ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МНОГОКРАТНОГО ЗЕРКАЛЬНО-ТЕНЕВОГО МЕТОДА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ ПЕРА ПОДОШВЫ РЕЛЬСА
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-4-38-45Ключевые слова:
ультразвуковой метод, параметры контроля, акустический тракт, рельс, дефектАннотация
Рассмотрена возможность контроля пера подошвы железнодорожного рельса Р65 для обнаружения дефектов типа 69.2. Целью данного исследования является обоснование возможности использования многократного зеркально-теневого метода для контроля пера подошвы рельса и выбора его параметров. Для этого был рассчитан акустический тракт распространения поперечных волн в рельсе с дефектами подошвы и без дефектов при различных углах ввода. Рассчитанный акустический тракт показал, что оптимальным углом ввода при установке преобразователя на шейку рельса является угол 58º, так как при данном угле ввода поперечная волна распространяется до самого края пера подошвы рельса, при этом наблюдается минимальное количество неинформативных переотражений от геометрического профиля рельса. В акустическом тракте прохождения ультразвуковой волны при наличии дефекта с диаметром 3,5 мм и глубиной 7 мм наблюдается наибольшее количество переотражений ультразвуковой волны. При увеличении размеров дефекта характер переотражений меняется – волна больше расходится, время прихода отраженного сигнала увеличивается по сравнению с лучом в бездефектном участке рельса.
Для подтверждения возможности выявления дефектов в подошве рельса типа Р65 было проведено экспериментальное исследование многократным зеркально-теневым методом с использованием поперечных волн. В качестве измерительных средств использовался ультразвуковой дефектоскоп УД2-70 «Луч», для возбуждения и приема ультразвуковых волн использовался пьезоэлектрический преобразователь с переменным углом ввода. Результатами эксперимента подтверждено, что оптимальным углом ввода для обнаружения дефектов в подошве рельса является угол 58º. При выбранных параметрах наблюдается минимум неинформативных переотражений, и амплитуда многократно отраженного сигнала на бездефектном участке выше. Наличие дефекта приводит к снижению амплитуды сигнала более чем в 2 раза.Библиографические ссылки
Опыт приемочного акустического контроля и упрочнения насосных штанг при сервисном обслуживании / Г. А. Буденков, О. В. Недзвецкая, Н. А. Кокорин, В. А. Стрижак // В мире неразрушающего контроля. 2007. № 4 (38). С. 14–19.
Xincan J. A measurement and evaluation method for wheel-rail contact forces and axle stresses of high-speed train. Measurement, 2020, vol. 149, p. 106983. DOI: 10.1016/j.measurement.2019.106983.
Pathak M., Alahakoon S., Spiryagin M., Cole C. Rail foot flaw detection based on a laser induced ultra-sonic guided wave method. Measurement, 2019, vol. 148, p. 106922. DOI: 10.1016/j.measurement.2019.
Муравьев В. В., Тапков К. А., Леньков С. В. Неразрушающий контроль внутренних напряжений в рельсах при изготовлении с использованием метода акустоупругости // Дефектоскопия. 2019. № 1. С. 10–16. DOI: 10.1134/S01303082190100020.
Исследование напряженного состояния рельса с использованием акустоупругости и тензометрии / Л. Н. Степанова, С. А. Бехер, А. Н. Курбатов, Е. С. Тенитилов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 7 (655). С. 103–109.
Электромагнитно-акустический метод исследования напряженно-деформированного состояния рельсов / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, В. А. Куликов // Дефектоскопия. 2016. № 7. С. 12–20.
Исследования структурного и напряженно-деформированного состояния рельсов текущего производства методом акустоупругости / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, И. В. Булдакова, Л. В. Гущина // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 2. С. 13–23. DOI: 10.22213/
-1172-2018-2-13-23.
Связь внутренних напряжений и механических свойств дифференцированно упрочненных рельсов с параметрами акустических волн / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, Л. В. Гущина // Сталь. 2018. № 10. С. 64–67.
Исследование двухосного напряженного состояния в рельсах Р65 методом акустоупругости / В. В. Муравьев, А. В. Якимов, Л. В. Волкова, А. В. Платунов // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17, № 1. С. 19–25. DOI: 10.22213/2410-9304-2019-1-19-25.
