Федеральне агентство залізничного транспорту
Федеральне державне освітній заклад
Середньої професійної освіти
Пензенський технікум залізничного транспорту
Контрольна робота
НЕРУЙНІВНИЙ КОНТРОЛЬ ВУЗЛІВ І ДЕТАЛЕЙ
Прийняв викладач
Виконав студент
2009
Зміст
Питання № 1: Опишіть найбільш поширені методи неруйнівного контролю у вагонному господарстві. Їх переваги і недоліки
Питання № 2: Акустичний вид неруйнівного контролю
Питання № 3: Діагностування електроапаратів, ланцюгів і перетворювачів
Література
Найбільш поширеними дефектами в навантажених деталях рухомого складу є втомні тріщини, які, як правило, розвиваються поступово і на початку розвитку можуть бути зовсім непомітні. Іноді вони з'являються в недоступних для огляду місцях. Характерним прикладом є втомні тріщини, які виникають в осях колісних пар під маточинами напресованих на них коліс або під кільцями роликових підшипників.
Поява втомних дефектів з можливістю руйнування елементів ставить під загрозу безаварійну експлуатацію рухомого складу. Для виявлення дефектів у виробах за допомогою методів неруйнівного контролю промисловість випускає спеціальні прилади дефектоскопи. У вагонобудуванні і вагонному господарстві найбільшого поширення набули такі методи неруйнівного контролю: візуальний, капілярний (проникаючих рідин), магнітний, електроіндукціонний (вихровий), ультразвуковий, гамма-променевої (проникаючих випромінювань).
Візуальним оглядом піддається вся поверхня бічних рам і надресорна балок. При цьому особливу увагу слід звернути на місця, де датчиком був поданий сигнал, і на якість очищення зон пошкоджуваності деталей. При наявності забруднень зазначені зони необхідно очистити шкребками або металевою щіткою. Грубі дефекти можна визначити по зміні кольору і розтріскування фарби. Для уточнення наявності дефекту використовується лупа з 4-8-кратним збільшенням і переносна лампа.
Принцип дії вихрострумовий дефектоскопів заснований на порушенні в контрольованому виробі вихрових струмів за допомогою перетворювача. В якості перетворювача зазвичай використовуються індуктивні котушки, по яких пропускається змінний або імпульсивний струм, що створює навколо котушки електромагнітне поле. При установці перетворювача на металеву поверхню магнітне поле котушки викликає у поверхневому шарі металу вихрові струми у вигляді концентричних кіл, максимальний діаметр яких приблизно дорівнює діаметру котушки. Вихрові струми створюють власне (вторинне) магнітне поле, яке впливає на параметри перетворювача. За характером цього впливу можна судити про стан поверхневого шару контрольованої деталі, в тому числі про наявність тріщини.
Методи проникаючих рідин засновані на здатності рідин проникати в найдрібніші тріщини і затримуватися в них при видаленні рідини з поверхні. До складу проникаючих рідин найчастіше входить гас. При люмінесцентному методі в гас додають масло МС-20 або МК-22 (10-15%), що володіє здатністю світитися (люминесцировать) у темряві при ультрафіолетовому опроміненні. Для підвищення ефективності дефектації застосовують комбіновані методи, наприклад магнітно-люмінесцентний. При цьому методі перевіряється деталь намагничивают на магнітному дефектоскопи, змочуючи у водній суспензії залізного крокусу з додаванням люмінофора. Після змочування деталь оглядають під ультрафіолетовими променями. Якщо на поверхні є тріщина проникаючий в неї розчин яскраво світиться, виявляючи мають дефекти. Метод дозволяє визначити дуже тонкі тріщини і волосовини в матеріалі деталей. Після закінчення перевірки деталь розмагнічують і промивають.
Магнітопорошкового метод контролю заснований на фіксації розсіювання магнітних потоків за допомогою феромагнітної стрічки, якою зазвичай користуються для магнітної звукозапису. Процес контролю полягає в наступному: виробляється намагнічування диагностируемой деталі і
записується розсіювання полів, що виникло в місці дефекту; відтворюються і розшифровуються "записані" поля з метою виявлення наявних дефектів. Особливо ефективний магнітопорошкового метод при контролі зварних швів. Необхідно враховувати, що найбільш ефективно виявлення дефектів відбувається при намагнічуванні постійним струмом так, щоб магнітний потік розташовувався під прямим кутом до осі передбачуваний дефект. Однак цей метод недостатньо чутливий до виявлення дефектів округлої форми, таких як непровари, шлакові включення і т.д. У зв'язку з цим для діагностування особливо відповідальних деталей магнітопорошкового метод дублюють іншими способами контролю. Електроіндуктівний метод заснований на тому, що в деталі індукуються вихрові струми, значення яких залежать як від електротехнічних якостей її матеріалу, так і від наявних поверхневих (підповерхневих) тріщин, порожнеч, нетокопроводящих включень.
