автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Исследования и разработка малогабаритной рентгеновской системы контроля особо ответственных деталей подвижного состава железнодорожного транспорта

„,™дународный академический союз

На правах рукописи

Мягков Борис Анатольевич

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА МАЛОГАБАРИТНОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ОСОБО ОТВЕТСТВЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Специальность: 05.02.22 - Организация производства

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада.

Москва. 2010 г.

Работа выполнена в ОАО РЖД.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Спиридонов Эрнст Серафимович; кандидат технических наук Тэвид Анатолий Яковлевич

Защита состоится^^апреле 2010 г. на заседании диссертационного совета Д.06.024.МАИ 032 Высшей Межакадемической аттестационной комиссии.

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться в диссертационном совете Д.06.024.МАИ 032.

Автореферат разослан_2010 ;

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук,

профессор . л, Г.Е. Лазарев.

росс и к с :< л я : с уЯарствени ая

е и б л и о т е к а ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. Актуальность проблемы.

В ОАО «Российские железные дороги» особо остро встал вопрос связанный с качеством деталей и узлов ходовой части подвижного состава. К таким деталям в первую очередь следует отнести детали грузовой тележки 18-100 грузового вагона. Только за первый квартал 2010 года количество поломок превысило 15 случаев. Такое положение объясняется в первую очередь тем, что возросли объемы поставок деталей грузовых тележек, возросло количество поставщиков, а объективных методов контроля на заводах изготовителях при выходном контроле и входном контроле в ремонтных вагонных депо практически отсутствует. Если учесть что на сегодня имеется значительный процент износа грузовых вагонов, который превышает 80%, а их средний возраст превышает 18 лет, то возникла серьезнейшая проблема в области обеспечения безопасности грузовых перевозок.

Исходя из выше изложенного, задача выбора метода контроля и разработки аппаратуры, которая бы сумела контролировать наружные и внутренние (скрытые) дефекты, является предельно актуальной. Цель и задачи исследования.

Цель диссертационной работы состоит в разработке системы контроля качества ответственных деталей тележек грузовых вагонов. В соответствии с этой целью в диссертации были поставлены и решены следующие вопросы:

1- Проведен анализ применяемых методов неразрушающего контроля.

2- Изучены и определены методы диагностики, позволяющие с оптимальной трудоемкостью проводить полномасштабный контроль деталей тележки грузового вагона.

3- Выбраны принципы построения рентгеновской системы, наиболее полно отвечающей условиям ее встраивания в технологический процесс.

4- Разработана портативная рентгеновская система для контроля особо ответственных деталей грузовых вагонов. Научная новизна диссертации.

• Создан интегрально-структурированный рентгеновский комплекс, который позволяет за счет массогабаритных размеров и оригинальной диаграммы направленности источника излучения практически встраивать созданные комплексы в технологическую линию.

» Импульсный генератор на принципах рентгеновского квантования позволил охватить по глубине просвечивания все ответственные детали ходовых частей подвижного состава железнодорожного транспорта.

• Рентгеновская трубка за счет введения защитно-направляющего концентратора позволила проводить технический процесс контроля не в специальных защищенных от жесткого излучения помещениях, а непосредственно на производственных площадях.

• Применение элегаза в качестве изоляционной среды позволило получить максимальную мощность излучения за один импульс путем настройки согласованности контуров генератора обычным изменением давления газовой изоляции.

Практическая значимость работы подтверждена успешными производственными испытаниями и рекомендациями по серийному внедрению системы на заводах-изготовителях грузовых тележек и на ремонтных предприятиях вагонного хозяйства.

Структура и объем работы. Научный доклад состоит из четырех глав, заключения, списка научных трудов автора по диссертационной теме и списка использованной литературы.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НАУЧНОГО ДОКЛАДА.

Глава 1. Анализ методов неразрушающего контроля применительно к ответственным деталям железнодорожного транспорта.

В настоящее время скоростные и нагрузочные параметры железнодорожного транспорта опережают технические возможности диагностических систем, применяемые для контроля особо ответственных деталей ходовых частей локомотивов и вагонов.