Контроль качества пруткового проката электромагнитно-акустическим методом / Г. А. Буденков, М. В. Татаркина, А. В. Лукин, Н. А. Черных, Л. З. Вадретдинова // Дефектоскопия. 2009. № 4. С. 50–60.
Оценка остаточных напряжений в ободьях вагонных колес электромагнитно-акустическим методом / В. В. Муравьев, О. В. Муравьева, В. А. Стрижак, А. В. Пряхин, Е. Н. Балобанов, Л. В. Волкова // Дефектоскопия. 2011. № 8. С. 16–28.
Смирнов А. Н., Муравьев В. В., Хапонен Н. А. Акустический критерий предельного состояния длительно работающего металла технических устройств опасных производственных объектов // Контроль. Диагностика. 2004. № 5. С. 19–23.
Муравьев В. В., Муравьев М. В., Бехер С. А. Применение новой методики обработки сигналов АЭ для повышения точности локализации дефектов // Дефектоскопия. 2002. № 8. С. 53–65.
Fan S.Y., Dixon R.S., Edwards X. Jian Ultrasonic surface wave propagation and interaction with surface defects on rail track head. NDT & E International, 2007, vol. 40, no. 6, pp. 471-477. DOI: 10.1016/j.ndteint.2007.
008.
Yuanye B., Haifeng Zh., Mehdi Ah., Md Afzalul K., H. Felix Wu. Measurements of Young’s and shear moduli of rail steel at elevated temperatures. Ultrason-ics, 2014, vol. 54, no. 3, pp. 867-873. DOI: 10.1016/
j.ultras.2013.10.015.
Марков А. А., Шпагин Д. А., Шилов М. Н. Ультразвуковой многоканальный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов с регистрацией сигналов // Дефектоскопия. 2003. № 2. С. 24–35.
Муравьев В. В., Бояркин Е. В. Неразрушающий контроль структурно-механического состояния рельсов текущего производства по скорости ультразвуковых волн // Дефектоскопия. 2003. № 3. С. 24–33.
Дымкин Г. Я., Шелухин А. А., Анисимов В. Н. Совершенствование методики эхоимпульсного ультразвукового контроля рельсов при производстве // Дефектоскопия. 2019. № 8. С. 14–23. DOI: 10.1134/
S0130308219080025.
О влиянии условных дефектов, выявленных УЗК, на потребительские свойства рельсов / А. В Головатенко, А. Н. Коновалов, Е. В. Полевой, М. М. Мамонтов, А. М. Юнусов // Сталь. 2019. № 7. С. 72–74.
Марков А. А., Максимова Е. А. Анализ эффективности ультразвуковых и магнитных каналов дефектоскопических комплексов при контроле рельсов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 2. С. 22–32. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-2-22-32.
Полевой Е. В., Юнин Г. Н., Смирнов Л. А. К вопросу о требованиях к качеству железнодорожных рельсов и методах их контроля (в порядке обсуждения) // Сталь. 2019. № 7. С. 66–68.
Разработка средств мониторинга динамических процессов взаимодействия колес и рельсов в эксплуатации / С. А. Бехер, Т. В. Сыч, А. О. Коломеец, А. С. Кочетков // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2018. № 3 (46). С. 33–42.
Базулин Е. Г. Получение изображений дефектов в перьях подошвы рельсов методом SAFT с учетом многократного отражения ультразвукового им-пульса от границ объекта контроля // Дефектоскопия. 2010. № 2. С. 63–77.
К расчету акустического тракта при акустико-эмиссионном контроле днищ стальных вертикальных резервуаров / О. В. Недзвецкая, Г. А. Буденков, А. В. Соколкин, И. Ю. Иевлев // Дефектоскопия. 2003. № 10. С. 55–66.
Муравьева О. В., Соков М. Ю. Влияние глубины залегания дефекта на параметры многократно-теневого электромагнитно-акустического метода контроля прутков // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 19, № 3. С. 46–50.
Анализ отраженных сигналов при контроле цилиндрических образцов многократным зеркально-теневым методом / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, М. А. Габбасова, И. В. Булдакова, М. Ю. Соков // Автометрия. 2016. Т. 52, № 4. С. 62–70. DOI: 10.15372/AUT20160408.
Муравьева О. В., Муравьев В. В., Габбасова М. А. Вероятностно-статистические параметры сигнала при контроле цилиндрических объектов зеркально-теневым методом многократных отражений // Де-фектоскопия. 2015. № 12. С. 11–19.
