RU2442152C1 - Echoscopic method for ultrasonic quality control of the product across the entire section - Google Patents
Echoscopic method for ultrasonic quality control of the product across the entire section Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442152C1 RU2442152C1 RU2010129458/28A RU2010129458A RU2442152C1 RU 2442152 C1 RU2442152 C1 RU 2442152C1 RU 2010129458/28 A RU2010129458/28 A RU 2010129458/28A RU 2010129458 A RU2010129458 A RU 2010129458A RU 2442152 C1 RU2442152 C1 RU 2442152C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ultrasonic
- piezoelectric
- ultrasonic vibrations
- product
- echo signals
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и может быть использовано как при ультразвуковой дефектоскопии рельсов, так и в других отраслях.The invention relates to non-destructive testing of materials and can be used both for ultrasonic flaw detection of rails, and in other industries.
Вследствие динамического воздействия колес подвижного состава на железнодорожные рельсы, отступления от технологии производства рельсов, недостаточно высокого металлургического качества рельсовой стали, нарушения требований инструкций по текущему содержанию пути, технологии обработки торцов и болтовых и штепсельных отверстий рельсов, механических воздействий на рельс (удар инструментов, рельс о рельс и т.п.), недостатков и нарушений технологии сварки рельсов и обработки сварных стыков рельса, недостатков и нарушений технологии закалки рельсов, недостатков и нарушений технологии наплавки рельсов или приварки рельсовых соединителей, коррозией рельса и других причин рельс по всему его сечению испытывает максимальные нагрузки. В связи с этим в рельсе по всему его сечению возникают большое количество разнообразных дефектов, предусмотренных НТД/ЦП-1-93 «Классификация дефектов рельсов» (МПС РФ. Издательство «Транспорт». Москва, 1993 год).Due to the dynamic effect of the rolling stock wheels on railway rails, deviations from the rail production technology, insufficient metallurgical quality of the rail steel, violation of the instructions for the current track maintenance, processing technology of the ends and bolt and plug holes of the rails, mechanical effects on the rail (impact of tools, rail about rail, etc.), shortcomings and violations of rail welding technology and processing of welded joints of the rail, shortcomings and violations of technology rail tracks, deficiencies and violations of the technology of rail surfacing or welding of rail connectors, corrosion of the rail and other causes of the rail over its entire cross section undergoes maximum loads. In this regard, a large number of various defects occur in the rail over its entire section, provided for by NTD / CP-1-93 “Classification of rail defects” (Ministry of Railways of the Russian Federation. Publishing House Transport. Moscow, 1993).
Для своевременного выявления указанных в НТД/ЦП-1-93 дефектов применяются следующие методы ультразвукового контроля рельсов. Эхо-метод ультразвукового контроля, основывающийся на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов и регистрации эхо-сигнала, отраженного от дефекта пьезоэлектрическим преобразователем, работающим в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, с поверхности катания головки рельса. Признаком обнаружения дефекта является появление эхо-сигнала, отраженного от поверхности дефекта (рисунок 1). Теневой метод ультразвукового контроля, основывающийся на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов с поверхности катания головки рельса и регистрации эхо-сигнала на противоположной (параллельной) поверхности, поверхности ввода ультразвуковых колебаний. Для реализации теневого метода ультразвукового контроля применяются прямой пьезоэлектрический преобразователь, работающий в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний. Признаком обнаружения дефекта служит ослабление амплитуды сигнала (рисунок 2). Зеркально-теневой метод ультразвукового контроля основывается на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов и регистрации эхо-сигнала, отраженного от противоположной (параллельной) поверхности, поверхности ввода ультразвуковых колебаний. Для реализации зеркально-теневого метода ультразвукового контроля применяется прямой пьезоэлектрический преобразователь, работающий в раздельном, раздельно-совмещенном, совмещенном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний. Признаком обнаружения дефекта служит ослабление амплитуды сигнала, отраженного от противоположной (параллельной) поверхности, поверхности ввода