Проведем анализ существующих методов контроля применительно к литейным деталям тележки 18-100 грузового вагона. Рассмотрим следующие методы: ультразвуковой, вихретоковый, капиллярный, магнито-порошковый, феррозондовый, акусто-эмиссионный, рентгеновский.

Литые детали тележки 18-100 изготавливаться методом литья по выплавляемым моделям путем литья в песчаную форму. Такая технология отливки позволяет получить шероховатость поверхности отливки не менее Ыг 160. Учитывая такую технологию изготовления сразу можно отбросить капиллярный и ультразвуковой метод, т.к. для контроля этими методами требуется большая чистота поверхности. Ультразвуковой метод можно применять для небольшого объема контроля, при предварительной подготовки поверхности до шероховатости Иг 40. Подготовка поверхности заданной частоты очень трудоемкий процесс, поэтому серийно применять этот метод не эффективно. В настоящее время разрабатываются пьезопре-образователи способные производить контроль без использования иммерсионной жидкости и по поверхностям имеющим большую шероховатость, но до настоящего времени результат не получен [3].

Вихретоковый метод контроля основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте

контроля этим полем. В качестве источника электромагнитного поля чаще всего используется индуктивная катушка (одна или несколько), называемая вихретоковым преобразователем. Синусоидальный (или импульсный) ток, действующий в катушках, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электромагнитном объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на катушках или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно его. Особенность вихретокового контроля в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Вихретоковый метод так же требует высокую частоты поверхности, а так же позволяет определять лишь подповерхностные дефекты, что при достаточно большой толщине контролируемых деталей не позволяет обнаружить дефекты, расположенные глубже порога обнаружения вихретоковым методом.

Магнито-порошковый метод в настоящее время применяется для контроля деталей подвижного состава как основной метод. Метод пригоден для контроля деталей любой формы и размера. Но так же как и вихретоковый метод, магнито-порошковый позволяет выявлять лишь поверхностные дефекты и дефекты расположенные на небольшой глубине. Но самым существенным недостатком данного метода является полная зависимость результатов контроля от человеческого фактора, отсутствует возможность регистрации полученных результатов, т.к. основным инструментом контроля служит глаз дефектоскописта. Так же этот метод подразумевает высокую трудоемкость контроля и, соответственно, низкую производительность.

Феррозондовый метод. Применяется в настоящее время для контроля деталей подвижного состава. Метод позволяет производить контроль деталей с шероховатостью до Кг 320. Позволяет определять трещины с раскрытием

несколько микрометров и глубиной от 0,1 мм. Но, так же как и магнитопо-рошковый метод, имеет ограничения обнаружения дефектов по глубине. Основными проблемами при создании дефектоскопических систем подобного рода является обеспечение постоянного градиента магнитного поля в контролируемой зоне детали. При контроле детали сложной формы добиться пространственного постоянства практически не возможно. Остаточные магнитные поля от контроля другими методами приводят к большому количеству ложных срабатываний, а соответственно к малой достоверности контроля. В настоящее время, на заводах изготовителях литых деталей вы-являемость данным методом составляет менее 5%.

Акусто-эмиссионный метод. Заключается в регистрации акустических сигналов, создаваемых дефектами при создании нагрузки на контролируемую зону детали. Метод имеет высокую достоверность обнаружения, но не позволяет контролировать весь объем детали. Из-за невозможности создать нагрузку в каждой точке объема контролируемой зоны в детали остаются «слепые» зоны, которые данным методом проконтролировать не возможно. Так же данный метод подразумевает наличие установок для контроля, способных развивать большие нагрузки на деталь, а соответственно, их стационарное исполнение, а в условиях вагоноремонтного депо необходимо иметь мобильные системы, для снижения межоперационного времени ремонта.

