автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.11, диссертация на тему:Методы и средства ультразвукового неразрушающего контроля цельнокатаных колес вагонов

На правах рукописи

ШЕВЕЛЕВ II

Александр Владимирович \ -

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА УЛЬТРАЗВУКОВОГО НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ЦЕЛЬНОКАТАНЫХ КОЛЕС ВАГОНОВ

Специальность 05.02.11 - Методы контроля и диагностика в машиностроении

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2004

Работа выполнена в Петербургском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор Дымкин Григорий Яковлевич.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Московенко Игорь Борисович, кандидат технических наук Кретов Евгений Федорович.

Ведущая организация - Балтийский государственный технический университет «Военмех».

Защита состоится 10 февраля 2004 г. в 16 час. на заседании диссертационного совета Д 212.24.4.01 при Северо-Западном государственном заочном техническом университете по адресу: 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СевероЗападного государственного заочного технического университета.

Автореферат разослан " 9 " января 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Иванова И.В.

2004-4 26681

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность темы Безопасность движения поездов всецело обуславливается эксплуатационной надежностью ответственных технических объектов, в том числе элементов подвижного состава, к числу которых, прежде всего, следует отнести колесные пары вагонов.

Основной причиной изломов колес в процессе их эксплуатации являются внутренние ц/или выходящие на поверхность дефекты. Неразрушающий контроль колес при их изготовлении и эксплуатации - наиболее эффективный, а в ряде случаев - единственно возможный способ предотвращения чрезвычайных ситуаций из-за изломов колес по дефектам в них.

Ежегодно в депо железных дорог России должны подвергаться контролю более миллиона цельнокатаных колес вагонов, которые по своей конструкции, типам и расположению в них искомых дефектов относятся к наиболее сложным объектам неразрушающего контроля. Наиболее рациональным методом неразрушающего контроля колес является ультразвуковой.

Действующая в странах СНГ и Балтии к началу написания диссертационной работы (1995 г.) система неразрушающего контроля колес базировалась на технологии ультразвуковой дефектоскопии, разработанной в 50-х годах и не обеспечивающей необходимой эксплуатационной надежности цельнокатаных колес: ежегодно около 15% из общего числа изломов технических объектов железнодорожного транспорта приходилось на изломы колес.

Изложенное обуславливает актуальность темы диссертационной работы, направленной на кардинальное повышение технической эффективности системы неразрушающего контроля цельнокатаных колес грузовых вагонов при их ремонте и эксплуатации, благодаря развитию теории, методологии и принципов построения средств ультразвуковой дефектоскопии колес.

Цель работы Целью настоящей диссертационной работы является повышение качества ремонта вагонов и безопасности движения поездов за счет разработки новых и совеошенствования

действующих методик, средств и

дефектоскопии, обеспечивающих надежное обнаружение дефектов различного типоразмера, в том числе невыявляемых ранее.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

- обоснование направлений совершенствования методик и специализированных средств ультразвукового контроля колес вагонов при их ремонте;

- исследование акустического тракта и разработка способа настройки чувствительности при ультразвуковом контроле дисков колес;

- обоснование схем прозвучивания и основных параметров ультразвукового контроля ободьев колес;

разработка функциональных решений аппаратуры ультразвукового контроля элементов колесных пар вагонов;

- разработка технологий контроля элементов колесных пар вагонов.

Научную новизну работы составляют:

1. Аналитические выражения для расчета акустического тракта эхо и зеркально-теневого методов при контроле поверхностными волнами по вогнутой криволинейной поверхности, обеспечивающие возможность выбора основных параметров ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес.

2. Способ безэталонной настройки чувствительности по амплитуде опорного сигнала от двугранного угла при контроле поверхностными волнами, исключающий необходимость применения стандартных образцов с моделями дефектов.

3. Комплексная схема прозвучивания при ультразвуковом контроле ободьев цельнокатаных колес, обеспечивающая возможность обнаружения потенциально опасных дефектов при минимальных трудозатратах.

4. Функциональные решения ультразвукового дефектоскопа, обеспечивающие обязательный учет технологических процедур контроля в алгоритме работы прибора.

Практическая ценность работы. По результатам исследований разработаны и внедрены на сети железных дорог: устройства сканирования для ультразвукового контроля колес (УСК-3, УСК-4, УСКм); устройство регистрации УР-1 результатов ультразвукового контроля колес; специализированный

ультразвуковой дефектоскоп для контроля колесных пар вагонов УДС2-32, а также Технологические инструкции, являющиеся основными нормативными документами на контроль колесных пар при их ремонте на сети железных дорог России, стран СНГ и Балтии.

Результаты работы используются в учебном процессе Петербургского государственного университета путей сообщения, а также при подготовке и повышении квалификации дефектоскопистов в Учебных центрах по неразрушающему контролю железных дорог.

Основные положения работы, выносимые на защиту;

1. Способ безэталонной настройки чувствительности по эхо-сигналу от угла, образованного внутренней поверхностью обода и гантельным переходом диска в обод, обеспечивает учет состояния поверхности и таким образом повышает достоверность ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес поверхностными волнами.

2. Аналитические формулы расчета акустического тракта при контроле дисков поверхностными волнами, позволяют определять значения браковочной чувствительности при заданных размерах дефектов, подлежащих выявлению.

3. Синтезированная схема прозвучивания обода цельнокатаного колеса, обеспечивает выявление внутренних и поверхностных эксплуатационных дефектов и снижает трудоемкость и время контроля.

4. Функциональные решения специализированной аппаратуры и алгоритмы управления, базирующиеся на применяемых технологиях ультразвукового контроля, обеспечивают повышение производительности и достоверности результатов контроля элементов колесных пар в условиях их ремонта.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всесоюзной конференции «Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций УЗДМ-98» (С.-Петербург, 1998г), XVII Петербургской конференции УЗДМ-2001 (С.-Петербург, 2001 г), VII международной научно-технической конференции «ЛЕОТЕСТ» (Львов, 2002), XVI российской научно-технической конференции

«Неразрушающий контроль и диагностика» (С.-Петербург, 2002 г.), сетевой школе по неразрушающему контролю (г. Новоалтайск, 2003), а также на ежегодных Научно-технических, с участием студентов, аспирантов и ученых конференциях Петербургского государственного университета путей сообщения.

Публикации.

По основным результатам исследований опубликовано шесть печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи, исследования, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен аналитический обзор дефектности цельнокатаных колес и действующих систем неразрушающего контроля при их производстве и в условиях эксплуатации, обоснованы постановлены задач исследований.

Анализ статистических данных показывает, что при металлургическом, производстве цельнокатаных колес наиболее часто встречающимися и потенциально опасными являются внутренние дефекты типов - «завернувшиеся и утонувшие корочки», «газовые пузыри» и «флокены», возникающие, как правило, в зонах, прилегающих к поверхности катания и переходу обода в диск колеса.

Нормальные и касательные усилия, температурные нагрузки, которым подвергается, каждый участок поверхности катания в процессе эксплуатации, вызывают износ и развитие контактно-усталостных повреждений: трещин, выщербин, отколов и сеток термических трещин.

Кроме того, при восстановлении профиля колеса наплавкой гребня в наплавленном слое могут возникать трещины в переходной зоне, непровары, холодные трещины, поры и шлаковые включения.