ультразвуковых колебаний (рисунок 3). Зеркальный метод ультразвукового контроля основывается на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов и регистрации эхо-сигнала, зеркально отраженного от поверхности дефекта, имеющего зеркальную поверхность, который, в свою очередь, также зеркально отражен от противоположной (параллельной) поверхности, имеющей зеркальную поверхность, поверхности ввода ультразвуковых колебаний. Для реализации зеркального метода ультразвукового контроля применяются наклонные пьезоэлектрические преобразователи, работающие в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний на определенном расстоянии друг от друга. Расстояние между двумя пьезоэлектрическими преобразователями выбирают исходя из условий наилучшего озвучивания зоны вероятного образования дефекта. Зеркальный метод ультразвукового контроля реализуется только в случае, если все поверхности, от которых отражаются ультразвуковые колебания, имеют зеркальную поверхность. Признаком обнаружения дефекта является регистрация эхо-сигнала пьезоэлектрическим преобразователем, работающим в режиме приема (рисунок 4). Эхо-зеркальный метод ультразвукового контроля основывается на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов наклонным пьезоэлектрическим преобразователем, работающим как в раздельном, так и в раздельно-совмещенном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний, имеющим две пьезоэлектрические пластины, развернутые относительно продольной оси рельса под одинаковыми углами разворота ультразвукового луча на обе грани головки рельса и с одинаковыми углами ввода ультразвукового луча в одном направлении по ходу движения пьезоэлектрического преобразователя, и регистрации эхо-сигнала трижды зеркально отраженного от стандартного отражателя (стандартными отражателями называются какие-либо поверхности на рельсе, являющиеся конструктивной особенностью геометрии рельса в процессе его изготовления - поверхность катания головки рельса, подголовочные грани головки рельса, сопряжение головки рельса с шейкой, сопряжение шейки с подошвой, подошва и поверхности, изготовленные в процессе подготовки рельса к эксплуатации в пути в соответствии с требованием стандартов - торец, болтовое и штепсельное отверстие) одной подголовочной грани головки рельса, нестандартного отражателя (дефекта) и стандартного отражателя - другой подголовочной грани головки рельса. Движение ультразвукового луча по своей траектории образует фигуру «ромб» - к одной из подголовочной грани головки рельса, от нее к поверхности дефекта, от поверхности дефекта к другой подголовочной грани головки рельса и затем к пьезоэлектрической пластине, являющейся приемником в том же пьезоэлектрическом преобразователе.For the timely detection of defects indicated in NTD / CP-1-93, the following methods of ultrasonic rail monitoring are used. The echo method of ultrasonic control, based on the emission of short probe pulses into the controlled product and registration of the echo signal reflected from the defect by a piezoelectric transducer operating in the combined radiation-reception mode of ultrasonic vibrations from the surface of the rail head. A sign of defect detection is the appearance of an echo reflected from the surface of the defect (Figure 1). The shadow method of ultrasonic testing, based on the emission of short probe pulses into the controlled product from the tread surface of the rail head and registration of the echo signal on the opposite (parallel) surface, the input surface of ultrasonic vibrations. To implement the shadow method of ultrasonic testing, a direct piezoelectric transducer is used, operating in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations. A sign of defect detection is a weakening of the signal amplitude (Figure 2). The mirror-shadow method of ultrasonic control is based on the emission of short probe pulses into the controlled product and registration of the echo signal reflected from the opposite (parallel) surface, the surface of the input of ultrasonic vibrations. To implement the mirror-shadow method of ultrasonic testing, a direct piezoelectric transducer is used, operating in separate, separately-combined, combined modes of radiation-reception of ultrasonic vibrations. A sign of defect detection is a weakening of the amplitude of the signal reflected from the opposite (parallel) surface, the surface of the input of ultrasonic vibrations (Figure 3). The mirror method of ultrasonic testing is based on the emission of short probe pulses into the controlled product and registration