Ультразвуковой дефектоскоп Авикон-02Р

Дефектоскоп Авикон-31
Параметры и режимы

Преподаватель ЮУрУЦПК Головчик Юрий Александрович

Презентация для профессиональной подготовки операторов дефектоскопных тележек

Дефектоскоп ультразвуковой АВИКОН-31 УДС2-124 (далее – дефектоскоп) предназначен для обнаружения дефектов при сплошном контроле рельсов и рельсов стрелочных переводов в обеих нитях железнодорожного пути по всей длине и сечению за исключением перьев подошвы со скоростью до 7 км/ч, выборочного контроля отдельных сечений сканирующим устройством и ручного контроля отдельных сечений и сварных стыков рельсов, а также для определения координат обнаруженных дефектов, амплитуд сигналов от них и коэффициента выявляемости дефекта при непрерывной регистрации и расшифровке дефектограмм.

Дефектоскоп является многоканальной механизированной системой ультразвукового контроля с использованием эхо-, зеркального, зеркально-теневого и теневого (при использовании сканирующего устройства) методов при контактном способе ввода ультразвуковых колебаний (УЗК).
Отличительные особенности дефектоскопа:
– отображение информации на цветном дисплее с диагональю 8'';
– сенсорное управление работой дефектоскопа;
– представление информации в виде развертки типа «В» в режиме реального времени. При контроле рельсов оператор может видеть на экране дефектоскопа эхо-сигналы как по всем каналам, так и по любому из них, анализируя качество записи сигналов и повышая эффективность выявления дефектов;
– полуавтоматическая настройка чувствительности и времени в призме
преобразователя;

– одновременный контроль рабочей и нерабочей граней головки рельса и верхней центральной части головки рельса по схемам «РОМБ» и «РОМБ+» («Схема 2»);
– контроль акустического контакта под каждым пьезоэлектрическим
преобразователем (ПЭП) и регистрация координат его пропадания;
– повышение эффективности контроля болтовых отверстий за счет изменения параметров каналов контроля на заранее предустановленные значения (чувствительности, зон временной селекции, масштаба дорожек регистрации и др.) в режиме «Болтовой стык»;
– возможность проведения сплошного контроля рельсов по одной из двух схем прозвучивания;
– регистрация сигналов контроля и сопутствующей дефектоскопической
информации на интегрированную энергонезависимую память;

– автоматическая оценка качества настройки каналов дефектоскопа на болтовых стыках;
– регистрация амплитуд эхо-сигналов на уровне до минус 12 дБ относительно порога звуковой индикации;
– наличие специального сканирующего устройства головки рельса для отображения контролируемой области в трех проекциях;
– возможность проведения ручного контроля прямым ПЭП на частоте
ультразвуковых колебаний 5 МГц;
– запись и воспроизведение голосовых комментариев (напоминание оператору при подходе к дефектным рельсам и другим заранее записанным в прибор отметкам) с привязкой к координате пути;
– регистрация отдельных фотоизображений и видеофрагментов с привязкой к координате пути;
– регистрация координаты ГЛОНАСС/GPS;

– регистрация сигналов при настройке дефектоскопа;
– сигнализация отклонения чувствительностей контроля ниже нормативных;
– автоматизированная расшифровка сигналов. Поиск непроконтролированных и дефектоподобных участков;
– возможность вторичного просмотра и расшифровки сигналов контроля непосредственно на экране дефектоскопа;
– подсказки оператору о приближении к дефектному рельсу из заранее импортированного списка;
– наличие беспроводного сетевого адаптера Wi-Fi для обмена информацией с удаленным ftp-сервером, в том числе посредством GPRS-устройства;
– возможность интеграции с ЕКАСУИ.

Общие параметры системы регистрации информации

Количество одновременно регистрируемых дефектоскопических каналов:
– при сплошном контроле – 28 (по 14 на рельсовую нить);
– при использовании сканирующего устройства – 3;
– при ручном контроле – 1.
Скорость контроля с регистрацией данных, км/ч:
– максимальная – 7;
– номинальная – не более 4.
Объем памяти – для регистрации сигналов контроля рельсового бесстыкового пути до 40 км).
Регистрация сигналов на уровне до минус 12 дБ относительно порога
срабатывания звуковой индикации.
Дискретность регистрации амплитуды сигналов составляет 2 дБ в диапазоне от минус 12 дБ до плюс 18 дБ относительно порога срабатывания звукового индикатора.

