Технология ультразвукового контроля участка рельса с механическими повреждениями

Презентация для профессиональной подготовки операторов дефектоскопных тележек

технологическая инструкция по неразрушающему контролю
сварных швов крестовин проекта 2750
в условиях их эксплуатации ТИ 07.129-2013

2

2

НК сварных стыков приварки крестовины стрелочного перевода к рельсовым окончаниям включает визуальный (ВК) и ультразвуковой (УЗК) контроль на отсутствие внутренних и поверхностных дефектов.
Контролируемые зоны представлены на рисунке1 .

3

Визуальный контроль применяют для выявления поверхностных дефектов в сварных швах приварки крестовин стрелочного перевода типа продольных трещин на поверхности катания головки, а также поперечных трещин в головке (дефект кода ДС\ДСП 26.3), шейке (дефект кода ДС56.3) и подошве (дефект кода ДС66.3).
УЗК применяют для выявления внутренних и
выходящих на поверхность дефектов в сварных
швах крестовин стрелочного перевода типа
трещин, непроваров, газовых раковин и
неметаллических включений, а также дефектов
типа поперечных трещин в головке (дефект кода
ДС\ДСП 26.3), шейке (дефект кода ДС56.3) и
подошве (дефект кода ДС66.3) и
в подошве (дефект кода 66.3), кроме ее перьев.
Выявлению подлежат дефекты, расположенные
в зонах контроля, указанных на рисунке 1.

4

Перечисленные дефекты могут быть пропущены, если они расположены по периметру
рельса в пределах до 1 мм по глубине, а также в зоне глубиной до 8 мм под
поверхностью катания головки (рисунок 2).
Отражающие свойства трещин любого происхождения, выходящих на поверхность,
снижаются при проникновении в них контактирующей жидкости, наносимой на
поверхность рельса перед ультразвуковым контролем сварных швов.

Рисунок 2. Участки поперечного сварного шва, в пределах которых возможен пропуск дефектов при УЗК

5

УЗК сварных швов приварки крестовины стрелочного перевода проекта 2750 к рельсовым окончаниям включает последовательный контроль:

Таблица 1.

6

Примечание: Продольный сварной шов рельсовой части сварной крестовины контролируют визуально. Крестовину стрелочного перевода, у которой при визуальном контроле на продольном сварном шве обнаружена трещина, выходящая на поверхность, относят к остродефектной. 

7

- ультразвуковые дефектоскопы, работающие на частоте 2,5 МГц и обеспечивающие возможность подключения пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) по раздельной схеме (например, РДМ-3, РДМ-33, УД2-102, АВИКОН-02Р).
- П121-2,5-50 (высота данного ПЭП должна обеспечивать его установку на боковую поверхность головки рельсового окончания), П121-2,5-45 (2 шт.);
- устройство сканирования, обеспечивающее правильную траекторию перемещения ПЭП при контроле по эхо-зеркальному методу;
стандартный образец СО-3Р;
- контактирующая жидкость (минеральное масло);
- металлическая линейка;
- металлическая щетка или скребок;
- ветошь;
- фонарик;
- зеркало для осмотра боковых поверхностей сварного стыка;
- спиртовой раствор 100г;
- светлая масляная краска;
- кисти для нанесения контактирующей жидкости и маркировки дефектного стыка;
- рабочий журнал регистрации результатов НК

8

Поверхности сварных соединений в зонах контроля должны быть очищены от брызг металла, окалины и других загрязнений, препятствующих осмотру и обеспечению акустического контакта 

9

Устройство сканирования

10

К проведению ВК и УЗК сварных швов крестовины стрелочного перевода допускается оператор, имеющий квалификационный разряд не ниже 6-го и опыт работы по УЗК сварных стыков рельсов, а также изучивший настоящую Технологическую инструкцию.

В обязанности оператора входит
- содержание в исправности средств НК с регистрацией результатов их проверки в журнале;
- ВК поверхности сварных швов крестовины стрелочного перевода;
- подготовка и проведение УЗК сварных швов;
оформление результатов ВК и УЗК в рабочем журнале установленной формы (Приложение Б).

Примечание:
Ориентировочное время, затрачиваемое на НК продольного сварного шва свариваемых рельсовых окончаний и сварного шва крестовины стрелочного перевода по настоящей Технологической инструкции (без настройки аппаратуры и подготовки поверхности), составляет ~ (25÷30) минут.

11

Для обеспечения нормальных условий работы оператора, обусловливающих достоверность результатов НК, контроль следует проводить при температуре окружающего воздуха не ниже плюс 5С.
Ответственность за достоверность НК сварных швов крестовины стрелочного перевода и оформление его результатов возлагается на оператора, проводившего контроль.
Ответственность за организацию НК сварных швов крестовины стрелочного перевода и хранение журнала регистрации результатов НК возлагается на мастера цеха дефектоскопии соответствующей дистанции пути.