of an echo signal that is mirrored from the surface of the defect having a mirror surface, which, in turn, is also mirrored from the opposite (parallel) surface having a mirror surface input ultrasonic vibrations. To implement the mirror method of ultrasonic testing, inclined piezoelectric transducers are used, operating in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations at a certain distance from each other. The distance between the two piezoelectric transducers is selected based on the conditions for the best sounding of the zone of probable defect formation. The mirror method of ultrasonic testing is implemented only if all surfaces from which ultrasonic vibrations are reflected have a mirror surface. A sign of defect detection is the registration of the echo signal by a piezoelectric transducer operating in the reception mode (Figure 4). The echo-mirror method of ultrasonic control is based on the emission of short probe pulses into the controlled product by an inclined piezoelectric transducer operating both in separate and in separately combined modes of radiation-reception of ultrasonic vibrations, having two piezoelectric plates deployed relative to the longitudinal axis of the rail at identical angles reversal of the ultrasonic beam on both sides of the rail head and with the same angles of input of the ultrasonic beam in one direction along the movement of the piezoelectric transducer, and recording the echo signal three times mirrored from the standard reflector (standard reflectors are any surfaces on the rail that are a structural feature of the geometry of the rail during its manufacture - the rolling surface of the rail head, subhead faces of the rail head, the interface of the rail head with the neck, the pairing of the neck with the sole, the sole and surfaces made in the process of preparing the rail for operation on the go in accordance with it standards - butt-bolted and plug hole) of one verge podgolovochnoy railhead, optional reflector (flaw) and standard reflector - podgolovochnoy other faces of the rail head. The movement of the ultrasound beam along its path forms a “rhombus” shape - to one of the head head faces of the rail, from it to the surface of the defect, from the face of the defect to another head side of the rail head and then to the piezoelectric plate, which is the receiver in the same piezoelectric transducer.
Эхо-зеркальный метод ультразвукового контроля реализуется только в случае, если все поверхности, от которых отражаются ультразвуковые колебания, имеют зеркальную поверхность. Признаком обнаружения дефекта является регистрация эхо-сигнала пьезоэлектрической пластиной, работающей в режиме приема (рисунок 5). Дельта-метод ультразвукового контроля основывается на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов и регистрации эхо-сигнала, отраженного явлением дифракции от дефекта на поверхность катания головки рельса. Для реализации дельта-метода ультразвукового контроля применяются наклонный пьезоэлектрический преобразователь и прямой пьезоэлектрический преобразователь, работающие в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний на определенном расстоянии друг от друга. Расстояние между двумя пьезоэлектрическими преобразователями выбирают исходя из условий наилучшего озвучивания зоны вероятного образования дефекта. Признаком обнаружения дефекта является регистрация эхо-сигнала пьезоэлектрическим преобразователем, работающим в режиме приема (рисунок 6).The echo-mirror method of ultrasonic testing is implemented only if all surfaces from which ultrasonic vibrations are reflected have a mirror surface. A sign of defect detection is the registration of the echo signal by a piezoelectric plate operating in the reception mode (Figure 5). The ultrasonic control delta method is based on the emission of short probe pulses into the controlled product and registration of the echo signal reflected by the diffraction phenomenon from the defect on the rolling surface of the rail head. To implement the delta method of ultrasonic testing, an inclined piezoelectric transducer and a direct piezoelectric transducer are used, operating in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations at a certain distance from each other. The distance between the two piezoelectric transducers is selected based on the conditions for the best sounding of the zone of probable defect formation. A sign of defect detection is the registration of the echo signal by a piezoelectric transducer operating in the receiving mode (Figure 6).
