5.1 Поверхность рельса, с которой ведется контроль, должна быть очищена от:
- отслоившейся окалины, грязи, льда и покрыта слоем контактирующей жидкости при использовании пьезоэлектрического преобразователя;
- отслоившейся окалины и грязи при использовании электромагнитоакустического преобразователя.
В качестве контактирующей жидкости используют воду, минеральные смазочные материалы, раствор спирта в воде и спирт.
Чистота поверхности и состав контактирующей жидкости должны быть указаны в технической документации на контроль.
5.2 Подготовку аппаратуры к контролю следует выполнять в соответствии с технической документацией на аппаратуру и контроль.
5.3 Основные параметры контроля:
- частота возбуждаемых ультразвуковых колебаний;
- чувствительность (условная, эквивалентная);
- стрела преобразователя и положение плоскости падения волны относительно оси рельса;
- угол ввода ультразвуковых колебаний в металл;
- погрешность глубиномера (погрешность измерения интервала времени между сигналами);
- мертвая зона;
- минимальный условный размер дефекта, фиксируемого при заданной скорости контроля;
- длительность зондирующего импульса.
Перечень параметров, подлежащих проверке, их числовые значения и периодичность проверки должны устанавливаться в каждом конкретном случае в технической документации на контроль.
5.4 Частоту ультразвуковых колебаний измеряют по длительности периода колебаний в эхо-импульсе высокочастотным осциллографом.
Допускается измерять частоту ультразвуковых колебаний в диапазоне 1,5 - 4,0 МГц, излучаемых наклонным преобразователем, по образцу, приведенному в приложении В.
Г - вывод к генератору дефектоскопа; П - вывод к приемнику дефектоскопа
Рисунок 5 - Схема расположения преобразователей на стандартном образце СО-2Р (СО-3Р) при измерении (настройке) условной чувствительности при контроле:
а - эхо-методом, б - зеркальным методом, в - дельта-методом
5.5 Условную чувствительность контроля эхо-, зеркальным и дельта-методами при частоте ультразвуковых колебаний более 1,5 МГц следует измерять по образцу СО-2Р (СО-2) или СО-3Р (рисунок 5).
Условную чувствительность при контроле эхо-методом допускается измерять по стандартному образцу СО-1Р или СО-1 при температуре, указанной в аттестат-графике.
Условную чувствительность при контроле эхо-, зеркальным и дельта-методами допускается измерять по отраслевым стандартным образцам или стандартным образцам предприятия.
Условную чувствительность при контроле зеркально-теневым методом измеряют с помощью имитатора дефектов или аттенюатора (рисунок 1) на бездефектном участке рельса или на образце, параметры которых указаны в технической документации на контроль.
При частоте ультразвуковых колебаний менее 1,5 МГц эквивалентную чувствительность следует измерять по образцам, указанным в технической документации на контроль.
5.6 Стрелу преобразователя следует определять по образцам СО-3Р (или СО-3 по ГОСТ 14782) или СО-2Р, а положение плоскости падения волны - по образцам СО-3Р или СО-3 (по ГОСТ 14782).
5.7 Угол ввода ультразвуковых колебаний следует измерять по образцам СО-3Р или СО-2Р, или СО-2.
5.8 Погрешность глубиномера следует проверять по образцам СО-3Р или СО-2Р, или СО-2.
5.9 Мертвую зону при контроле эхо-методом на частоте более 1,5 МГц следует проверять по образцам СО-3Р или СО-2Р, а при контроле на частоте менее 1,5 МГц - по образцам, указанным в технической документации на контроль.
5.10 Минимальный условный размер дефекта, подлежащий фиксации при заданной скорости контроля, следует проверять на образце в соответствии с технической документацией на контроль. Допускается при проверке применять радиотехническую аппаратуру, имитирующую сигналы от дефектов заданного условного размера.
5.11 Длительность зондирующего импульса следует определять с помощью высокочастотного осциллографа измерением длительности эхо-сигнала на уровне 0,1.