Анализ претензий со стороны потребителей и рекламаций на колеса и бандажи за период с 1995 по 1997 г.г. показал, что из

общего числа пропущенных дефектов основную долю (70%) составляют внутренние дефекты в ободе колеса. Таким образом, приемочный неразрушающий контроль на заводах не полностью исключает поставки на железные дороги колес с металлургическими дефектами, что повышает ответственность ультразвукового контроля при эксплуатации и ремонте колес

Анализ действующей в 1995 г. системы неразрушающего контроля колес в эксплуатации позволяет заключить,:

- методы и технологии обнаружения дефектов в дисках колес отсутствуют;

- используемые схемы прозвучивания ободьев цельнокатаных колес не рассчитаны на обнаружение опасных дефектов многих типов;

- трудоемкость большинства применяемых методик неразрушающего контроля неоправданно завышена;

- методы настройки аппаратуры не обеспечивают воспроизводимость чувствительности;

средства поддержания параметров сканирования и регистрации результатов и параметров контроля отсутствуют.

Показано, что для устранения перечисленных недостатков необходимо решить следующие задачи:

- обосновать исходные требования на разработку методик и специализированных средств ультразвукового контроля колес вагонов при их ремонте;

- исследовать акустический тракт и разработать способ настройки чувствительности при ультразвуковом контроле дисков колес;

- обосновать схемы прозвучивания и основные параметры ультразвукового контроля ободьев колес;

разработать функциональные решения аппаратуры ультразвукового контроля элементов колесных пар вагонов;

- разработать технологии контроля элементов колесных пар вагонов.

Во второй главе подтверждена целесообразность использования для выявления дефектов в дисках волн Рэлея. Объяснен механизм формирования эхо-сигналов и обоснована модель акустического тракта, получены (в энергетическом приближении) и экспериментально подтверждены аналитические

выражения амплитуд эхо-сигналов от дефектов в виде поверхностных трещин и от конструктивных отражателей.

В результате расчетно-экспериментальной идентификации сигналов установлено, что при эхо-импульсном ультразвуковом контроле дисков колес поверхностными волнами (рисунок 1) регистрируются эхо-сигнал от дефекта (при его наличии) и сигналы от конструктивных отражателей: двугранного угла у внутренней боковой грани обода - /7/ и от поверхности катания колеса -

Рисунок 1. Схема прозвучивания диска колеса поверхностной

волной

Амплитуды С/} и и2 эхо-сигналов содержат информацию о факторах, влияющих на чувствительность контроля: изменение угла, поворота ПЭП, качестве акустического контакта, состоянии поверхности в зоне сканирования ПЭП и в контролируемой зоне. Амплитуды определяются также расстоянием от ПЭП до

отражателя и формой поверхности конструктивного отражателя.

Возможное относительное изменение амплитуды эхо-сигнала и, вызванное износом колеса, полученное на основании экспериментальных исследований направленности поля трансформированной волны и теоретической оценки потерь при распространении поперечной волны, представлено на рисунке 2.

Точка отражения сигнала и,

и,

20 30 40 50 60 70ьоб,мм

Рисунок 2. Зависимость амплитуды и2 от толщины обода Аоб

Проведенный предварительный анализ показывает, что для настройки чувствительности при ультразвуковом контроле дисков цельнокатаных колес поверхностными волнами целесообразно использовать эхо-сигнал от двугранного угла, образованного зоной галтельного перехода и внутренней гранью обода.

Дополнительно следует отметить, что поскольку амплитуда этого сигнала зависит не только от качества акустического контакта, но и от степени загрязненности поверхности изделия, влияние этого фактора нестабильности также может быть снижено.

Анализ акустического тракта выполнялся в энергетическом приближении. Расчетная схема акустического тракта и обозначения приведены на рисунке 3.

Рассматривая двумерную задачу на поверхности, положим, что излучатель создает в дальней зоне цилиндрическую волну, отражающуюся от дефекта и от двугранного угла (точка у) перпендикулярных акустической оси. Эхо-сигналы регистрируется приемником, совмещенным с излучателем.

Рисунок 3. К расчету акустического тракта.

Пренебрегая незначительным изменением скорости при переходе волны с плоскости на галтель, в энергетическом приближении амплитуду опорного эхо-сигнала от двугранного угла при отсутствии дефекта можно записать:

где 17. - амплитуда излученного сигнала; и„- амплитуда эхо-сигнала от двугранного угла; а — размер излучателя; к = к„(1+5) действительная часть волнового числа к ваз и р эл ее вс к о й волны;

- амплитудный коэффициент отражения от двугранного угла; - интегральный синус; - коэффициент затухания

рэлеевской волны; - коэффициент дополнительного затухания квазирэлеевской волны на вогнутой цилиндрической поверхности,

связанный с переизлучением объемных продольных и поперечных волн, который равен:

где

С учетом двукратного рассеяния волн на дефекте амплитуду и„„ эхо-сигнала от двугранного угла, когда на прямолинейном участке поверхности диска находится дефект протяженностью ¡д, можно записать в виде:

ГДе О0=сох(ка) + ка51(ка)~1; 0„ = со^С ) + 31(к!л;-1.

Зона наиболее вероятного образования дефектов в диске колеса соответствует прямолинейному участку поверхности диска, для которого Аналитическое выражение амплитуды эхо-

сигнала поверхностной волны, отраженной от дефекта имеет вид:

где И - амплитудный коэффициент отражения от паза бесконечной длины.

Влиянием многих факторов на достоверность результатов контроля можно пренебречь, если в качестве главной измеряемой характеристики использовать коэффициент выявляемости Кц-и^ид (амплитуда измеряется на бездефектном участке) или

(амплитуда измеряется в процессе сканирования в каждом цикле излучения-приема).

Кг, и Кд* получены из (1), (2) и (3):

к. __ и, _ л ¡ом,1* * ии о,

Я ОД,1*1 1 0Л25Л2ЛЧ4 1--г-х--г+-

0Л И)

хсхр

ехр

-2 кг

к к

(5)

Проведенные измерения показали, что использование в качестве коэффициента выявляемости Кд* приводит значительному снижению помехозащищенности контроля:

Экспериментальная проверка полученных формул на образце с моделями дефектов (пропилами), имеющими ориентацию и соотношение глубина/протяженность, соответствующее реальным дефектам в контролируемой- зоне (рисунок 4), подтвердила правильность выбранной модели и полученных аналитических выражений для инженерного расчета акустического тракта при ультразвуковом контроле дисков колес поверхностными волнами.

Задача выбора основных параметров для исследуемой методики контроля сводится прежде всего к обоснованию значений рабочей частоты и эквивалентной чувствительности. При этом соотношение полезных сигналов и помех является главным критерием их оптимизации.

Результаты эксперимента показали, что для обеспечения достаточной чувствительности ультразвуковой контроль дисков цельнокатаных колес поверхностными волнами целесообразно проводить на рабочей частоте при эквивалентной

чувствительности К3=Кь=-6 дБ.

14 16 18 20 1д1Хц Рисунок 4. Зависимость К^ от волновой протяженности дефекта при соотношении 1/12 глубины и протяженности

Третья глава посвящена разработке методик ультразвукового контроля обода колеса, включая наплавленный слой гребня.