Эхо-метод ультразвукового контроля, зеркально-теневой метод ультразвукового контроля, теневой метод ультразвукового контроля, зеркальный метод ультразвукового контроля, эхо-зеркальный метод ультразвукового контроля, дельта-метод ультразвукового контроля основаны на посылке в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов, излучаемых пьезоэлектрической пластиной с углами ввода ультразвуковых колебаний от 0, 38, 40, 41, 42, 45, 49, 50, 55, 58, 60, 65, 70 градусов и углами разворота пьезоэлектрической пластины относительно продольной оси рельса 34, 10, 12 градусов и приеме эхо-сигналов, отраженных либо от стандартных отражателей и нестандартных отражателей (дефектов), строго по определенной траектории хода движения акустического луча с помощью той же пьезоэлектрической пластины, установленной в пьезоэлектрическом преобразователе, работающем в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний (эхо-метод ультразвукового контроля), или с помощью пьезоэлектрической пластины, работающей на прием эхо-сигнала, установленной в пьезоэлектрическом преобразователе, работающем в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний на прием эхо-сигнала (зеркальный метод ультразвукового контроля, дельта-метод ультразвукового контроля, зеркально-теневой метод ультразвукового контроля, теневой метод ультразвукового контроля) или в пьезоэлектрическом преобразователе, работающем в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний (эхо-зеркальный метод ультразвукового контроля) с теми же углами ввода ультразвуковых колебаний, установленном строго на определенном расстоянии исходя из условий наилучшего озвучивания зоны вероятного образования дефекта и на продольной оси рельса, на поверхности контролируемого изделия или противоположной поверхности относительно пьезоэлектрической пластины, излучающей ультразвуковые колебания, установленной в пьезоэлектрический преобразователь, для выявления дефектов определенного кода, предусмотренных НТД/ЦП-1-93 «Классификация дефектов рельсов», МПС РФ, Издательство «Транспорт», Москва, 1993 год.The echo method of ultrasonic testing, the mirror-shadow method of ultrasonic testing, the shadow method of ultrasonic testing, the mirror method of ultrasonic testing, the echo-mirror method of ultrasonic testing, the delta method of ultrasonic testing are based on sending short probe pulses emitted by a piezoelectric plate with angles to the controlled product input ultrasonic vibrations from 0, 38, 40, 41, 42, 45, 49, 50, 55, 58, 60, 65, 70 degrees and the rotation angles of the piezoelectric plate relative to the longitudinal axis of the rail 34, 10, 12 degrees and the reception of echo signals reflected either from standard reflectors and non-standard reflectors (defects), strictly along a certain path of the acoustic beam using the same piezoelectric plate installed in a piezoelectric transducer operating in a combined radiation mode - receiving ultrasonic vibrations (echo method of ultrasonic testing), or using a piezoelectric plate working to receive an echo signal installed in a piezoelectric transducer operating in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations for receiving an echo signal (mirror ultrasonic testing method, ultrasonic testing delta method, ultrasonic testing mirror-shadow method, ultrasonic shadow monitoring method) or in a piezoelectric transducer operating in a combined ultrasonic radiation-receiving mode oscillations (echo-mirror method of ultrasonic testing) with the same angles of input of ultrasonic vibrations, installed strictly at a certain distance based on the condition the best sounding of the zone of probable defect formation and on the longitudinal axis of the rail, on the surface of the controlled product or on the opposite surface relative to the piezoelectric plate emitting ultrasonic vibrations installed in the piezoelectric transducer, to identify defects of a certain code provided by NTD / CP-1-93 “Classification of defects rails ”, Ministry of Railways of the Russian Federation, Transport Publishing House, Moscow, 1993.
