Характеристика и устройство ультразвукового дефектоскопа УД2-12

   СОДЕРЖАНИЕ 

Введение…………………………………………………………………4

1. Характеристика и устройство ультразвукового

дефектоскопа  УД2-12…………………………………………………..6

2. Основные неисправности колесных пар……………………….….10
3. Технология ультразвукового контроля осей

колесных пар  вагонов…………………………………………….……11

4. Механизация и автоматизация при дефектоскопии………………22
5. Организация рабочего места при дефектоскопии ……………….24
6. Техника безопасности при дефектоскопии ……………………….26
7. Охрана окружающей среды и экология…………………...…..….28

Список литературы…………………………………………………….32

Приложение…………………………………………………………….33

 

   ВВЕДЕНИЕ

 

   Главным направлением развития железнодорожного транспорта на современном этапе  развития является его реформирование, основная цель структурной реформы  снижения совокупных народно-хозяйственных  затрат на железнодорожные перевозки за счет передачи в муниципальную собственность объектов коммунального хозяйства.

   Ориентировочно  к 2005 стоимость железнодорожной  перевозки снизится на 30-40% за счет снижения до минимума перекрестного субсидирования пассажирских перевозок грузовыми.

   Реально ведут к снижению железнодорожных  тарифов на половину. Реформирование отрасли будет проводиться в  три этапа. На первом подготовительном рассчитанном на 1998-2000 гг. должны были отработаны все вопросы связанные с созданием законодательной базы отрасли. Сделаны расчеты возможных последствий реформы.

   Выполнены работы по освобождению железной дороги от производственной инфраструктуры, а также по погашению задолженности МПС перед государством. На втором этапе будет принято решение и отработаны аспекты деятельности грузовых и пассажирских положений, на третьем этапе принято решение, каким образом должны разделяться пассажирские и хозяйственные вагоны функции МПС и на сколько необходимо создание центральной железнодорожной компании. В 1998 г. тарифы снижены в среднем на 5%.

   Современный уровень развития народного хозяйства  требует непрерывного совершенствования эксплуатации железнодорожного транспорта для повышения качества и интерфиксации перевозочного процесса. Выполнение этих требований связано с увеличением скоростей и уплотненного графика движения, ростом нагрузок на подвижной состав и элементы пути. Ужесточение балласта пути и применение более мощных профилей рельсов ведут к увеличению нагрузок, возникающих при взаимодействие пути и ходовой части подвижного состава. В таких условиях нередко возникают дефекты усталостного происхождения в ответственных деталях подвижного состава (элементах колесных пар, буксовых узлах, силовых передачах и т.п.). Под дефектами понимают несплошности металла, снижающие надежность изделия и угрожающие его разрушением в процессе эксплуатации. Для обнаружения дефектов в изделиях с помощью методов неразрушающего контроля промышленность выпускает специальные приборы – дефектоскопы, основная задача которых – определить факт, т.е. установить, есть ли в изделии дефект или нет. Кроме того в некоторых случаях с помощью того или иного дефектоскопа могут быть определены форма и размеры дефекта, а также его место нахождения в изделии.

   В данном курсовом проекте описывается принципы работы и основные характеристики ультразвуковых дефектоскопов, используемых предприятиями для обнаружения в деталях и узлах подвижного состава и механизмах усталостных трещин, угрожающих безопасности движения; приведены сведения о конструкции и функциональных возможностях, о порядке подготовки дефектоскопов к работе, об определении и фиксации их рабочих режимов и расшифровке результатов контроля. 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА  И УСТРОЙСТВО УЛЬТРОЗВУКОВОГО  ДЕФЕКТОСКОПА УД2-12 

   Ультразвуковые  дефектоскопы УД2-12 и УД-11ПУ обеспечивают обнаружение несплошностей в различных металлах или пластмассах теневым или эхо методом, а также может при необходимости быть использован для целей толщинометрии. При ремонте подвижного состава основной задачей является обнаружение усталостных трещин, поэтому дефектоскопы используют, как правило, лишь как индикаторы несплошностей, а узлы измерения недоиспользуются.

   Из  множества технико-эксплутационных  и метрологических характеристик дефектоскопов основной интерес для потребителя, занятого ремонтом подвижного состава железных дорог, представляют параметры, определяющие пригодность дефектоскопа для контроля деталей вагонов. Такими параметрами в первую очередь являются максимальная глубина прозвучивания и чувствительность, а также эргономические показатели: размер экрана, масса, габариты, простота управления. Основные параметры ультразвуковых дефектоскопов, которыми оснащается ремонтные предприятия МПС, приведены в таблице.

