Способ контроля разрушаемых элементов устройства контроля схода подвижного состава



Способ контроля разрушаемых элементов устройства контроля схода подвижного состава
Способ контроля разрушаемых элементов устройства контроля схода подвижного состава
Способ контроля разрушаемых элементов устройства контроля схода подвижного состава
Способ контроля разрушаемых элементов устройства контроля схода подвижного состава
Способ контроля разрушаемых элементов устройства контроля схода подвижного состава

 


Владельцы патента RU 2516363:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно Технический Центр Информационные Технологии" (RU)

Использование: для диагностики устройств контроля схода подвижного состава (УКСПС). Сущность изобретения заключается в том, что контроль производят методом магнитной памяти металла (МПМ) и вихретоковым методом (ВТМ), о непригодности элементов судят при обнаружении дефектов в элементе одним из методов, при этом дефектом при контроле методом МПМ является наличие локальных зон с измененной структурой материала, имеющих высокие механические напряжения, градиент напряженности собственных магнитных полей рассеяния которых не превышает эталонное значение 5*104 А/м2 на разрушаемых элементах цилиндрической формы, а на элементах плоской формы - 13*104 А/м2, а дефектом при контроле ВТМ является наличие микротрещин в разрушаемом элементе с раскрытием более 0,05 мм. Технический результат: повышение надежности выявления дефектных контрольных элементов УКСПС, имеющих различную геометрическую форму, находящихся в процессе эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля и может быть использовано для диагностики устройств контроля схода подвижного состава (УКСПС).

Уровень техники контроля дефектности объекта УКСПС известен из способа, заключающегося в том, что при контроле качества сборки и надежности сборочной единицы в разрушаемом элементе возбуждают резонансные механические колебания ультразвуковым излучателем в заданном частотном интервале, содержащем основные гармоники, выделяют резонансные пики в заданном частотном интервале, сравнивают их с эталонными значениями, при этом за эталонное значение дополнительно принимают заданное нормируемое сопротивление электрической цепи, возбуждение резонансных механических колебаний производят в процессе изготовления сборочной единицы при осуществлении контроля электрического сопротивления цепи сборочной единицы, при этом излучатель ультразвуковых механических колебаний располагают на контрольном элементе сборочной единицы, а контроль проводят по одному резонансному пику, о качестве сборки сборочной единицы и наличию дефектов судят по величине расхождения частот резонансного пика и эталонного и по сравнению сопротивления электрической цепи сборочной единицы с эталонным, о надежности работы сборочной единицы в процессе эксплуатации судят по расхождению частот резонансного пика и эталонного при отсутствии контроля сопротивления электрической цепи сборочной единицы (RU 2387987).

Недостаток данного технического решения заключается в сложности реализации способа в условиях, когда контролируемые элементы установлены на железной дороге, способ требует высококвалифицированных специалистов по контролю как в условиях завода изготовителя УКСПС, так и условиях эксплуатации данных устройств. Способ предполагает установку пьезодатчиков всегда в одном положении на контролируемом элементе. В условиях завода это возможно, на элементах, находящихся в эксплуатации, практически невозможно. Данный способ позволяет производить контроль датчиков только цилиндрической формы, что значительно сокращает область его применения.

Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности железнодорожного движения.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении надежности выявления дефектных контрольных элементов УКСПС, имеющих различную геометрическую форму, находящихся в процессе эксплуатации, отсутствует необходимость располагать индикатор в одном положении на контролируемом элементе, так как при контроле элементов цилиндрической формы контроль проводится по всей окружности элемента.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля разрушаемых элементов УКСПС, заключающемся в том, что контроль производят методом магнитной памяти металла (МПМ) и вихретоковым методом (ВТМ), о непригодности элементов судят при обнаружении дефектов в элементе одним из методов, при этом дефектом при контроле МПМ являются наличие локальных зон с измененной структурой материала, имеющих высокие механические напряжения, градиент напряженности собственных магнитных полей рассеяния которых не превышает эталонное значение 5*10 А/м2 на разрушаемых элементах цилиндрической формы, а на элементах плоской формы - 13*104 А/м2, а дефектом при контроле ВТМ является наличие микротрещин в разрушаемом элементе с раскрытием более 0,05 мм. Кроме того на разрушаемых элементах цилиндрической формы контроль проводят по всей окружности контрольного элемента.

