отверстий при их наличии) в осевом направлении.
Рисунок 5.2 — Схема А1 и эоны УЗК черновых осей на выявление внутренних дефектов
Номинальные значения основных параметров контроля, установленные в соответствии с требованиями ГОСТ 33200. приведены в таблице 5.2.
Таблица 5.2 — Номинальные значения основных параметров эхо-метода УЗК черновых осей (схема А1)
Читайте также: