Лабораторная работа №12

Тема: Исследование конструкции и принципа работы дефектоскопа РДМ-22

Цель работы: Научиться подготавливать дефектоскоп к работе и осуществлять контроль состояния рельсов в пути.

Оборудование и приборы:

1. Дефектоскоп РДМ-22;

2. Тележка дефектоскопная;

3. Блоки пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) для сплошного контроля рельсов;

4. Ручные ПЭП с углами ввода α: 0°, 42°, 50°, 55°, 65° 70°;

5. Кабели к блокам ПЭП;

6. Кабель питания;

7. Стандартный образец СО-3Р;

8. Датчик путейской координаты;

9. Инструмент, краска масляная белая и сигнальные принадлежности;

10. Вкладыш для блокировки стрелочного перевода.

Краткие сведения из теории

Дефектоскоп предназначен для обнаружения дефектов в обеих нитях железнодорожного пути по всей длине и сечению рельса, за исключением перьев подошвы, при сплошном контроле со скоростью движения до 4 км/ч, а также для выборочного ручного контроля сварных стыков, отдельных сечений и участков рельса, определения координат обнаруженных дефектов и их условной протяженности.

Коды выявляемых дефектов по классификатору дефектов рельсов НТД/ЦП-1-93 с дополнением по классификации дефектов и повреждений элементов стрелочных переводов: 20.1-2, 21.1-2, 24.1-2, 25.1-2, 26.3, 27.1-2, 30В.1-2, 30Г.1-2, 38.1, 50.1-2, 52.1-2, 53.1-2, 55.1-2, 56.3, 60.1-2, 66.3, 69.2, 70.1-2, 74.1-2, 79.1-2, ДО.20.2, ДСН.20.2, ДО.60.2, ДСН.60.2, ДР.21.2, ДУ.22.2, ДУН.21.2.

Дефектоскоп является переносной механизированной системой ультразвукового контроля с использованием ЭМ и ЗТМ при контактном способе ввода УЗК. Количество каналов возбуждения и приема УЗК, предусмотренных для работы с блоками пьезоэлектрических резонаторов (БП) в режиме сплошного контроля, для каждой из нитей пути – 8.

Количество каналов возбуждения и приема УЗК, предусмотренных для работы с ручными пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП) – 3.

Сигнализация о наличии дефектов – звуковая и цветовая по экрану матричного индикатора, индикация установленных значений условной чувствительности контроля каналов в децибелах (дБ), коэффициента выявляемости дефекта в децибелах (дБ), координат дефектов в миллиметрах (мм), текущей путейской координаты контролируемого участка пути в километрах (км) и метрах (м) – цифровая на экране матричного индикатора.

Предусмотрено непрерывное документирование (регистрация) результатов контроля в виде дефектограмм проконтролированных участков в формате развертки типа В проконтролированных сечений рельсов, регистрируемых через 1 мм пути, с сопроводительной информацией об амплитудно-временных характеристиках зарегистрированных эхосигналов, установленной в каждом из каналов контроля условной чувствительностью контроля и текущих значений путейской координаты. Предусмотрена возможность оперативного просмотра зарегистрированных дефектограмм на матричном индикаторе дефектоскопа в соответствии с «Инструкцией по просмотру и расшифровке дефектограмм сплошного контроля с использованием экрана матричного индикатора дефектоскопа РДМ-22», а также вывод дефектограмм с сопроводительной информацией на ПК для дальнейшей расшифровки в соответствии с «Инструкцией по считыванию и расшифровке на ПК результатов ультразвукового контроля рельсов в пути дефектоскопом УДС2-РДМ-22».

Электрическое питание дефектоскопа осуществляется постоянным током напряжением от 13,8 до 10,4 В. При напряжении 10,2 В происходит автоматическое выключение дефектоскопа.

Средний расход технологической жидкости для обеспечения акустического контакта (воды, спирта этилового технического ГОСТ 17299) не более 5 литров на 1 км проконтролированного пути.

Масса дефектоскопа в рабочем состоянии без запаса технологической жидкости не более 50 кг, масса ручного ПЭП с рабочей частотой 2,5 MГц – не более 0,1 кг.

Время непрерывной работы дефектоскопа от свежезаряженного аккумулятора при температуре (25 ± 15) °С не менее 10 ч.

Схема прозвучивания дефектоскопа РДМ-22 показана на рис. 1.

Рисунок 1 - Схема прозвучивания дефектоскопом РДМ-22

На основе данной схемы прозвучивания реализуются два основных режима сплошного контроля рельсов оператором дефектоскопа при использовании им звуковой и световой системы сигнализации дефекта (АСД). Первый режим используется для контроля рельсов на участках пути вне зон стыков с болтовыми отверстиями, второй – на участках пути в зоне стыков с болтовыми отверстиями.

