---

ГОСТ 18576-96

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Контроль неразрушающий

РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ

Методы ультразвуковые

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

Минск

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом мостов Петербургского государственного университета путей сообщения (НИИ мостов ПГУ ПС)

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 10 от 4 октября 1996 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 4 июля 2001 г. № 257-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 18576-96 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2002 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 18576-85

СОДЕРЖАНИЕ

ГОСТ 18576-96

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Контроль неразрушающий

РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ

Методы ультразвуковые

Nondestructive testing. Railway rails.
Ultrasonic testing methods

Дата введения 2002-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на рельсы типа Р50 по ГОСТ 7174, Р65 по ГОСТ 8161 и Р75 по ГОСТ 16210 при их изготовлении, эксплуатации и ремонте (восстановлении) и устанавливает методы при ручном и механизированном ультразвуковом контроле для выявления в головке, шейке и зоне продолжения шейки в подошву рельсов внутренних дефектов (расслоений, флокенов, раковин, неметаллических и инородных включений, трещин, дефектов электроконтактной сварки) в пределах чувствительности контроля, а также зон аномальных механических напряжений в рельсах. Тип и реальные размеры дефектов не определяются.

Допускается распространять положения настоящего стандарта на контроль рельсов других типов.

Стандарт не устанавливает методы ультразвукового контроля наплавки.

Необходимость проведения ультразвукового контроля, объем контроля, тип и размеры недопустимых дефектов устанавливают в стандартах или технических условиях на рельсы.

Определения терминов, использованных в настоящем стандарте, приведены в приложении А.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.001-89 Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 7174-75^*) Рельсы железнодорожные типа Р50. Конструкция и размеры

ГОСТ 8161-75^*) Рельсы железнодорожные типа Р65. Конструкция и размеры

ГОСТ 14637-89 Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества. Технические условия

ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

ГОСТ 16210-77^*) Рельсы железнодорожные типа Р75. Конструкция и размеры

ГОСТ 17622-72 Стекло органическое техническое. Технические условия

ГОСТ 26266-90 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Общие технические требования

*) На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51685-2000.

3 Обозначения

В настоящем стандарте применяют следующие обозначения и сокращения:

К_у^I- чувствительность условная, мм;

К_у^II - чувствительность условная, дБ;

К_э- чувствительность эквивалентная, дБ;

α - угол ввода ультразвуковых колебаний в металл (угол ввода луча), . . . °;

β - угол призмы ПЭП, . . . °;

п - стрела наклонного ПЭП, мм;

М - мертвая зона, мм;

2_γР - ширина основного лепестка диаграммы направленности в плоскости падения волны, . . . °;

τ - длительность импульса, излучаемого ПЭП, мкс;

N₀- показание аттенюатора, соответствующее ослаблению эхо-сигнала от отверстия диаметром 6 мм на глубине 44 мм в СО-2 (СО-2Р, СО-3Р) до уровня, при котором оценивают условную чувствительность, дБ;

Т - интервал времени между зондирующим импульсом и эхо-сигналом от вогнутой цилиндрической поверхности в СО-3Р при установке наклонного ПЭП в положение, соответствующее максимальной амплитуде эхо-сигнала, мкс;

t_п - среднее время распространения ультразвуковых колебаний в призме наклонного ПЭП, мкс;

ψ - угол между двумя отражателями в СО-4, . . . °;

γ - угол разворота ПЭП относительно продольной оси рельса, . . . °;

ΔХ - условная ширина выявленного дефекта, мм;

ΔH - условная высота выявленного дефекта, мм или мкс;

ПЭП - пьезоэлектрический преобразователь;

ΔL - условная протяженность, мм.

Термины и соответствующие им определения приведены в приложении А.

4 Средства контроля и вспомогательные устройства

4.1 При контроле должны быть использованы:

- ультразвуковой импульсный дефектоскоп (далее - дефектоскоп) по нормативным документам (НД) с электроакустическими (пьезоэлектрическими или электромагнитоакустическими) преобразователями;

- стандартные образцы для определения основных параметров контроля;

- вспомогательные приспособления и устройства для соблюдения параметров сканирования и измерения характеристик выявленных дефектов.

Допускается применять дефектоскопы с непрерывным излучением ультразвуковых колебаний, метрологические характеристики и параметры которых устанавливают в стандартах и (или) технических условиях на дефектоскопы конкретного типа.

Дефектоскопы, преобразователи и стандартные образцы, используемые для контроля, должны быть аттестованы в установленном порядке.

4.2 Для контроля следует использовать дефектоскопы, работающие по эхо-методу, зеркальному методу, дельта-методу, теневому методу, зеркально-теневому методу, на частоте от 0,1 до 4,0 МГц.

4.2.1 Дефектоскопы, работающие по эхо-, зеркальному и дельта-методам, должны иметь аттенюатор. Значение ступени ослабления аттенюатора должно быть не более 2,0 дБ.

При контроле эхо-методом допускается применять дефектоскопы без аттенюатора с проверкой условной чувствительности по стандартным образцам CO-1P или СО-1 по ГОСТ 14782 или дефектоскопы без аттенюатора с системой автоматической настройки и поддержания чувствительности.

4.2.2 Дефектоскопы, работающие по теневому или зеркально-теневому методам, должны иметь устройство для измерения условной чувствительности, выполненное по схеме имитатора дефектов, состоящего из аттенюатора и элементов коммутации (рисунок 1).