Рентгеновский метод. Метод позволяет получить полную визуализацию зоны проведения контроля с разрешающей способностью 0,5 мм. Метод позволяет получить 2-х мерную картину контролируемой зоны с расположенными в ней дефектами, а при применении в качестве регистратора фосфорной пластины, метод позволяет проводить качественный анализ снимков разнотолщинной детали (т.е. снимков с высокой разностью плотности потемнения), что особенно важно при контроле литых деталей сложной формы. Рентгенографический метод позволяет с высокой достоверностью вы-

являть дефекты расположенные как на поверхности, так и на любой глубине в контролируемой зоне. Измерять размеры обнаруженных дефектов и координату местоположения в детали. Проводить документирование контролируемых деталей, практически полностью исключая влияние человеческого фактора. Существенным недостатком данного метода является наличие ионизирующего излучения, но современный подход к созданию генераторов рентгеновского излучения, путем создания генераторов с высокой пространственно-временной структурой поля излучения, позволяет существенно снизить требования по безопасности персонала. А малое время генерации для получения снимка позволяет практически не прерывать работы при проведения контроля в цеховых условиях [4].

Проведенный анализ позволил установить, что из известных методов не-разрушающего контроля, единственным приемлемым для контроля ответственных деталей подвижного состава железнодорожного транспорта является рентгеновский метод.

Но значительные массогабаритные параметры, сложность контроля, дороговизна, а самое главное незащищенность оператора ставит задачу создания рентгеновской системы, свободной от вышеперечисленных недостатков.

Несмотря на глубоко проведенный поиск, не были найдены сонетные системы контроля. И, тем не менее, учитывая инновационный характер развития неразрушающих методов контроля в сочетании с прорывными достижениями в области микроэлектроники систем распознавания образов, следует ожидать в ближайшее время в аналитических обзорах информац-иию о создании таких систем, где будут объединяться акусто-эмиссиоиный метод с рентгеном, метод собственных частот с ультразвуком. Базовой схемно-конструктивной основой будут являться достижения в робототехнике с использованием искусственного интеллекта.

Результаты анализа приведены в таблице

№ п/п Метод неразрушающего контроля Рекомендации по использованию в серийном производстве

1 Ультразвуковой Не применим из-за высокой трудоемкости подготовки к контролю

2 Капиллярный Не применим из-за высокой трудоемкости подготовки к контролю

3 Вихретоковый Не применим из-за отсутствия возможности контроля глубинных дефектов

4 Феррозондовый Не применим из-за отсутствия возможности контроля глубинных дефектов

5 Магнитопорошковый Не применим из-за субъективной оценки качества контроля оператором

6 Акусто-эмиссионный Не применим из-за наличия мертвых зон процесса контроля и больших массогабаритных размеров

7 Рентгеновский Применим, так как контролирует качество литых изделий по всему объему металла.

Глава 2. Основные принципы построения рентгеновской системы для контроля ответственных деталей подвижного состава железнодорожного транспорта.

Портативная система является интегрированной схемно и конструктивно двух основных составляющих системы - ускорительной трубки и высоковольтного генератора, питающего ускорительную трубку.

Для эффективной реализации рентгеновского метода контроля особо ответственных изделий подвижного состава железнодорожного транспорта необходимы портативные транспортабельные аппаратурные комплексы на базе импульсных генераторов рентгеновских квантов с повышенными требованиями к пространственно-временной структуре поля излучения. Учитывая специфику железнодорожного транспорта генераторы рентгеновского излучения должны обладать минимальными массогабаритными характеристиками, при высокой мощности излучения.

В частности, источник излучения наряду с малыми габаритами (максимальный линейный размер <0,5м) должен обеспечивать на расстоянии 0,5м от мишени минимальную мощность экспозиционной дозы ~ ОД тву/с при минимальной площади излучающей поверхности мишени (источник, близкий к точечному). Эти параметры могут достигаться только при использовании генераторов рентгеновских квантов на основе диодных ускорительных трубок (Рис.1), работающих в импульсно-периодическом режиме при амплитуде тока ускоренных электронов в трубке 1,„~кА, наносекундной длительности импульса и максимальной энергии электронов нескольких сот кэВ [2].

Рис.1. Схему ускорительной трубки (УТ). 1-штенгель для откачки объема трубки; 2-керамический изолятор; 3-защитный экран от фрагментов катодного распыления, 4-анод; 5-котод

Для улучшения четкости рентгеновского изображения необходимо минимизировать эффективную площадь излучающей поверхности мишени УТ. Это достигается использованием диодных систем со сферической коаксиальной геометрией ускорения и внутренним анодом-мишенью малого радиуса, или в комбинированных системах, несущих в себе свойства сферического и коаксиального диодов. Наиболее интересной представляется система с внутренним анодом конической конфигурации [1], которая позволяет эффективно образовывать взрывоэмиссионную катодную плазму, распространяющуюся к аноду и являющуюся интенсивным источником электронов. Напряженность электрического поля в области анода при этом может достигать ~108 В/м.