Особенностью дефектоскопа является также и то, что с целью реализации двух методов контроля: эхо- и ЗТМ и уменьшения мертвой зоны при нормальном (к поверхности катания рельса) вводе УЗК применены прямые (0 градусов) раздельно-совмещенные (РС) преобразователи и ручные ПЭП.
- Для обнаружения дефектов в виде поперечных трещин в рабочей и нерабочей боковых гранях и верхней центральной части головки рельса, в том числе под горизонтальными расслоениями длиной до 120 мм, применяются ПЭП, работающие по эхо-методу и реализующие схему «РОМБ» в обе стороны (вперед/назад) вдоль рельса.
- Зеркальный метод УЗК основан на переотражении УЗК от плоскости дефекта, если он имеется, и подголовочной грани. Реализуется зеркальный метод в каждую сторону по длине рельса и в каждую боковую грань головки рельса с помощью двух преобразователей (в схеме прозвучивания «Схема 2»), один из которых работает на излуче-
ние, а другой – на прием УЗК.

Зеркальный метод применяется для выявления поперечных трещин в головке рельса, в том числе сильно развитых (имеющих зеркально отражающую поверхность), эхо-сигнал от которых не принимается преобразователями, работающими по эхо-методу. Зеркальный метод контроля головки является эффективным и для контроля “шумящих” рель-
сов (рельсов, пораженных микротрещинами в области выкружки головки).
В схеме прозвучивания «Схема 2» используется сочетание зеркального и эхо-методов, осуществляющих одновременный контроль в обоих направлениях обеих граней головки рельса (схема «РОМБ+»).

В каналах для контроля зоны болтовых отверстий (с целью обнаружения трещин от их стенок) возбуждение и прием УЗК осуществляется преобразователями, имеющими расширенную диаграмму направленности. В применяемом методе («Два эхо»)
признаком обнаружения дефектов является одновременное превышение порога двумя эхо-сигналами (один – от стенки болтового отверстия, другой – от угла, образованного стенкой болтового отверстия и трещиной) с определенным временным сдвигом между ними.
Такой способ прозвучивания позволяет выявлять трещины, преимущественно развивающиеся под углом около 45 градусов от болтовых отверстий, в том числе на ранней стадии их развития.

Сплошной контроль рельсов обеих рельсовых нитей является главным функциональным назначением дефектоскопа.
Сплошной контроль, как правило, осуществляется в одном из специальных режимов «Поиск-М» или «Поиск-В» с использованием звуковой (на головные телефоны), а также визуальной индикации (сегментной на мнемонической схеме прозвучивания, цифровой в нижней части экрана ЖКД либо развертки типа «В» в реальном времени, с возможностью перемотки).
Для контроля болтовых стыков служит специальный режим “Болтовой стык”.
- Для настройки параметров сплошного контроля предусмотрен режим «Настройка», для оценки результатов контроля, а также корректировки ранее произведенной настройки имеется режим «Оценка». В указанных режимах на экране ЖКД отображаются развертки типа «А» и «В» для вызванного канала, а также применяется звуковая индикация.

Контроль каждой нити железнодорожного пути осуществляется двумя блоками преобразователей БР1 и БР2, в состав каждого из которых входят по три преобразователя, прозвучивающие зоны головки, шейки и подошвы (за исключением перьев подошвы и зоны под болтовыми отверстиями) рельса под различными углами.
Контроль рельсов дефектоскопом осуществляется по схеме прозвучивания «Схема 1» или «Схема2», приведенные на рисунке.
В режимах «Поиск-М», «Поиск-В» и «Оценка» предусмотрена возможность контроля болтовых стыков (режим «Болтовой стык»). В зависимости от того нажата или отжата кнопка “ ”, используется основной или измененный алгоритм работы сегментной индикации (в режиме «ПОИСК-М») на экране ЖКД. Опционально возможно укрупнение дорожек с сигналами из зоны шейки рельса в режиме «Поиск-В».