Схемы прозвучивания и основные параметры ультразвукового контроля ободьев цельнокатаных колес при их ремонте должны обеспечивать:

- возможность контроля колес с любой допустимой толщиной обода как до, так и после их обточки (восстановления профиля) с учетом реального состояния и загрязненности поверхностей;

- выявление эксплуатационных дефектов и повреждений типов 26,27,30,31 (по ИТМ -1 В), имеющих поверхностный характер;

- выявление внутренних усталостных трещин, развившихся в процессе эксплуатации из микродефектов металлургического происхождения.

Показано, что перечисленные условия реализуются при следующих способах прозвучивания обода с боковой поверхности:

1) контроль продольными волнами раздельно-совмещенным ПЭП (РС ПЭП);

2) контроль поперечными волнами наклонным ПЭП прямым и однократно-отраженным лучом.

Для определения местоположения ПЭП проведены экспериментальные исследования по оценке выявляемости моделей продольных трещин, которые показали, что:

1. Максимум амплитуд эхо-сигналов от продольных трещин на поверхности катания колеса достигается при расположении РС ПЭП на расстоянии 7-15 мм от поверхности катания при ориентации плоскости излучения-приема РС ПЭП нормально к радиусу колеса.

2. При контроле РС ПЭП обнаруживаются продольные трещины глубиной 2,0 мм и более.

Для контроля нижней части обода продольными волнами местоположение РС ПЭП выбирается на основании проведенных исследований акустического поля, исходя из требования максимального контролируемого объема обода.

Выявление поперечных трещин в зоне фаски (дефекты типов 31 и 32 по ИТМ1-В), в зоне угла образованного наружной поверхностью обода и галтельного перехода, а также внутренних дефектов, обеспечивается при прозвучивании наклонным ПЭП. Типичные дефекты, возникающие в этой зоне, представляют собой двухгранный отражатель. Известно, что максимальное отражение от таких дефектов наблюдается при угле ввода 45°. Проведенные экспериментальные оценки показали, что коэффициент выявляемости модели дефекта в виде пропила при озвучивании его ПЭП с углом ввода 45° на 6-20 дБ выше, чем при контроле типовыми ПЭП с другими углами ввода (40°, 50°, 65°).

Проведенное компьютерное моделирование позволяет сделать вывод о целесообразности контроля обода наклонными ПЭП с углом ввода 45° при установке ПЭП:

- на расстоянии 2-4 мм от поверхности катания под углом 110120° к радиусу колеса;

- на расстоянии 15 мм от поверхности катания, под углом разворота - 70°;

- на расстоянии 20-25 мм от нижней кромки внутренней поверхности обода под углом 100-110° к радиусу колеса.

Для обеспечения более достоверного выявления дефектов, и повышения соотношения сигнал/помеха определены универсальные функции временной регулировки чувствительности (ВРЧ) для контроля по рассмотренным выше схемам, что позволит значительно упростить и снизить трудоемкость настройки дефектоскопа. Установлено, что максимальный разброс амплитуд относительно среднего значения, выбранного в качестве универсальной функции ВРЧ, для каждого типа ПЭП составляет не более 2 дБ, что является приемлемым для практики ультразвукового контроля.

По результатам комплекса экспериментальных исследований показана необходимость проведения ультразвукового контроля наплавленного слоя гребня колеса эхо-импульсным, методом поперечными волнами, обоснована возможность применения наклонного ПЭП с типовыми параметрами: рабочая частота радиус пьезопластины угол ввода

Экспериментально показано, что наилучшее соотношение сигнал-шум (8-20 дБ) для отражателей' во всей зоне, наплавки обеспечивается при установке ПЭП на расстоянии 52-55 мм от вершины гребня и ориентации под углами (контроль

нижней части) и ф2=16о-:-20о (контроль верхней части).

Значение браковочного уровня условной чувствительности определялось по классическим формулам акустического тракта. Установлено, что требованию к недопустимым дефектам соответствует значение условной чувствительности по СО-2 -/<у=12дБ.

Четвертая глава посвящена разработке функциональных решений аппаратуры для ультразвукового контроля колесных пар и внедрению результатов работы.

Повышение достоверности и производительности - контроля различных элементов колеса может быть достигнуто за счет снижения влияния «человеческого фактора», то есть посредством применения механизированных или автоматизированных средств контроля с автоматическим документированием основных параметров и результатов контроля.

Система сканирования, являясь наиболее сложным и наименее надежным элементом любой автоматизированной системы ультразвукового контроля, должна:

- обеспечивать реализацию разработанных в главе 3 схем прозвучивания и методик ультразвукового контроля колес, принимая во внимание разрешенный диапазон толщин обода;

- содержать три акустических блока;

- обеспечивать фиксированное положение акустических блоков относительно опорных плоскостей независимо от толщины обода контролируемого колеса;

- обеспечивать надежный акустический контакт.

Каждый акустический блок должен содержать набор ПЭП, имеющих одинаковые траектории перемещения по контактным поверхностям и общую привязку к элементу колеса, относительно которого осуществляется это перемещение. С учетом возможных отклонений профиля и размеров эксплуатируемых колес, а также допусков на размеры колес при их ремонте опорными элементами являются:

- поверхность катания;

- угол между внутренней поверхностью обода и галтельным переходом диска в обод.

Современное развитие компьютерной и дефектоскопической аппаратуры, высокий уровень информационных технологий должны быть использованы для повышения надежности систем ультразвукового контроля. Одним из направлений является применение регистрирующих устройств, обеспечивающих создание объективных документов (протоколов) о параметрах процедуре и результатах контроля деталей колесных пар, а также использование этих данных для паспортизации объекта контроля.

Для решения производственных задач неразрушающего контроля, не включающих обследование обода по всему сечению, в 1996 году в НИИ мостов и дефектоскопии МПС России при участии автора разработаны устройство сканирования УСК-3 и его последующая модификация УСК-ЗМ, предназначенные для ультразвукового контроля цельнокатаных колес вагонов при осмотре и освидетельствовании с применением дефектоскопов II или III группы по ГОСТ 23049. Улучшение массогабаритных параметров устройств сканирования, повышение точности

позиционирования ПЭП при контроле гребня и обеспечение возможности настройки чувствительности контроля по стандартным образцам без использования эталонных отражателей в контрольной колесной паре достигнуты при разработке модернизированного устройства сканирования УСК-4. Около 200 устройств УСК-ЗМ, более 450 устройств сканирования УСК-4 внедрено на сети Российских железных дорог, железных дорогах стран СНГ и Балтии, начиная с 1998 года.

Выполненный анализ технологических процессов ремонта вагонов, частью которых является ультразвуковой контроль элементов колесных пар, позволил определить перечень идентификационных данных и параметров, подлежащих регистрации.

К их числу должны быть в первую очередь отнесены те, значения которых могут быть изменены при оперативной настройке: чувствительность (усиление), закон ВРЧ, зона контроля (значения параметров временной селекции) и, кроме того, рабочая частота и характеристики ПЭП, определяющие погрешности измерения координат отражателя. Принципиально важен также мониторинг качества или, по меньшей мере, наличия/отсутствия акустического контакта.

При регистрации значений амплитуд и временной задержки сигналов, превышающих порог регистрации В-развертки, становится возможным получение наиболее полного протокола контроля, сочетающего в себе достоинства разверток типа А и В. Подобная регистрация позволяет также воспроизводить результаты контроля в удобной визуальной форме.