Як датчики застосовують вимірювальні котушки індуктивності різних типів. Крім виявлення дефектів, цей метод застосовують для вимірювання товщини покриттів, листових матеріалів і труб.
У вагонному господарстві широке поширення отримав ультразвуковий метод. Цей метод контролю заснований на здатності ультразвукових коливань поширюватися в матеріалі на великі відстані у вигляді направлених пучків і зазнавати значного віддзеркалення від межі розділу двох середовищ, що різко відрізняються величиною хвильового опору. Так ультразвукові коливання майже повністю відбиваються від місця розташування дефекту (тріщини, газового міхура та ін.) Найбільшого поширення у вагонобудуванні і вагонному господарстві отримали наступні види ультразвукового контролю: резонансний, тіньовий, луна-метод, імпедансний, вільних коливань.
Резонансний метод використовується для вимірювання товщини труб, листів,
стінок резервуарів, а також для визначення рівня рідини в закритих резервуарах. Цей метод заснований на порушенні резонансних коливань в контрольованому місці деталі. Резонанс наступає в тому випадку, якщо товщина деталі дорівнює цілому числу півхвиль ультразвукової хвилі. Отже, генератор ультразвукових коливань (УЗК) повинен мати регульовану частотну характеристику.
Тіньовий метод, або метод наскрізного прозвучування, передбачає введення УЗК з одного боку деталі і прийом хвиль з іншого. Таким чином, УЗК як би "просвічують" деталь, якщо на шляху їх поширення зустрінеться дефект, то величина їх суттєво зменшиться. Експерименти показують, що чутливість тіньового методу досягає величин порядку десятих часток міліметра.
Ехо-метод заснований на фіксації відбитих від дефекту хвиль УЗК (луна-сигнал). Отже, в деталь вводиться імпульс УЗК і вимірюється відбитий сигнал. Цим методом звичайно виявляють порушення суцільності матеріалу.
Імпедансний метод використовує принцип механічного опору (імпедансу). Якщо в контрольованому виробі порушувати пружні коливання, то виріб буде "чинити опір", величина якого визначається в першу чергу жорсткістю всього виробу. При проході датчика генеруючого УЗК через дефект опір різко зменшується, що фіксується вимірювальним пристроєм.
Метод вільних коливань, полягає в тому, що якщо механічну систему привести в коливання імпульсом УЗК, то закономірності вільних затухаючих коливань будуть визначатися тільки параметрами самої системи. Аналізуючи ці коливання, встановлюють наявність дефекту. Метод проникаючих випромінювань використовує здатність електромагнітних випромінювань з довжиною хвилі від 10 до 1х10 -3 А (1х10 -10 м) і різної енергії квантів проникати в різні середовища, при цьому знижуючи свою інтенсивність
в залежності від властивостей середовища. Зміна інтенсивності проходу випромінювання через деталь реєструється відповідними лічильниками, фотоплівкою і т.д. Як випромінювань широко використовують рентгенівські або гамма-промені. Ці методи дозволяють контролювати цілісність сталевих деталей товщиною до 150 мм при чутливості близько 3-10% перевіреній товщини.
Індукційний метод здійснюється із застосуванням котушки індуктивності, переміщуваної щодо намагніченого об'єкта контролю. У котушці наводиться електрорушійна сила відповідно характеристиками полів дефектів.
Контроль течошукачів заснований на реєстрації витоку індикаторних рідин або газів через наскрізні дефекти в контрольованому виробі. Цей метод застосовується при перевірці трубопроводів, гальмівних повітряних резервуарів, газових балонів тощо Витоку можна виявити з падіння
тиску в посудині, по шипіння випливає газу лакмусовим індикатором або галоїдних лампою.
Для виявлення дефектів в діелектричних покриттях електропровідних об'єктів в деяких випадках застосовують електроіскровий метод. Наявність дефектів в покриттях фіксують по електричних пробоїв в дефектної зоні.
У електропровідних об'єктах дефекти можуть бути виявлені виміром електричного опору будь-якого ділянки. При наявності тріщини відбувається звуження площі перерізу, через яку проходить струм, що веде до зростання його електричного опору. Недолік електроіскрового методу - необхідність стабільного контакту контрольованого об'єкта з струмопровідними щупами.