Эхо-локационный метод ультразвукового контроля рельса основан на посылке в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов пьезоэлектрической пластиной (рисунок 7), работающей в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, и регистрации эхо-сигналов этой же пьезоэлектрической пластиной и множеством пьезоэлектрических пластин, работающих в раздельных режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний, реализующих поочередное изменение совмещенного и раздельного режимов излучения-приема пьезоэлектрической пластины (рисунок 8). Признаком обнаружения дефекта является регистрация эхо-сигнала пьезоэлектрическими пластинами, работающими как в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, так и в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний. Результат достигается за счет того, что на поверхность катания головки рельса, на его продольную ось устанавливают блок резонаторов с пьезоэлектрическими пластинами, работающими в совмещенном и раздельном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний с различными углами ввода ультразвуковых колебаний, ультразвуковые лучи которых направлены в одном направлении с направлением движения этого блока резонаторов, при этом одна из пьезоэлектрических пластин этого блока резонаторов работает в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, а остальные пьезоэлектрические пластины работают в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, причем пьезоэлектрическая пластина, работающая в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, является излучателем ультразвуковых колебаний для всех пьезоэлектрических пластин, работающих в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний на прием эхо-сигнала. Впереди блока резонаторов с пьезоэлектрическими пластинами, работающими в совмещенном и раздельном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний на поверхность катания головки рельса, на продольную ось рельса устанавливают другой блок резонаторов с пьезоэлектрическими пластинами, работающими в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, работающих на прием эхо-сигнала также с различными углами приема ультразвуковых колебаний, ультразвуковые лучи которых направлены также в одном направлении, но в противоположную сторону движения блока резонаторов с пьезоэлектрическими пластинами, работающими в совмещенном и раздельном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний. По завершении цикла ультразвуковых колебаний происходит поочередное изменение режимов работы пьезоэлектрических пластин в блоке резонаторов с пьезоэлектрическими пластинами, работающими в совмещенном и раздельном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний. Цикл ультразвукового колебания - это промежуток времени от момента ввода ультразвуковых колебаний пьезоэлектрической пластиной с определенным углом ввода ультразвуковых колебаний и углом разворота пьезоэлектрической пластины относительно продольной оси рельса в контролируемое изделие до момента приема эхо-сигнала множеством пьезоэлектрических пластин с различными углами приема эхо-сигнала и углами разворота пьезоэлектрических пластин относительно продольной оси рельса. При этом количество и место расположения пьезоэлектрических пластин, работающих в раздельном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний в качестве приемника эхо-сигнала по отношению к пьезоэлектрической пластине, работающей в совмещенном режиме излучения-приема ультразвуковых колебаний, не ограничено. Данная способность может быть ограничена только техническими причинами - отсутствием специального оборудования. Вследствие явления рассеивания распространение ультразвуковых колебаний в рельсе от точки раздела границы двух сред, в том числе и от стандартных отражателей, происходит в радиусе 360 градусов во всех координатных плоскостях. Способность пьезоэлектрических пластин, принимающих ультразвуковые колебания, принимать эхо-сигналы вне зависимости от строго определенной направленности распространения ультразвуковых колебаний прямо пропорциональна к регистрации эхо-сигналов от любых отражателей, вне зависимости от их ориентации, конфигурации и размеров, находящихся в контролируемом изделии, что является основополагающим элементом эхо-локационного метода ультразвукового контроля и, как следствие, позволяет регистрировать эхо-сигналы от стандартных отражателей и нестандартных отражателей, дефектов, находящихся в контролируемом изделии и, в частности, в рельсе по всему сечению в соответствии НТД/ЦП-1-93 «Классификация дефектов рельсов», МПС РФ, Издательство «Транспорт», Москва, 1993 год, за исключением в перьях подошвы рельса, если ввод ультразвуковых колебаний и прием эхо-сигналов осуществляется с поверхности катания головки рельса.The echo-location method of ultrasonic rail monitoring is based on sending short probing pulses to the controlled product with a piezoelectric plate (Figure 7), operating in the combined radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations, and registering echo signals with the same piezoelectric plate and many piezoelectric plates operating in separate modes of radiation-reception of ultrasonic vibrations that implement the alternate change in the combined and separate modes of radiation-reception of the piezoelectric lastin (figure 8). A sign of defect