Сформулированные технические требования и функциональные решения частично реализованы в устройстве регистрации УР-1, предназначенном для регистрации эхо-сигналов от дефектов при неразрушающем контроле колесных пар вагонов на предприятиях вагонного хозяйства с применением серийных дефектоскопов.

Выполненный детальный анализ существующих методик и средств ультразвукового контроля колесных пар вагонов, а также результаты исследований и разработок, представленные в главах 2 и 3, позволили сформулировать основные технические требования и принципы построения новых средств многоканальной

дефектоскопической аппаратуры нового поколения, которые положены в основу разработанных НИИ мостов и дефектоскопии совместно с ЗАО «Фирма ЗОНД» и НПП РДМ одноканального и восьмиканального ультразвуковых дефектоскопов УДС2-32 (1998 год) и УДС2-52 «ЗОНД-2» (2002 год). В настоящее время на сети Российских железных дорог, железных дорогах стран СНГ и Балтии внедрено более 300 дефектоскопов УДС2-32.

Разработанные устройства сканирования типа УСК, устройство регистрации УР-1, специализированный дефектоскоп УДС2-32 обеспечивают механизацию ручного ультразвукового контроля цельнокатаных колес, повышают его производительность и достоверность, способствуют внедрению автоматизированных систем документооборота и управления технологическими процессами ремонта вагонов, а также создали основу для массового применения технологий ультразвукового контроля качества колес при ремонте и освидетельствовании колесных пар, как одного из основных элементов конструкции вагонов.

Разработанные технологии ультразвукового контроля ободьев, гребней и дисков цельнокатаных колес вагонов с применением устройств сканирования УСК-3, УСК-ЗМ, УСК-4, регистратора УР-1 и дефектоскопа УДС2-32 являются составной частью «Руководства по комплексному ультразвуковому контролю колесных пар вагонов. РД 07.09-97», которое утверждено Министерством путей сообщения России, а также Дирекцией Совета по железнодорожному транспорту Государств-участников Содружества.

Усредненные объемы ультразвукового контроля элементов колеса по разработанным технологиям и распределение числа дефектов по зонам колеса (рисунок 5) показывают, что при контроле колес на сети российских железных дорог за год обнаруживается более семи с половиной тысяч недопустимых дефектов.

Рисунок 5. Распределение числа п1 дефектов по зонам колеса (в %%) от общего числа £п, выявленных дефектов

Основные выводы и результаты работы:

1. На основании анализа металлургических и эксплуатационных дефектов цельнокатаных колес, а также действующих к началу диссертационной работы методов и средств их неразрушающего контроля обоснована необходимость повышения качества ремонта вагонов за счет разработки и совершенствования методик и средств ультразвукового контроля дисков и ободьев колес.

2. В результате теоретико-экспериментальных исследований разработана методология ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес поверхностными волнами:

2.1 Обоснована модель акустического тракта при контроле дисков колес поверхностными волнами, объяснен механизм формирования эхо-сигналов от конструктивных отражателей за счет распространения квазирэлеевских волн вдоль галтельного перехода диска в обод, а также переизлучения ими в обод объемных поперечных волн.

2.2 Получены в энергетическом приближении и экспериментально подтверждены аналитические выражения амплитуд эхо-сигналов от дефектов и конструктивных отражателей; установлен характер зависимостей амплитуд эхо-сигналов от частоты упругих колебаний и размеров дефекта; показано, что на начальном этапе развития поверхностных усталостных трещин рост их размера приводит к практически линейному увеличению амплитуды эхо-сигнала.

2.3 Обоснован способ эталонирования эквивалентной чувствительности по эхо-сигналу от угла, образованного гантельным переходом диска колеса в обод и боковой гранью обода колеса, обеспечивающий учет качества акустического контакта и состояние (шероховатость, загрязненность) поверхности диска колеса; выбраны значения основных параметров ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес: ^=1,25 МГц, эквивалентная чувствительность К3= - 6 ДБ.

3. Синтезирована комплексная схема прозвучивания обода колеса, обеспечивающая выявление внутренних дефектов металлургического происхождения, поверхностных усталостных дефектов, а также дефектов в наплавленном слое гребня:

3.1 Раздельно-совмещенным ПЭП (/=2,5 МГц, а=0о) обеспечивается выявление продольных трещин глубиной более 2 мм; наклонными ПЭП

поперечных трещин.

3.2 Разработана методика ультразвукового контроля наплавленного слоя гребня; основанная на проведении контроля специализированным двухлучевым ПЭП (/=2,5 МГц,

при условной чувствительности

по СО-2.

4. Сформулированы требования к построению сканирующих устройств, средств регистрации и специализированных дефектоскопов для ультразвукового контроля цельнокатаных колес.

4.1 Устройства сканирования должны обеспечивать перемещение акустических блоков по заданным траекториям относительно выбранных опорных поверхностей независимо от толщины обода контролируемого колеса.

4.2 В ультразвуковом специализированном дефектоскопе, помимо стандартных функций, необходимо предусмотреть:

- отображение информации в виде разверток типов А и В;

- систему автоматической регулировки усиления по опорному сигналу в процессе контроля;

- калиброванную систему ВРЧ;

- систему автоматического определения фактического значения скорости упругой волны;

- систему слежения за качеством акустического контакта;

- систему регистрации.

5. Результаты и выводы, полученные в процессе работы, использованы при создании средств и технологий ультразвукового контроля цельнокатаных колес:

- разработаны конструкции устройства сканирования колес типа УСК (УСК-3, УСКм, УСК-ЗМ, УСК-4) и устройства регистрации УР-1 результатов контроля;

- разработаны и серийно выпускаются специализированные ультразвуковыедефектоскопыУДС2-32 иУДС2-52 «ЗОНД-2» для контроля колесных пар вагонов;

- разработаны технологии ультразвукового контроля цельнокатаных колес, которые внесены в «Руководство по комплексному ультразвуковому контролю колесных пар вагонов. РД 07.09-97», утвержденное Министерством путей сообщения России, а также Дирекцией Совета по железнодорожному транспорту Государств-участников Содружества.

Внедрение перечисленных результатов работ обеспечивает повышение качества ремонта вагонов и безопасности движения поездов.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах;

1. Дымкин Г.Я., Лохов В.П., Цомук СР., ШевелевА.В. Новые технологии и средства ультразвукового контроля деталей и узлов вагонов. Тезисы докладов УЗДМ-98 стр.78-80.

2. Шевелев А. В. Ультразвуковой контроль колес и деталей подшипников. "В мире неразрушающего контроля'*. №1 [11], 2001 стр.53-54.

3. Дымкин Г.Я., Лохов В.П., Цомук СР., Шевелев А.В. Ультразвуковой контроль в вагонном хозяйстве: состояние и перспективы. "В мире неразрушающего контроля". № 2[12] 2001 стр.49-52.

4. Дымкин Г.Я., Лохов В.П., Цомук СР., Шевелев А.В. Методы повышения достоверности ультразвукового контроля элементов колесных пар вагонов. Тезисыдокладов УЗДМ-2001 стр. 106-109.

5. Дымкин Г.Я., Лохов В.П., Цомук СР., Шевелев А.В. и др. Новый многоканальный ультразвуковой дефектоскоп для контроля металлопродукции. Неруйтвний контроль конструкцшних та функциюнальних MaTepianiB. Льв1в, 2002. стр 15-18.