Оптичний метод контролю застосовують для вимірювання геометричних розмірів виробів, контролю стану поверхні і виявлення поверхневих дефектів. При висвітленні контрольованої поверхні можна виявити неозброєним оком тріщини шириною 0,1 мм, а за допомогою збільшувальних пристосувань - 30 мкм. Недолік оптичного контролю - необхідність високоякісної очистки контрольованої поверхні. Тепловий метод контролю заснований на реєстрації температурних відмінностей окремих ділянок контрольованого об'єкта. При цьому об'єкт може бути нагрітий зовнішніми джерелами тепла або власними. Різниця температур на окремих ділянках обумовлено формою об'єкта, матеріалом, а також наявністю дефектів. Реєстрація випромінювань температурного розподілу здійснюється зазвичай приймачами інфрачервоних променів. Завдяки високій чутливості таких приймачів контроль можна здійснювати на значних відстанях від об'єкта. Для контролю цілісності зварних швів, з'єднань, міцності резервуарів і трубопроводів у вагонному господарстві широко використовують випробування конструкцій при дії гідравлічного або пневматичного тиску. Гідравлічного випробування піддають котли цистерн, повітряні резервуари автогальм, котли парового і водяного опалення та ін Випробування проводять після виготовлення, періодичних видів ремонту, особливо якщо проводилися зварювальні роботи по усуненню тріщин або інших дефектів. Випробування проводять двома методами: шляхом заповнення резервуарів водою та контролю його цілісності перевіркою при підвищеному тиску. Виявлені місця тіні обводять крейдою і тимчасово подчеканівают для припинення тіні. Після доведення тиску в котлі до встановленого значення його витримують під цим тиском протягом 15 хв (не менше). За час випробування зварні з'єднання (заклепувальні) і весь котел ретельно оглядають і обстукував легкими ударами ручного молотка. Усі виявлені при випробуванні дефекти після зняття гідравлічного тиску і зливу води необхідно усунути і провести повторне випробування.
Реальністю стає застосування безконтактних методів акустичного контролю з використанням електромагнітоакустичним перетворювачів. З року в рік розширюється спектр практичного застосування пружних хвиль ультразвукового діапазону в діагностиці, товщинометрії, Структуроскопи, а також при виконанні технологічних операцій: ультразвуковий очищенню, контролі зварних швів, пайки та ін
Методи акустичного неруйнівного контролю поділяють на дві групи: активні і пасивні.
Активні методи засновані на випромінюванні і прийомі хвиль, а пасивні тільки на прийомі хвиль, джерелом яких служить сам об'єкт контролю.
Активні методи ділять на методи проходження, відображення, комбіновані, імпедансний і методи власних частот (всього їх 19).
Методи проходження використовують випромінюючі та прийомні перетворювачі.
В їх основу покладено аналіз сигналів, що пройшли через контрольований об'єкт. До методів проходження відносять: амплітудно-тіньовий метод, заснований на реєстрації зменшення амплітуди хвилі, що пройшла через об'єкт контролю, внаслідок наявності в ньому дефекту; тимчасової тіньовий метод, заснований на реєстрації запізнювання імпульсу, викликаного збільшенням його шляху у виробі при огибания дефекту; велосімметріческій метод , заснований на реєстрації зміни швидкості поширення дисперсійних мод пружних хвиль в зоні дефекту.
До методів відображення відносяться: ехо-метод, заснований на реєстрації луна-сигналів від дефекту; луна-дзеркальний метод, заснований на аналізі сигналів, які зазнали дзеркальне відбиття від донної поверхні і дефекту, дельта-метод; дифракційної-часовий метод, в основу якого покладено вимір амплітуди і часу приходу сигналів від верхнього та нижнього кінців дефекту; ревербераційній метод, заснований на аналізі впливу дефекту на час загасання багаторазово відбитих ультразвукових імпульсів у контрольованому об'єкті.
У комбінованих методах використовуються явища як проходження, так і відображення акустичних хвиль. До них відносяться:
дзеркально-тіньовий метод, заснований на вимірюванні амплітуди донного сигналу; луна-тіньовий метод, в основу якого покладено аналіз як минулих, так і відображених хвиль; луна-наскрізний метод, при якому фіксують сигнали багаторазового відбиття хвиль від дефекту і зазнали також відображення від верхньої і нижньої поверхні виробу.
Методи власних частот засновані на вимірюванні цих частот (спектрів) коливань контрольованих об'єктів при порушенні у виробах вільних (при дії механічного імпульсу) коливань і вимушених коливань (при впливі гармонійної сили мінливою частоти).
Розрізняють інтегральні та локальні методи, У інтегральних методах аналізують власні частоти вироби, що коливається як єдине ціле, в локальних коливання окремих його ділянок. Акустико-топографічний метод заснований на порушенні у виробі інтенсивних згинальних коливань безперервно мінливою частоти, порушуваних перетворювачем, та реєстрації розподілу амплітуд коливань за допомогою наноситься на поверхню порошку.