Резонатор РП РС (угол ввода 0°) обеспечивает прозвучивание средней части головки рельса, шейки рельса и средней части подошвы рельса. РП РС излучает продольные ультразвуковые колебания частотой 2,5 МГц в направлении, перпендикулярном поверхности катания головки рельса, и используется для выявления главным образом горизонтально ориентированных трещин в головке и шейке рельсов, а также развитых трещин в болтовых отверстиях (дефектов кода 30Г.1-2, 30В.1-2, 38.1, 50.1-2, 52.1-2, 53.1-2, 55.1-2, 56.3).

На базе РП РС в канале прозвучивания 1 реализованы два информационных канала контроля: эхо-канал и канал ЗТМ.

Резонаторы с углом ввода УЗК 70° каналов прозвучивания 2 и 7 обеспечивают прозвучивание центральной части головки рельса. Данные резонаторы возбуждают в рельсе сдвиговые акустические колебания частотой 2,5 МГц и предназначены для выявления дефектов типа вертикальных поперечных трещин в средней части головки рельса, в том числе и развивающихся под горизонтальными расслоениями на расстоянии не более 50 мм от начала расслоения в направлении прозвучивания резонатором.

Два резонатора с углом ввода 42° каналов прозвучивания 4 и 5 конструктивно расположены в одном круглом металлическом корпусе диаметром 20 мм. Оба резонатора возбуждают в рельсе сдвиговые акустические колебания частотой 2,5 МГц. Реализованные на их базе каналы 4 и 5 контроля правой и левой нити пути предназначены для выявления дефектов кода 56.3; дефектов кода 52.1, выходящих в торец рельсов; трещин в болтовых отверстиях (код 53.1-2); дефектов коррозионного происхождения и поперечных трещин в подошве рельсов, расположенных в зоне проекции шейки рельса, а также изломов рельсов (дефекты кодов 66.3, 69.2, 70.2, 74.2, 79.2).

Резонаторы с углом ввода 55° каналов 3, 6 и 8 возбуждают в рельсе сдвиговые акустические колебания с частотой 2,5 МГц и предназначены для выявления вертикальных поперечных трещин в головке рельса (дефекты кода 20.1-2, 21.1-2, 24.1-2, 25.1-2, 26.3, 70.1-2, 74.1-2, 79.1-2).

В многоканальном режиме контроля обеих нитей пути работают все 16 ультразвуковых каналов прозвучивания. В этом режиме на экран матричного индикатора дефектоскопа можно выводить две экранные формы представления информации. В первой экранной форме (рис. 2), соответствующей основному режиму сплошного контроля с регистрацией дефектограмм в памяти дефектоскопа, на экран выводится мнемосхема с условным расположением резонаторов каналов на контролируемом рельсе правой и левой нити пути и обозначением направления продольного прозвучивания рельса каждым из резонаторов.

Резонаторы на мнемосхеме условно обозначены цветными контурами прямоугольников на поверхности катания головки рельса с обозначением рядом с ними номера канала прозвучивания (для каналов эхометода) и информационного канала ЗТМ, которому присвоен условный номер 9.

Внутри контуров прямоугольников индицируются значения установленной условной чувствительности контроля каждого из эхоканалов контроля правой и левой нити пути (каналы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), а также текущее значение условной чувствительности каналов ЗТМ (каналы 9). При срабатывании системы АСД в каналах контроля в головных телефонах раздается звуковой сигнал тона, предусмотренного для канала (подразд. 5.1), и начинают мигать цифры условной чувствительности контроля, установленной в канале, где сработала система АСД, а также изменяется на красный цвет засветка внутри контуров прямоугольников со значением условной чувствительности в канале контроля.

Рисунок 2 – Мнемосхема сплошного контроля

В верхней части экрана матричного индикатора индицируются:

· текущее значение путейской координаты в километрах, метрах;

· знак режима работы (рис. 2) и объем свободной памяти регистратора;

· измеренное значение напряжения на аккумуляторе питания дефектоскопа в вольтах (В);

· показания календарного таймера дефектоскопа в часах, минутах;

· установленный клавишей «Тип Рельса» тип контролируемого рельса;

· информация об установленном клавишей «СТЫК» режиме сплошного контроля рельсов либо вне, либо в зоне стыков с болтовыми отверстиями.

Во второй экранной форме (рис. 3) на экран вместе с мнемосхемой выводится осциллограмма сигналов в развертке типа А одного из каналов прозвучивания.

Рисунок 3 – Мнемосхема с индикацией развертки типа А

Для каждого из ультразвуковых каналов сплошного контроля имеется возможность выхода в одноканальный режим, который используется:

· для программирования параметров настроек каналов контроля во всех используемых при контроле режимах;

· определения параметров эхосигналов от обнаруженных отражателей (дефектов), включая определение их амплитуды и координат.

