Главная » Регистрация » Билеты по неразрушающему контролю 2 уровня. Теоретические основы узк

Билеты по неразрушающему контролю 2 уровня. Теоретические основы узк

Визуальный контроль при газосварочных работах

МДК 02.02. Технология газовой сварки

ПМ.02. Сварка и резка деталей из различных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугунов во всех пространственных положениях

по профессии 150709.02 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

Тестирование в педагогике выполняет три основные взаимосвязанные функции: диагностическую , обучающую и воспитательную :

· Диагностическая функция заключается в выявлении уровня знаний, умений, навыков учащегося. Это основная и самая очевидная функция тестирования. По объективности, широте и скорости диагностирования, тестирование превосходит все остальные формы педагогического контроля.

· Обучающая функция тестирования состоит в мотивировании учащегося к активизации работы по усвоению учебного материала. Для усиления обучающей функции тестирования могут быть использованы дополнительные меры стимулирования студентов, такие как: раздача преподавателем примерного перечня вопросов для самостоятельной подготовки, наличие в самом тесте наводящих вопросов и подсказок, совместный разбор результатов теста.

· Воспитательная функция проявляется в периодичности и неизбежности тестового контроля. Это дисциплинирует, организует и направляет деятельность учащихся, помогает выявить и устранить пробелы в знаниях, формирует стремление развить свои способности .

Скачать:

Предварительный просмотр:

бюджетное образовательное учреждение Омской области

начального профессионального образования

«Профессиональное училище № 65».

ТЕСТ

Визуальный контроль при газосварочных работах

МДК 02.02. Технология газовой сварки

По профессии 150709.02 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)

Составил: Баранов Владимир Ильич мастер производственного обучения

Седельниково, Омская область, 2013

Визуальный контроль при газосварочных работах.

Тест.

Каждый вопрос имеет один или несколько правильных ответов. Выберите верный.

1. Когда сварщик проходит квалификационные испытания?

а) Совместно с выполнением сварочных работ.

б) До выполнения сварочных работ.

в) По окончании сварочных работ.

Как вы определите марку присадочной проволоки, если на бухте нет бирки?

а) По внешнему виду.

б) По плавлению.

в) Самостоятельно определять не будете.

Обязательна ли зачистка присадочной проволоки?

а) Обязательна.

б) Не обязательна.

в) Не имеет значения.

Как вы убедитесь в правильности сборки под сварку?

а) «На глаз».

б) Положитесь на слесарей, выполнивших сборку.

в) Проверю соответствие технологии сварки конструктивных элементов.

На какой ширине поверхность металла, прилегающая к кромкам, зачищается перед сваркой?

а) Не менее 5 мм.

б) Не менее 15 мм.

в) Не менее 20 мм.

Обязательно ли перед сваркой ознакомление с технологией сварки изделия?

а) Да.

б) Нет.

в) В зависимости от обстоятельств.

Как вы можете проверить, правильно ли выбрано количество прихваток?

а) Определите приблизительно.

б) Проверите по технологии сварки.

в) Чем больше, тем крепче.

Зачем выполняют осмотр сварного соединения?

а) Для устранения дефекта.

б) Для проверки своих действий в процессе выполнения сварного соединения.

в) Для того и другого.

9. Что включает в себя зона осмотра сварного соединения?

а) Шов по всей длине.

б) Шов с двух сторон и прилегающие зоны.

в) То и другое.

10. Каково назначение предварительного контроля?

а) Предупреждение образования дефектов в сварном
соединении.

б) Экономия времени на сварку.

в) Выявление дефектов в сварном соединении.

Эталон ответа:

вопрос
ответ

Критерии оценок тестирования:

Оценка «отлично» 9-10 правильных ответов или 90-100% из 10 предложенных вопросов;

Оценка «хорошо» 7-8 правильных ответов или 70-89% из 10 предложенных вопросов;

Оценка «удовлетворительно» 5-6 правильных ответов или 50-69% из 10 предложенных вопросов;

Оценка неудовлетворительно» 0-4 правильных ответов или 0-49% из 10 предложенных вопросов.

Список литературы

Лаврешин С.А. Производственное обучение газосварщиков: учеб. пособие для нач. проф. Образования – М.: Издательский центр «Академия», 2012.
Гуськова Л.Н. Газосварщик: раб. Тетрадь: учеб. Пособие для нач. проф. Образования – М.: Издательский центр «Академия», 2012.
Юхин Н.А. Газосварщик: учеб. пособие для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2010.
Г.Г Чернышов. Справочник электрогазосварщика и газорезчика: учеб. пособие для нач. проф. образования – М. : Издательский центр «Академия», 2006.
А.И. Герасименко «Основы электрогазосварки», Учебное пособие – М: ОИЦ «Академия», 2010г.
Маслов В.И. Сварочные работы. Учеб. для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2009.
Куликов О.Н. Охрана труда при производстве сварочных работ: учеб. пособие для нач. проф. образования – М.: Издательский центр «Академия», 2006.

Неразрушающий контроль (НК) - технологический контроль надежности параметров объета или его элементов. При его проведении исследуемый объект не выводится из работы, не демонтируется.

Неразрушающий контроль применяется для диагностики зданий и сооружений, а также для сложного технологического оборудования. Технология неразрушающего контроля безопасна и является важнейшим элементом экспертизы промышленной безопасности. Благодаря неразрушающему контролю обеспечивается техническая безопасность на любых объектах.

Метод ультразвукового контроля

Одним из основных методов неразрушающего контроля является ультразвуковой метод контроля (УЗК).
Ультразвуковой метод (УК) - основан на исследовании процесса распространения ультразвуковых колебаний с частотой 0,5 - 25 МГц в контролируемых изделиях с помощью специального оборудования - ультразвукового дефектоскопа

Метод ультразвукового неразрушающего контроля — это излучение и последующем принятие отраженных ультразвуковых колебаний с помощью ультразвукового дефектоскопа и пьезоэлектропреобразовател-я(-ей) и анализ полученных данных с целью определения наличия дефектов, а также их эквивалентного размера, формы (объемный/плоскостной), вида (точечный/протяженный), глубины залегания и пр.

Применение
Ультразвуковой метод применим во время изготовления объектов контроля, в процессе их производственных испытаний, при техническом освидетельствовании, а также, непосредственно, в процессе экплуатации.

Кто такой дефектоскопист?

Дефектоскопист — это специалист по неразрушающему контролю. В обязанности дефектоскописта входит диагностика объектов, а также их частей (узлов) на предмет выявления различных дефектов. Одно только название профессии говорит о том, что профессия дефектоскописта очень ответственная, многопрофильная, непростая. Специалист по ультразвуковому методу неразрушающего контроля должен уверенно работать с дорогостоящим и сложным оборудованием, обладать обширными техническими знаниями, знать стандарты, нормы дефектоскопистов, регламенты и различного рода документацию.

Аттестация дефектоскописта

Аттестация (сертификация) персонала на неразрушающие методы контроля на I, II и III уровни квалификации проходит в соответствии с требованиями .

Для точного расчета стоимости аттестации, необходимо выбрать методы и объекты, по которым Вам необходимо обучиться.

Основные методы и объекты неразрушающего контроля (НК)

Методы дефектоскопии:

- основан на явлении, называемом акустической эмиссией. При возникновении и распространении акустических волн при деформации напряжённого материала или истечении газов и других процессах возникают упругие колебания акустических волн, данные которых используются для определения образования дефектов на начальной стадии разрушения конструкции. Благодаря движению среды возможно использование АЭ для дигностики процессов и материалов, таких как критерий целостности материала;
- основанный на исследовании процесса распространения ультразвуковых колебаний с частотой 0,5 - 25 МГц в контролируемых изделиях с помощью специального оборудования - ультразвукового дефектоскопа;
Магнитный (МК) - основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом;
Электрический (ЭК) - основанный на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия;
Вихретоковый (ВК) - основанный на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте;
Радиоволновой (РВК) - основанный на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом;
Тепловой (ТК) - основанный на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами;
Оптический (ОК) - основанный на регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом;
— основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. Слово «радиационный» может заменяться словом, обозначающим конкретный вид ионизирующего излучения, например, рентгеновский, нейтронный и т. д.;
Проникающими веществами - основанный на проникновении веществ в полости дефектов контролируемого объекта. Существует несколько видов данного метода, например «капиллярный (ПВК)», или «течеискание (ПВТ)», который используется при выявлении сквозных дефектов;
— основанный на визуальном осмотре и контроле качества сварочных швов, подготовке и сборки заготовок под сварку. Цель данного осмотра — выявить вмятины, заусенцы, ржавчину, прожоги, наплыви и прочие видимые деффекты. Этот метод предшествует остальным методам дефектоскопии и является базовым;
Вибордиагностический (ВД ) – основанный на анализе параметров вибрации, возникающей при работе контролируемого объекта. Вибрационная диагностика нацелена на поиск неисправностей и оценку технического состояния объекта вибрационно-диагностического контроля.