Імпедансний методи використовують залежність імпедансів виробів під час їх пружних коливаннях від параметрів цих виробів і наявності в них дефектів. При цьому використовують згинні і пружні поздовжні хвилі, порушувані стрижневими і плоскими перетворювачами.
Метод контактної імпедансу, застосовуваний для контролю твердості, заснований на оцінці механічного імпедансу зони контакту алмазного індентора стрижневого перетворювача, притискаємо до контрольованого виробу з постійною силою.
Пасивні акустичні методи засновані на аналізі пружних коливань хвиль, що виникають в самому контрольованому об'єкті.
Входить в практику НК пасивний метод акустичної емісії (надресорні балки, бічні рами візків вантажних вагонів, котли залізничних цистерн), що дозволяє виявляти зароджуються дефекти і прогнозувати залишковий ресурс деталей, які пропрацювали вже більше нормативного терміну служби.
З розглянутих акустичних методів контролю найбільше застосування отримав луна-метод (більше 90% об'єктів, контрольованих акустичними методами, перевіряють луна-методом). Цей метод використовується для дефектоскопії поковок, відливок, зварних з'єднань, неметалічних матеріалів, в товщинометрії, при визначенні фізико-механічних властивостей матеріалів. Дзеркально-тіньовий метод застосовують для виявлення дефектів, орієнтованих перпендикулярно поверхні введення.
Ехо-дзеркальний і луна-тіньової методи у варіанті "тандем" використовують для виявлення вертикальних тріщин і непроварів при контролі зварних з'єднань, дефектів округлої форми.
Тіньовий метод застосовують для автоматичного контролю виробів простої форми, для контролю виробів з великим рівнем ревербераційних шумів, дефектоскопії багатошарових конструкцій і виробів із шаруватих пластиків, при дослідженні фізико-механічних властивостей матеріалів з великим загасанням і розсіюванням акустичних хвиль.
Локальний метод вимушених коливань застосовують для вимірювання малих тріщин при односторонньому доступі.
Інтегральний метод вимушених коливань використовують для визначення модуля пружності матеріалу по резонансних частотах поздовжніх, згинальних або крутильних коливань при руйнуючих випробуваннях.
Ревербераційній, імпедансний, велосімметріческій, акустико-топографічний методи і локальний метод вільних коливань використовують в основному для контролю багатошарових конструкцій. Вібраційно-діагностичний і шумодіагностіческій методи служать для діагностики працюючих механізмів.
Контроль відсутності короткозамкнених витків обмоток апаратів, ємності конденсаторів і індуктивності проводять шляхом пропуску через обмотку імпульсів напруги прямокутної форми амплітудою, наприклад 25 ± 2,5 В, тривалістю 20-320 мкс, в залежності від об'єкта діагностування, і періодом проходження 20 мс. Тривалість фронту і спаду імпульсів повинна бути не більше 2 мкс. Імпульсна напруга на виході зазвичай перетворюється в постійну напругу і направляється на аналізатор.
2. Дефектоскопія деталей локомотивів і вагонів. Ф.В. Левикін.
3. Сучасні методи технічної діагностики та неруйнівного контролю деталей і вузлів рухомого складу залізничного транспорту. Кріворудченко В.Ф., Ахмеджанов Р.А.
4. Технологія ремонту вагонів. Б.В. Биков, В.Є. Пігарєв.
Федеральне державне освітній заклад
Середньої професійної освіти
Пензенський технікум залізничного транспорту
Контрольна робота
НЕРУЙНІВНИЙ КОНТРОЛЬ ВУЗЛІВ І ДЕТАЛЕЙ
Прийняв викладач
Виконав студент
2009
Зміст
Питання № 1: Опишіть найбільш поширені методи неруйнівного контролю у вагонному господарстві. Їх переваги і недоліки
Питання № 2: Акустичний вид неруйнівного контролю
Питання № 3: Діагностування електроапаратів, ланцюгів і перетворювачів
Література
Питання № 1: Опишіть найбільш поширені методи неруйнівного контролю у вагонному господарстві. Їх переваги і недоліки
Найбільш поширеними дефектами в навантажених деталях рухомого складу є втомні тріщини, які, як правило, розвиваються поступово і на початку розвитку можуть бути зовсім непомітні. Іноді вони з'являються в недоступних для огляду місцях. Характерним прикладом є втомні тріщини, які виникають в осях колісних пар під маточинами напресованих на них коліс або під кільцями роликових підшипників. Поява втомних дефектів з можливістю руйнування елементів ставить під загрозу безаварійну експлуатацію рухомого складу. Для виявлення дефектів у виробах за допомогою методів неруйнівного контролю промисловість випускає спеціальні прилади дефектоскопи. У вагонобудуванні і вагонному господарстві найбільшого поширення набули такі методи неруйнівного контролю: візуальний, капілярний (проникаючих рідин), магнітний, електроіндукціонний (вихровий), ультразвуковий, гамма-променевої (проникаючих випромінювань).
