ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ
РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ
МЕТОДЫ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ
Издание официальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва
РАЗРАБОТАН Министерством путей сообщения ИСПОЛНИТЕЛИ
Л. И. Кузьмина (руководитель темы); А. К. Гурвич, д-р техн. наук;
В. Б. Козлов, канд. техн. наук; В. А. Лончак, канд. техн. наук;
Н. А. Кусакин; Е. И. Серегин, канд. техн. наук; Н. Ф. Левченко, канд. техн. наук; В. В. Гарькавый, канд. техн. наук; В. И. Маца; Е. М. Иванова;
Л. Г. Ерофеева
ВНЕСЕН Министерством путей сообщения
Зам. министра А. Н. Бевзенко
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26 апреля 1985 г. № 1238
При раздельно-совмещенной схеме (черт. 13, 14) включения преобразователей ультразвуковой контроль рельса осуществляют эхо- и зеркально-теневым методами.
При применении наклонных преобразователей прозвучивание осуществляют последовательно в двух взаимно противоположных направлениях.
Допускается применять наклонные преобразователи, с помощью которых осуществляют прозвучивание в одном направлении.
3.2. Контроль головки рельса осуществляют эхо-методом с помощью наклонных преобразователей.
При частоте ультразвуковых колебаний более 1,5 МГц преобразователь включают по совмещенной схеме и ориентируют относительно продольной оси рельса в стороны его боковых граней на угол у (черт. 4). Номинальные значения угла ввода а и уг-
ла у должны указываться в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
Стр. 12 ГОСТ 18576-85 |
|
/, 2 — преобразователи, включенные по схеме ультразвукового калибра;
3 — болтовое отверстие с трещиной; 4 — болтовое отверстие без трещины |
Черт. 15
При частоте ультразвуковых колебаний менее 1,5 МГц преобразователи включают по раздельной схеме и располагают на поверхности головки рельса в последовательности, указанной на черт. 5.
Допускается применять для контроля головки рельса зеркально-теневой (черт. 7, 9, 10, 11) или теневой (черт. 12) методы.
3.3. Контроль шейки рельса вне зоны сварного стыка осуществляют зеркально-теневым методом по первому или второму донному сигналам, или по отношению амплитуд донных сигналов с помощью прямого (черт. 6) или наклонного (черт. 8) преобразователей, включенных по совмещенной или раздельной схемам, или теневым методом (черт. 12).
Протяженность зоны сварного стыка, не контролируемой зеркально-теневым или теневым методом, должна быть указана в
ГОСТ 18576-85 Стр. 13
технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
Шейку рельса на отсутствие трещин, развивающихся от болтовых отверстий, контролируют зеркально-теневым методом с помощью одного прямого преобразователя или с помощью двух прямых преобразователей, включенных по схеме ультразвукового калибра (черт. 15).
3.4. Контроль подошвы рельса в зоне проекции шейки на от* сутетвие поперечных трещин осуществляют эхо-методом с помощью наклонного преобразователя, включенного по совмещенной схеме (черт. 16). Угол ввода ультразвукового луча в металл должен составлять (45±2) °.
3.5. Контроль сварных стыков рельсов после их полной механической и термической обработки осуществляют эхо-методом с помощью наклонного преобразователя, включенного по совмещенной схеме, в соответствии с ГОСТ 14782-76.
Угол ввода ультразвукового луча в металл должен составлять 50°—70°. Номинальное значение угла ввода указывают в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
3.6. Контроль рельсов в области шейки, подошвы, сварного стыка допускается осуществлять эхо-методом по схемам, отличающимся от указанных в пп. 3.3, 3.4 и 3.5.
3.7. Метод, схема включения преобразователей, основные параметры, способ возбуждения ультразвуковых колебаний, схема сканирования, а также рекомендации по разделению ложных сигналов и сигналов от дефектов должны быть указаны в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
4. ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ
4.1. Оценку сплошности металла рельсов проводят по результатам анализа информации, получаемой при контроле.
4.2. Измеряемыми характеристиками выявленных дефектов являются:
при эхо-методе
а) амплитуда эхо-сигнала от дефекта при заданной чувствительности или минимальная условная чувствительность, при которой обнаруживают дефект;
б) координаты дефекта (глубина залегания от поверхности ввода ультразвуковых колебаний Я и (или) расстояние от точки выхода луча до сечения рельса L, в котором обнаружен дефект);
в) условный размер дефекта по длине рельса при заданной чувствительности;
при зеркально-теневом методе
г) коэффициент выявляемости дефекта или условная чувствительность, при которой обнаруживают дефект;
д) условный размер дефекта по длине рельса при заданной чувствительности.
