47

ОПД.Ф.08 " Основы проектирования приборов и систем "

специальность

200102 Приборы и методы контроля качества и диагностики

направления подготовки дипломированных специалистов

200100 Приборостроение

1. Цели и задачи дисциплины

Для контроля ответственных объектов на транспорте и в промышленности в основном используют ультразвуковые (акустические), магнитные и электромагнитные методы контроля. Изучение данной дисциплины имеет целью дать студентам полное представление о принципах построения современных приборов неразрушающего контроля, основанных на этих методах, устройстве основных узлов приборов, технических характеристиках и функциональных схемах средств дефектоскопии, используемых на железнодорожном транспорте и в промышленности.

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

Изучив дисциплину, студент должен знать:

принципы классификации приборов неразрушающего контроля;

технические характеристики и принципы функционирования ультразвуковых дефектоскопов, толщиномеров и анализаторов структуры, магнитных и электромагнитных дефектоскопов;

функциональные схемы и временные диаграммы работы указанных приборов;

принципы работы и типовые схемы основных функциональных узлов приборов неразрушающего контроля;

особенности эксплуатации, технического обслуживания, метрологического обеспечения и ремонта приборов на железнодорожном транспорте.

После изучения дисциплины студент должен иметь полное представление об используемых на производстве современных средств неразрушающего контроля. Он должен уметь организовать грамотную эксплуатацию и техническое обслуживание средств дефектоскопии в реальных условиях производственного предприятия.

Настоящая программа разработана с учетом последних достижений в области разработки и эксплуатации средств неразрушающего контроля и технической диагностики.

Ведение

Предмет курса и его задачи Цель преподавания дисциплины:

• Полное представление о принципах построения современных приборов неразрушающего контроля, основанных на ультразвуковых (акустических), магнитных и электромагнитных методах контроля.

• Функциональные схемы приборов, используемых для дефектоскопии и толщинометри на ж/д транспорте.

• Представление об основных способах первичной обработки сигналов, используемых в дефектоскопии,

• Представление о технических характеристиках приборов и порядок настройки и эксплуатации.

• Методы и средства поверки приборов,

• Определение возможных причин неисправностей и определение порядка их устранения.

Краткий исторический обзор развития средств неразрушающего контроля, роль отечественных ученых в создании средств дефектоскопии для объектов ж.Д. Транспорта

1929 г. можно рассматривать как год рождения ультразвукового контроля материалов. В этом году С.Я.Соколов первым предложил теневой метод с непрерывными, звуковыми волнами для выявления дефектов материала.

Дальнейшее развитие и применение теневого метода связано с использованием его только в лабораторных устройствах.

Ультразвуковыми преобразователями служили пьезоэлектрические кварцевые пластины. Чтобы избежать прямой передачи от излучателя к приемнику они выполнялись раздельными и хорошо экранированными.

Непрерывные звуковые волны при поиске дефектов в материале были вытеснены ультразвуковыми импульсами в 1940-е годы.

Эхо-импульсный метод ультразвукового контроля по сравнению с теневым методом имеет ряд преимуществ:

Чувствительность значительно выше. Даже мелкие дефекты материала, которые при теневом методе вызывают слишком малые изменения приемного сигнала, могут создавать (отражать) заметное ультразвуковое эхо.

Время прохождения эхо-импульса позволяет определять местонахождение отражателя (дефекта), что при теневом методе невозможно.

При эхо-импульсном методе необходимо иметь доступ лишь к одной стороне контролируемого изделия.

Недостатком исторического теневого метода является возникновение стоячих волн в контролируемом изделии, чего можно избежать применением достаточно коротких ультразвуковых импульсов.

С.Я.Соколов не был первым, как утверждается в ряде работ, в открытии импульсного эхо-метода. Он предложил известный теневой метод для тел в форме пластинки с использованием эха (отражения ) от противоположной стенки и даже использовал при этом импульсы для разделения многократно отраженных волн. Однако отражение (эхо) от дефекта он не принимал, регистрировалось только ослабленное эхо от противоположной стенки.

Самыми первыми методами акустического контроля рельсов в нашей стране были методы простукивания рельсов при помощи специальной штанги или молоточка. Наличие дефекта в рельсе определялось в этом случае по глухому звуку при ударе по рельсу штангой или молотком. Кроме того при наличии дефекта в месте удара, штанга или молоток как бы прилипают к рельсу.

Первыми рельсовые дефектоскопы появились в 1950-е годы. В результате большой работы, выполненной научными работниками Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ЦНИИ МПС), Уральского филиала академии наук СССР (УФАН) и Сибирского физик технического института (СФТИ) в творческом содружестве с работниками производства были разработаны и внедрены следующие путевые дефектоскопы:

• сьемный дефектоскоп на переменном магнитном поле ДС-13м,РДП-56

• сьемный дефектоскоп на постоянном магнитном поле МРД-52

• сьемный импульсный ультразвуковой дефектоскоп УРД-52, УРД-58

• скоростной вагон-дефектоскоп на постоянно магнитном поле

1914 г. Академик (кораблестроитель и математик) А.Н. Крылов сработал методику выявления трещин в орудийных стволах магнитопорошковым методом - МП

1952 г. Советские ученые Маховер и Усенко, а чуть позже Фалькевич разработали впервые в мире метод магнитографии

1929 г. Соколов

1942 г. Файрстон - американский ученый - импульсный интраскоп

1942 г. Советский ученый Шрайбер Д.С- первый импульсный дефектоскоп

1952 г. на ж.д. первый УЗ дефектоскоп УРД-52 Построен под руководством Ю.Н. Штремера

УРД-56(58), УРД-63 (УРДО-3)

1968 г. УЗД-НИИМ-6М первый рельсовый УЗ дефектоскоп

Дефектоскопия сварных конструкций

1948 г. A.C. Матвеев впервые предложил конструкцию наклонного преобразователя

1957 г. УЗД-НИИМ-2 (5)- для контроля сварных соединений