6. Дымкин Г.Я., Шевелев А.В. Методика ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес вагонов поверхностными волнами. Дефектоскопия. № 7.2003, стр.3-13.

Шевелев Александр Владимирович

Методы и средства ультразвукового неразрушающего контроля

цельнокатаных колес вагонов

Автореферат

Лицензия ЛР 020308 от 14.02.97

Подписано в печать 08.01.04 Формат 60x84 1/16 Б. кн.-журн. 1,0 Пл.РТПРИОСЗТУ

_Тираж 100. Заказ 521_

Редакционно — издательский отдел Северо-Западного государственного заочного технического университета РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт -Петербурга 191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5

¿-132 9

РЫБ Русский фонд

2004-4 26681

Введение

1 Обоснование эффективности совершенствования ультразвуковых методов неразрушающего контроля железнодорожных колес. Постановка задач исследований

1.1 Анализ дефектности цельнокатаных колес при их производстве и в условиях эксплуатации

1.2 Методы ультразвукового контроля цельнокатаных колес при их изготовлении и ремонте

1.2.1 Ультразвуковой контроль при производстве

1.2.2 Ультразвуковой контроль при освидетельствовании и ремонте

1.3 Средства ультразвукового контроля колес

1.4 Постановка задач исследований 41 2. Разработка метода ультразвукового контроля дисков колес поверхностными волнами

2.1 Обоснование модели акустического тракта и постановка задач 43 исследований

2.2 Теоретико-экспериментальные исследования акустического тракта ультразвукового контроля дисков поверхностными волнами

2.3 Экспериментальные исследования по выбору основных параметров контроля дисков колес поверхностными волнами

2.4 Выводы по главе 2 72 3 Совершенствование методов ультразвукового контроля ободьев колес

3.1 Исследование методики ультразвукового контроля наплавленного слоя гребня

3.2 Обоснование схем прозвучивания и основных параметров при контроле обода

3.3 Выводы по главе

4 Разработка функциональных решений и внедрение аппаратуры для ультразвукового контроля колесных пар

4.1 Обоснование требований и конструктивные решения устройств сканирования для ультразвукового контроля колес при ремонте

4.2 Обоснование технических требований и функциональных решений средств регистрации параметров и результатов ультразвукового контроля колес и некоторые результаты их внедрения

4.3 Обоснование технических требований к специализированному дефектоскопу для контроля колесных пар и некоторые результаты их внедрения

4.4 Разработка и внедрение технологий ультразвукового контроля цельнокатаных колес вагонов

4.5 Обобщение результатов и выводы по главе

Безопасность движения на железнодорожном транспорте определяется в значительной степени эксплуатационной надежностью пути и подвижного состава. Колесная пара является одной из главных и ответственных частей вагона. В сложных условиях эксплуатации колесные пары испытывают большие динамические нагрузки, которые приводят к Ф образованию различных дефектов, в том числе усталостных трещин.

Последние, являясь сильными концентраторами напряжений и развиваясь, угрожают разрушением деталей колесных пар в процессе работы и созданием аварийной ситуации. В эксплуатации встречается более 60 типов дефектов колесных пар. Изломы колес в процессе движения приводят к сходу поезда или крушению, по меньшей мере, нанося значительный материальный ущерб.

Анализ изломов колес, произошедших за последние 35 лет в нашей стране (рисунки В-1, В-2), показывает, что пик изломов прошел. В 1995-98 г.г. это было обусловлено в первую очередь резким снижением интенсивности и объемов грузоперевозок. Однако, в связи с продолжающимся старением парка подвижного состава, наметившемся с V конца 90-х годов, ростом скоростей движения и грузоподъемности составов, а также использованием термоупрочненных рельсов положение с отказами колес в пути следования в последние годы ухудшается, о чем свидетельствует статистика изломов колес, приведенная в отчетах ВНИИЖТ. В частности, в 1997 году имели место 2 случая излома колеса по трещине обода, в 1998 году -также 2 случая (откол обода и трещина диска; в 1999 году - 3 излома по старым трещинам в диске и 4 — по трещинам в ободе (в том числе один из них - по трещине, развившейся от металлургического дефекта).

В 1997-99 годах разрушение колес было причиной соответственно 16,7%, 20% и 64% отказов колесных пар в пути следования. Усложнение условий работы колесных пар привело также к хрупким к изломам колес по дефектам, которые редко ранее встречались в эксплуатации. К таковым в первую очередь относятся усталостные трещины в дисках цельнокатаных колес.

Необходимость выявления как внутренних, так и поверхностных усталостных трещин, развивающихся на шероховатой и загрязненной % поверхности обусловило эффективность применения методов ультразвуковой дефектоскопии. К началу работы над диссертацией существовал ряд методик ультразвукового контроля колесных пар при ремонте, однако, в массовом порядке контроль не проводился. Средства ультразвукового контроля, эксплуатируемые на предприятиях по ремонту и обслуживанию вагонов на сети железных дорог, морально и физически ^ устарели. В 1995 году в вагонных депо и на вагоноремонтных заводах контроль выполнялся с помощью ультразвуковых дефектоскопов, разработанных в 1960-1980 годах (УЗД-64, УД-11ПУ). Применяемые технологии контроля не позволяли обнаруживать целый ряд опасных дефектов и не обеспечивали требуемой достоверности.

В связи с изложенным, повышение эксплуатационной надежности * колес как наиболее ответственного элемента конструкции вагона и повышение безопасности движения поездов невозможно без совершенствования методической базы и технических средств неразрушающего контроля колес, что обуславливает актуальность темы диссертационной работы. я

Распределение количества изломов колес грузовых вагонов но годам

Рисунок В. 1 февраль

21% август

3% сентябрь

3% октябрь

5% ноябрь

3% маи

4% июнь

ИЮЛЬ

2% январь

20% декабрь 9% март

18% апрель

9%

Сезонное распределение изломов колес (1985-1998 г.г.) [ВНИИЖТ] Рисунок В.2

Целью настоящей диссертационной работы является повышение качества ремонта вагонов и безопасности движения поездов за счет разработки новых и совершенствования действующих методик, средств и технологий ультразвуковой дефектоскопии, обеспечивающих надежное обнаружение дефектов различного типоразмера, в том числе невыявляемых ранее.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач: обоснование направлений совершенствования методик и специализированных средств ультразвукового контроля колес вагонов при их ремонте;

- исследование акустического тракта и разработка способа настройки чувствительности при ультразвуковом контроле дисков колес;

- обоснование схем прозвучивания и основных параметров ультразвукового контроля ободьев колес;

- разработка функциональных решений аппаратуры ультразвукового контроля элементов колесных пар вагонов;

- разработка технологий контроля элементов колесных пар вагонов.

Научную новизну работы составляют:

1. Аналитические выражения для расчета акустического тракта эхо и зеркально-теневого методов при контроле поверхностными волнами по вогнутой криволинейной поверхности, обеспечивающие возможность выбора основных параметров ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес.

2. Способ безэталонной настройки чувствительности по амплитуде опорного сигнала от двугранного угла при контроле поверхностными волнами, исключающий необходимость применения стандартных образцов с моделями дефектов.

3. Комплексная схема прозвучивания при ультразвуковом контроле ободьев цельнокатаных колес, обеспечивающая возможность обнаружения потенциально опасных дефектов при минимальных трудозатратах.