Вариант конструкции представленной на рис.1 был выбран за основу при создании УТ, в которой для повышения механической и электрической прочности используются керамические изоляторы. Внешний вид изделия одного из вариантов изделия с гофрированным изолятором представлен на рис.2.

Рис.2. Внешний вид промыитенного образца ускорительной трубки

Глава 3. Разработка импульсного генератора рентгеновских квантов.

Запуск ускорительной трубки (УТ) осуществляется от импульсного высоковольтного источника, размещаемого вместе с трубкой в герметичном баростойком корпусе, заполненным изолирующим газом под давлением 15-20 атм. Его основу составляет элегаз (БРв). В источнике использована разновидность известной схемы запуска импульсной УТ с разрядником обострителем [5], представленная на рис.3.

Зарядка накопительной емкости осуществляется через резистор Я от источника постоянного напряжения 1/о, являющегося составной частью интерфейса излучателя рентгеновских квантов, блок- схема которого показана на рис.4.

Рис.3. Схема импульсного генератора рентгеновских квантов

Рис. 4. Блок- схема интерфейса генератора рентгеновских квантов. 1-сетевой фильтр, 2- блок питания, 3- высоковольтный блок, 4- блок управления, 5- импульсный генератор, 6- усилитель мощности, .7- умножитель напряжения

Импульсно- периодический запуск УТ может обеспечиваться как в режиме автогенерации, который соответствует схеме, представленной на рисунке, так и в режиме принудительного запуска с заданной частотой. В последнем случае вместо неуправляемого газонаполненного двухэлектродно-го разрядника Р1 может быть использован управляемый вакуумный или газонаполненный прибор, снабженный специальным дополнительным электродом, на который подается высоковольтный импульс, поджигающий разряд в вакууме или газе между рабочими электродами разрядника.

Режим автогенерации реализуется следующим образом. После того, как накопительная емкость Сх зарядится до напряжения пробоя разрядника Рг ипр, происходит коммутация первого контура. Частота срабатывания разрядника в этом случае определяется следующей формулой:

и0-ип/

и может регулироваться изменением величины сопротивления Ы в определенных пределах.

В результате протекания тока по первичной низкоиндуктивной обмотке во вторичной обмотке возбуждается высокое напряжение. Когда напряжение во вторичной обмотке достигает значения IIт, определяемого параметрами разрядника- обострителя Р2, происходит его пробой и анод трубки (мишень) оказывается под потенциалом 11т.

Ссхематический разрез разрядника- обострителя представлен на рис. 5.

Рис.5. Разрядник-обостритель

Его объем так же как и рабочий объем всего высоковольтного блока заполнен элегазом под тем же давлением.

Сопротивление Z имеет индуктивную составляющую Ьг соизмеримую с Поэтому до пробоя оно, с одной стороны, обеспечивает гальваническую связь правого электрода разрядника- обострителя с землей, а с другой стороны, за счет индуктивной составляющей, оно обеспечивает поддержание напряжения на аноде УТ, создавая оптимальные условия для передачи

энергии, запасенной в эквивалентной емкости С вторичного контура к ускоряемому электронному потоку.

Этот процесс можно приближенно описать с помощью уравнений Кирхгофа, для эквивалентной схемы высоковольтной разрядной цепи:

\ Л гА х(()2 (1)

1 ^ = и

1[ ск

где ¡7- напряжение на ускоряющем зазоре, I- ток протекающий через эквивалентную индуктивность вторичного контура:

Ь2+Ьг

гсредний радиус фронта катодной плазмы, гА- средний радиус анода, соответствующий месту расположения катода (см. рис.1),

3(1) = 4т1г(1)(к + 2У1)-

эффективная площадь поверхности отбора электронов с границы катодной плазмы, V- начальная скорость разлета катодной плазмы, Гц- радиус отверстия в катоде, й- толщина катодного электрода, а(—)- безразмерная табулированная функция [б], принимающая при ——>1 (квазиплоский диод)

ГА

значение а-1,/7=2.3 10"6 [ВА~~2].