Візуальним оглядом піддається вся поверхня бічних рам і надресорна балок. При цьому особливу увагу слід звернути на місця, де датчиком був поданий сигнал, і на якість очищення зон пошкоджуваності деталей. При наявності забруднень зазначені зони необхідно очистити шкребками або металевою щіткою. Грубі дефекти можна визначити по зміні кольору і розтріскування фарби. Для уточнення наявності дефекту використовується лупа з 4-8-кратним збільшенням і переносна лампа.
Принцип дії вихрострумовий дефектоскопів заснований на порушенні в контрольованому виробі вихрових струмів за допомогою перетворювача. В якості перетворювача зазвичай використовуються індуктивні котушки, по яких пропускається змінний або імпульсивний струм, що створює навколо котушки електромагнітне поле. При установці перетворювача на металеву поверхню магнітне поле котушки викликає у поверхневому шарі металу вихрові струми у вигляді концентричних кіл, максимальний діаметр яких приблизно дорівнює діаметру котушки. Вихрові струми створюють власне (вторинне) магнітне поле, яке впливає на параметри перетворювача. За характером цього впливу можна судити про стан поверхневого шару контрольованої деталі, в тому числі про наявність тріщини.
Методи проникаючих рідин засновані на здатності рідин проникати в найдрібніші тріщини і затримуватися в них при видаленні рідини з поверхні. До складу проникаючих рідин найчастіше входить гас. При люмінесцентному методі в гас додають масло МС-20 або МК-22 (10-15%), що володіє здатністю світитися (люминесцировать) у темряві при ультрафіолетовому опроміненні. Для підвищення ефективності дефектації застосовують комбіновані методи, наприклад магнітно-люмінесцентний. При цьому методі перевіряється деталь намагничивают на магнітному дефектоскопи, змочуючи у водній суспензії залізного крокусу з додаванням люмінофора. Після змочування деталь оглядають під ультрафіолетовими променями. Якщо на поверхні є тріщина проникаючий в неї розчин яскраво світиться, виявляючи мають дефекти. Метод дозволяє визначити дуже тонкі тріщини і волосовини в матеріалі деталей. Після закінчення перевірки деталь розмагнічують і промивають.
Магнітопорошкового метод контролю заснований на фіксації розсіювання магнітних потоків за допомогою феромагнітної стрічки, якою зазвичай користуються для магнітної звукозапису. Процес контролю полягає в наступному: виробляється намагнічування диагностируемой деталі і
записується розсіювання полів, що виникло в місці дефекту; відтворюються і розшифровуються "записані" поля з метою виявлення наявних дефектів. Особливо ефективний магнітопорошкового метод при контролі зварних швів. Необхідно враховувати, що найбільш ефективно виявлення дефектів відбувається при намагнічуванні постійним струмом так, щоб магнітний потік розташовувався під прямим кутом до осі передбачуваний дефект. Однак цей метод недостатньо чутливий до виявлення дефектів округлої форми, таких як непровари, шлакові включення і т.д. У зв'язку з цим для діагностування особливо відповідальних деталей магнітопорошкового метод дублюють іншими способами контролю. Електроіндуктівний метод заснований на тому, що в деталі індукуються вихрові струми, значення яких залежать як від електротехнічних якостей її матеріалу, так і від наявних поверхневих (підповерхневих) тріщин, порожнеч, нетокопроводящих включень.
Як датчики застосовують вимірювальні котушки індуктивності різних типів. Крім виявлення дефектів, цей метод застосовують для вимірювання товщини покриттів, листових матеріалів і труб.
У вагонному господарстві широке поширення отримав ультразвуковий метод. Цей метод контролю заснований на здатності ультразвукових коливань поширюватися в матеріалі на великі відстані у вигляді направлених пучків і зазнавати значного віддзеркалення від межі розділу двох середовищ, що різко відрізняються величиною хвильового опору. Так ультразвукові коливання майже повністю відбиваються від місця розташування дефекту (тріщини, газового міхура та ін.) Найбільшого поширення у вагонобудуванні і вагонному господарстві отримали наступні види ультразвукового контролю: резонансний, тіньовий, луна-метод, імпедансний, вільних коливань.