Дополнительной информацией о выявленном дефекте при контроле эхо-методом является отношение условной ширины АХ к условной высоте А Я дефекта, а при зеркально-теневом — координаты дефектного участка по длине рельса.
Условную ширину и условную высоту дефекта измеряют при одних и тех же крайних положениях преобразователя.
Необходимость и методика измерения характеристик дефекта должны устанавливаться в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
4.3. Результаты контроля фиксируют в журнале или протоколе, или другом документе, в котором должны быть указаны следующие данные:
техническая документация, в соответствии с которой выполняли контроль;
тип дефектоскопа и его номер по системе нумерации предприятия-изготовителя;
характеристики контролируемого объекта и участки, не подвергавшиеся контролю;
результаты контроля;
дата контроля;
фамилия лица, проводившего контроль или расшифровку результатов контроля.
4.4. Рельс, в котором обнаружен дефект, должен быть замаркирован в соответствии с технической документацией на контроль, утвержденной в установленном порядке.
5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
5.1. При проведении работ по ультразвуковому контролю рельсов дефектоскопист должен руководствоваться ГОСТ 12Л.001—83г
ГОСТ 18576-85 Стр. 15
ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ* 12.2.003—74, ГОСТ 12.3.002-75, правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденными Госэнергонадзором и правилами техники безопасности и производственной санитарии при производстве} работ в путевом хозяйстве, утвержденными МПС.
5.2. Дополнительные требования по технике безопасности и пожарной безопасности устанавливают в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочное
ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ
Термин |
Пояснение |
Условная чувствительность контроля эхо-методом |
Чувствительность, характеризуемая размерами и глубиной залегания выявляемых искусственных отражателей, выполненных в стандартном образце из материала с определенными акустическими свойствами.
При ультразвуковом контроле рельсов условную чувствительность определяют по стандартному образцу СО-IP (или СО-1) или по стандартному образцу СО-ЗР, или СО-2, или СО-2Р.
Условную чувствительность по стандартному образцу СО-IP (СО-1) выражают наибольшей глубиной расположения цилиндрического отражателя в миллиметрах, фиксируемого индикаторами дефектоскопа.
Условную чувствительность по стандартному образцу СО-ЗР или СО-2, или СО-2Р выражают разностью в децибелах между показанием аттенюатора при данной настройке дефектоскопа и показанием, соответствующим максимальному ослаблению, при котором цилиндрическое отверстие диаметром 6 А? еще фиксируют индикаторы дефектоскопа |
Условная чувствительность контроля зеркально-теневым методом |
Чувствительность, характеризуемая максимальным значением ослабления донного сигнала на входе приемного тракга, вызываемого моделью дефекта, которое еще четко фиксируют индикаторы дефектоскопа |
Коэффициент выявляемости дефекта при зеркально-теневом методе |
Коэффициент, характеризующий максимальное ослабление амплитуды первого донного сигнала, вызываемое дефектом |
Условный размер дефекта по длине рельса |
Размер, характеризуемый длиной зоны в миллиметрах перемещения преобразователя вдоль рельса, в пределах которой фиксируется сигнал от дефекта при заданной условной чувствительности дефектоскопа |
Размер, характеризуемый длиной зоны перемещения наклонного преобразователя перпендикулярно к контролируемому сечению в миллиметрах, в пределах которой фиксируют сигнал от дефекта при заданной условной чувствительности дефектоскопа
Размер, характеризуемый разностью значений глубины расположения дефекта, измеренных в крайних положениях наклонного преобразователя, перемещаемого перпендикулярно к контролируемому сечению, при которых еще фиксируют сигналы от дефекта при заданной условной чувствительности дефектоскопа
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Обязательное
ОБЩИЙ ВИД АТТЕСТАТ-ГРАФИКА К СТАНДАРТНОМУ ОБРАЗЦУ ИЗ ОРГАНИЧЕСКОГО СТЕКЛА
Аттестат-график устанавливает связь условной чувствительности (Ку) в миллиметрах по исходному стандартному образцу СО-1 с условной чувствительностью (Ау1) в децибелах по стандартному образцу СО-2 (или СО-2Р, «ли СО-ЗР) и номером отражателя диаметром 10 Л в аттестуемом образце СО-IP при частоте ультразвуковых колебаний (2,5±0,2) МГц, температуре (20±5) °С и углах призмы р=(40±1)° или (3=(50±11)° для преобразователей конкретного типа.
