Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Опорно-стержневые изоляторы конструкция, эксплуатация, диагностика. Учебное пособие
.pdf
сигналов дефектов в установленной зоне контроля дублируется звуковым и световым сигналами и выходным сигналом для управления
внешними устройствами отметки и регистрации дефектов.
Дефектоскопы УД2-12 с ручными ультразвуковыми преобразователями работают на частотах 1,25; 1,3; 2,5; 5,0 и 10 МГц и сохраняют
работоспособность при контроле материалов изделий со скоростью
распространения в них продольных ультразвуковых колебаний
от 2240 до 6700 м/с, поперечных УЗК от 1120 до 3350 м/с, с затуханиями УЗК на частоте 2,5 МГц не более 3,9 дБ/см.
В работе [26] указаны предельные значения параметров контролируемых объектов, ограничивающих область применения дефектоскопов при их раздельном воздействии:
– максимально допустимое значение параметра шероховатости
поверхности, мкм, не более: 250;
– минимально допустимый радиус кривизны (при шероховатости
Ra = 2,5 мкм), мм, не более: 100;
– диапазон толщин контролируемых материалов (по стали)
по индикатору, мм: 1–999;
– диапазон толщин контролируемых материалов (по стали)
по экрану электронно-лучевой трубки, мм: 1–5000.
Производство дефектоскопов серии УД2-12 освоено АО «ИНТРОСКОП» (г. Кишинев, республика Молдова). Общий вид прибора
приведен на рис. 3.8.
Рис. 3.8. Общий вид дефектоскопа УД2-12
61
Фирмой ООО НПП «ПРОМПРИБОР» (г. Москва) производится
ультразвуковой дефектоскоп УД4-76 (версия «Фарфор»), который
позволяет выполнять контроль фарфоровых ОСИ различных типов,
и выявлять такие дефекты, как:
– зона ОМИП в «опасных сечениях» изолятора (ВОС и НОС);
– зона ОМАП в ВОС и НОС;
– сосредоточенные дефекты (трещина, полости, включения) в
ВОС и НОС, а также в верхней и нижней заделках (ВЗ, НЗ).
Дефектоскоп УД4-76 комплектуется индивидуальным комплектом ультразвуковых датчиков.
При контроле фарфоровых ОСИ ультразвуковыми дефектоскопами существуют два основных способа оценки размера дефектов.
При первом способе оценка размера дефекта производится
по границам дефекта. Если диаметр звукового луча меньше размера
дефекта, тогда его можно использовать для определения границ дефекта. Чем меньше диаметр луча, тем выше точность определения
границ дефекта. Наоборот, если луч сравнительно широк, реальные
границы могут сильно отличаться от полученных таким способом.
Во втором способе оценка размера дефекта выполняется по амплитуде эхо-сигнала. Если диаметр звукового луча больше размера
дефекта, то для определения размеров сравнивают максимальную амплитуду эхо-сигнала от дефекта и максимальную амплитуду от искусственного отражателя в специальном образце. Обычно амплитуда
эхо-сигнала от небольшого реального дефекта меньше, чем амплитуда эхо-сигнала от искусственного отражателя той же площади. Данный факт обусловлен нестрогой ориентацией реального дефекта к лучу и неправильной геометрической формой поверхности реального
дефекта и должен учитываться при оценке дефектов при контроле.
Измерение толщины с помощью ультразвука – это результат математического умножения скорости распространения УЗК в материале и времени прохождения импульса. Дефектоскоп обеспечивает точное измерение времени прохождения ультразвуковых колебаний.
Правильное задание скорости зависит от оператора.
62
Точность измерения толщины и расположения дефектов в значительной степени зависит от правильного задания скорости ультразвука в материале, которая зависит от физических характеристик материала и его температуры.
Перспективным прибором для ультразвуковой диагностики
структуры высоковольтного фарфора является устройство типа УДС
2ВФ-ЦИВОМ-ЭП [27].
Прибор УДС2ВФ-ЦИВОМ-ЭП предназначен для обнаружения
и определения параметров дефектов с помощью ультразвукового неразрушающего контроля изделий из высоковольтного фарфора.
Принцип действия прибора основан на способности УЗК распространяться в контролируемых изделиях и отражаться от дефектов
фарфорового изолятора.
Дефекты структуры фарфора микроскопических размеров определяются по изменению скорости прохождения поверхностных или
головных волн через контролируемый участок изделия. Прибор измеряет временной интервал прохождения УЗК через фиксированную
базу на объекте контроля, затем вычисляется скорость УЗК.
О годности изделия судят по величине отклонения скорости УЗК
в объекте контроля от среднестатистических величин.
Дефекты макроскопических размеров обнаруживаются теневым и
эхо-импульсным методами.
Информация о режиме работы и настройках прибора отображается на электролюминесцентном дисплее в специально отведенных местах. Информация, полученная в результате контроля, представляется
в виде развертки типа А с соответствующими цифробуквенными сообщениями.