4. Функциональные решения ультразвукового дефектоскопа, обеспечивающие обязательный учет технологических процедур контроля в алгоритме работы прибора.

По результатам исследований разработаны и внедрены на сети железных дорог: устройства сканирования для ультразвукового контроля колес (УСК-3, УСК-4, УСКм); устройство регистрации УР-1 результатов ультразвукового контроля колес; специализированный ультразвуковой дефектоскоп для контроля колесных пар вагонов УДС2-32, а также Технологические инструкции, являющиеся основными нормативными документами на контроль колесных пар при их ремонте на сети железных дорог России, стран СНГ и Балтии.

Результаты работы используются в учебном процессе Петербургского государственного университета путей сообщения, а также при подготовке и повышении квалификации дефектоскопистов в Учебных центрах по неразрушающему контролю железных дорог.

Основные положения работы, выносимые на защиту:

1. Способ безэталонной настройки чувствительности по эхо-сигналу от угла, образованного внутренней поверхностью обода и галтельным переходом диска в обод, обеспечивает учет состояния поверхности и таким образом повышает достоверность ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес поверхностными волнами.

2. Аналитические формулы расчета акустического тракта при контроле дисков поверхностными волнами, позволяют определять значения браковочной чувствительности при заданных размерах дефектов, подлежащих выявлению.

3. Синтезированная схема прозвучивания обода цельнокатаного колеса, обеспечивает выявление внутренних и поверхностных эксплуатационных дефектов и снижает трудоемкость и время контроля.

4. Функциональные решения специализированной аппаратуры и алгоритмы управления, базирующиеся на применяемых технологиях ультразвукового контроля, обеспечивают повышение производительности и достоверности результатов контроля элементов колесных пар в условиях их ремонта.

Материалы диссертации докладывались на Всероссийской конференции «Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкций УЗДМ-98» (С.-Петербург, 1998г), XVII Петербургской конференции УЗДМ-2001 (С.-Петербург, 2001 г), VII международной научно-технической конференции «ЛЕОТЕСТ» (Львов, 2002), XVI российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» (С.-Петербург, 2002 г.), сетевой школе по неразрушающему контролю (г. Новоалтайск, 2003), а также на ежегодных Научно-технических с участием студентов, аспирантов и ученых конференциях Петербургского государственного университета путей сообщения.

По основным результатам исследований опубликовано шесть печатных работ.

Диссертационная работа изложена на 154 страницах машинописного текста (в том числе - 53 рисунка и 13 таблиц), состоит из введения, четырех глав, списка использованной литературы, включающего 84 наименования, и приложения.

Основные выводы и результаты, диссертационной работы сводятся к следующему:

1. На основании анализа металлургических и эксплуатационных дефектов цельнокатаных колес, а также действующих к началу диссертационной работы методов и средств их неразрушающего контроля обоснована необходимость повышения качества ремонта вагонов за счет разработки и совершенствования методик и средств ультразвукового контроля дисков и ободьев колес.

2. В результате теоретико-экспериментальных исследований разработана методология ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес поверхностными волнами:

2.1 Обоснована модель акустического тракта при контроле дисков колес поверхностными волнами, объяснен механизм формирования эхо-сигналов от конструктивных отражателей за счет распространения квазирэлеевских волн вдоль галтельного перехода диска в обод, а также переизлучения ими в обод объемных поперечных волн.

2.2 Получены в энергетическом приближении и экспериментально подтверждены аналитические выражения амплитуд эхо-сигналов от дефектов и конструктивных отражателей; установлен характер зависимостей амплитуд эхо-сигналов от частоты упругих колебаний и размеров дефекта; показано, что на начальном этапе развития поверхностных усталостных трещин рост их размера приводит к практически линейному увеличению амплитуды эхо-сигнала.

2.3 Обоснован способ эталонирования эквивалентной чувствительности по эхо-сигналу от угла, образованного галтельным переходом диска колеса в обод и боковой гранью обода колеса, обеспечивающий учет качества акустического контакта и состояние (шероховатость, загрязненность) поверхности диска колеса; выбраны значения основных параметров ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес:/=1,25 МГц, эквивалентная чувствительность Кэ= - 6 дБ.

3. Синтезирована комплексная схема прозвучивания обода колеса, обеспечивающая выявление внутренних дефектов металлургического происхождения, поверхностных усталостных дефектов, а также дефектов в наплавленном слое гребня:

3.1 Раздельно-совмещенным ПЭП (/=2,5 МГц, а=0°) обеспечивается выявление продольных трещин глубиной более 2 мм; наклонными ПЭП (/=2,5 МГц, а=45°) -поперечных трещин.

3.2 Разработана методика ультразвукового контроля наплавленного слоя гребня; основанная на проведении контроля специализированным двухлучевым ПЭП (/=2,5 МГц, а=50°, Аф=14°-ь24°) при условной чувствительности Ку=12 дБ по СО-2.

4. Сформулированы требования к построению сканирующих устройств, средств регистрации и специализированных дефектоскопов для ультразвукового контроля цельнокатаных колес.

4.1 Устройства сканирования должны обеспечивать перемещение акустических блоков по заданным траекториям относительно выбранных опорных поверхностей независимо от толщины обода контролируемого колеса.

4.2 В ультразвуковом специализированном дефектоскопе, помимо стандартных функций, необходимо предусмотреть:

- отображение информации в виде разверток типов А и В;

- систему автоматической регулировки усиления по опорному сигналу в процессе контроля;

- калиброванную систему ВРЧ;

- систему автоматического определения фактического значения скорости упругой волны;

- систему слежения за качеством акустического контакта;

- систему регистрации.

5. Результаты и выводы, полученные в процессе работы, использованы при создании средств и технологий ультразвукового контроля цельнокатаных колес:

- разработаны конструкции устройства сканирования колес типа УСК (УСК-3, УСКм, УСК-ЗМ, УСК-4) и устройства регистрации УР-1 результатов контроля;

- разработаны и серийно выпускаются специализированные ультразвуковые дефектоскопы УДС2-32 и УДС2-52 «ЗОНД-2» для контроля колесных пар вагонов;

- разработаны технологии ультразвукового контроля цельнокатаных колес, которые внесены в «Руководство по комплексному ультразвуковому контролю колесных пар вагонов. РД 07.09-97», утвержденное Министерством путей сообщения России, а также Дирекцией Совета по железнодорожному транспорту Государств-участников Содружества.

Внедрение перечисленных результатов работ обеспечивает повышение качества ремонта вагонов и безопасности движения поездов.

Заключение

1. ГОСТ 9036-88 Колеса цельнокатаные. Конструкция и размеры. Издательство стандартов, 1988г.

2. ГОСТ 10791-89 Колеса цельнокатаные. Технические условия Издательство стандартов, 1989г.

3. Пашолок И.Л. Перспективные технические требования к ультразвуковому контролю цельнокатаных железнодорожных колес на металлургических заводах. Отчет по НИР, М, 1996г.

4. Эделъ К.-О., Шапер М. (K.-O.Edel, M.Schaper) Механика разрушения цельнокатаных колес .- Железные дороги мира 1994, №2.

5. Богданов А.Ф., Чурсин В.Г. Эксплуатация и ремонт колесных пар вагонов. М.; Транспорт, 1985г. — 87 с.

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

7. ЦВ/3429 Инструкция по осмотру, освидетельствованию, ремонту и формированию вагонных колесных пар.