В процессе эксплуатации УКСПС контрольные элементы подвергаются вибрации от проходящих составов, ударам различной силы от свисающих предметов, выходящих за предел нижнего габарита. Такие процессы приводят к накоплению усталостных явлений в контрольном элементе, которые приводят к разрушению контрольной вставки, при этом усилия, приводящие к разрушению контрольного элемента, могут быть значительно меньше, чем те, на которые рассчитана данная контрольная вставка в исходном состоянии. Поскольку контролируемые датчики находятся при постоянном воздействии вибрации от проходящих составов, то можно говорить о явлении циклической усталости материала контрольных элементов. Практикой установлено, что, если элемент многократно подвергать переменным напряжениям, в нем появляются микротрещины, которые постепенно развиваются, приводя элемент к разрушению. Но прежде чем произойти такому явлению, как зарождение микротрещины в материале, происходят структурные изменения, которые приводят к появлению значительных механических напряжений в локальных объемах. Таким образом, разрушение контрольного элемента УКСПС можно разбить на две независимые стадии, первая - образование локальных объемов с высокими механическими напряжениями, вторая - появление и развитие микротрещин до разрушения контрольного элемента. Исходя из этого предлагается способ контроля разрушаемых элементов УКСПС, при котором контроль разрушаемых элементов на стадии образования локальных объемов с высокими механическими напряжениями проводится методом МПМ, а на стадии образования и развития микротрещин - ВТМ.

МПМ заключается в регистрации градиента напряженности собственных магнитных полей рассеяния (СМПР) Нр, возникающих в материале в локальных зонах концентрации напряжений под действием циклических нагрузок. При этом СМПР в объекте контроля отражает фактическое распределение деформаций и напряжений. Контроль разрушаемого контрольного элемента проводится по поверхности специализированным феррозондовым магнитометром ИКНМ-2ФП с двумя каналами измерения градиента напряженности СМПР. Связь между величиной градиента напряженности магнитного поля Нр и величиной концентрации напряжений в локальных зонах устанавливали опытным путем. Установлено, что на новых бездефектных контрольных образцах при контроле МПМ градиент напряженности собственных магнитных полей рассеяния Нр не превышает на разрушаемых элементах цилиндрической формы значения 5*104 А/м2, а на элементах плоской формы значения 13*104 А/м2, данные значения предлагается использовать как эталонные.

МВТ заключается в изменении параметров взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем контрольном объекте этим полем. В качестве источника электромагнитного поля используется индуктивная катушка, которая встроена в вихретоковый преобразователь (вихретоковый датчик). Ток в катушке вихретокового преобразователя создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в исследуемом контролируемом объекте. При наличии микротрещин в контролируемом элементе более 0,05 мм, электромагнитное поле вихревых токов изменяется и соответственно меняется и воздействие на катушку преобразователя и наводящаяся в ней электродвижущая сила. Сигнал с вихретокового датчика (преобразователя) анализируется и по полученным данным делается вывод о наличии или отсутствии трещины в объекте контроля. Контроль разрушаемого контрольного элемента проводили по поверхности специализированным вихретоковым преобразователем ЭМИТ-1М, позволяющим определить микротрещину в разрушаемом элементе с раскрытием более 0,05 мм.

Предлагаемый способ позволяет оценить надежность разрушаемых контрольных элементов УКСПС, находящихся в рабочем состоянии, тем самым избежать трудоемкой и сложной операции монтажа и демонтажа УКСПС.

Изобретение иллюстрируется чертежами, на котором показана одна сборочная единица УКСПС, разрушаемый элемент цилиндрической формы (таких сборочных единиц, соединенных между собой в единую электрическую цепь в УКСПС, может быть несколько) и реализация способа контроля, на фиг.1, 2 - вихретоковым методом (ВТМ), на фиг.3, 4 - методом магнитной памяти металла (МПМ). На образцах плоской формы движение модуля МПМ и ВТМ в районе шейки разрушаемого элемента происходит, как показано на фиг.5.

Способ контроля разрушаемых элементов УКСПС осуществляется следующим образом.

Первоначально проводится контроль ВТМ. На контрольный образец при помощи щипцов 2 вихретокового преобразователя ЭМИТ-1М, на которых установлен датчик вихретокового контроля 3, в районе шейки разрушаемого элемента 1 в соответствии с фиг.1 устанавливается датчик вихретокового контроля 3 и поворотом щипцов 2 на 360° в соответствии с фиг.2. проводится контроль. Разрушаемый элемент считается бездефектным, если в процессе проворота в зоне светодиодной индикации ЭМИТ-1М загорится зеленый светодиод. В этом случае проводится контроль методом МПМ. Контроль разрушаемого контрольного элемента методом МПМ проводиться при помощи щипцов 4 специализированным феррозондовым магнитометром ИКНМ-2ФП с двумя каналами измерения напряженности СМПР, на которых установлен датчик напряженности магнитного поля 3. В районе шейки разрушаемого элемента 1 в соответствии с фиг.3 и поворотом щипцов 4 на 360° в соответствии с фиг.4 проводится контроль. Изделие считают выдержавшим испытания, если в процессе проворота щипцов 4 на индикаторе ИКНМ-2ФП отображается график зависимости градиента напряженности магнитного поля, не превышающий значения 5*104 А/м2. Если при контроле ВТМ светодиодная индикация загорается красным цветом, что говорит о наличии в зоне испытания микротрещины, изделие считается бракованным и дальнейшему исследованию не подвергается.