На чертеже точками обозначен график для исходного образца СО-1Р. Для построения соответствующего графика к конкретному аттестуемому образцу СО-IP, не соответствующему требованиям п. 1.4.1 настоящего стандарта, при указанных выше условиях определяют в децибелах разности КУ£ амплитуд NX£ от отражателей № 20 и № 50 диаметрам 10 Л7 в аттестуемом образце и амплитуды N0 от отражателя диаметром 6 А7 -на глубине 44 мм в образце СО-2 (или СО-2Р, или СО-ЗР):
^У»0~^Х20 ^0» ^У50===:^Х50 *0,
где N0 — показание аттенюатора, соответствующее ослаблению эхо-сигнала от отверстия диаметром 6 А7 в образце СО-2 (или СО-2Р, или СО-ЗР) до уровня, при котором оценивают условную чувствительность, дБ;
NXl — показание аттенюатора, при котором амплитуда эхо-сигнала от исследуемого отверстия с номером i в аттестуемом образце достигает уровня, при котором оценивают условную чувствительность, дБ.
Вычисленные значения Ку£ отмечают точками на поле графика и соединяют их прямой линией (пример построения см. на чертеже).
ПРИМЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ АТТЕСТАТ-ГРАФИКА
Контроль осуществляют дефектоскопом с преобразователем частотой
2,5 МГц с углом призмы р —40°, радиусом пьезоэлектрической пластины а=6 мм, изготовленным в соответствии с техническими условиями.
Дефектоскоп укомплектован образцом СО-IP, заводской номер, с аттестат-графиком (см. чертеж).
1. Технической документацией на контроль задана условная чувствительность 40 мм.
Указанная чувствительность будет воспроизведена, если настроить дефектоскоп по отверстию JSfe 45 в образце СО-ЦР, заводской номер.
2. Технической документацией на контроль задана условная чувствительность 14 дБ. Указанная чувствительность будет воспроизведена, если настроить дефектоскоп по отверстию № 35 в образце СО-IP, заводской номер.
УДК 625.143:620.179.16:006.354 Группа В09
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СО ЮЗ А ССР |
Контроль неразрушающий |
|
РЕЛЬСЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЕ |
ГОСТ |
Методы ультразвуковые |
18576-85 |
Non-destructive testing. Railway rails. |
Ultrasonic control methods |
Взамен |
ОКП €9 2000 |
ГОСТ 18576-80 |
|
Постановлением /Государственного комитета СССР по стандартам от 26 апреля 1985 г. № 1238 срок действия установлен
с 01.07.86 до 01.07*1 |
Несоблюдение стандарта преследуется по закону
Настоящий стандарт распространяется на рельсы типов Р43, Р50, Р65 и Р75 и устанавливает методы ультразвукового контроля для выявления в головке, шейке и зоне продолжения шейки в подошву рельсов внутренних дефектов: расслоений, флокенов, раковин, сосредоточенных ликваций, трещин, дефектов электрокон-тактной сварки.
Стандарт не устанавливает методы ультразвукового контроля наплавки.
Характер дефектов при ультразвуковом контроле не определяется.
Необходимость проведения ультразвукового контроля, объем контроля, типы и размеры недопустимых дефектов устанавливаются в стандартах или технических условиях на рельсы.
Пояснения терминов, использованных в настоящем стандарте, приведены в справочном приложении 1.
1. АППАРАТУРА
1.1. При контроле должны быть использованы:
ультразвуковой импульсный дефектоскоп (далее — дефектоскоп) по ГОСТ 23049-84 с пьезоэлектрическими или электромагнитоакустическими преобразователями;
стандартные образцы для настройки дефектоскопа.
Перепечатка воспрещена
(С) Издательство стандартов, 1985
|
5
W
15
20
25
30
35
45
SQ
55
ВО
Осподная чувгтдитвпьяость Ку(мп) по исходному СО~1 |
Номер отражателя 6 аттестуемом образце С0-1Р^ заОодской N ООО |
ьо
Допускается применять дефектоскопы с непрерывным излучением ультразвуковых колебаний, метрологические характеристики и параметры которых устанавливаются в стандартах и (или) технических условиях на дефектоскопы конкретного типа.
1.2. Для контроля следует использовать дефектоскопы, работающие по зеркально-теневому методу, по теневому методу, по эхо-методу, по зеркально-теневому и эхо-методам, на частоте от 0,1 до 4,0 МГц.