8. ISO 5948 Railway rollinng stok material Ultrasonic acceptance testing, 1995 r.

9. ISO 1005/6 Railway Rollinng Stok Material Part 6: Solid Wheels for Traktive and Trailing Stock - Qualiti Requirements, 1995 r.

10. UIC 812-3 О Technical specification for the supply of rolled solid (monobloc) wheels of non-alloy steel for traction and rolling stock, 1984 r.

11. ASTM A 504-89 Standard Specification for Wrought Carbon Steel Wheels - P 302-308, 1989 r.

12. ASTM A 583-88 Standard Specification for Steel Wheels, 1988 r.

13. AAR (Assotiation of American Railroads) M-107-84 and M-208-84 Standard. Wheels, Carbon Steel. Last Revision Effective, 1998 r.

14. IRS R16-65 Indian Standard Specification for Steel Wheels.

15. BS 5892 Railway rolling stock materials. Part 4. Specification for forget and rolled tyres, 1992 r.

16. BS 5892 Railway rolling stock materials. Part 4. Specification for forget and rolled tyres, 1992 r.

17. МУ 102-12-21-97 Методические указания. Ультразвуковой электромагнитоакустический контроль обода цельнокатаных колес. Н. Тагил; 1997 г.

18. М 14-2Р-327-97 Методика ультразвукового контроля обода цельнокатаных железнодорожных колес, Выкса; 1997.

19. Ильин В.А., Батунер А.П и др. "Новые приборы неразрушающего контроля (дефектоскопы УД11-ПУ, УД2-12, DI-4)" М.; Транспорт, 1990.-61 с.

20. Методика ультразвукового контроля вагонных колесных пар с применением дефектоскопов УД2-12 и УД-11ПУ. 1991

21. ТИ 07.02 -95 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю ободьев и бандажей дефектоскопом УДС1-22. 1995 г.

22. Методика ультразвукового контроля диска с поверхности катания (рукопись), СЖД, 1995 г.25. 1405/ВТ-90 Методика комплексной дефектоскопии наплавки гребней колесных пар, 1990 г.

23. Методика ультразвукового контроля наплавки гребней колесных пар (рукопись), ДОРВК Окт. ж.д., 1994 г.

24. Экспериментальные исследования формирования информативных сигналов при ультразвуковом контроле дисков колес поверхностными волнами. Отчет о НИР, СПб.; ПГУПС, 1996.

25. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волн Рэлея и Лэмба в технике. -М.; Наука, 1966 г.-168 с.

26. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. -М.; Наука, 1981 г.-287 с.

27. Смарышев М.Д., Добровольский Ю.Ю. Гидроакустические антенны. Справочник по расчету направленных свойств гидроакустических антенн. Л.; Судостроение, 1984 г. - 304 с.

28. Алешин Н.П. Могилънер Л.Ю. Анализ упругого поля ультразвуковых волн, рассеяных на цилиндрическом отражателе -Дефектоскопия, №6, 1984.-С 18-30.

29. Данилов В.Н., Ямщиков B.C. К вопросу о рассеянии поверхностных волн Рэлея на пограничных дефектах Акуст. журнал, 1985 tXXXI, вып 3, С.323-327.

30. Дымкин Г.Я. Теоретические основы, методология и принципы построения аппаратуры низкочастотного ультразвукового контроля металлопродукции. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.; 1991 г.-244 с.

31. Дамаскин А.Л., Дымкин Г.Я., Костюк О.М. Исследования акустического тракта при эхо-импульсном контроле поверхностными волнами -Дефектоскопия, 1991, №2, С.26-29.

32. Данилов В.Н. Формулы акустического тракта дефектоскопа с прямым преобразователем в приближении геометрической акустики-Дефектоскопия. №11, 1986. С. 232-237.

33. Дымкин Г.Я., Цомук С.Р., Ильин И.В, и др. Система НК конструкций подвижного состава Тезисы конференции "НК в науке и индустрии -94". С. 84-87.

34. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля М.; Машиностроение, 1981. —240 с.

35. Ермолов И.Н. Оптимизация условий контроля ультразвуковым эхометодом. II Расчет эхосигналов от дефектов -Дефектоскопия №2, 1996. -С. 17-24.

36. Ермолов И.Н., Алешин Н.П., Потапов А.И. Акустические методы контроля, кн.2 серии "Неразрушающий контроль". М.; Высшая школа, 1991.- 283 с.

37. Никифоров Л.А., Харитонов А.В. Анализ эфективности приема волн Рэлея и Лэмба клиновыми преобразователями, Дефектоскопия №2 1975.-С. 100-108.

38. Никифоров Л.А., Харитонов А.В. Возбуждение поверхностной волны ультразвуковым пучком на границе раздела жидкость твердая среда. Дефектоскопия №3 1973. - С. 96-102

39. Никифоров JI.A., Харитонов А.В. Анализ эффективности приема волн Рэлея и Лэмба клиновыми преобразователями. Дефектоскопия №2 1975.-С. 96-102

40. Бирюков С.В. Рассеяние рэлеевских волн двумерными неровностями поверхности при наклонном падении. Акустический журнал, 1980, т.26. №4. С.494-501.

41. Голубев А.С. Преобразователи ультразвуковых дефектоскопов. ЛЭТИ, Ленинград, 1986.-С. 100-107.

42. Боровикова Т.А., Дымкин Г.Я., Костюк О.М., Пасси Г.С. и др. Ультразвуковой контроль железнодорожных колес поверхностными волнами В кн. XII Всесоюзн. конф. нераз. физ. Методы контроля, т.2 — Свердловск: 1990.-С.83-84.

43. Тютекин В.В. Дифракция плоской звуковой волны на бесконечной цилиндрической плоскости в упругой среде при произвольном угле падения Акустический журнал, 1960, т.9, № 1. - С. 101-107.

44. Кондрацкий В.Я., Гитис М.Б. Исселование рассеяния упругих волн на пустотелых неоднородностях в твердой среде Дефектоскопия, №5, 1982.-С. 11-16.

45. Жарылкапов С.Ж., Крылов В.В. Рассеяние волн Рэлея на выемке произвольной глубины. Акустический журнал т. 33, №5, 1987. С. 878-883.

46. Дуканич Г.И., Костенко Н.К., Скорина Н.И Осмотр вагонов. ММ; Транспорт, 1990. 146 с.

47. Дымкин Г.Я., Максимов А.В. Исследование отражения рэлеевских волн от подповерхностных дефектов, Дефектоскопия, 1988, №3. - С. 93-95.

48. Дымкин Г.Я., Шевелев А.В. Методика ультразвукового контроля дисков цельнокатаных колес поверхностными волнами, Дефектоскопия, №7, 2003.-С. 3-13.

49. Дымкин Г.Я., Шевелев А.В. и др. Новые технологии и средства ультразвукового контроля деталей и узлов вагонов. В кн. Всерос. научн.-технич. конф. «Ультразвуковая дефектоскопия металлоконструкция». Тезисы докладов. СПб, 1989. - С. 78-80.

50. Данилов В.Н. Формулы акустического тракта дефектоскопа с прямым преобразователем в приближении геометрической акустики. Дефектоскопия, № 11, 1986. С. 24-28.

51. Гурвич А.К., Кузьмина Л.И. Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов. К.; Технжа, 1980. — 102 с.

