2 Основания для разработки

2.1 План НИОКР 2021

3 Цель и назначение разработки

3.1 Целью настоящей работы является создание программируемого переносного многоканального ультразвукового дефектоскопа для контроля элементов колесных пар, узлов и деталей

3.2 Внедрение прогрессивных технологий неразрушающего контроля с документированием результатов контроля.

3.3 Разработка многоканального дефектоскопа нового поколения для реализации вновь разработанных методик для ручных, механизированных и автоматизированных систем неразрушающего контроля.

4 Источники разработки

4.1 ГОСТ 15150-69, ГОСТ 23049

4.2 ГОСТ 10791-89 Колеса цельнокатаные. Технические условия

4.3 ГОСТ 30237-96 ИСО 1005-3-82. Оси чистовые для подвижного состава колеи 1524 мм. Технические условия.

4.4 Дефектоскоп ультразвуковой УДС2-32. Руководство по эксплуатации.

4.5 ИТМ-1В. Классификация неисправностей вагонных колесных пар и их элементов

4.6 Руководство по комплексному ультразвуковому контролю колесных пар вагонов РД 07.09-97.

5 Технические требования

5.1 Состав изделия и требования к конструктивному исполнению.

5.1.1 Состав дефектоскопа и назначение его составных частей приведен в табл.1

Таблица 1.

Наименование основных составных частей	Количество	Назначение основных составных частей
Блок электронный	1 шт.	Генерация импульсов возбуждения ПЭП; усиление, выделение и представление на экране индикатора эхосигналов от объекта контроля; управления режимами контроля, программирование параметров контроля; индикация параметров и характеристик контроля, запись результатов контроля и передачи их на ПК.
ПЭП*: П121-2,5-400	1 комп-лект	Наклонный пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП), предназначен совместно с электронным блоком ультразвукового дефектоскопа для ручного контроля качества и выявления дефектов, типа нарушения сплошности и однородности материала в материалах, изделиях и конструкциях различных отраслей.
Запасные части, инструменты и приспособления	1 комп-лект	Эксплуатация и ремонт в пределах гарантийного срока эксплуатации
Чехол (сумка)	1шт	Размещение рабочего комплекта дефектоскопа
Поставляется по специальному заказу
Устройство сканирования УСО-1	1 шт.	Контроль осей колесных пар без демонтажа буксового узла.
Устройство сканирования УСК-5	1 шт.	Контроль колес железнодорожных вагонов

 Примечание. Состав комплекта зип (комплектность пэп, сканеров, запасных частей и т.Д.) определяется на стадии “Изготовление опытных образцов (опытной партии)”.

5.2 Технические данные

5.2.1 Уровень радиопомех, создаваемых дефектоскопом не должен превышать норм, предусмотренных в Нормах допускаемых радиопомех (Норма 8-72).

5.2.2 Масса дефектоскопа не более 5 кг. (уточняется на стадии “Изготовление опытного образца)”.

5.2.3 Габаритные размеры дефектоскопа (электронного блока) не более 290 х 290 х 160 мм. (уточняется на стадии “Изготовление опытного образца)”.

5.2.4 Рабочее поле экрана индикатора по горизонтали и вертикали должно быть не менее 110х80мм.

5.3 Показатели назначения

5.3.1 Основные показатели назначения дефектоскопа должны соответствовать табл.2.

Таблица 2.

Наименование характеристики	Значение характеристики	Примечание
1. Номинальные рабочие частоты, МГц	2.5
2. Отклонение частоты от номинальной, %	10
3. Условная чувствительность, дБ		В соответст-вии с ТУ
4. Диапазон регулировки длительности развертки, мкс	10-1600
5. Диапазон измерения времени распространения ультразвука, мкс	0-1600
7. Диапазон измерения коэффициента превышения амплитудой сигнала порогового уровня, не менее, дБ	-20…40	( - ) и (  ) в зависимости от логики работы АСД
8.Дискретность измерения коэффициента превышения амплитудой сигнала порогового уровня, дБ	1
9 Погрешность измерения коэффициента превышения амплитудой сигнала порогового уровня, дБ, не более: в диапазоне –2020 дБ, в диапазоне 2040 дБ	1 2
10. Диапазон калиброванной регулировки усиления приемника, дБ	не менее 0110
11. Дискретность регулировки коэффициента усиления приемника, дБ	1
12.Размах импульса генератора возбуждения ПЭП на номинальной нагрузке (эквивалент нагрузки), В	не менее 150
13.Электрическое питание: переменный ток напряжением, В частотой, Гц	220-22+33 501
14 Мощность, потребляемая от сети переменного тока, ВА	не более 15

5.3.2 Параметры и характеристики основных узлов электронного блока.

5.3.2.1 Значение полосы пропускания усилителя на каждой частоте - не менее 0,4 номинальной частоты.

5.3.2.2 Максимальная чувствительность приемника дефектоскопа не более150 мкВ.