Объекты дефектоскопии:

1. Объекты котлонадзора

1.1. Паровые и водогрейные котлы
1.2. Электрические котлы
1.3. Сосуды, работающие под давлением свыше 0,07 МПа
1.4. Трубопроводы пара и горячей воды с рабочим давлением пара более 0,07 МПа и температурой воды свыше 115°С
1.5. Барокамеры

2. Системы газоснабжения (газораспределения)

2.1. Наружные газопроводы
2.1.1. Наружные газопроводы стальные
2.1.2. Наружные газопроводы полиэтиленовые
2.2. Внутренние газопроводы стальные
2.3. Детали и узлы, газовое оборудование

3. Подъемные сооружения

3.1. Грузоподъемные краны
3.2. Подъемники (вышки)
3.3. Канатные дороги
3.4. Фуникулеры
3.5. Эскалаторы
3.6. Лифты
3.7. Краны-трубоукладчики
3.8. Краны-манипуляторы
3.9. Платформы подъемные для инвалидов
3.10. Крановые пути

4. Объекты горнорудной промышленности

4.1. Здания и сооружения поверхностных комплексов рудников, обогатительных фабрик, фабрик окомкования и аглофабрик
4.2. Шахтные подъемные машины
4.3. Горно-транспортное и горно-обогатительное оборудование

5. Объекты угольной промышленности

5.1. Шахтные подъемные машины
5.2. Вентиляторы главного проветривания
5.3. Горно-транспортное и углеобогатительное оборудование

6. Оборудование нефтяной и газовой промышленности

6.1. Оборудование для бурения скважин
6.2. Оборудование для эксплуатации скважин
6.3. Оборудование для освоения и ремонта скважин
6.4. Оборудование газонефтеперекачивающих станций
6.5. Газонефтепродуктопроводы
6.6. Резервуары для нефти и нефтепродуктов

7. Оборудование металлургической промышленности

7.1. Металлоконструкции технических устройств, зданий и сооружений
7.2. Газопроводы технологических газов
7.3. Цапфы чугуновозов, стальковшей, металлоразливочных ковшей

8. Оборудование взрывопожароопасных и химически опасных производств

8.1. Оборудование химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, работающих под давлением до 16 МПа
8.2. Оборудование химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, работающих под давлением свыше 16 МПа
8.3. Оборудование химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств, работающих под вакуумом
8.4. Резервуары для хранения взрывопожароопасных и токсичных веществ
8.5. Изотермические хранилища
8.6. Криогенное оборудование
8.7. Оборудование аммиачных холодильных установок
8.8. Печи
8.9. Компрессорное и насосное оборудование
8.10. Центрифуги, сепараторы
8.11. Цистерны, контейнеры (бочки), баллоны для взрывопожароопасных токсичных веществ
8.12. Технологические трубопроводы, трубопроводы пара и горячей воды

10. Объекты хранения и переработки зерна:

10.1. Воздуходувные машины (турбокомпрессоры воздушные, турбовоздуходувки).
10.2. Вентиляторы (центробежные, радиальные, ВВД).
10.3. Дробилки молотковые, вальцовые станки, энтолейторы.

11. Здания и сооружения (строительные объекты)

11.1. Металлические конструкции
11.2. Бетонные и железобетонные конструкции
11.3. Каменные и армокаменные конструкции

Выучиться на дефектоскописта

Конечно же труд дефектоскописта должен быть основан на обширных знаниях, которые можно получить, пройдя курсы дефектоскопистов. Обучение по профессии дефектоскопист в Москве проводят специальные независимые органы по аттестации персонала системы неразрушающего контроля. Получив образование, проводится аттестация дефектоскописта, по результатам которой выдается удостоверение инженера дефектоскописта. Наша компания поможет Вам и Вашим сотрудникам выучиться на дефектоскописта различных видов, в данном случае, дефектоскопист по ультразвуковому методу НК, без отрыва от производства .

Зачем нужна аттестация дефектоскописта?

Согласно , все специалисты неразрушающего контроля (дефектоскописты) должны проходить аттестацию, при проведении контроля методами установленными п.17 методами на объектах, установленных Приложением 1.

Аттестацией своих специалистов должны заниматься предприятия и организации, осуществляющие деятельность по неразрушающему ультразвуковому контролю при технической диагностике, ремонте, реконструкции зданий и сооружений, а также их частей и технических устройств на производственных объектах связанных с повышенной опасностью. Также организации, занимающиеся аттестацией, повышением квалификации персонала должны пройти аттестацию в специальных независимых органах по аттестации персонала системы неразрушающего контроля.

3 уровня квалификации дефектоскописта :

I уровень квалификации — специалист НК, обладающий умениями, знаниями и навыками согласно п. 1.2 Приложения 4.

Специалист НК I уровня квалификации может выполнять работы по незразрущающему контролю определенным методом НК, определенных объектов, согласно инструкции, строго соблюдая технологию и методику НК и под контролем персонала уровня квалификации выше, чем у него.

В обязанности дефектоскописта по ультразвуковому контролю I уровня входит:

настройка оборудования, которое используется для осуществления НК соответствующим методом;
выполнение НК методом, на который аттестован;
описание результатов наблюдения и контроля.

Специалист I уровня квалификации не может осуществлять самостоятельный выбор метода НК, оборудования, технологии и режима контроля, проводить оценку результатов контроля.

II уровень квалификации — специалист НК, обладающий знаниями, умениями и навыками согласно пп 2.2 и 2.3 Приложения 4.

Специалист НК II уровня квалификации может выполнять работы по незразрушающему контролю, обладает достаточной квалификацией для руководства НК в соответствии с нормативно-технической документацией, для выбора способа контроля, ограничения области применения метода. Производит настройку оборудования, проводит оценку качества объекта или элемента в соответствии с документами, документирует полученные результаты, разрабатывает инструкции и различные документы по конкретной продукции в области своей аттестации, подготавливает и руководит специалистами I уровня. Специалист II уровня квалификации НК производит выбор технологии и средств контроля, делает заключение по результатам контроля, который осуществляет он сам или специалист НК I уровня.

III уровень квалификации — специалист НК, обладающий знаниями, умениями и навыками согласно п.3 Приложения 4.

Специалист НК III уровня квалификации обладает квалификацией, необходимой для руководства любыми операциями по методу НК, по которому он аттестован, осуществляет самостоятельный выбор методов и способов НК, персонала и оборудования. Руководит работой персонала I и II уровней, и выполняет работы, которые входят в обязанности этих уровней. Контролирует и согласовывает технологическую документацию, которая разработана специалистами II уровня. Занимается разработкой методических документов и технических регламентов по НК, а также оценкой и интерпретацией результатов контроля. Участвует в подготовке, аттестации персонала на I, II, III уровни, если уполномочен Независимым органом. Инспектирует работы, которые выполнены персоналом I и уровней, занимается выбором технологии и средств контроля, делает заключение по его результатам, которое он выполнил сам, или же специалист I уровня под его наблюдением.

Существуют также различные разряды дефектоскопистов , которые они получают непосредственно на предприятиях, где они работают.

Вы можете пройти обучение независимо от того, какую квалификацию уже имеете на данный момент. Если у вас уже есть стаж работы по профессии, и вы хотите повысить свой статус до дефектоскописта 6 разряда, вам необходимо пройти повышение квалификации дефектоскопистов. Для специалистов с недостаточным стажем и знаниями существуют курсы, где проходит профессиональная подготовка дефектоскопистов, где вы сможете учиться на дефектоскописта «с нуля».

ВАЖНО

Для того, чтобы заниматься деятельностью по неразрушающему контролю работнику необходимо получить заключение врача терапевта и окулиста, о состоянии здоровья.