При контроле плоских образцов последовательность та же самая, отличие составляет значение градиента напряженности магнитного поля. До величины порядка 13*104 А/м2 контрольный элемент считается годным. По предлагаемому способу был проведен контроль устройств УКСПС-П, установленных на Рижско-Савеловской дистанции Московской железной дороги, имеющих плоские контрольные элементы.

Было обследовано 22 устройства УКСПС-П, установленные в работу (на каждом устройстве установлено пять разрушаемых элементов). Были обследованы 14 датчиков из комплектов ЗИП к данным устройствам.

Установлено:

Специальной подготовки поверхности и демонтажа деталей УКСПС для проведения измерений не требуется. Напряженно-деформированное состояние всех обследованных датчиков УКСПС-П находится в пределах нормы. Среднее значение градиента напряженности магнитного поля датчиков из комплекта ЗИП составляет 0,9 А/м2; для датчиков, установленных в пути - 2,6 А/м2. Для датчиков УКСПС-П, установленных в пути, распределение градиентов напряженности следующее:

- 63 датчиков (или 57%) имеют градиент <5,0 А/м2;

- 45 датчиков (или 41%) имеют градиент от 5,0 до 10,0 А/м2;

- 2 датчика (или 2%) имеют градиент от 10,0 до 12,5 А/м2 (браковочное значение градиента напряженности составляет 13,0 А/м2).

На разрушаемых элементах, на которых выявлен градиент напряженности, больший 10,0 А/м2, рекомендовано провести повторный контроль через 1 месяц для выявления динамики изменения напряженно-деформированного состояния разрушаемых элементов. На всех исследуемых разрушаемых элементах при контроле ВТМ микротрещин в зоне контроля не обнаружено.

1. Способ контроля разрушаемых элементов устройства контроля схода подвижного состава (УКСПС), заключающийся в том, что контроль производят методом магнитной памяти металла (МПМ) и вихретоковым методом (ВТМ), о непригодности элементов судят при обнаружении дефектов в элементе одним из методов, при этом дефектом при контроле методом МПМ являются наличие локальных зон с измененной структурой материала, имеющих высокие механические напряжения, градиент напряженности собственных магнитных полей рассеяния которых не превышает эталонное значение 5*104 А/м2 на разрушаемых элементах цилиндрической формы, а на элементах плоской формы - 13*104 А/м2, а дефектом при контроле ВТМ является наличие микротрещин в разрушаемом элементе с раскрытием более 0,05 мм.

2. Способ контроля по п.1, отличающийся тем, что на разрушаемых элементах цилиндрической формы контроль проводят по всей окружности контрольного элемента.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при диагностике неразъемных соединений, в частности для контроля качества паяных соединений камер сгорания и сопел жидкостных ракетных двигателей.

Изобретение относится к области контроля технического состояния обсадных колонн, насосно-компрессорных труб и других колонн нефтяных и газовых скважин. Техническим результатом является повышение точности и достоверности выявления наличия и местоположения поперечных и продольных дефектов конструкции скважины и подземного оборудования как в магнитных, так и в немагнитных первом, втором и последующих металлических барьерах.

Настоящее изобретение относится к датчику (6) для мониторинга с помощью вихревых токов поверхности круговой канавки (2), сформированной в диске (1) турбореактивного двигателя.

Изобретение относится к геофизическим исследованиям в скважине и может быть применено при электромагнитной дефектоскопии многоколонных конструкций стальных труб.

