Научно-методическая группа ИНМИМ

Научный руководитель ИНМИМ
Доктор технических наук Щербинский Виктор Григорьевич
Контакты:
Тел./ факс (495) 675-85-14
E-mailVGScherbinskiy@cniitmash.com
             inmim@cniitmash.ru

ИНДИКАТОРНЫЙ ДАТЧИК ШЕРОХОВАТОСТИ И

ВОЛНИСТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ 

ДШВ ЦНИИТМАШ

 

Назначение – оценка высотных параметров шероховатости и волнистости регулярных и статистически шероховатых поверхностей металлических или иных изделий с металлизированным электропроводящим покрытием, в частности, при проведении ультразвуковой дефектоскопии.

Обеспечивает интегральную оценку максимальных параметров неровностей (шероховатости и волнистости) поверхности объекта Rz на базе датчика Æ19мм в сравнении с эталоном (стандартным  образцом). С помощью номограмм позволяет оценивать абсолютную величину параметра Rz , мкм по ГОСТ 2789-73 с погрешностью не более ±20%. Датчик емкостного типа, в качестве измерительного прибора используется ультразвуковой дефектоскоп любого типа.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ 

1. Диапазон оценки  шероховатости по

    ГОСТ 2789-3,  по Rz 5 –160

2. Диапазон оценки  волнистости по параметру

    h / L (h -  высота,  L – полупериод неровностей, мм) 0 ¸ 0,03

3. Габариты датчика, мм Æ28 х 34

 

В комплект поставки входят:

Датчик шероховатости и волнистости поверхности; методика оценки шероховатости и волнистости поверхности объектов контроля и корректировки чувствительности ультразвукового дефектоскопа; кабель соединительный длиной 1200¸1500 мм; кабель соединительный короткий к дефектоскопу УД2-12; .переходник – тройник (для УД2-12); номограммы для оценки шероховатости и корректировки чувствительности дефектоскопа. 

При УЗД поверхность контролируемого объекта, как правило, хуже, чем поверхность СОП или СО. Это приводит к существенной недобраковке. Представительные эксперименты показали, что даже у операторов высшей квалификации с многолетним стажем работы органолептическая сравнительная оценка качества поверхностей настроечного образца и изделия приводит к ошибкам в 6 дБ и больше. Для того, чтобы избежать ошибок в оценке размеров дефекта за счет разницы в качестве поверхности образца и объекта контроля необходимо количественно оценивать параметры неровностей поверхности. Руководящий документ РД 34.17.302-97, согласованный с Госгортехнадзором России 14.01.97г. и утвержденный РАО ЕЭС России 12.12.96г. “Котлы паровые и водогрейные. Сварные соедиения. Контроль качества. Ультразвуковой контроль. Основные положения. (ОП №501 ЦД-97) предписывает корректировать чувствительность дефектоскопа вследствие неидентичности поверхности изделия и образца.

Документ является обязательным для всех министерств, ведомств, предприятий и организаций.

Применение датчика ДШВ в ультразвуковой дефектоскопии позволяет:

- оценивать качество подготовки поверхности объекта под ультразвуковой контроль и его соответствие требованиям НТД;

- оценивать качество поверхности СОП и объекта контроля и вводить обоснованную корректировку чувствительности на основе фактической неровности поверхности изделия и СОП.

- повысить точность измерения эквивалентной площади дефекта за счет поправки на фактическую неровность поверхности сканирования ( и соответственно акустическую прозрачность контактного слоя) в точке измерения параметров дефекта.

Применение датчика согласовано с Госгортехнадзором РФ  и Госатомнадзором РФ.

Датчик ДШВ является компаратором, а не измерительным прибором. Метрологической аттестации и поверке не подлежит.

 

УСТАНОВКА «ЛИСТ-4»

 

Установка «ЛИСТ-4» имеет следующие особенности:

Количество каналов:  

-при установке ПЭП в общей линейке  — 8

-при установке ПЭП в двух линейках

 (в шахматном порядке) - 15

-ширина зоны сканирования, мм - 280

-размещение акустического блока впереди шасси, что позволяет вплотную подъезжать к кромке листа, возможность перестройки расположения преобразователей в акустическом блоке для сканирования по полосам или сплошного (100% плотность прозвучивания за один проход); небольшой вес, что позволяет переносить установку одним человеком, возможность использования широкозахватных (до 30 мм длиной) ультразвуковых преобразователей, световая и звуковая индикация наличия дефектов, возможность точной калибровки зазора между ПЭП и листом, полуавтоматическая отметка дефектной зоны непосредственно на листе, с использованием абразивного дефектоотметчика типа ДО-2 и др.

 

РУЧНЫЕ СКАНЕРЫ ТИПА «СКАД»

Предназначены для ультразвукового контроля небольших партий листового и мелкосортового проката (швеллера, уголка, двутавра и т.п.) слябов, поковок, других полуфабрикатов и готовой продукции, в том числе, при входном контроле на машиностроительных предприятиях и монтажных площадках.

Кроме того, они могут быть использованы для оценки коррозионного повреждения и толщинометрии днищ нефтехранилищ и др. емкостей, расположенных как в горизонтальном так и в вертикальном положении.

Основными достоинствами сканеров «СКАД» являются возможность работы в комфортной позе (т.е. стоя, а не ползая на коленках).