Конструктивно прибор УДС2ВФ-ЦИВОМ-ЭП выполнен в виде
электронного блока, к которому через кабели подключаются пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП). Органы управления прибором
размещены на верхней и передней панели прибора.
В комплект прибора входит зарядное устройство, которое может
быть использовано в качестве источника питания прибора от сети переменного тока 220 В.
63
Общий вид прибора приведен на рис. 3.9.
Рис. 3.9. Общий вид специализированного ультразвукового прибора
типа УДС2ВФ-ЦИВОМ-ЭП
Основные технические характеристики:
– пороговая чувствительность на частотах:
2,5 МГц – (650 ± 100) мВ;
5,0 МГц – (1800 + ig) мВ;
– длительность зоны наблюдения сигналов на экране индикатора
регулируется в пределах от 32 до 1500 мкс;
– дискретность измерения временного интервала – 0,1 мкс;
– предел допускаемого значения погрешности измерения временного интервала не более ± (0,2 ± 0,00It) мкс, где t – измеренный временной интервал;
– диапазон калиброванной регулировки усиления приемника
прибора от 0 до 84 дБ;
– предел допускаемого значения погрешности измерения амплитуды входного сигнала не более ± (2 + 0,03N) дБ, где N – установленная амплитуда сигнала;
– масса электронного блока прибора со встроенной аккумуляторной батареей питания, без комплекта ЗИП и без навесной аккумуляторной батареи не более 3,0 кг.
64
На рис. 3.10 приведена фотография дефекта, выявленного в изоляторе ОНС-110-300 с помощью прибора УДС2ВФ-ЦИВОМ-ЭП методом УЗД. Дефект вида «зона макроскопического растрескивания» обнаружен в нижней конечности изолятора (вблизи нижнего фланца).
Контроль состояния изолятора проводился перед его монтажом.
До этого времени более 10 лет изолятор хранился под открытым небом в составе аварийного резерва [27].
Из-за наличия в теле изолятора технологического дефекта вида
ОМИП происходило впитывание в нее влаги из окружающей среды.
При отрицательных температурах развивался дефект «зона растрескивания».
Для подтверждения выводов результата контроля нижний фланец
изолятора был распилен (см. рис. 3.10). На образце визуально видна
зона растрескивания.
Рис. 3.10. Фотография дефекта в изоляторе ОНС-110-300,
выявленного прибором УДС2ВФ-ЦИВОМ-ЭП
Другим примером успешного применения прибора УДС2ВФЦИВОМ-ЭП для диагностики ОСИ является результат входного (предмонтажного) УЗНК партии токопроводных изоляторов типа ИРМ-24-8
[27]. На рис. 3.11 представлен фрагмент изолятора ИРМ-24-8, у которого в нижней оконечности выявлены внутренние трещины.
65
Кроме этого, у многих изоляторов из указанной партии изоляторов с помощью УДС2ВФ-ЦИВОМ-ЭП на основе УЗС был зафиксирован дефект – нарушение состава фарфоровой массы (вместо высокопрочного глиноземистого фарфора использовался обычный кварцевый электротехнический фарфор).
Ранее в п. 1.2 был приведен рис. 1.6, на котором представлен результат эксплуатационного УЗНК с помощью рассматриваемого прибора УДС 2ВФ-ЦИВОМ-ЭП методом УЗС по скорости распространения продольных ультразвуковых волн в изоляторе ИОС-110-600.
Рис. 3.11. Фотография дефекта в изоляторе ИРМ-24-8,
выявленного прибором УДС2ВФ-ЦИВОМ-ЭП
После вскрытия изолятора из его внутренней области взята часть,
которую испытали методом фуксиновой пробы под давлением
(ФППД) с помощью установки УВД-250-ТА. На рис. 1.6 (см. п. 1.2)
четко просматривается прокраска фуксином глубиной до 10 мм. Впитывание влаги в зону ОМИП привело, в конечном счете,
к образованию еще одного дефекта – «зона макроскопического растрескивания».
Положительные отзывы специалистов, занимающихся проблемой
контроля состояния фарфоровых ОСИ, получили ультразвуковые дефектоскопы NOVOTEST УД2301 (UD2301) [28].
66
«Дефектоскоп NOVOTEST реализует теневой, эхо и зеркально-
7
теневой методы акустического контроля. Он позволяет формировать,
регистрировать и сохранять в энергонезависимой памяти временные
реализации импульсных ультразвуковых сигналов с целью последующей их перезаписи на компьютер для анализа и представления в виде документа» [28, с. 7].
Конструкция дефектоскопа ультразвукового NOVOTEST УД2301
состоит из электронного блока, выполненного из ударопрочного ABS
пластика, а также из подсоединяемых с помощью разъема ПЭП.
Управление дефектоскопом осуществляется с помощью клавиатуры.