1.2.1. Дефектоскопы, работающие по теневому или зеркально-теневому методу, должны иметь устройство для измерения условной чувствительности, выполненное по схеме имитатора дефектов, состоящего из аттенюатора и элементов коммутации (черт. 1).
|
1 — имитатор дефектов; 2 — аттенюатор; 3 — переключатель;
4 — дефектоскоп
Черт. 1 |
I I I 1
Аттенюатор имитатора дефектов должен быть проградуирован в относительных единицах от 0,1 до 0,6 или в децибелах. Значение ступени ослабления аттенюатора должно быть соответственно не более 0,1 или не более 2,0 дБ.
1.2.2. Дефектоскопы, работающие по эхо-методу, должны иметь аттенюатор. Значение ступени ослабления аттенюатора должно быть не более 2 дБ.
Допускается применять дефектоскопы без аттенюатора с проверкой условной чувствительности по стандартным образцам СО--1Р или СО-1 по ГОСТ 14782-76 или дефектоскопы без аттенюатора с системой автоматической настройки и поддержания чувствительности.
1.3. Пьезоэлектрические преобразователи на частоту более 0,16 МГц — по ГОСТ 26266-84.
ГОСТ 18576-85 Стр. 3
1.4. Стандартные образцы СО-IP и СО-ЗР (черт. 2—3) и стандартные образцы СО-1, СО-2 и СО-3 по ГОСТ 14782-76 следует применять для измерения и проверки основных параметров аппаратуры и контроля при эхо-импульсном методе и совмещенной схеме включения пьезоэлектрического преобразователя на частоту более 1,5 МГц.
В остальных случаях для проверки основных параметров аппаратуры и контроля должны использоваться стандартные образцы предприятия.
1.4.1. Стандартный образец СО-IP (черт. 2) применяют для определения условной чувствительности.
Образец СО-IP должен быть изготовлен из органического стекла марки ТОСП по ГОСТ 17622-72. Скорость распространения продольной ультразвуковой волны на частоте (2,5+0,2) МГц при температуре (20±5) °С должна быть равна (2670±133) м/с. Амплитуда третьего донного импульса по толщине образца на частоте (2,5+0,2) МГц и температуре (20±5) °С не должна отличаться более чем на ±2 дБ от амплитуды третьего донного импульса в соответствующем исходном образце, аттестованном органами государственной метрологической службы.
2 Зак. 1S32
Стр. 4 ГОСТ 18576-85
Примечание. Цифры у отверстий диаметром 10 Д7 на образце СО- 1Р относительно поверхности ввода ультразвуковых колебаний указывают глубину расположения центра соответствующих отверстий диаметрам 2 Ат в стан-дартном образце СО-1 по ГОСТ 14782-76.
Допускается применять образцы из органического стекла по черт. 2, в которых амплитуда третьего донного импульса по толщине образца отличается от амплитуды соответствующего импульса в исходном образце более чем на ±2 дБ. При этом к образцу должен прикладываться аттестат-график по обязательному приложению 2.
|
|
л 94,Ь ±0,1 |
53*0,15 |
А |
|
|
> |
JL |
0,1 |
Б |
'к |
' |
|
hl'1'l Ч 'Т"‘ 1—I |
^ I |
|
Rz20.
vV) |
|
59 + 0J5 |
|
-----> |
200-OJ5 |
---^ |
|
Черт. 3 |
1.4.2. Стандартный образец СО-ЗР (черт. 3) применяют для определения условной чувствительности, мертвой зоны, погрешности глубиномера, местоположения точки выхода и угла ввода ультразвуковых колебаний, ширины основного лепестка диаграм-
ГОСТ 18576-85 Стр. 5
мы направленности, импульсного коэффициента преобразования при контроле рельсового, или близкого по акустическим свойствам к нему, металла.
Образец СО-ЗР должен быть изготовлен из стали марки 20 по ГОСТ 1050-74. Скорость продольной волны в образце при температуре (20±5) °С должна быть равна (59004= 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 а ввода луча от 40° до 70° через 1° в соответствии с уравнением
Z=44tga.
Нуль шкалы должен совпадать с осью, проходящей через центр отверстия диаметром 6 Aj перпендикулярно к рабочей поверхности образца.
Значение 65° на шкале углов ввода луча а должно совпадать с риской, проходящей через центр полуокружности.
Допускается для определения условной чувствительности, погрешности глубиномера, местоположения точки- выхода и угла ввода, ширины основного лепестка диаграммы направленности применять образец СО-2Р в соответствии с обязательным приложением 4.
1.5. В дефектоскопе для автоматизированного контроля должны быть предусмотрены устройства, обеспечивающие систематическую проверку параметров, определяющих работоспособность аппаратуры.