Допускается определять длительность эхо-импульса на образце в соответствии с приложением В.
6.1 Контроль рельсов проводят эхо- или зеркальным, или дельта-, или зеркально-теневым методами, или комбинацией методов продольными l и поперечными t волнами.
Схемы включения и расположения преобразователей приведены в таблицах 1 (схемы 1 - 14), 2 (схемы 1 - 8) и 3 (схемы 1 - 4), где Г - вывод к генератору; П - вывод к приемнику.
При применении наклонного преобразователя, работающего по совмещенной схеме, прозвучивание осуществляют последовательно в двух взаимно противоположных направлениях.
Допускается применять наклонные преобразователи, с помощью которых осуществляют прозвучивание в одном направлении.
6.2 Контроль головки рельса (таблица 1) осуществляют эхо- (схемы 1, 4, 13) и зеркальным (схема 2) методами с помощью наклонных преобразователей.
При частоте ультразвуковых колебаний более 1,5 МГц преобразователь включают по совмещенной или раздельной, или раздельно-совмещенной схемам и ориентируют вдоль оси или относительно продольной оси рельса в стороны его боковых граней на угол γ. Номинальные значения угла ввода α и угла γ должны указываться в технической документации на контроль.
При частоте ультразвуковых колебаний менее 1,5 МГц преобразователи включают по раздельной схеме и располагают на поверхности катания головки или на боковых поверхностях головки рельса в последовательности, указанной на схеме 13 в таблице 1.
Допускается применять для контроля головки рельса эхо-метод в сочетании с зеркально-теневым методом или зеркально-теневой, или теневой методы.
6.3 Контроль шейки рельса и подошвы в зоне проекции шейки (таблица 2) осуществляют эхо-методом (схемы 1, 2) и, вне зоны сварного стыка, - зеркально-теневым методом (схемы 2, 3, 4) по первому или второму донным сигналам, или по отношению амплитуд донных сигналов с помощью прямого или наклонных преобразователей, включенных по совмещенной или раздельной схемам, или теневым методом (схема 7).
Протяженность зоны сварного стыка, не контролируемой зеркально-теневым или теневым методами, должна быть указана в технической документации на контроль.
Допускается контроль эхо- или (и) зеркально-теневым методами при расположении преобразователей на боковых поверхностях шейки.
Шейку рельса на отсутствие трещин, развивающихся от болтовых отверстий (таблица 3), контролируют эхо-методом (схемы 2, 3, 4) или (и) зеркально-теневым методом (схема 1) с помощью одного или двух преобразователей, работающих по схеме ультразвукового калибра.
Таблица 1 - Контроль головки рельса
Схема прозвучивания |
Временные диаграммы |
Метод контроля |
Информативный сигнал |
Схема включения ПЭП |
Параметры схемы прозвучивания |
Примечание |
1 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
α γ |
Контроль прямым, однократно, двукратно и т.д. отраженным лучом |
|
2 |
Зеркальный |
Зеркальный |
Раздельная |
αг αп γг γп В |
Схема некритична к перемене местами преобразователей |
|
3 |
Сочетание эхо- и зеркального методов |
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
αгп αп В γгп γп |
Возможно включение обоих преобразователей в совмещенном режиме |
|
Зеркальный |
Раздельная |
|||||
4 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Раздельная |
αг αп В Х |
Схема некритична к перемене местами преобразователей. Возможно включение ПЭП по раздельно-совмещенной и совмещенной схемам |
|
5 |
Зеркально-теневой |
Донный |
Раздельная |
αг =αп γг =γп В |
Возможно сочетание с эхо-методом для одного или обоих ПЭП В этом случае соответствующие ПЭП включают по совмещенной схеме |