Режим предназначен для контроля болтовых стыков рельсов. В этом режиме звуковая индикация по каналам ″70-Н″, ″70-О″, ″42П-Н″ и ″42П-О″ отключается. Конец зоны временной селекции канала ″0 ЭХО″ укорачивается до глубины 60 мм во избежание срабатывания канала при проходе над болтовыми отверстиями. Индикация по каналам ″42Ш-Н″ и ″42Ш-О″ осуществляется только при одновременном превышении порога АСД двумя эхо-сигналами (от стенки болтового отверстия и угла, образованного трещиной и стенкой отверстия), а также остается сигнализация для одиночных сигналов над шейкой.
Технически контроль болтового стыка возможен за один проход в режиме «Болтовой стык», с последующим просмотром сигналов на В-развертке («Поиск-В»), однако оператору следует руководствоваться технологической инструкцией на контроль и/или другими нормативными документами, действующими на предприятии.
Опционально возможно автоматическое увеличение чувствительности контроля зон болтовых отверстий до 6 дБ и увеличение масштаба отображения для дорожек регистрации «0» и «42» при включении данного режима.

Для контроля отдельных сечений рельсов, в том числе сварных стыков, предусмотрен режим работы «Ручной».
Контроль в режиме «Ручной» возможен по одному из семи каналов, указанных
в таблице . В данном режиме на экран ЖКД выводится развертка типа «А», применяется
звуковая индикация для выбранного канала, а также выводится отображение сигналов контроля в виде развертки типа «В». Поскольку датчик пути для каналов ручного контроля отсутствует, развертка отображается во времени, при этом скорость полного перемещения сигналов по экрану составляет 12 с.

Рекомендуемые значения условной чувствительности

При этом при настройке каналов контроля шейки (″42Ш-Н″, ″42Ш-О″)
соответствующие каналы контроля подошвы (42П-Н″, ″42П-О″) настраиваются
автоматически, но могут быть настроены и отдельно

-В каналах ручного контроля имеется возможность изменения в некоторых пределах начала и конца зоны ВС для исключения попадания шумов ручного ПЭП (в зоне зондирующего импульса) и ограничения зоны контроля по глубине.
-При настройке каналов (режим «Настройка») на условную чувствительность для минимизации ошибок оператора штатные зоны ВС временно укорачиваются из расчета попадания в них только сигналов от эталонных отражателей.
-Рекомендуемые параметры зоны ВС относительно поверхности рельса для каналов сплошного и ручного контроля (по которым имеется возможность регулировки начала и (или) конца зоны ВС) указаны в таблице

-Подстройка параметров зоны ВС каналов ″0 ЗТМ″ и ″0 ЭХО″ сплошного и ручного контроля осуществляется по нажатию оператором кнопки «Тип рельса» одновременно для обеих рельсовых нитей (при сплошном контроле) раздельно, с учетом фактической высоты каждой рельсовой нити. Вместе с этим, для каналов сплошного контроля ″42Ш-Н″, ″42Ш-О″, ″42П-Н″ и ″42П-О″ происходит установка требуемых
параметров зоны ВС согласно таблице 5.7 в зависимости от высоты рельса.
-В дефектоскопе предусмотрена корректировка времени пробега УЗК в призме для каждого из преобразователей. Данная корректировка необходима для повышения точности измерения координат отражателей. Может быть выполнена как вручную, так и автоматически.

Время пробега УЗК в призме преобразователя корректируется для прямых каналов с помощью эхо-сигналов от донной поверхности образца СО-3Р на глубине 59 мм, а для наклонных каналов – по эхо-сигналу от вогнутой поверхности радиусом 59 мм.
Время пробега УЗК в призме преобразователя может быть откорректировано в режимах «Настройка», «Оценка» и «Ручной».

При появлении признака дефекта в режимах работы дефектоскопа
«Поиск-М», «Поиск-В», «Оценка» и «Ручной» АСД вызывает срабатывание звуковой индикации.
Звуковая индикация осуществляется с помощью головных стереофонических телефонов, подключенных к блоку управления и индикации дефектоскопа через гнездо «Тлф».
-Звуковые сигналы, вызванные дефектами в левой нити, подаются на левую часть головных телефонов; правая часть телефонов сигнализирует о дефектах в правой нити пути.
-В режимах работы дефектоскопа «Поиск-М», «Поиск-В» и «Оценка»
звуковая индикация осуществляется по всем каналам; в режимах «Ручной» – только для выведенного на экран ЖКД канала. В режиме «Настройка» звуковая индикация отсутствует.