Введем в рассмотрение зависимость радиального размера плазменного образования от времени функцию Эта функция подчиняется приближенному дифференциальному уравнению

П (к + Щ[гк2-(гк-хП, (2) Л Г + т еИ Гд (гк-гА-х)2

разновидность которого использовалась в работе [3] для расчета ионных диодов с плазменным анодом. В уравнении (2) введены следующие обозначения: т- характерное время образования катодной плазмы, /V- число элек-

тронов в плазме, е- элементарный электрический заряд. Первый член в уравнении (2) отвечает за газодинамический разлет плазмы в сторону анода, второй связан с уменьшением числа частиц в электронном облаке за счет интенсивного отбора с ее поверхности электронов электрическим полем.

Уравнения (1-2) представляют собой замкнутую систему, позволяющую при начальных условиях и(0)=ит 1Ь(0)=0, х(0)=гк ~гА численно оценивать изменение во времени напряжения на диодном зазоре УТ, функцию г(Х) и плотность тока ускоренных электронов

3

ГА Х(1У

На их основе была составлена компьютерная программа, использующая встроенные функции МаШса(1. Пример результатов расчета функций г(Х), и(1), а также плотности тока ¡¡и) и !(() представлен на рис. 6, 7.

Рис. 6. Результаты компьютерного моделирования процессов в генераторе рентгеновских квантов. 1- r(t), 2- U(t), 3- IL(t) (относительные единицы)

IV) 2

О

О

0.2

0.4

г

Рис.7. Характерная расчетная зависимость тока ускоренных электронов от времени. На оси ординат откладывается значение тока в единицах

Рассмотренный пример соответствует режиму, когда, правая часть уравнения (2) на протяжении всего процесса положительна и фронт катодной плазмы монотонно приближается к поверхности анода. При этом осуществляется эффективное вытягивание электронов с переднего фронта плазмы и их ускорение к аноду. Этот процесс сопровождается монотонным нарастанием электронного тока. Напряжение на трубке убывает до тех пор, пока расстояние й=гк-г($ не становится величиной порядка длины Дебая. В этот момент, характеризуемый резким падением напряжения на ускоряющем зазоре, процесс ускорения электронов и генерация рентгеновских квантов прекращается [8].

Проведенные расчеты дали возможность сориентироваться с выбором геометрических параметров диодной системы УТ, характеристик импульс-

——на оси абсцисс- безразмерное время в единицах 4ьС

ного трансформатора и других электродинамических элементов высоковольтного узла, а также требованиями к изолятору трубки. В результате серии экспериментов в качестве материала последнего была выбрана и использована специальная керамика. При этом вакуум в трубке составляет величину ~10"5 Па, а ее максимальный внешний диаметр не превышает 0.04м.

Импульсный трансформатор работает по резонансной схеме и не содержит ферро- магнитопровода. Его обмотки соосно расположены по отношению друг к другу. В этом случае газовая изоляция позволяет получать на выходе высоковольтные импульсы с амплитудой до 500 кВ.

Коммутационный разрядник герметически изолирован от общей газовой изоляционной среды, в отличие от разрядника- обострителя (Рис. 5), изоляция межэлектродного пространства которого осуществляется в общей газовой среде генератора. Его электроды смонтированы в коаксиальном стакане, расположенном соосно с высоковольным трансформатором. Такое техническое решение позволяет, варьируя давление газа и состав изолирующей среды, корректировать напряжение пробоя разрядника- обострителя, не меняя межэлектродного расстояния [7]. За счет этого удается более эффективно осуществлять согласование коммутирующей и высоковольтной цепей при настройке генератора.

Кроме того при таком конструктивном подходе обеспечивается сведение к минимуму локального перегрева электродов, как за счёт возможности введения дополнительных конструктивных элементов для отвода тепла, так и за счёт конвективного теплообмена в межэлектродном промежутке.

Испытания действующего макета генератора (Рис. 8) показали, что при амплитуде ускоряющего напряжении ЗООкВ доза на расстоянии 0.5м превышает 1мР/импульс.