Резонансний метод використовується для вимірювання товщини труб, листів,
стінок резервуарів, а також для визначення рівня рідини в закритих резервуарах. Цей метод заснований на порушенні резонансних коливань в контрольованому місці деталі. Резонанс наступає в тому випадку, якщо товщина деталі дорівнює цілому числу півхвиль ультразвукової хвилі. Отже, генератор ультразвукових коливань (УЗК) повинен мати регульовану частотну характеристику.
Тіньовий метод, або метод наскрізного прозвучування, передбачає введення УЗК з одного боку деталі і прийом хвиль з іншого. Таким чином, УЗК як би "просвічують" деталь, якщо на шляху їх поширення зустрінеться дефект, то величина їх суттєво зменшиться. Експерименти показують, що чутливість тіньового методу досягає величин порядку десятих часток міліметра.
Ехо-метод заснований на фіксації відбитих від дефекту хвиль УЗК (луна-сигнал). Отже, в деталь вводиться імпульс УЗК і вимірюється відбитий сигнал. Цим методом звичайно виявляють порушення суцільності матеріалу.
Імпедансний метод використовує принцип механічного опору (імпедансу). Якщо в контрольованому виробі порушувати пружні коливання, то виріб буде "чинити опір", величина якого визначається в першу чергу жорсткістю всього виробу. При проході датчика генеруючого УЗК через дефект опір різко зменшується, що фіксується вимірювальним пристроєм.
Метод вільних коливань, полягає в тому, що якщо механічну систему привести в коливання імпульсом УЗК, то закономірності вільних затухаючих коливань будуть визначатися тільки параметрами самої системи. Аналізуючи ці коливання, встановлюють наявність дефекту. Метод проникаючих випромінювань використовує здатність електромагнітних випромінювань з довжиною хвилі від 10 до 1х10 -3 А (1х10 -10 м) і різної енергії квантів проникати в різні середовища, при цьому знижуючи свою інтенсивність
в залежності від властивостей середовища. Зміна інтенсивності проходу випромінювання через деталь реєструється відповідними лічильниками, фотоплівкою і т.д. Як випромінювань широко використовують рентгенівські або гамма-промені. Ці методи дозволяють контролювати цілісність сталевих деталей товщиною до 150 мм при чутливості близько 3-10% перевіреній товщини.
Індукційний метод здійснюється із застосуванням котушки індуктивності, переміщуваної щодо намагніченого об'єкта контролю. У котушці наводиться електрорушійна сила відповідно характеристиками полів дефектів.
Контроль течошукачів заснований на реєстрації витоку індикаторних рідин або газів через наскрізні дефекти в контрольованому виробі. Цей метод застосовується при перевірці трубопроводів, гальмівних повітряних резервуарів, газових балонів тощо Витоку можна виявити з падіння
тиску в посудині, по шипіння випливає газу лакмусовим індикатором або галоїдних лампою.
Для виявлення дефектів в діелектричних покриттях електропровідних об'єктів в деяких випадках застосовують електроіскровий метод. Наявність дефектів в покриттях фіксують по електричних пробоїв в дефектної зоні.
У електропровідних об'єктах дефекти можуть бути виявлені виміром електричного опору будь-якого ділянки. При наявності тріщини відбувається звуження площі перерізу, через яку проходить струм, що веде до зростання його електричного опору. Недолік електроіскрового методу - необхідність стабільного контакту контрольованого об'єкта з струмопровідними щупами.
Оптичний метод контролю застосовують для вимірювання геометричних розмірів виробів, контролю стану поверхні і виявлення поверхневих дефектів. При висвітленні контрольованої поверхні можна виявити неозброєним оком тріщини шириною 0,1 мм, а за допомогою збільшувальних пристосувань - 30 мкм. Недолік оптичного контролю - необхідність високоякісної очистки контрольованої поверхні. Тепловий метод контролю заснований на реєстрації температурних відмінностей окремих ділянок контрольованого об'єкта. При цьому об'єкт може бути нагрітий зовнішніми джерелами тепла або власними. Різниця температур на окремих ділянках обумовлено формою об'єкта, матеріалом, а також наявністю дефектів. Реєстрація випромінювань температурного розподілу здійснюється зазвичай приймачами інфрачервоних променів. Завдяки високій чутливості таких приймачів контроль можна здійснювати на значних відстанях від об'єкта. Для контролю цілісності зварних швів, з'єднань, міцності резервуарів і трубопроводів у вагонному господарстві широко використовують випробування конструкцій при дії гідравлічного або пневматичного тиску. Гідравлічного випробування піддають котли цистерн, повітряні резервуари автогальм, котли парового і водяного опалення та ін Випробування проводять після виготовлення, періодичних видів ремонту, особливо якщо проводилися зварювальні роботи по усуненню тріщин або інших дефектів. Випробування проводять двома методами: шляхом заповнення резервуарів водою та контролю його цілісності перевіркою при підвищеному тиску. Виявлені місця тіні обводять крейдою і тимчасово подчеканівают для припинення тіні. Після доведення тиску в котлі до встановленого значення його витримують під цим тиском протягом 15 хв (не менше). За час випробування зварні з'єднання (заклепувальні) і весь котел ретельно оглядають і обстукував легкими ударами ручного молотка. Усі виявлені при випробуванні дефекти після зняття гідравлічного тиску і зливу води необхідно усунути і провести повторне випробування.