1 - имитатор дефектов; 2 - аттенюатор; 3 - переключатель

Рисунок 1 - Схема устройства для измерения условной чувствительности

Аттенюатор имитатора дефектов должен быть проградуирован в относительных единицах от 0,1 до 0,6 или в децибелах. Значение ступени ослабления аттенюатора должно быть не более 0,1 или 2,0 дБ соответственно.

4.3 Пьезоэлектрические преобразователи на частоту более 0,16 МГц - по ГОСТ 26266.

Допускается применять специализированные преобразователи, изготовленные по техническим условиям (ТУ) и рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

4.4 Стандартные образцы СО-1Р, CO-2P и СО-3Р (рисунки 2 - 4) или стандартные образцы СО-1, СО-2 и СО-3 по ГОСТ 14782 следует применять для измерения и проверки основных параметров аппаратуры и контроля при совмещенной и раздельной схемах включения пьезоэлектрических преобразователей на частоту более 1,5 МГц.

Рисунок 2 - Стандартный образец СО-1Р

Рисунок 3 - Стандартный образец СО-2Р

В остальных случаях для проверки основных параметров аппаратуры и контроля должны использоваться отраслевые стандартные образцы или стандартные образцы предприятия, аттестованные в установленном порядке.

4.4.1 Стандартный образец СО-1Р (рисунок 2) применяют для определения условной чувствительности при контроле эхо-методом.

Образец СО-1Р должен быть изготовлен из органического стекла марки ТОСП по ГОСТ 17622. Скорость распространения продольной ультразвуковой волны на частоте (2,5±0,2) МГц при температуре (20±5) °С должна быть (2670±133) м/с. Амплитуда первого донного импульса по толщине образца на частоте (2,5±0,2) МГц и при температуре (20±5) °С не должна отличаться более чем на ±2 дБ от амплитуды первого донного импульса в образце-свидетеле, аттестованном органами государственной метрологической службы.

Примечание - Цифры у отверстий диаметром 10Н14 на образце СО-1Р относительно поверхности ввода ультразвуковых колебаний указывают глубину расположения центра соответствующих отверстий диаметром 2Н14 в стандартном образце СО-1 по ГОСТ 14782.

4.4.2 Стандартный образец СО-2Р (рисунок 3) применяют для определения:

- условной чувствительности при контроле эхо- и зеркальным методами;

- мертвой зоны;

- погрешности глубиномера и погрешности измерения координат отражателя;

- стрелы преобразователя;

- угла ввода ультразвуковых колебаний;

- ширины основного лепестка диаграммы направленности наклонного ПЭП.

Образец СО-2Р должен быть изготовлен из стали марки 20 по ГОСТ 14637. Скорость распространения продольной волны в материале образца при температуре (20±5) °С должна быть (5900±118) м/с.

На боковые поверхности образца должны быть нанесены шкала значений L в миллиметрах и шкала значений утла α ввода ультразвуковых колебаний от 10° до 70° с интервалом 1° в соответствии с уравнением

L = 44 tgα.

Нулевые деления шкал должны совпадать с осью, проходящей через центры отверстий диаметром 6Н14 перпендикулярно к рабочим поверхностям образца.

Примечание - Стрелу преобразователя определяют по соотношению

п = 0,52l₁ - 1,52l₂.

Значение угла α ввода ультразвуковых колебаний рассчитывают по выражению

tgα = 0,034(l₁ - l₂),

где l₁, l₂ - расстояния от проекции центра отверстия диаметром 6Н14 на рабочую поверхность образца до передней грани преобразователя в положениях, соответствующих максимальной амплитуде эхо-сигнала от отверстия на глубине 44 и 15 мм соответственно.

4.4.3 Стандартный образец СО-3Р (рисунок 4) применяют для определения:

Рисунок 4 - Стандартный образец СО-3Р

- условной чувствительности при контроле эхо- и дельта-методами;

- мертвой зоны;

- погрешности глубиномера и погрешности измерения координат отражателя;

- стрелы преобразователя;

- угла ввода ультразвуковых колебаний;

- ширины основного лепестка диаграммы направленности наклонного ПЭП;

- импульсного коэффициента преобразования при контроле рельсового или близкого к нему по акустическим свойствам металла.

Образец СО-3Р должен быть изготовлен из стали марки 20 по ГОСТ 14637. Скорость распространения продольной волны в материале образца при температуре (20±5) °С должна быть (5900±118) м/с.

На боковых и рабочих поверхностях образца должны быть выгравированы риски, проходящие через центр полуокружности и по оси рабочей поверхности. На боковую поверхность образца наносят шкалу значений угла α ввода ультразвуковых колебаний от нуля до 40° с интервалом 2° и от 40° до 70° - с интервалом 1° в соответствии с уравнением

L = 44tgα.

Нуль шкалы должен совпадать с осью, проходящей через центр отверстия диаметром 6Н14 перпендикулярно к рабочей поверхности образца.

Значение 65° на шкале углов α ввода ультразвуковых колебаний должно совпадать с риской, проходящей через центр полуокружности.

4.5 Ультразвуковой специализированный дефектоскоп для выявления зон экстремальных механических напряжений в рельсах должен обеспечивать измерение амплитуды сигнала с погрешностью не более 1 дБ и интервала времени между сигналами - с относительной погрешностью не более 0,0001.

4.6 Систематическую проверку параметров, определяющих работоспособность дефектоскопов при сплошном контроле рельсов, допускается проводить с использованием электроакустических устройств.

Перечень параметров и порядок их проверки должны быть указаны в технической документации на контроль.