При нажатой кнопке « » алгоритм работы звуковой индикации изменяется:
звуковая индикация остается только по:
– каналам ″42Ш-Н″ и ″42Ш-О″ при наличии двух эхо-сигналов в зоне временной селекции (при озвучивании дефектного болтового отверстия) и/или при наличие одиночного эхо-сигнала в зоне над шейкой (над болтовым отверстием);
– каналу ″0ЭХО″ (на глубине до болтовых отверстий);
– каналу ″0ЗТМ″;
– каналам ″58Р-Н″, ″58Р-О″, ″58Н-Н″, ″58Н-О″.
В режимах работы «Поиск-М», «Поиск-В» и «Оценка» для каналов с
отключенным звуковым индикатором производится визуальная индикация.

Режим «Поиск-М» (кнопка ) служит для сплошного контроля рельсов, на экране представлено мнемоническое изображение схемы прозвучивания сечения рельса, на продольном сечении рельса тонкими линиями показан условный ход лучей от преобразователей, а в боковых частях располагаются условные наименования
каналов обеих нитей.
При обнаружении дефекта по одному из каналов контроля:
– срабатывает звуковая индикация;
– зажигается точка около линии, обозначающей ход луча данного канала. При этом по расположению точки можно оценить глубину залегания отражателя в рельсе;
– условное обозначение канала индицируется белым тоном на красном фоне.

Звуковая индикация пропадает одновременно с исчезновением признака дефекта по каналу, а точка и индикация срабатывания канала еще некоторое время остаются на экране.
В верхней части экрана индицируются статусная строка с параметрами: наименование режима работы, статус регистрации, текущая путейская координата, направление движения, текущая скорость, порог отображения, масштаб, степень заряда
аккумуляторной батареи и время. В боковых частях экрана отображаются условные чувствительности по каналам, положение стробов ВС и условное наименование каналов.
Возможен вызов дополнительной боковой панели для установки опций для данного режима (кнопка ).

Режим «Поиск-В» (кнопка ) служит для проведения сплошного контроля рельсов, при этом на экране сигналы от каналов дефектоскопа отображаются в виде развертки типа «В» в реальном времени, т.е. сигналы плавно перемещаются по экрану синхронно с движением дефектоскопа. На экран может быть выведены как обе
нити, так и любая их них, возможна перемотка изображения на В-развертки от момента остановки регистрации к началу файла, изменение порога отображения, масштаба по длине рельса, выбор рабочей или нерабочей грани для каналов 58º.

В верхней части экрана индицируются статусная строка с параметрами:
наименование режима работы,
статус регистрации, текущая путейская координата,

направление движения, текущая скорость, порог отображения, масштаб, степень заряда аккумуляторной батареи и время. В боковых частях отображаются условные чувствительности по каналам, положение стробов ВС и условные наименования каналов.

Возможен вызов дополнительной боковой панели для установки опций (порог отображения, масштаб, перемотка и др.) для данного режима (кнопка ).
Опционально производиться автоматическая расшифровка пачек сигналов (пачки
выделяются фоном, параметры которого можно изменять).

Опционально в режиме «Болтовой стык» производится автоматическая оценка качества дефектограммы, увеличение дорожек с каналами контроля шейки и повышение чувствительности в зоне болтовых отверстий до 6 дБ.

Режим «Оценка» (кнопка, соответствующая каналу контроля) служит для анализа сигналов, определения точных значений координат отражателей (дефектов), корректировки параметров настройки по каналу (начало строба, конец строба, условная чувствительность, 2Тп и ВРЧ), ручного измерения (метка), опции звуковой индикации и вызов кадра с сигналом от эталонного отражателя (оценка настройки). Между развертками типа «А» и «В» канала приведена шкала глубины в
миллиметрах (или опционально в мкс) по глубине рельса. В пределах строба находится автоматическая измерительная метка, которая при необходимости может быть перемещена оператором в любое место развертки типа «А».

При перемещении дефектоскопа сигналы отображаются справа налево, порог отображения относительно порога звуковой индикации соответствует установленному в «ПОИСК-В», а по вертикали на развертке типа «В» отложена длительность развертки типа «А».