Питання № 2: Акустичний вид неруйнівного контролю
В даний час важко знайти галузь господарства Росії, де б не застосовувався акустичний вид НК. Що складається з безлічі методів, в основу яких покладено властивість акустичних коливань проникати в глиб матеріалів і відбиватися від розділу двох середовищ, він знайшов широке застосування при контролі виробів з різних матеріалів пластмас, бетону, металів і т.д. Широкий спектр деталей залізничного рухомого складу (осі локомотивів і вагонів, бандажі і суцільнокатані колеса, колінчаті вали дизелів та компресорів, деталі тягових передач локомотивів..) Контролюється акустичними методами. На їх частку припадає 35-40% загального обсягу операцій неруйнівного контролю, які виконуються при виготовленні та ремонті рухомого складу. Застосування системи акустичних методів НК поряд з іншими дозволило забезпечити безпеку руху на залізничному транспорті.Реальністю стає застосування безконтактних методів акустичного контролю з використанням електромагнітоакустичним перетворювачів. З року в рік розширюється спектр практичного застосування пружних хвиль ультразвукового діапазону в діагностиці, товщинометрії, Структуроскопи, а також при виконанні технологічних операцій: ультразвуковий очищенню, контролі зварних швів, пайки та ін
Методи акустичного неруйнівного контролю поділяють на дві групи: активні і пасивні.
Активні методи засновані на випромінюванні і прийомі хвиль, а пасивні тільки на прийомі хвиль, джерелом яких служить сам об'єкт контролю.
Активні методи ділять на методи проходження, відображення, комбіновані, імпедансний і методи власних частот (всього їх 19).
Методи проходження використовують випромінюючі та прийомні перетворювачі.
В їх основу покладено аналіз сигналів, що пройшли через контрольований об'єкт. До методів проходження відносять: амплітудно-тіньовий метод, заснований на реєстрації зменшення амплітуди хвилі, що пройшла через об'єкт контролю, внаслідок наявності в ньому дефекту; тимчасової тіньовий метод, заснований на реєстрації запізнювання імпульсу, викликаного збільшенням його шляху у виробі при огибания дефекту; велосімметріческій метод , заснований на реєстрації зміни швидкості поширення дисперсійних мод пружних хвиль в зоні дефекту.
До методів відображення відносяться: ехо-метод, заснований на реєстрації луна-сигналів від дефекту; луна-дзеркальний метод, заснований на аналізі сигналів, які зазнали дзеркальне відбиття від донної поверхні і дефекту, дельта-метод; дифракційної-часовий метод, в основу якого покладено вимір амплітуди і часу приходу сигналів від верхнього та нижнього кінців дефекту; ревербераційній метод, заснований на аналізі впливу дефекту на час загасання багаторазово відбитих ультразвукових імпульсів у контрольованому об'єкті.
У комбінованих методах використовуються явища як проходження, так і відображення акустичних хвиль. До них відносяться:
дзеркально-тіньовий метод, заснований на вимірюванні амплітуди донного сигналу; луна-тіньовий метод, в основу якого покладено аналіз як минулих, так і відображених хвиль; луна-наскрізний метод, при якому фіксують сигнали багаторазового відбиття хвиль від дефекту і зазнали також відображення від верхньої і нижньої поверхні виробу.
Методи власних частот засновані на вимірюванні цих частот (спектрів) коливань контрольованих об'єктів при порушенні у виробах вільних (при дії механічного імпульсу) коливань і вимушених коливань (при впливі гармонійної сили мінливою частоти).
Розрізняють інтегральні та локальні методи, У інтегральних методах аналізують власні частоти вироби, що коливається як єдине ціле, в локальних коливання окремих його ділянок. Акустико-топографічний метод заснований на порушенні у виробі інтенсивних згинальних коливань безперервно мінливою частоти, порушуваних перетворювачем, та реєстрації розподілу амплітуд коливань за допомогою наноситься на поверхню порошку.