Список документов для аттестации персонала в области неразрушающего контроля (дефектоскопист по ультразвуковому методу НК):

Регистрационная карта с подписью кандидата(об-но указать опыт работы)
Заявление о согласии на обработку персональных данных
Заявка
Копия документа об образовании заверенная
Документ, подтверждающий практический стаж работы по заявленному методу НК
Справка о состоянии здоровья(заключение терапевта и окулиста)
Сведения о работах,проведенных кандидатом за последний год (кроме кандидатов, претендующих на I уровень)
Оригиналы ранее выданных уд-ий, для переоформления(квалификационное+ПБ)
Фото 4 шт
Соглашение о сотрудничестве

Срок действия аттестации дефектоскописта по ультразвуковому методу НК I, II уровней — 3 года, III уровня — 5 лет с момента аттестации.

Стоимость удостоверения дефектоскописта рассчитывается только по заявке, исходя из того, по каким работам и видам деятельности будет производится аттестация!

Неразрушающий контроль – это сплошной контроль качества объектов, после которого они могут быть использованы по прямому назначению. Надежность контроля обеспечивается тремя основными факторами:

Организацией процесса контроля; техническими средствами; человеческим фактором.

При этом эффективные системы контроля должны обеспечиваться на каждом из этапов: изготовление – эксплуатация – ремонт . Высокую достоверность и надежность контроля можно обеспечить только путем его автоматизации, включая обработку информации с использованием вычислительной техники и выдачей документа с заключением о качестве объекта. На сегодняшний день идет активное обновление парка дефектоскопов.

Дефекты могут быть разного типа и определять его технологическую характеристику, например:

Несплошность, структурная неоднородность, отклонение размеров от номинальных и т.д.

Независимо от типа дефекты разделяют на три вида , который определяет его эксплуатационную характеристику: критический (недопустимый, остродефектный) – использовать продукцию невозможно, недопустимо или небезопасно; значительный – существенно влияющий на эксплуатационную характеристику объекта, но допустимый дефект; малозначительный.

Ультразвук. Типы УЗК волн. Характеристики УЗК волн

Ультразвук представляет собой процесс распространения механических колебаний частиц среды с частотой от 20 кГц до 1000 МГц, сопровождающийся переносом энергии и не сопровождающийся переносом вещества. Отдельные частицы вещества при этом совершают колебания с некоторой амплитудой А (максимальное отклонение от положения равновесия) около своих положений равновесия. Время, за которое совершается полный цикл колебаний называется периодом (Т ). Колебательное движение отдельных частиц передается и вызывает ультразвуковые (акустические) волны , благодаря наличию упругих связей между соседними частицами. Упругость – свойство частиц среды возвращаться к первоначальному положению. Волну, в которой колебания отдельных частиц происходят в том же направлении, в котором распространяется волна, называют продольной . Продольная волна характеризуется тем, что в среде чередуются области сжатия и разрежения, повышенного и пониженного давления. Продольные волны могут распространяться в твердых телах, жидкостях и газах, то есть в любых средах. В жидкостях и газах могут распространяться только продольные волны. Волну, в которой колебания отдельных частиц происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения, называют поперечной или сдвиговой. Поперечные волны могут распространяться только в твердых средах. Основными характеристиками ультразвука являются скорость распространения (С), длина волны ( ), интенсивность (I ), частота (f ) и тип волны . Частота это величина обратная периоду (Т) и она показывает, сколько колебаний совершается в единицу времени (секунду). Скорость ультразвуковой волны зависит от физических свойств среды, в которой она распространяется и различна для разных типов волн. Для металлов скорость продольной ультразвуковой волны примерно в два раза больше скорости поперечной ультразвуковой волны.

Интенсивность ультразвука. Затухание ультразвука.

При распространении ультразвуковая волна в направлении своего движения несет определенную энергию. Количество энергии, переносимое волной за единицу времени через единичную площадку перпендикулярную к направлению ее распространения, называют интенсивностью волны ( I ) . Интенсивность волны I пропорциональна квадрату амплитуды колебаний частиц (I А 2). На практике измеряют отношение амплитуд электрических сигналов преобразователей (будем обозначать буквами U 1 и U 2 ), которые в свою очередь пропорциональны амплитудам колебания частиц А 1 и А 2 . Единицей измерения в этом случае является децибел. По мере распространения волны, даже в строго определенном направлении без какого-либо расхождения, интенсивность ее падает. Уменьшение интенсивности волны называется затуханием ультразвука. Затухание волны происходит по экспоненциальному закону. Затухание ультразвуковых колебаний обусловлено двумя физическими процессами: поглощением и рассеянием . Поэтому коэффициент затухания можно записать:  =  погл. +  расс . При поглощении механическая энергия колебаний частиц переходит в тепловую . Это происходит за счет внутреннего трения и теплопроводности среды. Поглощение наиболее сильно проявляется в жидкостях, газах и стеклах. Коэффициент затухания для данного материала растет с увеличением частоты ультразвука и температуры. Объясняется это тем, что доля энергии, переходящая в тепло за счет сил внутреннего трения, одинакова в пределах одного цикла колебаний. Поскольку с повышением частоты УЗК увеличивается количество циклов колебаний в единицу времени, то это ведет к росту потерь на переход энергии УЗК в тепло. Рассеяние ультразвука может быть вызвано наличием в материале зерен различных компонентов (например, феррит, графит), различной ориентацией кристаллических зерен, а также наличием пор или инородных включений. Увеличение рассеяния УЗ происходит в сварных стыках, структура которых изменена нагревом. Это затрудняет их контроль зеркально-теневым методом

Нормальное падение УЗ волн на границу раздела сред. Коэффициенты отражения и прозрачности.

При нормальном падении ультразвуковой волны на границу раздела двух сред часть энергии волны отражается от поверхности раздела, а другая часть проходит сквозь нее. Распределение энергии отраженной и прошедшей волн зависят от механических характеристик граничащих материалов: скоростей волны и плотностей сред. Интенсивность отраженной волны  отр определяется коэффициентом отражения R =  отр /  пад , где  пад – интенсивность падающей волны . Коэффициент отражения зависит от характеристик сред R=( 1 С 1 – 2 С 2 /  1 С 1 +  2 С 2 ) 2 . Аналогично, интенсивность прошедшей волны  прош тоже является долей интенсивности падающей волны и величину этой доли можно определить с помощью коэффициента D – коэффициента прозрачности (прохождения ) D =  прош /  пад . При этом R + D =1 или R + D =100%. Как видно из формулы, чем больше разница между акустическими сопротивлениями сред, тем больше коэффициент отражения R и меньше, соответственно, коэффициент прозрачности D . Например, граница сталь-воздух имеет большую разницу удельных акустических сопротивлений ( СТАЛИ = 45,  ВОЗД = 0,00075) и, как следствие, коэффициент отражения R практически равен 1 (отражается 100% энергии волны), а коэффициент прозрачности соответственно будет равен нулю: D  0. Поэтому при падении ультразвуковой волны из стали или другого материала на границу с воздухом волна не сможет пройти сквозь нее, а будет полностью отражаться. Для прохождения ультразвуковых колебаний из пьезопреобразователя в контролируемое изделие и обратно необходимо между ними обязательно вводить жидкостную прослойку, которая вытесняет воздух и т. о. исчезает граница воздух-материал. С другой стороны, свойство ультразвуковых волн отражаться от границ сред с различными акустическими характеристиками используется для обнаружения дефектов типа нарушение сплошности : поры, трещины, заполненные газом (R = 1) или шлаковые и другие включения (0  R  1).

Наклонное падение УЗ волн на границу раздела двух сред, закон Снеллиуса. Критические углы.

В случае наклонного падения, на границе раздела двух сред с различными скоростями ультразвуковых волн могут происходить три явления: отражение, преломление и трансформация волны.Отражением называют явление, при котором волна, упавшая на границу раздела двух сред изменяет свое направление распространения в той же среде.Преломление – это изменение направления распространения ультразвуковой волны при прохождении через границу раздела двух сред. Трансформацией называют преобразование волн одного типа в волны другого типа, происходящее на границе раздела сред. Трансформация может происходить как при отражении волны, так и при ее преломлении.