Изобретение относится к способу определения и оценки трещин в испытываемом объекте из электропроводного материала. Способ включает: нагружение испытываемого объекта электромагнитным переменным полем с предварительно определенной постоянной или переменной частотой (f), определение вихревых токов, индуцированных в испытываемом объекте, вдоль предварительно определенных параллельных измерительных путей на участке (10) поверхности испытываемого объекта, обеспечение сигналов вихревых токов, причем каждый сигнал вихревых токов соответствует измерительному пути, преобразование (14) сигналов вихревых токов и предоставление преобразованных измеренных величин как функции измерительного пути, частоты (f) и положения (s) вдоль измерительного пути, интерпретация (16) преобразованных измеренных величин с применением преобразованных измеренных величин, по меньшей мере, одного соседнего измерительного пути, и предоставление сигналов трещин со скорректированной амплитудой и/или положением пути по отношению к преобразованным измеренным величинам.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для выявления подповерхностных дефектов в ферромагнитных объектах. Сущность изобретения заключается в том, что в предлагаемом способе контролируемый объект намагничивают постоянным магнитным полем, возбуждают с помощью вихретокового преобразователя на контролируемом участке вихревые токи, регистрируют вносимое в вихретоковый преобразователь напряжение U _ в н и по нему судят о наличии дефектов, и согласно изобретению путем изменения параметра Р, регулирующего воздействие постоянного магнитного поля на контролируемый объект, плавно изменяют напряженность Н постоянного магнитного поля от минимальной величины до максимальной, регистрируют максимум Uмax амплитуды вносимого в вихретоковый преобразователь напряжения U _ в н и величину соответствующего ему значения параметра Р, а параметры дефекта оценивают по совокупности значений Uмах и Р.

Изобретение относится к неразрушающему контролю методом вихревых токов и может быть использовано для дефектоскопии и контроля электрических, магнитных и геометрических свойств объектов из электропроводящих материалов.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в промышленности для контроля осевого смещения и поперечного биения валов. .

Изобретение относится к горно-обогатительной промышленности и используется для определения процентного содержания ферромагнетика в горной руде. Устройство состоит из катушек возбуждения, генератора переменного тока, который создает переменное магнитное поле возбуждения, приемной катушки, расположенной параллельно передающим посредине, сумматора, ЦАП сигнала компенсации х.х.

Изобретение относится к исследованию или анализу веществ с помощью электромагнитных полей. Способ согласно изобретению заключается в то, что генерируют тестирующий сигнал, который взаимодействует с идентифицируемым водным раствором, результат взаимодействия сравнивают с эталоном и по результатам сравнения идентифицируют водный раствор.

Изобретение относится к средствам неразрушающего контроля и может использоваться для оценки уровня остаточных и динамических внутренних упругих напряжений конструкций ферромагнитных материалов, в том числе и для контроля механических напряжений магистральных трубопроводов.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля наличия дефектов в изделиях из электропроводящих материалов и может быть использовано для выявления дефектов, их количества, пространственного положения, а также геометрических размеров, в том числе в ферро-, пара- и диамагнитных изделиях и материалах.

Изобретение относится к устройствам для неразрушающего контроля трубопроводов. .

Изобретение относится к области неразрушающего контроля деталей, узлов и конструкций из ферромагнитных марок сталей. .
Изобретение относится к области дефектоскопии. .
Изобретение относится к области дефектоскопии. .
Изобретение относится к области дефектоскопии. .

Изобретение относится к способам и средствам неразрушающего контроля, реализующим иммерсионный эхо-импульсный метод дефектоскопии, и может быть использовано для контроля качества (сплошности тела и толщины стенки трубы) стальных бесшовных труб в поточных линиях на трубных заводах и перед эксплуатацией.

Использование: для дефектоскопии технологических трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что комплекс дефектоскопии технологических трубопроводов состоит из: подвижного модуля, бортовой электронной аппаратуры, бортового компьютера; датчиков дефектов; одометров; троса; наземной лебедки с барабаном для троса; бортового источника электропитания; наземного компьютера; при этом в него ведены: первый и второй направляющие конусы, несколько опорно-ходовых манжет, несколько групп ходовых пружинных узлов (ХПУ), несколько групп прижимных пружинных узлов (ППУ), несколько групп ультразвуковых датчиков системы неразрушающего контроля (УДСНК), несколько групп толкателей, несколько ультразвуковых эхолокаторов, несколько контроллеров управления прижимными пружинными узлами, несколько контроллеров управления ходовыми пружинными узлами, первый радиомодем, второй радиомодем, несколько контроллеров управления ультразвуковыми датчиками системы неразрушающего контроля (КУУДСНК). Технический результат: обеспечение возможности создания простого с точки зрения механики комплекса для внутритрубного контроля состояния технологических трубопроводов произвольной ориентации, открытых с одного конца, а также контроля труб-отводов произвольной пространственной ориентации при удаленном расположении отвода от открытого конца основного трубы. 7 ил.
Наверх