Імпедансний методи використовують залежність імпедансів виробів під час їх пружних коливаннях від параметрів цих виробів і наявності в них дефектів. При цьому використовують згинні і пружні поздовжні хвилі, порушувані стрижневими і плоскими перетворювачами.
Метод контактної імпедансу, застосовуваний для контролю твердості, заснований на оцінці механічного імпедансу зони контакту алмазного індентора стрижневого перетворювача, притискаємо до контрольованого виробу з постійною силою.
Пасивні акустичні методи засновані на аналізі пружних коливань хвиль, що виникають в самому контрольованому об'єкті.
Входить в практику НК пасивний метод акустичної емісії (надресорні балки, бічні рами візків вантажних вагонів, котли залізничних цистерн), що дозволяє виявляти зароджуються дефекти і прогнозувати залишковий ресурс деталей, які пропрацювали вже більше нормативного терміну служби.
З розглянутих акустичних методів контролю найбільше застосування отримав луна-метод (більше 90% об'єктів, контрольованих акустичними методами, перевіряють луна-методом). Цей метод використовується для дефектоскопії поковок, відливок, зварних з'єднань, неметалічних матеріалів, в товщинометрії, при визначенні фізико-механічних властивостей матеріалів. Дзеркально-тіньовий метод застосовують для виявлення дефектів, орієнтованих перпендикулярно поверхні введення.
Ехо-дзеркальний і луна-тіньової методи у варіанті "тандем" використовують для виявлення вертикальних тріщин і непроварів при контролі зварних з'єднань, дефектів округлої форми.
Тіньовий метод застосовують для автоматичного контролю виробів простої форми, для контролю виробів з великим рівнем ревербераційних шумів, дефектоскопії багатошарових конструкцій і виробів із шаруватих пластиків, при дослідженні фізико-механічних властивостей матеріалів з великим загасанням і розсіюванням акустичних хвиль.
Локальний метод вимушених коливань застосовують для вимірювання малих тріщин при односторонньому доступі.
Інтегральний метод вимушених коливань використовують для визначення модуля пружності матеріалу по резонансних частотах поздовжніх, згинальних або крутильних коливань при руйнуючих випробуваннях.
Ревербераційній, імпедансний, велосімметріческій, акустико-топографічний методи і локальний метод вільних коливань використовують в основному для контролю багатошарових конструкцій. Вібраційно-діагностичний і шумодіагностіческій методи служать для діагностики працюючих механізмів.
Питання № 3: Діагностування електроапаратів, ланцюгів і перетворювачів
Електричне обладнання пасажирських і рефрижераторних вагонів є найважливішою підсистемою рухомого складу, тому що забезпечує функціонування більшості інших підсистем. Аналіз різних конструкцій електроустаткування вагонів показує, що усі вони включають такі блоки: джерела електроенергії, споживачі, пускорегулюючі, захисні і розподільні пристрої, прилади автоматики та дистанційного керування, електричні магістралі та лінії. Найбільш повне функціональне діагностування електрообладнання вагонів проводиться на вагоноремонтних заводах. Діагностування напруг і струмів спрацьовування і відпускання реле, контакторів і електромагнітних вентилів проводиться наступним чином. Обмотка апарату живиться від джерела напруги. При контролі напруг відпускання джерело працює в режимі зниження напруги, починаючи з номінального робочого. Зміна напруги припиняється за сигналом про переключення (замиканні або розмиканні) одного з робочих контактів апаратів. Цей же сигнал є командою на початок контролю напруги на виході джерела. Контроль струмів спрацьовування і відпуску ведеться аналогічно, але вимірюється падіння напруги на включеному послідовно з обмоткою каліброваним резисторі.Контроль відсутності короткозамкнених витків обмоток апаратів, ємності конденсаторів і індуктивності проводять шляхом пропуску через обмотку імпульсів напруги прямокутної форми амплітудою, наприклад 25 ± 2,5 В, тривалістю 20-320 мкс, в залежності від об'єкта діагностування, і періодом проходження 20 мс. Тривалість фронту і спаду імпульсів повинна бути не більше 2 мкс. Імпульсна напруга на виході зазвичай перетворюється в постійну напругу і направляється на аналізатор.
Література
1. Неруйнівний контроль у вагонному господарстві. Д.А. Мойкін.2. Дефектоскопія деталей локомотивів і вагонів. Ф.В. Левикін.
3. Сучасні методи технічної діагностики та неруйнівного контролю деталей і вузлів рухомого складу залізничного транспорту. Кріворудченко В.Ф., Ахмеджанов Р.А.
4. Технологія ремонту вагонів. Б.В. Биков, В.Є. Пігарєв.