Из закона отражения и преломления следует, что угол отражения волны того же типа, что и падающая, всегда равен углу падения волны. При прохождении границы раздела сред, имеющих одинаковые скорости, так же угол преломления будет равен углу падения. Для других случаев углы преломления и отражения волн всегда будут тем больше , чем выше скорости распространения этих волн. Если угол падения  находится в пределах от 0º … 10º, то интенсивность преломленной поперечной волны (C t 2) незначительна, и таким образом, в контролируемое изделие можно ввести практически только продольную волну. Например, для ввода в изделие продольной волны под углом  l 2 = 18º угол падения  = 8º, а в прямых раздельно-совмещенных преобразователях угол падения  составляет 0º … 4º.При увеличения угла падения  значения всех остальных углов также увеличиваются. Угол падения, при котором угол преломления или отражения какой-либо волны становится равным 90 называют критическим углом. Так при некотором его значении  =  КР1 угол преломления продольной волны  l 2 приближается к 90 0 , и она начинает скользить по границе раздела сред. Наименьший угол падения продольной волны, при котором продольная волна не проникает во вторую среду называется первым критическим углом  КР1 . Скорость ее распространения и характер смещения частиц аналогичны характеристикам продольной волны, но эта волна быстро затухает вследствие отщепления от нее поперечной волны под углом 34º. Совокупность распространяющихся в этом случае волн называют головной волной. При дальнейшем увеличении угла падения  наступает момент, когда угол преломления поперечной волны  t 2 приближается к 90 0 и она не проникает во вторую среду, а скользит вдоль поверхности раздела. Наименьший угол падения продольной волны, при котором поперечная волна не будет проникать во вторую среду называется вторым критическим углом  КР2 . Значения первого и второго критических углов можно рассчитать по соответствующим выражениям: sin  КР1 = C l 1 / C l 2 , sin  КР2 = C l 1 / C t 2 . Так для границы раздела оргстекло–сталь  КР1 27º,  КР2 55º и незначительно отклоняется от этих значений в зависимости от марки стали и температуры окружающей среды.Таким образом, при углах падения продольной волны на границу раздела под углами  КР1     КР2 в объем твердого тела будет входить только поперечная волна, а при углах падения    КР2 объемные волны во второй среде возбуждаться не будут.Для того чтобы возбудить в контролируемом изделии только поперечную волну – угол падения надо выбирать  КР1     КР2 .

Излучение и прием ультразвука. Материалы, используемые для изготовления пьезопластин. Характеристики пьезопластин.

В настоящее время наибольшее применение для излучения и приема ультразвука в дефектоскопии находит пьезоэлектрический эффект . Эффект заключается в том, что деформация кристаллов некоторых материалов (пъзоэлектриков ) вызывает появление на его гранях электрических зарядов. Если на пластинку из такого материала нанести электроды и с помощью проводников подсоединить их к чувствительному прибору, то окажется, что при сжатии пластины между электродами возникает электрическое напряжение определенной величины и знака. При растяжении пластины также возникает напряжение, но противоположного знака. Явление возникновения электрических зарядов на поверхностях пластины при ее деформации называют прямым пьезоэлектрическим эффектом . Существует также обратное явление, заключающееся в том, что если к электродам пластины подвести электрическое напряжение, размеры ее уменьшатся или увеличатся в зависимости от полярности приложенного напряжения. При изменении с определенной частотой знака приложенного напряжения пластина сжимается и растягивается с такой же частотой. Это явление изменения размеров пластины под действием электрического поля называют обратным пьезоэлектрическим эффектом. Таким образом, оказывается возможным при помощи пьезопластины преобразовывать электрические колебания в ультразвуковые (обратный пьезоэффект – для излучения ультразвука) и, наоборот, ультразвуковые в электрические (прямой пьезоэффект – для приема ультразвуковых колебаний). При этом еще раз важно отметить, что амплитуда электрического сигнала на электродах (при прямом и обратном пьезоэффекте) пропорциональна амплитуде механических колебаний частиц, что и позволяет измерять (сравнивать) интенсивности ультразвука. Для возбуждения и регистрации (излучения и приема) ультразвуковых колебаний применяют пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП) в которых активными являются пьезоэлементы – пластины, выполненные из материала, обладающего пьезоэлектрическими свойствами с нанесенными на их поверхности металлическими электродами. Пьезоэлементы для ультразвуковой дефектоскопии чаще всего изготавливают из пьезокерамики: цирконата титаната свинца (ЦТС-19) и титаната бария (ТБК). Пластины из пьезокерамики дешевле и обладают большим коэффициентом преобразования по сравнению с природными кристаллами типа кварца. Температура, при нагреве выше которой пластины теряют свои пьезоэлектрические свойства, называется температурой (точкой ) Кюри . Пластины из ЦТС-19 теряют пьезоэлектрические свойства при температуре 290 0 С, а из ТБК при температуре 120 0 С. Основные эксплуатационные характеристики преобразователей: собственная резонансная частота, добротность, длина ближней зоны, угол аскрытия, диаграмма направленности определяются геометрическими размерами и формой пластины. Собственная резонансная (рабочая) частота тонкой пьезопластины определяется скоростью звука в пьезоматериале и ее толщиной.

Конструкция прямых, наклонных, РС и комбинированных преобразователей. Структура их условного обозначения.

Для излучения и приема ультразвуковых колебаний используют пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП). Основные элементы ПЭП: 1 – пьзоэлемент, 2 – демпфер и заливная масса, 3 – подводящие провода, 4 – разъем, 5 – корпус, 6 – протектор, 7 – призма, 8 – контролируемый объект, 9 – электроакустический экран. Пьезоэлемент (1) служит для преобразования электрических колебаний в акустические при возбуждении ультразвука и (или) обратно при его приеме. У прямого ПЭП (и в некоторых конструкциях раздельно-совмещенных (РС)) ПЭП он отделен от контролируемого изделия (8) протектором (6), который служит для защиты пьзоэлемента от истирания и механических повреждений. В наклонных и некоторых конструкциях РС ПЭП роль протектора выполняет призма (7), которая одновременно задает угол падения, то есть определяет угол ввода ультразвука в изделие. Пьезоэлемент соединен с разъемом (4) подводящими проводами (3). Демпфер (2) служит для создания коротких импульсов. Кроме того, вместе с заливной массой он придает преобразователю дополнительную механическую прочность. Все элементы ПЭП обычно помещаются в корпус (5). Прямые ПЭП служат для ввода в изделие продольных волн, а наклонные как продольных (при углах призмы до первого критического), но чаще поперечных или поверхностных волн. В комбинированных ПЭП имеется более двух пьезоэлементов с различными углами ввода УЗ. Маркируется пьезопреобразователь буквой П и набором цифр, например П 121-2,5-50. При этом первая цифра показывает способ ввода ультразвука в изделие и может быть: 1– контактный, 2 – иммерсионный, 3 – контактно-иммерсионный, 4 – бесконтактный. Вторая цифра относится к конструкции ПЭП и может быть: 1 – прямой, 2 – наклонный, 3 – комбинированный. Третья цифра показывает способ подключения ПЭП к дефектоскопу и может быть: 1 – совмещенная схема, 2 – раздельно-совмещенная, 3 – раздельная. Далее следует значение рабочей частоты в мегагерцах, угол ввода (для прямых может не указываться) и дополнительная информация изготовителя об особенностях конструкции, применяемых материалах, номере модели. На любом ПЭП обязательно указывается заводской номер

Понятие ближней и дальней зоны. Диаграммы направленности УЗ излучателей.

Энергия ультразвуковой волны излучается не равномерно во все стороны, а в пределах узкого, слегка расходящегося пучка. Вблизи от излучателя волна распространяется без расхождения, эту зону называют ближней зоной или зоной Френеля. За пределами ближней зоны начинается дальняя зона или зона Фраунгофера. В этой зоне ультразвуковое поле, формируемое пластиной круглого сечения, можно представить в виде усеченного конуса. При увеличении частоты ультразвука угол 2 р , характеризующий раскрытие основного лепестка диаграммы направленности излучателя данного диаметра, будет уменьшаться. При частоте ультразвука 2,5 МГц и диаметре излучателя 2а = 12 мм, протяженность ближней зоны в стали составляет приблизительно 15 мм, а половина угла раскрытия  р не превышает 14º. В ближней зоне интенсивность ультразвукового поля, как вдоль пучка, так и по его сечениюраспределена неравномерно и меняется от точки к точке. Вдальней зоне – интенсивность плавно падает, как вдоль луча, так и по его сечению. Геометрическое место точек максимальной интенсивности поля в дальней зоне излучателя и его продолжение в ближней зоне называют акустической осью преобразователя . Направленность поля, или изменение интенсивности УЗК в дальней зоне в зависимости от угла  р между направлением данного луча и акустической осью на постоянном расстоянии от излучателя можно отобразить с помощью так называемой диаграммы направленности . Если пьезоэлемент имеет форму диска, то форма основного лепестка диаграммы направленности прямого ПЭП симметрична относительно оси и имеет вид «булавы». Центральную часть диаграммы направленности, в пределах которой амплитуда поля уменьшается от единицы до нуля, называют основным лепестком . В пределах основного лепестка сосредоточено около 85% энергии поля излучения. Вне основного лепестка диаграмма направленности может иметь боковые лепестки

Методы УЗ дефектоскопии: импульсный эхо-метод, теневой, зеркально-теневой и зеркальный методы.