5.3.3.3 Строб импульс ЗОНА 1: длительность 1 должна устанавливаться от 0 до 1600 мкс. Задержка 1 должна устанавливаться от 0 до (1600 - 1 )

5.3.2.4. Строб импульс ЗОНА 2: длительность 2 должна устанавливаться от 0 до 1600 мкс. Задержка 2 должна устанавливаться от 0 до (1600 - 2 )

5.3.2.5 Местоположение строб импульсов ЗОНА 1 и ЗОНА 2 должно индицироваться на временной развертке на экране индикатора в виде горизонтальных линий с уровнем, соответствующим установленному значению порога АСД.

5.3.2.6 В дефектоскопе должен быть предусмотрен режим “электронная лупа”, режим “замораживания” изображения для детального рассмотрения эхосигнала, режим построения огибающей эхо сигнала.

5.3.2.8 Измерение коэффициента превышения эхосигналом порогового уровня должно производиться с использованием максимального эхосигнала в ЗОНЕ 1 с дискретностью 1 дБ.

5.3.2.9 Управление сменой режимов работы дефектоскопа, индикацией на экране параметров контроля, вводом и выводом информации о параметрах настройки и контроля должно осуществляться с клавиатуры, включающей достаточное количество клавишных (кнопочных) переключателей.

5.3.3 Требования к глубиномеру.

5.3.3.1 Дефектоскоп должен обеспечивать два режима работы глубиномера:

• настройка глубиномера с компенсацией времени в призме путем установки времени распространения ультразвука в стандартном образце СО-3;

• настройка глубиномера по известным координатам отражателя.

5.3.4 Требования к ПЭП.

5.3.4.1 Дефектоскоп должен комплектоваться контактными наклонными ПЭП. Конкретные типы ПЭП, поставляемые с дефектоскопом, и их количество должны согласовываться между изготовителем и потребителем дефектоскопа при его заказе.

5.3.4.2 ПЭП должны соответствовать требованиям ГОСТ 26266-90.

5.4 Требования к надежности

5.4.1 Дефектоскоп относится к восстанавливаемым, однофункциональным, многоканальным изделиям.

5.4.2 Средняя наработка на отказ дефектоскопа с учетом технического обслуживания и комплекта ЗИП не менее 15 000 часов. Критерий отказа дефектоскопа – несоответствие параметров требованиям п.п. 3,4 табл. 2.

5.4.3 Среднее время восстановления работоспособного состояния дефектоскопа от полного отказа – не более 8 часов.

5.4.4 Средний срок службы дефектоскопа, исключая ПЭП – не менее 10 лет.

5.4.5 Подтверждение показателей безотказности дефектоскопа производится расчетно-экспериментальным методом.

5.4.6 ПЭП относятся к невосстанавливаемым, однофункциональным изделиям. Требования к надежности и долговечности ПЭП устанавливаются в процессе разработки.

5.5 Требования к метрологическому обеспечению.

5.5.1 Комплексная и поэлементная поверка дефектоскопа должна производиться с использованием стандартизированных и нестандартизированных средств измерений и стандартных образцов согласно Методике поверки, приводимой в Руководстве по эксплуатации. Периодичность поверки дефектоскопа при эксплуатации 1 раз в год.

5.5.2 Номенклатура параметров, подлежащих определению при первичной и последующих поверках, устанавливает разработчик на стадии “Изготовление опытных образцов (опытной партии)”

5.6 Требования безопасности и требования по охране природы.

5.6.1 По ГОСТ 12.0.003-74 дефектоскоп является опасным по уровню напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека. По способу защиты человека от поражения электрическим током дефектоскоп относится к классу 0 ГОСТ 12.2.007.0-75.

5.6.2 На задней панели электронного блока должен быть нанесен предупреждающий знак высокого напряжения по ГОСТ 12.4.026.-76

5.6.3 Пиковое значение виброскорости ультразвука в зоне контакта рук оператора с ПЭП не должно превышать 0,016 м/с согласно ГОСТ 12.1.001-89. Определение показателя производится расчетным путем.

5.7 Условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту.

5.7.1 Дефектоскоп должен быть устойчив к воздействию температуры окружающего воздуха от минус 30 до 50С и относительной влажности 953 % при 25С.

5.7.2 Отклонение условной чувствительности при крайних значениях температуры окружающей воздуха не должно быть более 4 дБ от значений, установленных в п.3 табл.2. при сохранении запаса чувствительности.

5.7.3 Допускаемая приведенная дополнительная погрешность измерения координат дефекта при крайних значениях температуры окружающего воздуха не должна превышать удвоенного значения приведенной основной погрешности.

5.7.4 По защищенности от проникновения твердых тел (пыли) и воды внутрь электронного блока дефектоскоп должен соответствовать степени защиты IР 53 по ГОСТ 14254-80.

5.7.5 Дефектоскоп должен быть устойчивым и прочным к воздействию синусоидальных вибраций в диапазоне частот 10-55 Гц с амплитудой смещения 0,15 мм и прочным к одиночным механическим ударам со значением пикового ускорения 50 м/с2 и длительностью ударного импульса в пределах 0,5-30 мс [группа №1 по ГОСТ 12997-84].

5.7.6 Время установления рабочего режима не более 10 сек.

5.8 Дополнительные требования.

5.8.1 Комплект технической документации дефектоскопа должен быть разработан на русском языке.

5.8.2 Требования к маркировке, упаковке, транспортировке и хранению устанавливаются в процессе разработки технической документации.