Рис.8. Общий вид генератора рентгеновских квантов

Полученные дозиметрические характеристики прибора обеспечивают возможность его эксплуатации, как в режиме облучения фотопленок и фосфорных пластин, так и в режиме использования фотоэлектронных преобразователей с последующей кодировкой и компьютерной обработкой сигнала.

На рис. 9 приведены экспериментальные зависимости мощности дозы в воздухе от расстояния мишень- точка наблюдения, построенные для двух значений энергии, запасаемой в накопительной емкости Сх- \¥1=1Дж и ?У2=7Дж.

Указанные зависимости построены с помощью метода наименьших квадратов по данным измерений экспозиционной дозы, набираемой за 50 импульсов срабатывания УТ при частоте срабатываний 10 Гц в пяти различных точках пространства. Средняя относительная погрешность аппроксимации, оцененная по невязке, не превышала 15%.

Рис.9. Зависимость мощности дозы генерируемого излучения от расстояния Л между мишенью и точкой наблюдения. Кривая 1 соответствует \У=1

Дж, 2- \У=7 Дж.

Глава 4. Проведение испытаний промышленного образца генератора рентгеновских квантов для контроля литых деталей тележки 18-100.

Испытания генератора проводились в цеховых условиях литейного цеха ОАО «ВКМ-Сталь» г. Саранск и ООО «ПРОМТРАКТОР_ПРОМЛИТ». Предприятия производящие литые детали тележки грузового вагона 18100.

Для испытаний, предприятиями изготовителями были предоставлены образцы детали «рама боковая».

В настоящее время абсолютное большинство по количеству сходов подвижного состава происходит по причине излома детали «рама боковая» в зоне радиуса 55 буксового проема. Это и обусловило выбор детали и зоны контроля, рис. 10.

Рис.10. Зоны рентгенографического контроля -1155 буксового проема боковой рамы тележки 18-100

Предоставленные образцы прошли контроль выходной контроль предприятия изготовителя и признаны годными. Так же данные образцы прошли инспекционный контроль ОАО «РЖД» и были приготовлены к отправке на вагоноремонтные предприятия.

Рентгеновский генератор устанавливался перед объектом контроля (Рис. 11), направленный к зоне контроля выходным окном. За объект контроля помещалась фосфорная пластина.

Рис.11. Установка рентгеновского излучателя на объекте контроля

Персонал цеха удалялся на безопасное расстояние от рентгеновского излучателе на расстояние не менее 25 метров на время проведения экспозиции. Выбранная экспозиция составила 320 импульсов, что соответствует 22 секундам работы генератора.

После завершения экспозиции, фосфорная пластина помещалась в сканирующее устройство и радиографическое изображение передавалось в персональный компьютер.

За время проведения испытаний было проконтролировано более 100 образцов. Примеры полученных рентгенографический изображений с ярко выраженными внутренними дефектами представлены на рис. 12,13.

Рис.12. Рентгенографический снимок И55

Рис.13. Рентгенографический снимок 1(55 24

Для визуальной оценки геометрических параметров обнаруженных дефектов в зону снимка помещается стандартизованный канавочный эталон чувствительности (рис.14,15). Зная геометрические размеры эталона чувствительности, мы можем определить геометрические размеры дефекта, а зная глубину канавок эталона, по степени потемнения, определяется глубина (длина эталона 45 мм, ширина 12мм, толщина 4мм, глубины канавок: 1.75,1.5,1.25,1, 0.75, 0.5).

В случае программной расшифровки снимков используется калиброванный металлический шар известного размера (например от подшипника).

Ориентировочная глубина -14-16мм

Рис.14. Рентгенографический снимок И55 с литейным дефектом (несплошность) 11x17мм

Ориентировочная глубина - 7-9мм

Рис.15. Рентгенографический снимок Я55 с литейным дефектом (раковина)

5x9мм.

Заключение.

В результате выполненной работы создан интегрально-структурированный рентгеновский комплекс, который позволил за счет массогабаритных размеров и оригинальной схемы фокального источника излучения практически встраивать созданные комплексы в технологическую линию.