Большинство ультразвуковых дефектоскопов являются импульсными. Принцип действия их основан на посылке ультразвуковых импульсов в изделие и приеме их отражений от несплошностей или конструктивных элементов изделий. Теневой метод контроля предполагает доступ к изделию с двух сторон (рис. 2.2) и реализуется при раздельной схеме включения ПЭП. В этом случае ультразвук излучается одним ПЭП (И), проходит через контролируемое изделие и принимается другим ПЭП (П) на другой стороне. Признаком дефекта при теневом методе является уменьшение ниже порогового уровня или пропадание сигнала прошедшего через контролируемое изделие . Метод обладает высокой чувствительностью, но не дает информации о глубине залегания дефекта. О величине дефекта можно судить по степени ослабления прошедшего сигнала. На уменьшение амплитуды сигнала при теневом прозвучивании влияют кроме того и другие факторы: шероховатость поверхности, затухание ультразвука, расхождение пучка, нарушение соосности преобразователей. При зеркально-теневом методе (ЗТМ) излучатель и приемник расположены на одной стороне (контактной). Зеркально- теневой метод можно реализовать либо одним прямым, либо двумя наклонными преобразователями. При работе по первой схеме в рельсовой дефектоскопии чаще используются раздельно-совмещенный преобразователь. Приемник регистрирует сигнал, отраженный от противоположной стороны (донной), который называют «донным» сигналом. Ультразвук проходит изделие два раза, что повышает чувствительность контроля. Можно работать также по второму и последующим донным сигналам, причем чувствительность при этом будет увеличиваться. В отличие от теневого метода ЗТМ не требует двухстороннего доступа к изделию, но необходимо наличие двух плоско-параллельных поверхностей. При использовании прямых ПЭП также не дает информации о глубине залегания дефекта. Признаком дефекта при ЗТМ контроля является пропадание донного сигнала или его ослабление ниже порогового уровня . О величине дефекта можно судить по степени ослабления донного сигнала. Выявляемость дефекта не сильно зависит от его ориентации по отношению к акустической оси. Эхо-метод ультразвуковой дефектоскопии основан на посылке в изделие коротких ультразвуковых сигналов (зондирующих импульсов) и регистрации сигналов (эхо-сигналов), отраженных от выявляемых дефектов .При контроле прямым преобразователем наряду с эхо-сигналом от дефекта на экране может присутствовать донный сигнал. Возможен контроль лучом, отраженным от противоположной поверхности (рис 2.4 в) а также многократно отраженными лучами.Признаком дефекта при эхо-методе контроля является появление в зоне контроля эхо-сигнала с амплитудой выше порога срабатывания АСД при заданной чувствительности дефектоскопа. В некоторых случаях (например, трещина с зеркальной поверхностью, ориентированная под углом отличным от нуля к акустической оси преобразователя) эхо-метод может вообще не обнаружить даже сильно развитый дефект. Однако, если известно куда будет направлен отраженный от дефекта сигнал, приемник можно установить на его пути и зарегистрировать этот сигнал. Такой метод контроля называется зеркальным

Основные измеряемые характеристики дефекта при импульсном эхо методе: координаты дефекта, условные размеры дефекта. Виды поверхностей, отражающих ультразвук.

Принцип измерения координат отражателя при эхо-методе УЗК заключается в измерении времени прихода эхо-сигнала – t после зондирующего импульса и пересчете его в соответствующую координату.При работе с прямым ПЭП определяется только глубина залегания отражающей поверхности дефекта – Н . Она рассчитывается по времени t прихода эхо-сигнала.Для наклонного ПЭП определяют две координаты: H – глубину залегания отражающей поверхности дефекта и L – расстояние от точки выхода луча до проекции отражающей поверхности дефекта на поверхность изделия, по которой производится сканирование.Значение глубины залегания Н и расстояние L определяются при положении ПЭП, в котором эхо-сигнал имеет наибольшее значение. При обнаружении дефекта с помощью ультразвуковых методов контроля нельзя измерить его истинные размеры, но можно их ориентировочно оценить. Такие размеры дефекта назвали условными , они, как правило, больше истинных и зависят от многих факторов: конфигурации, ориентации, глубины залегания дефекта, способа измерения, чувствительности дефектоскопа, а также диаграммы направленности ПЭП. Знание условных размеров помогает оценить опасность дефекта и принять решение о возможности дальнейшей эксплуатации объекта.К условным линейным размерам дефекта относятся:условная протяженность – ΔL ; условная высота – ΔН ; условная ширина – ΔX . В рельсовой дефектоскопии используется также понятие условной протяженности дефекта по длине рельса. При работе наклонными ПЭП можно измерять все три условных размера.

Понятие о развертках типа А и В.

Конструкция и назначение стандартного образца СО-3Р. Основные параметры контроля рельсов при импульсном эхо-методе. Порядок их настройки.