На экране отображается развертка типа «А» по выбранному каналу контроля, дополненная цифровой индикацией параметров отражателя и параметров настройки канала. В нижней части сигналы контроля отображаются в виде развертки типа «В».

Вид экрана в режиме «Оценка»:
а – с изначальным списком параметров,

Вид экрана в режиме «Оценка»:
б – со сдвинутым вверх списком параметров по каналу

Список параметров каналов на панели справа при необходимости можно сдвинуть вверх. Боковую панель справа можно убрать/показать с экрана кнопкой

Режим «Ручной» (кнопка ) служит для проведения контроля с помощью ручных ПЭП, в том числе с регистрацией сигналов ручного контроля

или для проведения контроля головки рельса сканирующим устройством

При работе с ручными ПЭП отображение информации аналогично режиму «Оценка», но при этом развертка типа «В» в режиме «Ручной» формируется не от датчика путейской координаты , а по времени. Сигналы перемещаются справа налево на длину экрана за 12 с.
Возможен скроллинг списка параметров канала в правой части аналогично режиму «Оценка».
При работе со сканирующим устройством (кнопка повторно) используются три пары преобразователей, реализующих амплитудный теневой метод контроля, и два датчика перемещения (вдоль рельса и по вертикали), смонтированные на сканирующем устройстве. Результатом сканирования головки рельса (отрезок длиной ~ 200 мм) являются
три проекции рельса с изображением несплошностей (дефектов).

В «Меню» (кнопка ) сведены функции, реже используемые оператором по сравнению с основными режимами работы.

Режим «Меню» содержит следующие пункты:
– «Информация» . Индицируются основные сведения о программном
обеспечении, дата и время, дата последнего ТО, температуры окружающей среды (датчик встроен в пульт выносной), объем доступной памяти, наименование организации;

– «Регистрация», служит для включения/выключения регистрации и
задания начальной путейской координаты;

– «Настройка», служит для настройки каналов сплошного и ручного
контроля дефектоскопа на условную чувствительность, сохранения и вызова настроек, просмотра таблицы текущих параметров по всем каналам,

корректировки шага датчика пути, установка максимальных пороговых чувствительностей для каналов контроля, а также настройки системы контроля за акустическим контактом;

Вид пункта меню «Настройка»: а - меню «Настройка

Вид пункта меню «Настройка»:
б – выбор настройки для работы, для изменения (перенастройки каналов) или создание новой

Вид пункта меню «Настройка»:
в – вид сигналов в режиме «Настройка»

– режим «Опции», служит для установки даты и времени, яркости дисплея, настройки Wi-Fi соединения и другие функции. Опции располагаются на
нескольких страницах, отдельные пункты имеют несколько уровней меню.

Вид экрана в меню «Опции» (на нескольких страницах а-в)

– «Память», служит для просмотра списка ранее зарегистрированных
файлов проходов по участкам пути, копирование файлов на USB-диск,

беспроводной передачи файлов с помощью сетей мобильных операторов посредством модема, просмотра «стоп-кадров», фотоизображений, видеозаписей, звуковых комментариев операторов, а также удаления файлов.

– «Выход», служит для выключения дефектоскопа, перезагрузки
БУИ, входа в инженерное меню и для обновления программного обеспечения.

При включенной регистрации сигналов режим «Отметки» (кнопка ) служит для ввода отметок с целью более подробной привязки регистрируемых сигналов к плану пути и ввода информации об обнаруженных дефектах, ввода отметки о смене оператора и ввода километровых и пикетных отметок.

Возможен ввод километровых и пикетных отметок, номеров стрелочных переводов, съездов, смены операторов, ввод кодов обнаруженных дефектов с их кратким описанием и других служебных отметок, которые можно вводить с помощью виртуальной клавиатуры

Вид экрана «Служебные отметки»: а – перечень служебных отметок для ввода

Вид экрана «Служебные отметки»: б –
пример введенных конкретных объектов (в разделе «Мост») для привязки к рельсовому пути

В данном режиме возможны регистрация фотоизображений, видеозаписей, звуковых комментариев (посредством микрофона), с привязкой к текущей координате пути и отдельными файлами.
Кнопка «Отметки» продублирована на пульте выносном, закрепленном на ручке подъемника дефектоскопной тележки.
Между отметками «Начало стрелки» и «Конец стрелки» автоматическая расшифровка дефектограммы автоматически отключается.