На рис. 4 и 5 показаны виды электронного блока дефектоскопа спереди и сзади.

Рисунок 4 Электронный блок (вид спереди)	Рисунок 5 Электронный блок (вид сзади)

Тумблер «ОТКЛ» на задней стенке обеспечивает подключение или отключение цепи питания электронного блока от аккумулятора дефектоскопа или внешнего источника питания.

Клавиша (см. рис. 4) служит для включения и выключения электронного блока дефектоскопа.

Многофункциональный энкодер на правой боковой стороне электронного блока используется для следующих целей:

· в многоканальном режиме контроля переключает вывод экранных форм: либо только мнемосхемы, либо мнемосхемы с осциллограммой одного канала в развертке типа А. Переключение осуществляется по кругу при кратковременном торцевом нажатии на ручку энкодера;

· в многоканальном режиме контроля с мнемосхемой без осциллограммы сигналов одного из каналов используется для передвижения цветового курсора выбора номера канала, осциллограмма которого может быть выведена на экран вместе с мнемосхемой. Выбор канала осуществляется вращением ручки энкодера;

· в многоканальном режиме с осциллограммой канала 1 на экране матричного индикатора и активизированном клавишей F4 информационном окне экрана, расположенном над клавишей F4, осуществляет перестройку положения строба ЗТМ (вращением ручки энкодера);

· в одноканальных режимах осуществляет перестройку временного положения измерительного маркера. Перестройка осуществляется вращением ручки энкодера либо ускоренно (при одновременном торцевом нажатии на ручку), либо замедленно (без торцевого нажатия на ручку);

· в одноканальных режимах с выведенными на экран страницами меню настроек осуществляет: перемещение светового курсора по знакоместам параметров выведенного на экран формата меню настроек (при вращении ручки энкодера); активизацию установленного курсором знакоместа программируемого параметра (торцевым нажатием на ручку энкодера); перестройку параметра в активизированном знакоместе фрагмента меню (вращением ручки энкодера); отмену активизации знакоместа в меню настроек (торцевым нажатием на ручку энкодера);

· в режиме просмотра дефектограмм на экране дефектоскопа осуществляет: перемещение светового курсора по выводимому на экран списку файлов протоколов контроля (при вращении ручки энкодера); вывод на экран развертки типа Б выбранного файла протоколов (торцевым нажатием на ручку энкодера); перемещение просматриваемого участка по путейской координате (при вращении ручки энкодера).

Энкодер на левой боковой стороне электронного блока используется для следующих целей:

– в многоканальном режиме с осциллограммой одного из каналов осуществляет перестройку в этом канале значений условной чувствительности контроля канала эхометода или ЗТМ. Перестройка осуществляется вращением ручки энкодера;

– в одноканальном режиме осуществляет перестройку значения усиления приемника для выведенного на экран канала и перестройку значения условной чувствительности контроля (если в меню настроек запрограммировано значение пороговой условной чувствительности на опорном отражателе). Перестройка осуществляется вращением ручки энкодера;

– в режиме просмотра дефектограмм на экране дефектоскопа осуществляет: изменение масштаба дефектограмм по оси Х (при вращении ручки энкодера); изменение порогового уровня отображения дефектограмм (при вращении ручки энкодера с удержанием ее в состоянии торцевого нажатия).

Клавиши 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, Л, П в режиме работы с выведенной на экран мнемосхемой многоканального режима служат для оперативной активизации номера канала прозвучивания, для последующего вывода осциллограммы этого канала на экран матричного индикатора дефектоскопа. В одноканальных режимах работы с резонаторами БП служат для оперативного переключения номера выводимого на экран канала прозвучивания. Переключение осуществляется при кратковременном нажатии на клавишу выбранного канала.

Клавиша служит для оперативного выхода в многоканальный режим контроля с мнемосхемой на экране из любого другого режима.

Клавиша при ее кратковременном нажатии служит для оперативного выхода в одноканальные режимы работы каналов с резонаторами БП. При удержании в нажатом состоянии более 3 секунд выводит на экран информационную страницу меню Настройки.

Клавиша включает режим работы дефектоскопа с ручными ПЭП на частоту 2,5 МГц по раздельно-совмещенной или раздельной схеме прозвучивания.

Клавиша включает режим работы дефектоскопа с ручными наклонными ПЭП на частоту 2,5 МГц.

Клавиша НЧ включает режим работы дефектоскопа с ручным РС ПЭП на частоту 100 кГц.

Клавиша РЕГ используется для включения или выключения режима работы с регистрацией дефектограмм в развертке типа Б.

Клавиша ТР (Тип Рельса) служит для ввода оператором информации о типе контролируемого рельса с автоматической коррекцией при этом параметров стробов зон контроля каналов, работающих с резонаторами РП РС и РП 42-42.