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Дальневосточный государственный технический университет (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Утверждаю: Заместитель председателя президиума Дальневосточного учебно – методического центра Профессор ___________________ А.А.Белоусов «______» ______________ 2007г. Контрольно-измерительные материалы для оценки уровня знаний студентов специальности «Акустические приборы и системы» по дисциплине «Неразрушающие методы контроля» Разработаны доцентом кафедры ГА Сальниковой Е.Н. Владивосток 2007 Дисциплина «Неразрушающие методы контроля» является одной из дисциплин специализации при подготовке студентов по специальности «Акустические приборы и системы». Неразрушающие методы контроля (НМК), или дефектоскопия, – это обобщающее название методов контроля материалов (изделий), используемых для обнаружения нарушения сплошности или однородности макроструктуры, отклонений химического состава и других целей, не требующих разрушения образцов материала и/или изделия в целом. Улучшение качества промышленной продукции, повышение надежности и долговечности оборудования и изделий возможно при условии совершенствования производства и внедрения системы управления качеством. Важными критериями высокого качества деталей машин, механизмов, приборов являются физические, геометрические и функциональные показатели, а также технологические признаки качества, например, отсутствие недопустимых дефектов; соответствие физико-механических свойств и структуры основного материала и покрытия; соответствие геометрических размеров и чистоты обработки поверхности требуемым нормативам и т.п. Широкое применение неразрушающих методов контроля, не требующих вырезки образцов или разрушения готовых изделий, позволяет избежать больших потерь времени и материальных затрат, обеспечить частичную или полную автоматизацию операций контроля при одновременном значительном повышении качества и надежности изделий. В настоящее время ни один технологический процесс получения ответственной продукции не внедряется в промышленность без соответствующей системы неразрушающего контроля. Дисциплина «Неразрушающие методы контроля» призвана подготовить выпускника к решению следующих профессиональных задач в области проектно – конструкторской деятельности: разработка функциональных и структурных схем приборов и систем с определением физических принципов действия устройств, их структур и установлением требований на отдельные блоки и элементы; оценка технологичности конструкторских решений, составление технической документации, включая инструкции по эксплуатации, программы испытаний, технические условия и другое, а также в области производственно – технологической деятельности: разработка и внедрение технологических процессов и методов изготовления, контроля качества элементов и узлов приборов различного назначения. Дисциплина читается в 9 семестре в объеме 51 час. лекций по рабочему учебному плану 2002г. и 34 час. – по плану 2005г. Назначение контрольно-измерительных материалов – текущий контроль усвоения материала дисциплины «Неразрушающие методы контроля». В соответствии с рабочими учебными программами дисциплины предусмотрено выполнение 8 экспресс-опросов после каждой из основных тем, 1 теста, 2 контрольных работ – рубежной и итоговой, а также 1 2 индивидуального задания. При успешном выполнении ИДЗ студент получает 4 балла, теста – 3 балла, каждого из ЭО - по 4 балла, 1 контрольная работа оценивается в 9 баллов, заключительная в 12 баллов. Таким образом успешно обучающийся студент в течение семестра может набрать не менее 60 баллов из 100 общих, предусмотренных балльно-рейтинговой системой оценки освоения дисциплины, что соответствует минимальному уровню, удовлетворяющему требованиям ГОС ВПО №331 инф/СП специальности 200105. Условия применения Контроль проводится письменно во время аудиторного занятия. При проведении экспресс опросов студент получает лист с индивидуальным заданием, включающим 2-3 вопроса (в зависимости от темы), выбранных произвольным образом преподавателем из приведенных в настоящей разработке перечней. При проведении тестирования студенту выдается бланк теста. Использована как закрытая форма, предусматривающая выбор правильного ответа из нескольких приведенных, так и открытая, при которой предусмотрена самостоятельная формулировка ответа. При проведении контрольной работы 1 студенту выдается бланк, содержащий 14 вопросов, сформированных преподавателем из банка вопросов для контроля 1-4 разделов. В КИМ приведены 10 вариантов заданий для КР1. Итоговая контрольная работа включает 28 вопросов. Разработано 15 вариантов. Для ответа на ЭО студенту отводится 10 минут, на тест 20 минут, на КР1 отводится 40 минут, на КР2 – 1час 30 минут. Инструкция для студента При ответе на вопрос Задание переписывать не надо. Следует записать Фамилию, группу, номер задания, номер вопроса и ответ. Для успешной оценки теста достаточно набрать 60% из максимально возможного количества баллов, указанных в тесте. Для успешного прохождения контрольных работ – правильно ответить на 8 из 14 и 17 из 28 вопросов. Сообщение о результатах проверки и разбор типичных ошибок проводятся на следующем занятии 3 Тема «Основные виды НМК» Тест №1 Дата разработки 18.04.2006 Внимательно прочитайте начало определения, приведенное в графе 2, и подберите правильное окончание в графе 3. Отметьте выбранный ответ. В графе 4 кратко обоснуйте выбор. По результатам ответов заполните таблицу на оборотной стороне листа. Укажите фамилию, номер группы. № Начало определения Окончание определения Краткое обоснование ответа 1 2 3 4 1 В соответствии с ИСО - а) способность продукции удовлетворять 8402 «качество - это требованиям потребителя». б) совокупность характеристик объекта, относящаяся к его способности удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности». в) совокупность характеристик изделия, влияющая на его работоспособность». г) все перечисленное выше. д) ничего из перечисленного выше. 2 НМК обязательно а) производстве особо ответственных деталей применяются при и устройств. б) производстве узлов и деталей устройств длительной эксплуатации. в) любого изделия. г) хорошего изоляционного материала. д) материала с высокой электропроводностью. е) исследованиях структуры материалов и дефектов. ж) все перечисленное выше. з) ничего из перечисленного выше. 3 Акустические НМК а) поверхностных дефектов. пригодны для б) внутренних дефектов в виде трещин. обнаружения в) внутренних дефектов в виде раковин. г) подповерхностных дефектов. д) ничего из перечисленного выше. е) все перечисленное выше. 4 Капиллярные НМК а) поверхностных дефектов. пригодны для б) внутренних дефектов в виде трещин. обнаружения в) внутренних дефектов в виде раковин. г) подповерхностных дефектов. д) ничего из перечисленного выше – напишите сами ответ. е) все перечисленное выше. 5 Визуально-оптические а) на измерении амплитуды или фазы методы основаны прошедшего светового излучения. б) на измерении индуцированного излучения. в) на измерении степени поляризации прошедшего излучения. г) все перечисленное выше. д) ничего из перечисленного выше – напишите сами ответ. 4 6 Информативным а) амплитуда прошедшего излучения. параметром б) амплитуда рассеянного излучения. радиоволновых методов в) амплитуда отраженного излучения. является г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 7 Дефекты в проволоке а) радиационными методами НК. из неферромагнитного б) радиоволновыми методами НК. материала лучше всего в) магнитными методами НК. выявляются г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 8 Дефекты в проволоке а) капиллярными НМК. из ферромагнитного б) Магнитными НМК. материала лучше всего в) радиоволновыми НМК. выявляются г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 9 Наиболее дорогой из а) акустический. НМК б) радиографический. в) капиллярный. г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 10 Основные требования к Напишите ваш ответ КО при акустических методах контроля 11 Основные требования к КО при радиографическом контроле литых изделий 12 Перечислите преимущества разрушающих методов контроля 13 Перечислите основные недостатки НМК Студент группы __________________ ФИО ___________________________________ Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 Ответ Результат Набранный балл _____________ максимально возможный __61___---- Преподаватель ___________________ Дата проведения _____________ 5 Тема «Основные виды НМК» Тест №1 КЛЮЧ Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Всего Ответ Б А,Б,Е Е А Г Д Д Б, Д Б Результат 5 5 5 5 5 5 4-5 3-5 4-5 5 5 3 3 61 6. Правильный ответ: Радиоволновые методы основаны на регистрации параметров электромагнитных волн СВЧ диапазона с КО. 7. Правильный ответ: Акустический, Токовихревой. 8. Правильный ответ: Акустический, Токовихревой, Магнитный 9. Правильный ответ: Радиационный и Течеискания. 10. При контроле труб диаметром <=4 мм и толщиной >=1мм необходимо очистка поверхности от грязи, отслаивающейся окалины. 11. Необходим двусторонний доступ к КО, отсутствие наружных дефектов, превышающих чувствительность контроля. 12. 1. Испытания обычно имитируют одно или несколько рабочих условий. Следовательно, они непосредственно направлены на измерение эксплуатационной надежности. 2. Испытания обычно представляют собой количественные измерения разрушающих нагрузок или срока службы до разрушения при данном нагружении и условиях. Таким образом, они позволяют получить числовые данные, полезные для целей конструирования или для разработки стандартов или спецификаций. 3. Связь между большинством измерений разрушающим контролем и измеряемыми свойствами материалов (особенно под нагрузкой, имитирующей рабочие условия) обычно прямая. Следовательно, исключаются споры по результатам испытания и их значению для эксплуатационной надежности материала или детали. 13. 1. Испытания обычно включают в себя косвенные измерения свойств, не имеющих непосредственного значения при эксплуатации. Связь между этими измерениями и эксплуатационной надежностью должна быть доказана другими способами. 2. Испытания обычно качественные и редко количественные. Обычно они не дают возможности измерения разрушающих нагрузок и срока службы до разрушения даже косвенно. Они могут, однако, обнаружить дефект или проследить процесс разрушения. 3. Обычно требуются исследования на специальных образцах и исследование рабочих условий для интерпретации результатов испытания. Там, где соответствующая связь не была доказана, и в случаях, когда возможности методики ограничены, наблюдатели могут не согласиться в оценке результатов испытаний. 6 Тема «Основные виды НМК» Тест №2 Дата разработки 18.04.2006 Внимательно прочитайте начало определения, приведенное в графе 2, и подберите правильное окончание в графе 3. Отметьте выбранный ответ. В графе 4 кратко обоснуйте выбор. По результатам ответов заполните таблицу на оборотной стороне листа. Укажите фамилию, номер группы. № Начало определения Окончание определения Краткое обоснование ответа 1 2 3 4 1 Контроль качества а) ее работоспособности. продукции заключается б) соответствия показателей ее качества в проверке установленным требованиям. в) соответствия показателей требованиям безопасности эксплуатации. г) все перечисленное выше. д) ничего из перечисленного выше – Ваш вариант ответа. 2 Перечислите важнейшие критерии качества деталей машин, механизмов, приборов 3 Магнитные НМК а) поверхностных дефектов. пригодны для б) внутренних дефектов в виде трещин. обнаружения в) внутренних дефектов в виде раковин. г) подповерхностных дефектов. д) ничего из перечисленного выше. е) все перечисленное выше. 4 Радиоволновые НМК а) поверхностных дефектов. пригодны для б) внутренних дефектов в виде трещин. обнаружения в) внутренних дефектов в виде раковин. г) подповерхностных дефектов. д) ничего из перечисленного выше – напишите сами ответ. е) все перечисленное выше. 5 Радиационные методы а) на измерении амплитуды или фазы основаны прошедшего проникающего излучения. б) на измерении индуцированного излучения. в) на измерении степени поляризации прошедшего излучения. г) все перечисленное выше. д) ничего из перечисленного выше – напишите сами ответ. 6 Информативным а) амплитуда прошедшего излучения. параметром б) амплитуда рассеянного излучения. акустических методов в) амплитуда отраженного излучения. является г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 7 Дефекты в отливках из а) радиационными методами НК. неферромагнитного б) радиоволновыми методами НК. материала лучше всего в) магнитными методами НК. 7 выявляются г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 8 Дефекты в резиновых а) капиллярными НМК. изделиях лучше всего б) Магнитными НМК. выявляются в) радиоволновыми НМК. г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 9 Наиболее опасный из а) акустический. НМК для б) радиографический. обслуживающего в) капиллярный. персонала г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 10 Основные требования к Напишите ваш ответ КО при контроле течеисканием 11 Основные требования к КО при акустическом контроле литых изделий 12 Перечислите основные недостатки разрушающих методов контроля 13 Перечислите основные достоинства НМК Студент группы __________________ ФИО ___________________________________ Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 Ответ Результат Набранный балл _____________ максимально возможный ___73_---- Преподаватель ___________________ Дата проведения _____________ 8 Тема «Основные виды НМК» Тест №3 Дата разработки 18.04.2006 Внимательно прочитайте начало определения, приведенное в графе 2, и подберите правильное окончание в графе 3. Отметьте выбранный ответ. В графе 4 кратко обоснуйте выбор. По результатам ответов заполните таблицу на оборотной стороне листа. Укажите фамилию, номер группы. № Начало определения Окончание определения Краткое обоснование ответа 1 2 3 4 1 Основные требования, а) возможность проверки работоспособности предъявляемые к НМК изделий, продукции. это б) возможность проведения контроля качества на всех стадиях изготовления, эксплуатации и ремонта. в) высокая достоверность результатов контроля. г) все перечисленное выше. д) ничего из перечисленного выше – Ваш вариант ответа. 2 Перечислите основные области применения НМК 3 Токовихревые НМК а) поверхностных дефектов. пригодны для б) внутренних дефектов в виде трещин. обнаружения в) внутренних дефектов в виде раковин. г) подповерхностных дефектов. д) ничего из перечисленного выше. е) все перечисленное выше. 4 Радиационные НМК а) поверхностных дефектов. пригодны для б) внутренних дефектов в виде трещин. обнаружения в) внутренних дефектов в виде раковин. г) подповерхностных дефектов. д) ничего из перечисленного выше – напишите сами ответ. е) все перечисленное выше. 5 Тепловые методы НК а) на измерении тепловых полей КО. основаны б) на измерении параметров упругого поля КО. в) на измерении температурного поля работающего объекта. г) все перечисленное выше. д) ничего из перечисленного выше – напишите свой ответ. 6 Информативным а) изменение теплового поля объекта. параметром тепловых б) температурное поле работающего объекта. методов НК является в) изменение электрического поля, взаимодействующего с КО. г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 7 Дефекты в а) радиационными методами НК. многослойных б) радиоволновыми методами НК. диэлектрических в) магнитными методами НК. 9 изделиях лучше всего г) все перечисленное выше. обнаруживаются д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 8 Дефекты в листах а) капиллярными НМК. стали толщиной до 1 мм б) Магнитными НМК. лучше всего в) радиоволновыми НМК. выявляются г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 9 Наиболее опасный из а) акустический. НМК для окружающей б) радиографический. среды в) капиллярный. г) все перечисленное выше. д) ничего из приведенного выше – напишите Ваш ответ 10 Основные требования к Напишите ваш ответ КО при контроле токовихревыми НМК 11 Основные требования к КО при акустическом контроле труб 12 Перечислите основные достоинства разрушающих методов контроля 13 Перечислите основные достоинства НМК Студент группы __________________ ФИО ___________________________________ Вопрос 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13 Ответ Результат Набранный балл _____________ максимально возможный ___67_---- Преподаватель ___________________ Дата проведения _____________ 10