12

Комплект средств НК сварных стыков крестовин стрелочных переводов, должен включать:- ультразвуковой дефектоскоп, работающий на частоте 2,5 МГц.- ПЭП П121-2,5-50, П121-2,5-45(2шт.);- меру (СО-ЗР по ГОСТ 18576);- контактирующую жидкость (минеральное масло);- металлическую линейку;- металлическую щетку или скребок;- ветошь;- фонарик;- зеркало;светлую масляную краску;- кисти для нанесения контактирующей жидкости и маркировки дефектного стыка;- рабочий журнал регистрации результатов УЗК 

13

Подготовка к контролю включает:
- подготовку средств НК;
- проверку основных параметров УЗК;
- подготовку поверхности рельса в зоне продольного шва и в зоне сварного стыка приварки крестовины стрелочного перевода.

14

Подготовка средств НК

Подготовку средств НК осуществляют в начале смены в соответствии с эксплуатационной документацией на применяемый дефектоскоп в следующей последовательности:
- проверка соответствия комплектности средств НК;
- внешний осмотр и проверка работоспособности дефектоскопа, ПЭП, соединительных кабелей;
- проверка основных параметров УЗК, к которым относятся:
1) точка выхода луча;
2) углы ввода луча =(502); =(452);
3) условная чувствительность 16 дБ - для ПЭП П121-2,5-50, эквивалентная чувствительность 16 дБ для ПЭП П121-2,5-45.
4) мертвая зона – для ПЭП П121-2,5-50 не более 8 мм;
5) точность работы глубиномера.

15

Примечание:
Настройка эквивалентной чувствительности производится следующим образом:
а) два ПЭП П121-2,5-45, ориентированных навстречу друг другу и включенных по раздельной схеме установить на расстоянии 360 мм друг от друга на поверхность катания рельса над местом, не имеющим болтовых и иных отверстий (рисунок 4);

16

б) незначительно смещая ПЭП по поверхности, следует найти максимум сигнала, излученного передающим ПЭП, отраженным от подошвы рельса и принятого приемным ПЭП.
в) с помощью органов усиления дефектоскопа довести этот сигнал до уровня срабатывания АСД и увеличить чувствительность на 16 дБ.

17

Параметры настроек дефектоскопа, соответствующие необходимые для УЗК

18

С помощью металлической щетки или скребка очистить от брызг металла, окалины и других загрязнений, поверхности приварных рельсовых окончаний с литым сердечником и хромоникелевую вставку.
Очистить от грязи доступные поверхности:
рельсовых окончаний от сварного стыка до первого болтового отверстия;
хромоникелевой вставки;
сердечника крестовины на расстоянии до 100 мм от сварного стыка.
Для проведения НК с поверхности катания головки рельсовых окончаний очистить контролируемую зону на 360 мм от хромоникелевой вставки.Примечание - Подготовка поверхности сканирования в зоне сварногостыка не входит в обязанности оператора 

Подготовка поверхности рельса

19

ВК продольного шва рельсовых окончаний;- ВК сварного стыка крестовины стрелочного перевода;- УЗК сварного стыка крестовины;
оформление результатов НК в документации установленной формы  

20

1. Провести ВК поперечного сварного стыка с обоих сторон хромоникелевой вставки (рисунок 1). Для осмотра боковых поверхностей шейки и нижних подголовочных граней головки, при необходимости, использовать зеркало и фонарик.
2. При обнаружении визуального следа предполагаемой трещины в зоне сварного стыка протереть ее ветошью, смоченной в спиртовом растворе. Исчезновение следа подтверждает отсутствие трещины.
Примечание:
В связи с тем, что контролируемый сварной стык состоит
из разных металлов (сталь Гольфельда – сердечник
крестовины, сталь нержавеющая 12Х18Н10Т –
хромоникелевая прокладка, сталь Э76Ф – рельсовые
окончания), в зоне сварного шва возможно скопление
металлической пыли, визуально похожее на трещину.
Удалить данное скопление пыли можно ветошью,
смоченной в спиртовом растворе.

3. Нанести контактирующую жидкость на поверхность катания и боковые поверхности головки рельсовых окончаний на расстояние до 360 мм от хромоникелевой вставки.
4. Провести УЗК данного продольного шва и поперечного сварного стыка, который выполняется только с поверхности в два этапа:
1) контроль с поверхности катания эхо-методом в области головкирельса ПЭП с углом ввода луча  =50°;2) контроль с поверхности катания зеркальным методом в области головки, шейки рельса и ее проекции в подошву двумя ПЭП с углом ввода луча  =45°,включенными по раздельной схеме. 