Клавиша СТЫК служит для переключения режима работы дефектоскопа при контроле участков пути вне и в зонах стыков с болтовыми отверстиями.

Клавиша ЗАП при работе в одноканальных режимах служит для управления записью в энергонезависимую память протоколов выборочного контроля отдельных участков рельсов с дефектограммами этих участков в развертке типа А или Б, а также для управления процессом регистрации дефектограмм в многоканальном режиме.

Клавиша А«Б переключает тип развертки, используемой в одноканальных режимах работы с ПЭП для наблюдения эхосигналов на экране дефектоскопа, (А развертка или Б развертка).

Клавиша осуществляет возврат к рекомендованным изготовителем дефектоскопа значениям параметра Ку, перестроенным оператором в процессе контроля.

Клавиша используется для ступенчатой регулировки яркости свечения экрана.

Клавиша? служит для вывода на экран текстовой информации – подсказки оператору дефектоскопа.

Клавиша при работе в одноканальных режимах с выведенной на экран страницей меню Настройки переключает функциональное назначение ручки энкодера на левой боковой стороне, а также при выведенной на экран мнемосхеме управляет запуском процесса автоматической настройки системы сигнализации и регистрации наличия акустического контакта во всех каналах контроля многоканального режима.

Клавиша F1 используется для следующих целей:

· в многоканальном режиме используется для ввода служебной отметки и корректировки показаний путейской координаты при прохождении транспортной тележки напротив километрового столба;

· в многоканальном режиме осуществляет выход дефектоскопа из режима установки начальных параметров протокола контроля в рабочий режим проведения контроля с регистрацией результатов контроля;

· в одноканальном режиме работы с ручными ПЭП осуществляет выход дефектоскопа из режима выбора номера настройки параметров контроля в рабочий режим проведения контроля;

· в одноканальных режимах используется для запуска автоматической настройки системы сигнализации наличия акустического контакта в канале контроля.

Клавиша F2 используется для следующих целей:

– в многоканальном режиме для ввода служебной отметки и корректировки показаний путейской координаты при прохождении транспортной тележки напротив пикетного столбика, а также (при длительном нажатии) выводит на экран меню корректировки номера пикета;

– в одноканальном режиме работы с ручными ПЭП (по коду уровня доступа) для выхода в программируемое меню базы настроек для ручных ПЭП.

Клавиша F3 используется для следующих целей:

· в многоканальном режиме с регистрацией результатов контроля для вывода на экран информационных окон для ввода в процессе контроля информации о номере стрелочного перевода, смене оператора, коде выявленного дефекта;

· в одноканальном режиме работы с ручными ПЭП (по коду доступа) для выхода в программируемое меню базы данных номеров и типов используемых в дефектоскопе ПЭП.

Клавиша F4 используется для следующих целей:

– в многоканальном режиме с разверткой типа А канала 1, работающего с РП РС, включает режим ручной регулировки положения строба канала ЗТМ вращением ручки энкодера на правой боковой стороне электронного блока;

– в одноканальном режиме работы осуществляет последовательный вывод на экран страниц меню параметров настройки канала контроля;

– в многоканальном режиме для выхода из режима установки начальных параметров протокола контроля без открытия нового файла регистрации результатов, например, при случайном входе в меню режима.

Разъем ТЛФ на лицевой панели электронного блока служит для подключения головных телефонов.

Разъем 12 В на задней стенке электронного блока служит для подключения кабеля питания от аккумулятора дефектоскопа.

Разъем ДП на задней стенке электронного блока используется для подключения датчика пути дефектоскопа.

Разъемы П и Л на задней стенке электронного блока служат для подключения соединительных кабелей к БП контроля правой и левой нити пути.

Разъем Н на задней стенке электронного блока служит для подключения кабеля связи с наклонными ручными ПЭП на частоту 2,5 МГц.

Разъемы РС-Г и РС-П служат для подключения к ним соединительных кабелей от излучающего и приемного резонаторов ручных РС ПЭП на частоту 2,5 МГц.

Разъемы НЧ-Г и НЧ-П служат для подключения к ним соединительных кабелей к излучающему и приемному резонаторам ручного наклонного РС ПЭП на частоту 100 кГц.

Разъем СТЫК служит для подключения ответного разъема с пульта выносного № 1, закрепляемого на ручке транспортной тележки, с кнопкой СТЫК, функционально дублирующей работу клавиши СТЫК.

«КАДР» служит для подключения ответного разъема с пульта выносного № 2, размещаемого на ручных ПЭП, при проведении вторичного контроля в режимах с разверткой типа Б на экране.

Тумблер «ОТКЛ» замыкает или размыкает цепь питания электронного блока от источника питания, подключаемого к разъему 12 В.