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

Пензенский техникум железнодорожного транспорта

Неразрушающий контроль узлов и деталей, системы технического диагностирования

Контрольная работа

Вопрос № 1. Общие положения неразрушающего контроля

Вопрос № 2. Магнитный вид неразрушающего контроля

Вопрос № 3. Задачи средств и классификация систем технического диагностирования

Вопрос № 1. Общие положения неразрушающего контроля

Техническая диагностика - область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов (ГОСТ 20911-89) (17).

Техническое диагностирование - процесс установления технического состояния объекта с указанием места, вида и причин возникновения дефектов и повреждений.

Система технического диагностирования ПС представляет собой совокупность объектов, методов и средств, а также исполнителей, позволяющую осуществить диагностирование по правилам, установленным соответствующей нормативно-технической документацией. Эта система предназначается для решения следующих задач:

диагноза (от греческого «диагнозис» - распознавание, определение) - оценки технического состояния ПС или сборочной единицы в настоящий момент времени (при этом определяется качество изготовления или ремонта вагонов и локомотивов);

прогнозирования (от греческого «прогнозис» - предвидение, предсказание) технического состояния, в котором окажется подвижная единица через некоторый период эксплуатации (например, на пунктах технического обслуживания (ПТО) вагонов не только определяется техническое состояние, но и решается вопрос о возможности следования вагонов до следующего ПТО без возникновения отказов);

генезиса (происхождение, возникновение, процесс образования) - установления технического состояния ПС в прошлом (например, перед аварией, крушением, другими чрезвычайными событиями); решение задач этого типа называется технической генетикой. Диагностирование выполняется на каждой стадии жизненного цикла ПС: на стадии проектирования, при производстве, в режиме эксплуатации и при всех плановых видах ремонта. Вагон, локомотив, сборочная единица или деталь как объекты диагностирования (ОД) испытывают эксплуатационные воздействия при обычном их функционировании и тестовые воздействия от средств технического диагностирования (СТД), имитирующих условия работы ПС, близкие к эксплуатационным. О техническом состоянии ОД можно судить по диагностическим параметрам (ДП).

Рис. 1 Структурная схема системы технического диагностирования вагонов и локомотивов.

Информация от СТД, измеряющих и преобразующих параметры по заранее разработанному алгоритму диагностирования (АД), поступает к оператору (О) для принятия решения.

На стадии проектирования ПС разрабатывается математическая модель объекта диагностирования, определяется тактика управления работоспособностью, формулируются требования к диагностируемости и технологии ее выполнения, назначается последовательность профилактических и ремонтных работ на объекте.

По назначению системы диагностирования разделяются на системы для проверки работоспособности (исправен или неисправен вагон, локомотив или сборочная единица), правильности функционирования (соответствуют ли параметры его работы исправному техническому состоянию), наличия дефекта (определение места, типа и вида дефекта, причин его возникновения).

Системы технического диагностирования разделяются также на общие (для оценки технического состояния сборочных единиц и деталей), функциональные в процессе эксплуатации вагонов, тестовые (когда на ПС или сборочную единицу воздействуют СТД) и комбинированные (сочетание функционального и тестового методов диагностирования).

Вопрос № 2. Магнитный вид неразрушающего контроля

Магнитный вид НК основан на анализе взаимодействия объекта контроля с магнитным полем и применим лишь к деталям из металлов или сплавов, способных намагничиваться. Им контролируют свободные детали или открытые для доступа части деталей с целью выявления поверхностных или подповерхностных дефектов.

На железнодорожном транспорте магнитному контролю подвергают следующие объекты подвижного состава: детали ударно-тягового и тормозного оборудования, рамы тележек различных моделей в сборе и по элементам, шкворни, оси колесных пар всех типов, как в сборе, так и в свободном состоянии, диски, гребень и спицы локомотивных колес, свободные кольца буксовых подшипников, а также внутренние кольца, напрессованные на шейки оси, венцы зубчатых колес и шестерни тягового редуктора, валы генераторов, тяговых двигателей и шестерен в сборе, упорные кольца, стопорные планки, пружины, болты и т.п.

Говорят, что в «пустом» пространстве существует силовое поле, если на предмет, находящийся в этом пространстве, действует сила. Например, человек постоянно испытывает действие гравитационного поля: где бы он ни находился, Земля притягивает его с одной и той же по величине и направлению силой.

Для всех силовых полей структура формулы для определения силы поля одинакова. В ней всегда фигурирует произведение одной или нескольких величин, характеризующих тело (масса, заряд, скорость и т.д.), на векторную величину, которая характеризует поле в точке, где находится тело. Эта величина называется напряженностью поля. Каждое силовое поле создается теми и только теми телами, на которые оно может действовать. Например, любой предмет независимо от размера, массы, цвета и др. создает вокруг себя гравитационное поле, которое притягивает к себе другие предметы вдоль линии, соединяющей их центры тяжести. Возьмем другое по физической природе, электростатическое (кулоновское) поле. Подчеркнем, что электростатическое поле более избирательно, оно создается только заряженными телами, заряды которых могут быть и положительными, и отрицательными, масса же всегда положительна. Но построение формул одно и то же: чтобы получить силу, надо определенную величину, относящуюся к телу, умножить на напряженность поля в этой точке.

