Продолжаем работать!
Продолжаем готовить специалистов Неразрушающего Контроля (НК).

Железнодорожный транспорт

Автоматизированные средства неразрушающего контроля

В конце прошлого года специалистами НПФ «Промпрылад» был разработан новый многофункциональный ультразвуковой дефектоскоп УД4-76, который уже успешно внедряется в отечественную промышленность неразрушающего контроля. Одним из примеров использования прибора является разработка методики ультразвукового контроля вала эскалатора метрополитена на базе программируемого дефектоскопа УД4-76.

 За последние годы население города Киева значительно возросло, что привело к значительному увеличению пассажиропотока в Киевском метрополитене. Для обеспечения бесперебойной и надежной работы метрополитена, руководство предприятия уделяет повышенное внимание проведению неразрушающего контроля особо ответственных деталей эскалаторов и подвижного состава метрополитена. Проблема контроля валов эскалаторов является одной из наиболее важных и приоритетных, так как любая неполадка в столь сложном механизме может привести не только к серьезным авариям, но и к травмированию пассажиров. Наиболее подвержен нагрузкам входной вал эскалатора. Поэтому руководством метрополитена было принято решение о необходимости проведения стопроцентного ультразвукового контроля входных валов эскалаторов, и в частности входного вала эскалаторов типа ЛТ-2.

Входной вал ескалатора метрополитена ЛТ-2

Рис.1 Входной вал ескалатора ЛТ-2

 Ранее дефектоскописты метрополитена при контроле данных валов использовали изданную еще 20 лет назад инструкцию «Ц Метро 4278» . Но проведения контроля согласно этой инструкции имеет ряд недостатков, среди которых:

  • Невозможность проведения стопроцентного контроля вала.
  • Отсутствие настроек параметров контроля вала.
  • Недостаточная достоверность контроля.
  • Отсутствие указаний типов датчиков, которые необходимы для проведения контроля.
  • Отсутствие протоколирования и оценки обнаруженных дефектов.

 Разработка нового документа была поручена специалистам Украинского научно — исследовательского института неразрушающего контроля, которые вот уже более пяти лет занимаются разработкой и внедрением методик контроля промышленных деталей и объектов.

 К разрабатываемой методике был выдвинут ряд требований, основные из которых:

  • Возможность проведения контроля как при плановом ремонте вала, когда напрессованные элементы сняты с вала, так и в рабочем положении — без снятия напрессованных элементов.
  • Устранение всех недостатков проведения контроля согласно инструкции «Ц Метро 4278».
  • Создание специального интерфейса контроля вала на базе дефектоскопа УД4-76 для упрощения работы дефектоскописта.
  • Обеспечение возможности регистрации результатов контроля и создание условий для формирования базы данных результатов контроля.

 В результате комплексного подхода к решению проблемы контроля, специалистами УкрНИИНК была разработана технологическая инструкция ультразвукового контроля входного вала эскалатора метрополитена. В ней были учтены все пожелания и требования заказчика. Разработаны и испытаны новые схемы прозвучивания, что позволило повысить достоверность контроля. Изготовлены специализированные ультразвуковые преобразователи. Настойки дефектоскопа с применением АРД диаграмм дали возможность оценивать размеры выявляемых дефектов без изготовления калибровочного образца. В методике контроля используются несколько схем прозвучивания зон ОК, подверженных наиболее частым изломам.

 Проведение контроля согласно данной технологической инструкции обеспечивает выявление поперечных приповерхностных дефектов эксплуатационного происхождения на цилиндрических поверхностях вала и на галтельных переходах. Использование программируемого дефектоскопа УД4-76 упрощает процесс подготовки и настройки прибора за счет наличия в памяти дефектоскопа типовых вариантов с основными параметрами и опциями контроля, что снижает вероятность ошибки оператора — дефектоскописта, обеспечивает возможность регистрации результатов контроля, создает условия для формирования базы данных по результатам контроля.

 Контроль вала производится эхо — методом с использованием прямых и трансформированных лучей. Для обеспечения стопроцентного сканирования поверхности вала используются преобразователи с небольшими углами ввода (угол наклона ПЭП от 7 до 25 градусов). Зоны контроля расположены так, что при сканировании эхо-сигналы от конструктивных элементов вала не попадают в зону действия рабочего строба, но присутствуют на экране дефектоскопа и служат как индикатор наличия акустического контакта между преобразователем и объектом контроля.

 Настройка браковочной чувствительности для каждого преобразователя выполняется на стандартном образце СО-2:

  • по уровню донного сигнала — для прямых датчиков.
  • по амплитуде эхо — сигнала от отверстия диаметром 6 мм для наклонных преобразователей.
Настройка уровня браковочной чувствительности дефектоскопа перед проведением контроля

Рис.2 Настройка уровня браковочной чувствительности перед проведением контроля

 После проведения процедуры настройки уровень браковочной чувствительности автоматически записывается для каждого датчика и соответствующей ему схемы прозвучивания, то значительно упрощает и оптимизирует работу оператора — дефектоскописта.