21

22

Установить на дефектоскопе настройку №1.Выполнить сканирование сварного
стыка с поверхности катания (рисунок 1). При этом ПЭП должен быть ориентирован
перпендикулярно сварному стыку и с поворотом относительно продольной оси рельса на угол от 10°до 15° в одну и другую сторону. ПЭП следует перемещать вдоль линии сварного стыка, совершая возвратно - поступательное движение.
Шаг сканирования не должен превышать3мм, а скорость-100мм/с.

23

Примечание - При УЗК по данному варианту метода при нахожденииПЭП напротив центра сварного стыка на экране дефектоскопа возможно появление эхо-сигнала на глубине ~23 мм от конструктивного (допустимого)непровара (рисунок 2). 

23

При обнаружении дефекта, амплитуда эхо-сигнала от которого превышает уровень срабатывания индикатора дефектоскопа при заданном значении чувствительности, измеряют координаты дефекта (Н, L), а также значения Кд,ΔL,
Δ Х.Значения Δ L, Δ Х измеряют при заданном значении чувствительности.Установить на дефектоскопе настройку №2 согласно таблице 1.Проконтролировать сварной стык с поверхности катания (рисунок 3).

25

Установить на поверхность катания одного из приваренных рельсовых окончаний параллельно его боковой грани ПЭП (П) и ПЭП (И) вкрайние положения: 10мм и 350мм от стыка, строго над шейкой рельсовогоокончания. Акустические оси обоих ПЭП должны быть направлены в сторонусварного стыка 

26

Выполнить сканирова-ние следующим образом: зафиксировать-ПЭП (П) неподвижно, ПЭП (И) провести сканирование по головке рельса взоне возможного приема сигнала, зеркально отраженного от дефекта. Затем,передвинуть ПЭП(П) на 10мм от сварного стыка, снова провести сканирование ПЭП (И) и т.д. Сканирование вести по поверхности катания, строго надшейкой рельса. 

27

Примечание –Для соблюдения параметров сканирования рекомен-дуется использовать сканирующее устройство или нанесение разметки, которая позволит перемещать ПЭП в соответствии с требуемой траекторией. В качестве разметки может быть использована металлическая линейка длиной 400мм, закреплённая на поверхности катания при помощи магнитов. 

28

Примечание –Для соблюдения параметров сканирования рекомен-дуется использовать сканирующее устройство или нанесение разметки, которая позволит перемещать ПЭП в соответствии с требуемой траекторией. В качестве разметки может быть использована металлическая линейка длиной 400мм, закреплённая на поверхности катания при помощи магнитов. 

29

Выполнить те же операции со стороны второго рельсового окончания.Максимальному расстоянию между ПЭП соответствует минимальная глубина контроля. При сближении ПЭП глубина контроля увеличивается. Признаком обнаружения дефекта является сигнал на экране дефектоскопа, соответствующий показанию глубиномера примерно 180мм (для привариваемых рельсовых окончаний из рельса типа Р65) 

30

Оценка качества сварных стыков крестовин
стрелочных переводов и оформление результатов
контроля

Сварной стык крестовины стрелочного перевода признают остродефектным при выполнении всех следующих условий:- амплитуда сигнала от дефекта превышает уровень срабатывания индикатора дефектоскопа при заданном значении чувствительности;- измеренные при эхо-методе значения координат дефекта соответствуютего расположению в заданной зоне контроля;- измеренные при эхо-методе значения Δ Х и Δ L превышают 5мм.Результаты УЗК каждого сварного стыка записывают в Журнал, рекомендуемая форма и пример заполнения которого приведены в Приложении А.Срок хранения журналов с результатами УЗК составляет не менее 5лет. 

31

Оценка качества сварных стыков крестовин
стрелочных переводов и оформление результатов
контроля

На каждый дефектный сварной стык заполняют «Карту дефектного стыка» (Приложение Б). На схеме расположения дефектов в сварном стыке,выявленных при контроле по эхо-методу указывают коэффициент выявляемости Кд, координаты дефекта Н и L, его условные размеры Δ Х и Δ L и схемупрозвучивания, позволившую выявить данный дефект. Для дефектов, выявленных при контроле зеркальным методом, указывают только расположение дефекта на схеме.Маркировку и замену обнаруженного остродефектного сварного стыкакрестовины стрелочного перевода, а также порядок пропуска поездов по нейосуществляют в соответствии с Классификатором дефектов и повреждений элементов стрелочных переводов.  

32

33

Приложение Б (обязательное)
Форма и пример заполнения карты дефектного стыка