52. Хикс И. Основные принципы планирования эксперимента. —М: Мир, 1967.-407 с.

53. Финни Д. Введение в теорию планирования экспериментов. —М: Наука, 1970.-288 с.

54. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1970. — 720 с.

55. ШенкХ. Теория инженерного эксперимента. — М.: Мир, 1972. —381 с.

56. Ермолов И.Н. Расчеты в ультразвуковой дефектоскопии. Справочник. — М.: 2000.

57. Сыркин М.М. Повышение устойчивости движения механизма сканирования для автоматизированного ультразвукового контроля -Дефектоскопия, №2, 2002. С. 26-33.

58. Сыркин М.М. Повышение достоверности автоматизированного ультразвукового контроля Дефектоскопия, №2, 2003. - С. 11-23.

59. ТУ 01124193.001-95 Устройство сканирования для ультразвукового контроля колес УСК-3. Технические условия. 1995.

60. ТУ 3185-008-01124193-98 Устройство сканирования для ультразвукового контроля колес УСК-4. Технические условия. 1998.

61. Пасси Г.С. Сравнение способов оценки акустического контакта Дефектоскопия, №4, 1988. - С. 71-79.

62. Ринкевич А.Б., Смородинский Я.Г. Анализ параметров и технических характеристик современных ультразвуковых дефектоскопов общего назначения Дефектоскопия. №9, 2002. - С. 3-26.

63. ТУ 3185-007-01124193 Дефектоскоп ультразвуковой УДС2-32. Технические условия. 1998.

64. Дымкин Г.Я., Лохов В.П., Цомук С.Р., Шевелев А.В. Ультразвуковой контроль в вагонном хозяйстве: состояние и перспективы. В мире неразрушающего контроля. № 212. 2001. С. 49-52.

65. Шевелев А.В. Ультразвуковой контроль колес и деталей подшипников. В мире неразрушающего контроля. №1 11. 2001. — С. 53-54.

66. Цомук С.Р. Новые средства УЗК деталей и узлов вагонов. В мире НК, №5, 1999. -С. 30-31.

67. Дымкин Г.Я., Лохов В.П., Шевелев А.В. и др. Новый многоканальный ультразвуковой дефектоскоп для контроля металлопродукции. В кн. «Неруйшвний контроль конструкцшних та функциюнальних матер1ал!в». JIbBiB, 2002. С. 15-18.

68. Соколов А.Г. Сравнительный анализ технических возможностей ультразвуковых дефектоскопов общего назначения. В мире неразрушающего контроля. №1 15., 2002. С. 12-16.

69. РД 07.09-97 Руководство по комплексному ультразвуковому контролю колесных пар вагонов. 1997.

70. ТИ 07.09.03-97 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю ободьев цельнокатаных колес дефектоскопом УД2-12 с устройством УСК-3. 1997.

71. ТИ 07.09.04-97 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю приободной зоны дисков цельнокатаных колес дефектоскопом УД2-12 с устройством УСК-3. 1997.

72. ТИ 07.09.05-97 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю гребней цельнокатаных колес дефектоскопом УД2-12 с устройством УСК-3. 1997.

73. ТИ 07.09.07-97-98 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю ободьев цельнокатаных колес дефектоскопом УД2-12 с устройством УСК-4. 1998.

74. ТИ 07.09.08-98 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю гребней цельнокатаных колес дефектоскопом УД2-12 с устройством УСК-4. 1998.

75. ТИ 07.19-99 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю цельнокатаных термоупрочненных колес дефектоскопом УД2-12. 1999.

76. ТИ 07.16-98 Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю элементов колесных пар вагонов дефектоскопом УДС2-32. 1998.1. МПСРОССИИ

77. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

78. Петербургский государственный университетпутей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации»

79. Московский пр., д.9, Санкт-Петербург, 190031, тел: 168-86-28 /1. На №отпрту^^Й^ш^оте, профессор1. В.В. Сапожников1. АКТоб использовании результатов научных исследований Шевелева А.В.в учебном процессе университета

80. В ПГУПС ведется обучение студентов по специальности 190200 «Приборы и методы контроля качества и диагностики», переподготовка и повышение квалификации специалистов по неразрушающим физическим методам контроля.

81. Акт составлен в связи с оформлением дела по кандидатской диссертации Шевелева А.В.

82. Заведующий кафедрой «Радиотехника»,профессор А.Е.Красковский

83. О АГЛ олип" тел./факс:7(812) 122.2112, 184-6677

84. OAvJ ФИрМа. ОипД E-mail:zond@ndf.5p.ro wwv/.zond.5pb.iгивнедрения результатов диссертационной работы Шевелева А.В.на тему

85. Методы и средства неразрушающего контроля цельнокатаных колес вагонов», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук.I

86. Более 470 устройств УСК-4 внедрено, начиная с 1998 года, на сети Российскихжелезных дорог, железных дорогах стран СНГ и Балтии. /

87. Генеральный директор ЗАО «Фирма «ЗОНД»к.т.н / ,)•>. Цомук С.Р.

88. Scientific-industrial company ULTRACON-SERVICE Ltd.

89. Науково-виробнича ф1*рма УЛЬТРАКОН-CEPBIC

90. P.O.Box 31, Kiev 04111, Ukraine Phone/Fax (044^531-37-27, (044)-531-37-26 мшШ ndt^carrier.kkv.ua www.ultracon-tervkc.com.ua

91. UI, УкраЬа, и. Kate, а/с 31 Тел/Факс (044)-531-37-27, (044>-5J 1-37-Ие-шаШ ndfra^arrier.kJcv.tia www.ultracon-tervfec.coe.uaктор Сервис»1. Луценко Г.Г.1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы А.В. Шевелева

92. При опытно-конструкторской разработке устройства сканирования колес УСКм в ООО «Ультракон-Сервис» использованы результаты теоретических и экспериментальных исследовании, полученные в диссертационной работе А.В. Шевелева.

93. На железных дорогах Украины внедрено более 120 устройств сканирования колес УСКм, серийно выпускаемых с 1998 года.Г

94. ФИЛИАЛ «СЕВЕРО-КАВКАЗСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА» рН•■ rfl.f1. АКТ

95. Внедрения технология ультразвукового контроля цельнокатанных колес грузовых вагонов

96. За период с 2000-2003 год проконтролировано порядка 785 тыс колес, при этом обнаружено 1434 недопустимых дефектов.

97. Главный инженер службы Вагонного хозяйства1. А.А. Чайка--

98. Начальник производственно-технического Отдела службы вагонного хозяйства1. Т.В. Бахарева1. РЖПаткрьггаЕ акцитонерь+ое обществороссийские железные дороги» (оао «ржд»)

99. ОЭ1/1Л1/1АЛ «ГОРЬКОВСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА»1. АКТвнедрения результатов диссертационной работы Шевелева А. В.

100. Контроль производится серийными ультразвуковыми дефектоскопами УДС2-32 (7 шт.) и УД2-102 (22 шт:) с применением устройств сканирования типа УСК (14 шт.) и устройств регистрации УР-1 (11 шт.).

101. За указанный период проконтролировано более 1 036 тыс. цельнокатаных колес, при этом обнаружено более 5 072 недопустимых дефектов.1. Главный инженер

102. Службы вагонного хозяйства1. Веду щи1. Д.А. Потки н