Визуализация сигналов, а также индикация результатов измерений,
состояния дефектоскопа и другой информации осуществляется
на контрастном цветном LCD/TFT-дисплее [28].
Подключение ПЭП осуществляется посредством коаксиальных
кабелей. Разъем mini-USB используется для подключения прибора
к ПК. На рис. 3.12 указаны составные части прибора, а на рис. 3.13
изображена клавиатура.
Рис. 3.12. Общий вид дефектоскопа ультразвукового
NONOTEST УД2301 (UD2301):
1 – защитный чехол; 2 – контрастный цветной LCD/TFT-дисплей;
3 – аккумулятор типа NiMH; 4 – клавиатура управления; 5 – отсек для батарей;
6 – электронный блок; 7 – резьбовое соединение для закрепления крышки
67
Рис. 3.13. Клавиатура управления и функциональное назначение клавиш
дефектоскопа NOVOTEST УД2301
«Дефектоскоп NOVOTEST УД2301 рассчитан на работу с совмещенными, раздельно-совмещенными и раздельными УЗ ПЭП с рабочими частотами в диапазоне от 1 до 10,0 МГц.
В приборе используется генератор двуполярных зондирующих
импульсов с регулируемой длительностью, что обеспечивает совместимость, как с ПЭП, имеющими встроенные согласующие индуктивности, так и без них, что позволяет использовать с дефектоскопом
большинство типов ПЭП, присутствующих на рынке» [28, с. 10].
В работе [28] отмечается: «В зависимости от типа преобразователя используются два типа кабеля и, соответственно, два способа подключения ПЭП:
– совмещенные преобразователи подключаются с помощью одинарного кабеля к левому разъему;
– раздельно-совмещенные (РС) преобразователи подключаются
с помощью двойного кабеля. Правый разъем служит для подключения приемного пьезоэлемента, левый – передающего пьезоэлемента» [28, с. 10].
В основу работы дефектоскопа положена способность УЗК распространяться в контролируемых изделиях и отражаться от внутренних дефектов и границ материалов.
68
Возбуждение УЗК в контролируемом изделии осуществляется
,
2
tC
H
с использованием пьезоэлектрического эффекта преобразователями
электрических колебаний в механические (пьезоэлектрические преобразователи). Отраженные от дефектов УЗК воспринимаются ПЭП.
Полученные электрические колебания подлежат усилению, преобразованию в цифровую форму, обработке и выдаче на дисплей. Отображение отраженных сигналов на дисплее осуществляется в виде развертки типа A (A-Скан) и типа B (B-Скан). «Анализируя A-Скан
(B-Скан), оператор-дефектоскопист принимает решение о наличии в
изделии дефекта, его местоположении и эквивалентных размерах.
При определении глубины залегания используется формула
(3.1)
где Н – расстояние от точки ввода УЗК до дефекта, м;
С – скорость распространения УЗК в исследуемом материале, м/с;
t – время прохождения УЗК от точки ввода до дефекта и обратно,
сек» [28, с. 12].
Структурно дефектоскоп состоит из функционально законченных
блоков (плат). Связи между платами осуществляются через разъемные соединения (рис. 3.14).
Рис. 3.14. Структурная схема дефектоскопа NOVOTEST УД2301
69
Конструктивно дефектоскоп состоит из индикаторной панели,
центральной платы, аналоговой платы, платы процессора, памяти
и аккумуляторной батареи.
«Центральная плата выполнена на базе высокопроизводительного
цифрового процессора сигналов (ЦПС), который обеспечивает все
функции управления дефектоскопом, а также производит обработку
и измерение сигналов.
На центральной плате находятся элементы электроакустического
тракта дефектоскопа: цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)
и аналого-цифровой преобразователь (АЦП).
Аналоговая плата включает в себя генератор зондирующих импульсов и усилитель. По сигналу ЦПС схема генератора зондирующих
импульсов вырабатывает радиоимпульс, который поступает через разъем генератора на ПЭП (см. рис. 3.14) и излучается в контролируемое
изделие. Отраженный сигнал преобразуется ПЭП в электрический импульс и через разъем приемника поступает на вход усилителя. Коэффициент усиления усилителя задается ЦПС через схему ЦАП временной
регулировки усиления. Усиленный электрический импульс поступает
на вход АЦП. С выхода АЦП цифровой сигнал поступает на ЦПС
для дальнейшей обработки и отображения на дисплее» [28, с. 13].
Прибор работает в следующих режимах.
1. «ИЗМЕРЕНИЯ».
2. «АРХИВ».
3. «НАСТРОЙКИ».
4. «ИНФОРМАЦИЯ».
5. Двусторонняя связь с ПК:
– передача данных;
– изменение интерфейса.
Для перехода в режим «ИЗМЕРЕНИЯ» необходимо после включе-
ния прибора навигационными клавишами
выделить режим «ИЗМЕРЕНИЯ» в главном меню и клави-
шей войти в режим.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]