 Основной контроль осуществляется с торца шейки вала, без снятия напрессованных элементов. Во время проведения контроля на экране дефектоскопа присутствует один трехуровневый строб. Верхний уровень рабочего строба ограничивает зону контроля на уровне браковочной чувствительности, средний — на уровне контрольной чувствительности, нижний — на уровне поисковой чувствительности. Уровень браковочной чувствительности соответствует эхо — сигналу от дефекта эквивалентному по своим отражающим способностям плоскодонному отражателю диаметром 3 мм.

Проведение НК вала во время планового ремонта

Рис. 3 Проведение контроля во время планового ремонта вала

 Сам процесс контроля значительно упрощен — оператору дефектоскописту необходимо просто выбрать необходимый типовой вариант контроля в памяти прибора и провести сканирование соответствующей зоны вала. В каждом варианте указан необходимый преобразователь, зона контроля, место установки датчика.

 Все эхо — сигналы от конструктивных элементов вала, которые присутствуют во время поиска дефектов, проиллюстрированы в виде А — сканов. Даны их характеристики:

  • от какой конструктивной особенности вала возникает эхо- сигнал.
  • тип волны, которым данная конструктивная особенность выявляется.
  • расстояние до каждого эхо — сигнала

 Это дает возможность дефектоскописту правильно оценивать является ли тот или иной сигнал отражением от дефекта либо от конструктивной особенности вала.

 Даны рекомендации как отличить сигнал от дефекта в случае если он находится далеко от галтельного перехода или шпоночного паза вала. Если дефект находится недалеко от конструктивной особенности вала и их эхо сигналы практически совпадают — описана последовательность действий дефектоскописта для того, что бы отличить сигнал от дефекта и сигнала от галтельного перехода.

Вид дисплея дефектоскопа при контроле вала ЛТ-2

Рис. 4. Вид экрана дефектоскопа при контроле вала ЛТ-2

 Наиболее опасным участком вала является подвтулочная часть, она наиболее нагружена и в процессе эксплуатации вероятность возникновения дефектов в этой зоне очень велика. Эта зона прозвучивается двумя схемами:

  • прямым 2,5 МГц преобразователем с торца шейки вала
  • наклонным семиградусным 2,5 Мгц преобразователем с торца хвостовика вала.

 Применение двух разных схем прозвучивания позволило значительно увеличить достоверность и качество контроля.

Отображение участка вала подверженного наибольшим нагрузкам

Рис. 5 Участок вала подверженный наибольшим нагрузкам.

 Сигналы от дефектов, которые пересекли уровень браковочной и контрольной чувствительности, необходимо обязательно подтвердить по одной из схем подтверждающего контроля. В случае подтверждения наличия дефекта в «подозрительном» сечении вала — такой объект контроля считается непригодным к эксплуатации и нуждается в ремонте или в замене.

 Подтверждающий контроль проводится либо после снятия напрессованных элементов, либо без разспрессовки вала:

  • Наклонным 45° преобразователем с цилиндрической поверхности вала.
  • Наклонным 70° преобразователем с торца хвостовика вала.
  • Наклонным 70° преобразователем с торца вала.

 При проведении подтверждающего контроля зоны контроля расположены таким образом, чтобы обеспечить стопроцентное сканирование вала.

 После проведения процедуры контроля проводится проверка работоспособности дефектоскопа, с целью определения правильности действующих настроек. Проверка полученных результатов осуществляется путем определения уровней чувствительности для каждой типовой настройки, и сравнения ее значения до и после проведения контроля.

 В случае выявления дефекта оператор имеет возможность зафиксировать в памяти дефектоскопа А — скан данного дефекта с указанием даты контроля, типа и номера объекта контроля. С помощью опции «Связь с компьютером» сохранить протокол контроля в базе данных, что позволяет систематизировать и упорядочить документирование результатов.

 В январе этого года данная технологическая инструкция была внедрена в эксплуатацию, и утверждена руководством предприятия как основной документ, регламентирующий процесс контроля входных валов эскалаторов ЛТ-2.

 Рудой Ярослав (инженер по неразрушающему контролю киевского метрополитена):

 С ЗАО «УкрНИИНК» мы сотрудничаем уже на протяжении нескольких лет. За это время специалистами УкрНИИНК было разработано более десятка методик и технологических инструкций контроля деталей метрополитена. Введение в эксплуатацию технологической инструкции контроля входного вала эскалатора ЛТ-2 позволило значительно увеличить надежность и бесперебойность работы всего механизма эскалатора. Доступность и понятность изложения принципов процесса контроля, простота в работе, высокая достоверность контроля и значительная оптимизация работы оператора — дефектоскописта — все эти достоинства высоко оценены на нашем предприятии. Именно поэтому мы и в дальнейшем планируем сотрудничать с ЗАО «УкрНИИНК» и в этом году планируем поручить разработку нескольких нормативных документов по контролю деталей пути и подвижного состава метрополитена.

 ЗАО «УкрНИИНК» всегда готов удовлетворить потребности заказчика в области НК и с удовольствием рассмотрит предложения по разработке методик контроля, механизированных или автоматизированных систем контроля.

Криворучко В. Н.
инженер «Промприлад»

Рудой Я.
инженер по неразрушающему контролю киевского метрополитена


Наши партнеры

ASNT-banner logo