|
6 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Раздельная |
αг αп В Х |
Схема некритична к перемене местами преобразователей |
|
7 |
Зеркально-теневой |
Прошедший |
Раздельная |
αг=αп В |
- |
|
8 |
Зеркально-теневой |
Прошедший |
Раздельная |
αг =αп γг =γп В |
- |
|
9 |
Эхо-метод в сочетании с зеркально-теневым |
Эхо- и донный сигналы |
Совмещенная |
α = 0 Х |
Возможно применение РС-ПЭП. В этом случае схема включения ПЭП раздельная |
|
10 |
Эхо-метод в сочетании с зеркально-теневым |
Эхо- и первый донный сигналы |
Раздельная |
αг αп В Х |
- |
|
11 |
Теневой |
Прошедший |
Раздельная |
α = 0 Х |
- |
|
12 |
Зеркальный |
Зеркально отраженный |
Раздельная |
αг αп В Х |
Схема некритична к перемене местами преобразователей |
|
13 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Раздельная |
α = 0 Х |
При возбуждении ультразвуковых колебаний частотой менее 1,5 МГц |
|
14 |
Дельта-метод |
Дифрагированные сигналы для двух положений искательной системы |
Раздельная |
αг αп |
Для определения размеров и типа дефекта |
Таблица 2 - Контроль шейки рельса и ее продолжения в головку и подошву
Схема прозвучивания |
Временные диаграммы |
Метод контроля |
Информативный сигнал |
Схема включения ПЭП |
Параметры схемы прозвучивания |
Примечание |
1 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
α=0 γ=0 |
- |
|
2 |
Зеркально-теневой |
I, II и т.д. донный либо отношение донных |
Раздельная |
α=0 |
Возможно применение PC-ПЭП. В этом случае схема включения преобразователей раздельная |
|
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
||||
3 |
Зеркально-теневой |
Донный |
Раздельная |
αг αп В |
Возможно использование волн l- и t-типа |
|
4 |
Зеркально-теневой |
Донные, обусловленные волнами: - продольной; - поперечной |
Раздельная |
αt αl В1 В2 |
- |
|
5 |
Зеркально-теневой в сочетании с эхо-методом |
Донный |
Раздельная |
αгп=αп В |
- |
|
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
|||||
6 |
Зеркально-теневой в сочетании с эхо-методом |
Донный |
Раздельно-совмещенная |
α В |
- |
|
Эхо-сигнал |
||||||
7 |
Теневой |
Прошедший |
Раздельная |
α=0 |
- |
|
8 |
Дельта-метод |
Дифрагированные сигналы: - от дефекта; - от дефекта с переотражением от подошвы |
Раздельная |
αг αп=0 |
Для определения типа дефекта |
Таблица 3 - Контроль шейки рельса на отсутствие трещин, развивающихся от болтовых отверстий
Схема прозвучивания |
Временные диаграммы |
Метод контроля |
Информативный сигнал |
Схема включения ПЭП |
Параметры схемы прозвучивания |
Примечание |
1 |
Зеркально-теневой («УЗ калибр») |
Донный |
Совмещенная |
α = 0 В |
Признаком обнаружения дефекта является одновременное пропадание донных сигналов обоих ПЭП |
|
2 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
α В |
Признаком обнаружения дефекта является прием эхо-сигналов соответственно от стенки болтового отверстия и углового отражателя, образованного трещиной |
|
3 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
α 2γр |
Признаком обнаружения дефекта является прием двух эхо-сигналов (от стенки болтового отверстия и углового отражателя, образованного трещиной) с временным сдвигом сигналов относительно друг друга |
|
4 |
Эхо-метод |
Эхо-сигнал |
Совмещенная |
α1, α2; 2γр1, 2γр2; Δα = α1 - α2 |
6.4 Подошвы рельса в зоне проекции шейки на отсутствие поперечных трещин контролируют эхо-методом с помощью наклонного преобразователя, включенного по совмещенной схеме (схема 1, таблицы 2), с поверхности катания головки рельса. Угол ввода ультразвукового луча в металл должен быть 45°±2°.