Перечень параметров и порядок их проверки должны быть указаны в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
Допускается применять для периодической проверки условной чувствительности образцы СО-IP, СО-ЗР, СО-1, СО-2 или образцы, указанные в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
2. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ
2.1. Поверхность рельса, с которой ведется контроль, должна быть:
очищена от отслоившейся окалины, грязи, льда и покрыта слоем контактирующей жидкости при использовании пьезоэлектрического преобразователя;
очищена от отслоившейся окалины и грязи при использовании электромагнитоакустического преобраозвателя.
В качестве контактирующей жидкости используют воду, минеральные смазочные материалы, раствор спирта в воде и спирт.
2*
Чистота поверхности и состав контактирующей жидкости должны быть указаны в технической документации на контроль.
2.2. Подготовку аппаратуры к контролю следует выполнять в соответствии с технической документацией на аппаратуру и контроль.
2.3. Основные параметры контроля:
частота ультразвуковых колебаний (дефектоскопа);
условная чувствительность;
положение точки выхода луча и направление акустической оси;
угол ввода ультразвукового луча в металл;
погрешность глубиномера (погрешность измерения координат);
мертвая зона;
характеристики электроакустического преобразователя;
минимальный условный раз<мер дефекта, фиксируемого при заданной скорости контроля;
длительность импульса дефектоскопа.
Перечень параметров, подлежащих проверке, численные значения и периодичность проверки должны устанавливаться в каждом конкретном случае в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
2.4. Частоту ультразвуковых колебаний измеряют по длительности периода колебаний в эхо-импульсе посредством широкополосного осциллографа.
Допускается измерять частоту ультразвуковых колебаний в диапазоне 1,5—4,0 МГц, излучаемых наклонным преобразователем, по образцу, приведенному в рекомендуемом приложении 3.
2.5. Условную чувствительность контроля эхо-методом на частоте более 1,5 МГц следует измерять по образцу СО-IP (или СО-1) или по образцу СО-ЗР или СО-2Р (или СО-2), если в дефектоскопе имеется аттенюатор.
Измерение условной чувствительности по стандартному образцу СО-IP или СО-1 выполняют при температуре, установленной в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
Условную чувствительность при частоте ультразвуковых колебаний менее 1,5 МГц, допускается измерять по образцам, указанным в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
Условную чувствительность при контроле зеркально-теневым методом измеряют с помощью имитатора дефектов или аттенюатора (черт. 1) на бездефектном участке рельса или на образце, параметры которых указаны в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
ГОСТ 18576—BS Стр. 7
2.6. Положение точки выхода луча и направление акустической оси следует определять по образцам СО-ЗР или СО-3, ил* СО-2Р.
2.7. Угол ввода луча следует измерять по образцам СО-ЗР или СО-2, или СО-2Р.
2.8. Погрешность глубиномера (погрешность измерения координат) следует проверять по образцам СО-ЗР или СО-2, или СО-2Р.
Допускается проверять погрешность глубиномера непосредственно на контролируемом рельсе, размеры которого известны.
2.9. Мертвую зону при контроле эхо-методом на частоте более 1,5 МГц следует проверять по образцам СО-ЗР или СО-2, а при контроле на частоте менее 1,5 МГц по образцам, указанным в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.
2.10. Характеристики электроакустического преобразователя следует проверять по нормативно-технической документации на аппаратуру.
2.11. Минимальный условный размер дефекта, подлежащий фиксации при заданной скорости контроля, следует проверять на стандартном образце в соответствии с технической документацией на контроль, утвержденной в установленном порядке. Допускается при проверке применять радиотехническую аппаратуру, имитирующую сигналы от дефектов заданного условного размера.
2.12. Длительность импульса дефектоскопа следует определять посредством широкополосного осциллографа измерением длительности эхо-сигнала на уровне 0,1.
Допускается определять длительность импульса дефектоскопа на образце в соответствии с рекомендуемым приложением 3.
3. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ
3.1. Контроль рельсов осуществляют эхо- или зеркально-теневым методами, или теневым, или комбинацией методов.
Схемы включения и расположения преобразователей приведены на черт. 4-^16 (Г — вывод к генератору, П — вывод к приемнику) .
При эхо-методе применяют совмещенную (черт. 4) и раздельную (черт. 5) схемы включения преобразователей.
При зеркально-теневом методе применяют совмещенную (черт. 6, 7) и раздельную (черт. 8—11) схемы включения преобразователей.
При теневом методе применяют раздельную (черт. 12) схему включения преобразователей.