При этом развитые по площади или протяженности дефекты могут легко оконтурироваться. Сканеры могут работать в контактном или щелевом вариантах акустического контакта. Они имеют малые габариты и вес и легки в эксплуатации.

 Конструктивно cканер состоит из 2-х элементов:  

тележки с двумя опорными колесами и сменного акустического блока.

Для удобства транспортировки тележка складная и изготовлена из легких металлов дюралюмина и титана. Её вес составляет 2,2 кг (без акустического блока) и габариты 180х1000х130 мм.

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ.

ВЕРОЯТНОСТНЫЙ АСПЕКТ

профессор, д.т.н. В.Г.Щербинский

 

Учебный курс «Ультразвуковая дефектоскопия – вероятностный аспект» на СД. Объем курса – 140 — кадров (слайдов). Как вариант оформления – в виде буклета.

Существующий уровень преподавания страдает формализованным подходом, при котором несплошности рассматриваются в виде моделей строгой геометрической формы очень далекой от конфигурации реальных дефектов. Как правило, при обучении не анализируются особенности отражения ультразвука от реальных несплошностей и не прививается понимание вероятностного характера процесса ультразвукового контроля при обнаружении и идентификации дефектов. Отсюда при контроле часто возникают ошибки, причину которых даже квалифицированный оператор не понимает и, тем более, не может грамотно объяснить. Хотя, по существу, он может быть и не виноват в ошибке! Такая ситуация невольно бросает тень на качество подготовки специалиста и уровень преподавания  предмета.

Цель СД-курса – объяснить оператору — какие ошибки возникают по причинам обусловленным  им самим и помочь в их преодолении, а какие по объективным причинам, независящим от оператора,

В СД-курсе нет ни одной математической формулы, а все вероятностные аспекты поясняются физическими описаниями, таблицами, рисунками и графиками.

Курс состоит из 6 разделов.

В первом разделе на конкретных примерах проиллюстрированы особенности отражения ультразвука от искусственных отражателей и реальных дефектов, в частности трещин. 

Во втором и третьем разделах приводятся макрофотографии реальных дефектов статистики дефектности.

В четвертом разделе систематизируются различные ошибки, которые возникают при ультразвуковом контроле; субъективные, объективные ошибки, т.е. независящие от оператора и аппаратуры.

В пятом разделе приводятся примеры ложных сигналов возникающих при контроле, а в шестом даётся развёрнутая трактовка понятий “достоверность” и “воспроизводимость”. Здесь же даются практические рекомендации по повышению достоверности ручного контроля применение, которых радикально повышает эффективность дефектоскопии.

 

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И МЕТРОЛОГИЯ УЗК

 

1. Компьютерное моделирование различных ситуаций УЗК применительно к решению конкретных задач заказчиков по контролю объектов атомной энергетики, металлургии, машиностроения и др.

2. Моделирование и оптимизация работы прямых и наклонных преобразователей в составе типового электроакустического тракта дефектоскопа с использованием программы “ИМПУЛЬС+”.

Программа “ИМПУЛЬС+” позволяет:

  1. учитывать многослойность структуры преобразователей (для прямых: демпфер, пьезопластину, протектор, слой контактной жидкости; для наклонных: демпфер, пьезопластину, согласующий слой, призму);
  2. учитывать сложный состав композитных (с полимерной матрицей) пьезопластин ;
  3. рассчитывать частотные спектры, временные импульсы и огибающие регистрируемых сигналов;
  4. наглядно сопоставлять варианты расчетов с меняющимися параметрами в режиме совмещения графиков;
  5. моделировать работу преобразователей в составе электрических схем (эквивалентных) в режимах излучения и приема;
  6. печатать результаты на принтер или сохранять их в формате метафайла Windows (wmf) или файла битового формата (bmp).Основные технические характеристики программы:
Полоса частот расчета спектров (max), МГц  0,10 – 10
Шаг дискретизации по частоте при расчете импульсов, КГц 2,5
Коэффициент растяжения импульса 0,4 – 2,5
Число моделей дефектов 4
Число режимов возбуждения электрическим импульсом  3
Глубина залегания дефекта (min) с относительной погрешностью определения сигнала ~20%,  ближних зон 2
Объем памяти, занимаемый на диске, Кбайт   ~ 650
Время расчета одного варианта (с учетом электрической схемы включения) для IBM  Pentium (300 МГц и более), сек < 15
Рабочие операционные системы  Win 95 – XP

Пример окна программы “ИМПУЛЬС+” с показом спектров сигналов.

  •  Разработка нормативных документов по УЗК (в т.ч. методик аттестации стандартных образцов предприятия для настройки УЗД, настройки чувствительности методов УЗК и т.п.) и метрологии (метрологического обеспечения средств УЗК различных типов — дефектоскопов, толщиномеров и др).
  •  Производится поверка (калибровка) дефектоскопов (УЗД), толщиномеров и контрольных образцов (СО и СОП) с выдачей свидетельств. Осуществляется первичная поверка СОП и преобразователей с выдачей паспортов.
  • Осуществляется подготовка (консультации) научных кадров (аспирантов, соискателей и т.д.) в области теоретической и прикладной акустики (применительно к решению задач УЗК, в том числе и для метрологического обеспечения).