detection is the registration of the echo signal by piezoelectric plates operating both in the combined radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations and in the separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations. The result is achieved due to the fact that on the rolling surface of the rail head, on its longitudinal axis, a block of resonators is installed with piezoelectric plates operating in combined and separate radiation-receiving modes of ultrasonic vibrations with different angles of input of ultrasonic vibrations, the ultrasonic rays of which are directed in the same direction with the direction of movement of this block of resonators, while one of the piezoelectric plates of this block of resonators operates in a combined mode of radiation-reception of ultra sonic vibrations, and the rest of the piezoelectric plates operate in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations, and the piezoelectric plate operating in a combined radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations is an emitter of ultrasonic vibrations for all piezoelectric plates operating in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations echo reception. In front of a block of resonators with piezoelectric plates operating in combined and separate radiation-receiving modes of ultrasonic vibrations on the rolling surface of the rail head, another block of resonators with piezoelectric plates operating in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations operating to receive an echo is mounted on the longitudinal axis of the rail -signal also with different angles of reception of ultrasonic vibrations, the ultrasonic rays of which are also directed in one direction, but in the opposite the other side of the motion of the block of resonators with piezoelectric plates operating in combined and separate modes of radiation-reception of ultrasonic vibrations. At the end of the cycle of ultrasonic vibrations, the operation modes of the piezoelectric plates in the resonator block alternately change with the piezoelectric plates operating in combined and separate radiation-receiving modes of ultrasonic vibrations. The cycle of ultrasonic vibrations is the time interval from the moment of introducing ultrasonic vibrations by a piezoelectric plate with a certain angle of ultrasonic vibrations and the angle of rotation of the piezoelectric plate relative to the longitudinal axis of the rail into the product to be monitored until the echo signal is received by many piezoelectric plates with different echo reception angles and angles the rotation of the piezoelectric plates relative to the longitudinal axis of the rail. Moreover, the number and location of the piezoelectric plates operating in a separate radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations as an echo signal receiver with respect to the piezoelectric plate operating in a combined radiation-receiving mode of ultrasonic vibrations is not limited. This ability can be limited only by technical reasons - the lack of special equipment. Due to the scattering phenomenon, the propagation of ultrasonic vibrations in the rail from the interface between two media, including standard reflectors, occurs in a radius of 360 degrees in all coordinate planes. The ability of piezoelectric plates receiving ultrasonic vibrations to receive echo signals, regardless of the strictly defined direction of propagation of ultrasonic waves, is directly proportional to the registration of echo signals from any reflectors, regardless of their orientation, configuration and size, which are in the controlled product, which is fundamental element of the echo-location method of ultrasonic testing and, as a result, allows you to register echo signals from a standard reflector and non-standard reflectors, defects that are in the controlled product and, in particular, in the rail over the entire section in accordance with NTD / CP-1-93 “Classification of rail defects”, Ministry of Railways of the Russian Federation, Transport Publishing House, Moscow, 1993, except in feathers of the rail sole, if ultrasonic vibrations are input and echo signals are received from the rolling surface of the rail head.
В качестве показателя эффективной работоспособности эхо-локационного метода ультразвукового контроля составлена сравнительная таблица выявления искусственно изготовленных дефектов в рельсе по коду 21.1 (рисунок 10), 30 г.1 (рисунок 11), 52.1 (рисунок 12), 53.1 (рисунок 13), 55.1 (рисунок 14), 69 (рисунок 15) согласно НТД/ЦП-1-93 «Классификация дефектов рельсов», МПС РФ, Издательство «Транспорт», Москва, 1993 год и регистрации эхо-сигналов от бездефектного конца рельса с болтовыми отверстиями (рисунок 9).As an indicator of the effective performance of the sonar method of ultrasonic testing, a comparative table has been compiled for identifying artificially made defects in the rail using code 21.1 (Figure 10), 30 g. 1 (Figure 11), 52.1 (Figure 12), 53.1 (Figure 13), 55.1 (Figure 14), 69 (Figure 15) according to NTD / CP-1-93 “Classification of rail defects”, Ministry of Railways of the Russian Federation, Transport Publishing House, Moscow, 1993 and registration of echo signals from the defect-free end of the rail with bolt holes (figure 9).