   Отечественные дефектоскопы УД2-12 и УД-11ПУ идентичны  по своим основным характеристикам. Отличаются повышенной сложностью управления (особенно при регулировке чувствительности). Дефектоскоп УД2-12 оснащен устройством цифровой индикации расстояний и уровней сигналов, что может быть использовано для оперативной оценки величины затухания ультразвука в проверяемой детали. Эта особенность может быть использована для оценки качества термообработки стальных изделий.

   Таблица

Основные  параметры ультразвуковых дефектоскопов 

Упрощенная схема дефектоскопа УД2-12 изображена на рисунке 1  

Рис. 1. Упрощенная схема дефектоскопов  УД-11ПУ, УД2-12. 

   Дефектоскоп содержит следующие основные узлы: генератор импульсов возбуждения (ГИВ), устройство приемное (УП), блок развертки (БР), измеритель отношений (ИО), блок цифрового отсчета (БЦО), блок автоматического сигнализатора дефектов (АСД), блок электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), блок питания (БП). Отличительные особенности дефектоскопа УД2-12 связаны с функциональными возможностями блоков ИО, БЦО, АСД и БП.

   Блок  измерителя отношений позволяет измерить и отобразить в цифровом виде уровень сигнала от дефекта в децибелах. Входящая в его состав и управляющая работой усилителя схема временной регулировки чувствительности (ВРЧ) предназначена для выравнивания уровней сигналов, наблюдаемых на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), полученных на различных дальностях от преобразователя.

   Наличие в дефектоскопе блока цифрового  отсчета обеспечивает возможность определения расстояний до отражателей, не превышающих  
999 мм, или времени распространения ультразвука (в микросекундах).

   Дефектоскоп УД2-12 содержит одноканальный трех пороговый  АСД. Он срабатывает при превышении амплитуды видеосигнала, находящегося в заданной зоне контроля какого-либо из трех различных пороговых уровней. При этом загорается зеленый, желтый или красный транспарант на передней панели дефектоскопа.

   Питание дефектоскопа может осуществляться от сети переменного тока 220 В, а также  от аккумулятора или батареи напряжением 12 В. При работе от сети 220 В обязательным является заземление дефектоскопа.

   Дефектоскоп УД2-12 комплектуется ультразвуковыми  пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП) с частотами ультразвука 1,25; 1,8; 2,5; 5,0 и 10 МГц (прямые), а также наклонными ПЭП на частоты от 1,25 до 5,0 МГц с углами ввода ультразвука в стали 40, 50, 65° и на частоте 5,0 МГц дополнительно 70°. Следует заметить, что дефектоскоп УД2-12 комплектуется ПЭП новой конструкции. Поэтому ранее выпускавшиеся ПЭП из комплектов дефектоскопов УД-10П и УД11ПУ совместно с дефектоскопом УД2-12 быть использованы не могут (возможно. их использование после переделки сигнального кабеля). Кроме того, если на ранее выпускавшихся преобразователях указывались углы призмы, то на ПЭП к дефектоскопу УД2-12 указаны углы ввода ультразвука в стали. Это важное различие следует всегда помнить при работе с наклонными преобразователями.

 

2. ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ  КОЛЕСНЫХ ПАР 

   Колесные  пары, работающие в тяжелых условиях подвержены трещинообразованию, т.е. зарождению и развитию в них усталостных трещин. Такие трещины, являются сильными концентраторами напряжений, развиваясь, угрожают разрушением детали в процессе работы и созданием аварийных ситуаций. Поэтому для безопасности эксплуатации наиболее ответственные детали периодически контролируют. Цель контроля в условиях эксплуатации или ремонта – обнаружение усталостных трещин и выбраковка деталей, уряжающих поломкой. Такой контроль во многих случаях невозможно осуществлять на глаз из-за недостаточной достоверности визуального контроля. Для этой цели применяют различные виды неразрушающего контроля, который может быть реализован с помощью взаимодействия различных физических полей или веществ с проверяемой деталью.

   Основные  типы дефектов (по классификации ИТМ1-В), выявляемых в оси колесной пары при  контроле по настоящей инструкции:

   50- трещины на цилиндрических поверхностях  шеек и предподступичных частей;

   51- трещины в галтелях шеек и  предподступичных частей;

   52- трещины в подступичной части;

   53- поперечные трещины в средней  части.

 

3. ТЕХНОЛОГИЯ УЛЬТРОЗВУКОВОГО  КОНТРОЛЯ ОСЕЙ  КОЛЕСНЫХ ПАР ВАГОНОВ 

   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;

   -проведение  контроля;

   -оценка  качества проконтролированной детали.

   Подготовка  к контролю включает в себя:

   -подготовку  аппаратуры к работе;

   -подготовка  оси.