Силовые поля описываются силовыми линиями. Главное свойство силовой линии любого поля состоит в том, что в любой точке, через которую она проходит, направление вектора напряженности совпадает с направлением касательной к ней в этой же точке, а длины векторов, т.е. значения напряженностей во всех точках силовой линии одинаковы. Напряженность поля по величине больше там, где линии будут гуще. По совокупности линий можно судить не только о направлении, но и о величине напряженности поля в каждой точке. Поле, напряженность которого одинакова во всех точках, называется однородным. В противном случае оно неоднородно.

Магнитное поле - это один из видов силовых полей. Но в отличие от электростатического оно еще более избирательно - действует только на движущиеся заряды. На неподвижные заряженные предметы даже в самых сильных магнитных полях никакая сила не действует. Становится очевидным, что «конструкция» формулы для определения силы, действующей на движущееся тело в магнитном поле, должна быть сложнее предыдущих.

Магнитные методы контроля можно использовать только для деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов. Они основаны на обнаружении или измерении магнитных полей рассеивания, которые возникают на поверхности намагниченной детали в местах, где имеются нарушения целостности материала или включения с другой магнитной проницаемостью. Данный метод контроля состоит из следующих технологических операций: подготовка изделия к контролю; намагничивание изделия или его части; нанесение на поверхность изделия ферромагнитного порошка (сухой метод) или суспензии (мокрый метод); исследование поверхности и расшифровка результатов контроля; размагничивание. Подготовка изделий к контролю заключается в его тщательной очистке. Существует три способа намагничивания: полюсное (продольное) бесполюсное (циркулярное) и комбинированное.

При полюсном намагничивании применяются электромагниты и соленоиды. При намагничивании через деталь пропускается большой ток низкого напряжения.Если деталь полая, то используют электродный метод намагничивания. Комбинированный способ представляет собой комбинацию бесполюсного и полюсного способов намагничивания. При полюсном намагничивании образуется продольное поле, при котором обнаруживаются поперечные трещины. При бесполюсном намагничивании выявляютсяпродольные дефекты (трещины, волосовины и др.) и радиальные трещины на торцовых поверхностях. При комбинированном намагничивании изделие находится под воздействием одновременно двух взаимно-перпендикулярных магнитных полюсов, что дает возможность обнаружить дефекты любых направлений. Для намагничивания изделий может использоваться переменный и постоянный, а также импульсный ток. В качестве магнитных порошков применяют магнезит (закись-окись железа Fe3O4) черного или темно-коричневого цвета для контроля изделий со светлой поверхностью. Окись железа (Fe2O3) буро-красного цвета применяют для контроля изделий с темной поверхностью. Лучшими магнитными свойствами обладают опилки из мягкой стали. Для контроля изделий с темной поверхностью применяют также окрашенные порошки. Жидкой основой для смесей (суспензий) служат органические масла. При приготовлении смеси обычно в 1 л жидкости добавляют 125-175 г порошка из окиси железа или 200 г опилок. В зависимости от магнитных свойств материала контроль можно производить по остаточной намагниченности изделия или в приложенном магнитном поле. В первом случае порошок наносят на деталь при выключенном дефектоскопе, а во втором - при включенном. При наличии дефекта частицы порошка, оседая в зоне краев трещины, обрисовывают ее контур, т.е. показывают ее месторасположение, форму и длину. Детали, обладающие большим остаточным магнетизмом, могут длительное время притягивать к себе продукты истирания, которые могут вызвать повышенный абразивный износ. Поэтому указанные детали обязательно размагничивают.

Вопрос № 3. Задачи средств и классификация систем технического диагностирования

Под средствами технической диагностикипонимается комплекс технических средств для оценки технического состояния объекта контроля.

В зависимости от поставленных задач и области применения, средства технической диагностики можно квалифицировать по разным признакам.

С точки зрения области применения СТД можно подразделить на штатные и специальные. Штатные СТД в основном предназначены для функциональной диагностики, т.е. для обычного текущего контроля технического состояния. К ним относятся стенды, микрометрический инструмент, индикаторы, дефектоскопы, приборы для измерения различных физических величин. По назначению СТД подразделяются на универсальные (общего назначения) и специализированные. УниверсальныеСТД предназначены для измерения параметров (электрического тока, напряжения, напряженности и индукции магнитного поля, спектрального анализа вибрации и шума, средства дефектации и т.д.) технического состояния ПС различного конструктивного исполнения. СпециализированныеСТД создаются для диагностики конкретных элементов машин, однотипных вагонов и локомотивов. СТД состоят, как правило, из источников воздействия на контролируемый объект (при тестовом методе), преобразователей, каналов связи, усилителей и преобразователей сигналов, блоков измерения, расшифровки и регистрации (записи) диагностических параметров, блоков накопления и обработки информации на основе микропроцессорной техники, совместимой с персональным компьютером. С точки зрения мобильности СТД подразделяются на встроенные и переносные. ВстроенныеСТД компонуются в общей конструкции объекта контроля (например, датчики нагрева буксовых подшипников пассажирских вагонов) и применяются для непрерывного контроля сборочных единиц, отказы которых угрожают безопасности движения поездов или техническое состояние которых может быть определено только при рабочих нагрузках (параметры работающего дизеля, компрессора).

PAGE_BREAK--

ВнешниеСТД выполняют в виде стационарных, передвижных установок, переносных приборов, подключаемых к вагону в период контроля.

По видам диагностирования методы и средства диагностирования подразделяются на функциональные и тестовые.Функциональные методы заключаются в измерении сигналов, возникающих при работе ПС или сборочных единиц в обычных условиях эксплуатации. При тестовом методе сигналы образуются как отражение внешнего воздействия диагностического средства. Современные диагностические установки представляют собой компактные комплексы специализированных ЭВМ, внутри которых предусмотрены соответствующие блоки (структура Д-У-ЭВМ).

Наметились две тенденции построения СТД: в виде многопараметрических структур и систем с углубленной дешифровкой информации.

В первом случае на объект диагностирования устанавливают по определенной схеме большое количество различных преобразователей, с помощью которых регистрируют много параметров для оценки технического состояния объекта. Такой подход требует значительных затрат времени и снижает вероятность безотказной работы системы диагностирования.

Вторая тенденция заключается в установке минимального количества преобразователей, но более углубленном анализе получаемой информации за счет выделения сигналов - помех и полезных сигналов от контролируемого объекта, по которым принимается решение о его техническом состоянии.

Современные СТД позволяют реализовать вторую тенденцию, при которой, несмотря на усложнение общей схемы диагностирования, можно достигнуть значительного сокращения материальных затрат при высокой достоверности контроля. Основные СТД, применяемые в эксплуатации и при плановых видах ремонта вагонов, представлены в таблице.

Для контроля вагонов в прибывающих поездах разработана аппаратура АРМ-ОВ- автоматизированного рабочего места осмотрщика вагонов.

Планом перспективного развития вагонного хозяйства предусматривается применение высокоэффективных безотходных технологий технического обслуживания и ремонта вагонов с широким применением автоматизированных диагностических комплексов контроля технического состояния сборочных единиц:

Автоматизированный бесконтактный комплекс контроля колесных пар подвижного состава на ходу «Экспресс-Профиль»;

Автоматизированный диагностический комплекс для измерения колесных пар вагонов на подходах к станции «Комплекс»;

Система определения качества загрузки вагонов;

Автоматическое устройство контроля колес и сползания буксы;

Комплексная система контроля заторможенных колес, ползунов, наваров,

выщербин, неравномерного проката, тонкомерного гребня, трещины колеса;

Система контроля открытых незафиксированных, деформированных люков и дверей грузовых вагонов;

Автоматизированная система обнаружения вагонов с отрицательной динамикой (АСООД) на подходе к станции. Оборудование пунктов технического обслуживания сетевого значения автоматизированными диагностическими комплексами обеспечит безопасное проследование поездов массой до 14 тыс, тонн на увеличенных гарантийных участках.

Литература

Неразрушающий контроль в вагонном хозяйстве. Д.А. Мойкин.

2. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транспорта. Криворудченко В.Ф., Ахмеджанов Р.А.

3. Неразрушающий контроль в вагонном хозяйстве. Д.А. Мойкин.

4. Технология ремонта вагонов. Б.В. Быков, В.Е. Пигарев.