Импульсный генератор на принципах рентгеновского квантования позволил охватить по глубине просвечивания все ответственные детали ходовых частей подвижного состава железнодорожного транспорта.

Рентгеновская трубка за счет введения защитно-направляющего концентратора позволила проводить технический процесс контроля не в специальных защищенных от жесткого излучения помещениях, а непосредственно на производственных площадях.

Созданная система в реальных производственных условиях обнаруживает внутренние дефекты, минимальный размер которых достигает 100 мкм.

В работе удачно сочетаются многократно используемый материал, фиксирующий результаты контроля с высоким разрешением и сканированное устройство для оцифровки полученного изображения. Применение элегаза в качестве изоляционной среды позволило получить максимальную мощность излучения за один импульс путем настройки согласованности контуров генератора обычным изменением давления газовой изоляции.

Результат работы найдут широкое применение в ремонтных и эксплуатационных предприятиях ОАО «РЖД», что позволило в 2, 5 раза сократить количество остановок поездов по причине отцепочного ремонта из-за разрушения деталей боковых рам и надресорных балок.

СПИСОК НАУЧПЫХ ТРУДОВ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТКМЕ

ДИСЕРТАЦИИ

1, Результаты разработки и оптимизации импульсного генератора рентге-иппских квйишв для дефектоскопии, Научная сессии МИФИ, Мосгспа, 2007. п еоныорстве.

2. Оптимизации импульсного генератора рснтгсноьскиА KuiiiiTon для решение задач дефсктоскшани иета.тличсскил конструкций, Ияучнаи сессия МИФИ, Моисва. 21 JlIS, в соавторе ! в е.

Расчет и конструирование здтгшты буккера ,1ля испытания .чнлнгабарпт-itmx импульсных генераторов рентгеновских Научная сессии

МИФИ, \foewea, 2008-, ь соаптпрстве.

4. Rcscarch and rievelopmcut of х- ray quantum portable gene™tor for flaw dt-tcclioji. The 2-nd lilt, CoiiL Current Problems in Nuclear Physics and Atomic Knerqy, Book of Abstracts, Kyiv, 200S, б соапторетве,

5. У cico p ите л кна й Трубка цля пмгту.тьского tie ритора рентгеновских icnarr-тст применяемою для дефектоскопии металличежш конструкций, Тезисы докяапов Международной конференции «Элск1рис1атические ускорители и иучкопые техволО! ии» Ойпнпек, 2-00S, в сони горстпе.

i*a?pa6oi jfit it лее ледова due импульсного генеритора рентгеновского излучении, Атомная энериш, т. If 16, в.2, 2009* в еоаптпрствс.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Александрович Э.В., Белкин Н.В., Дронь Н.А., Слоева Г.Н. Малогабаритная импульсная рентгенографическая трубка. Приборы и технические эксперименты, 1974, №5, с.189-190.

2. Быстров Ю.А., Иванов С.А. Ускорители и рентгеновские приборы. М.: Высшая школа, 1976. 208с.

3. Жуйков Ю.Ф., Ковалев Д.А., Шиканов Е.А. Особенности контроля трубопроводов с помощью управляемых источников ультразвукового и гамма- излучений. В сб.: Научная сессия МИФИ- 2005. т. 7. Ускорительная техника. М., 2005, с.178-179.

4. Зуев В.М., Табакман Р.Л., Удралов Ю.И. Радиографический контроль сварных соединений. С.-Петербург, Энергоатомиздат, 2001,145 с.

5. Лебедев А.Н. Физические процессы в сильноточных диодах. М., МИФИ, 1995,60с.

6. Миллер М. Введение в физику сильноточных пучков заряженных частиц. М., Мир, 1984, 432 с.

7. Сливков И.Н. Процессы при высоком напряжении в вакууме. Ь., Энергоатомиздат, 1986,256 с.

8. Чурилин М.Ю., Шиканов А.Е., Самарин В.А. Особенности формирования и ускорения дейтронных пакетов в вакуумных трубках для генерации нейтронов. Сб. материалов Международной научно- технической конференции «Портативные генераторы нейтронов и технологии на их основе», 2005, с. 203-206.

10-13401

200Э195593

2009195593