Эхо-локационный метод ультразвукового контроля основан на посылке в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов, излучаемых пьезоэлектрическими пластинами, чередующими работу в совмещенном и раздельном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний по окончании циклов ультразвуковых колебаний с различными углами ввода ультразвуковых колебаний от 0 до 90 градусов, углами разворота пьезоэлектрической пластины относительно продольной оси рельса от 0 до 90 градусов, и приеме эхо-сигналов, отраженных от стандартных отражателей и нестандартных отражателей (дефектов), множеством пьезоэлектрических пластин с различными углами приема эхо-сигналов от 0 до 90 градусов и углами разворота пьезоэлектрической пластины относительно продольной оси рельса от 0 до 90 градусов, чередующих работу в совмещенном и раздельном режимах излучения-приема ультразвуковых колебаний по окончании цикла ультразвуковых колебаний, размещенных в независимости от расстояния и места на поверхности контролируемого изделия относительно пьезоэлектрической пластины, излучающей ультразвуковые колебания, с последующим изменением режимов работы пьезоэлектрических пластин при завершении цикла ультразвуковых колебаний, для регистрации эхо-сигнала от любых отражателей, вне зависимости от их ориентации, конфигурации и размеров, находящихся в контролируемом изделии, и приведении зарегистрированных эхо-сигналов всех циклов ультразвуковых колебаний в единое информационное поле.The echo-location method of ultrasonic testing is based on sending short probe pulses emitted by piezoelectric plates to the controlled product, alternating between combined and separate modes of radiation reception of ultrasonic vibrations at the end of ultrasonic vibrations cycles with different angles of ultrasonic vibrations input from 0 to 90 degrees, angles turning the piezoelectric plate relative to the longitudinal axis of the rail from 0 to 90 degrees, and receiving echo signals reflected from standard reflectors non-standard reflectors (defects), a variety of piezoelectric plates with different angles of reception of echo signals from 0 to 90 degrees and the rotation angles of the piezoelectric plate relative to the longitudinal axis of the rail from 0 to 90 degrees, alternating between combined and separate modes of radiation reception of ultrasonic vibrations at the end of the cycle of ultrasonic vibrations, located regardless of the distance and place on the surface of the controlled product relative to the piezoelectric plate emitting ultrasound oscillations, followed by a change in the operating modes of the piezoelectric plates at the end of the cycle of ultrasonic vibrations, to register the echo signal from any reflectors, regardless of their orientation, configuration and size, located in the controlled product, and bringing the recorded echo signals of all cycles of ultrasonic vibrations into a single information field.
Эхо-локационный метод ультразвукового контроля позволяет следующее.The echo-location method of ultrasonic testing allows the following.
1. Осуществлять постоянный контроль за качеством работы каждой пьезоэлектрической пластины как в зоне болтового стыка, так и вне зоны болтового стыка.1. To constantly monitor the quality of each piezoelectric plate both in the area of the bolt joint and outside the area of the bolt joint.
2. Контролировать «мертвую» зону пьезоэлектрическими преобразователями, работающими только на прием эхо-сигналов, и осуществлять контроль от поверхности контролируемого изделия.2. To control the "dead" zone by piezoelectric transducers, working only on the reception of echo signals, and to monitor from the surface of the controlled product.
3. Принимать эхо-сигналы от стандартных и нестандартных отражателей, находящихся в контролируемом изделии с различной ориентацией, конфигурацией и размерами, способных отражать эхо-сигнал в место установки пьезоэлектрических преобразователей, принимающих эхо-сигналы.3. Receive echo signals from standard and non-standard reflectors located in the controlled product with different orientations, configurations and sizes, capable of reflecting the echo signal at the installation site of piezoelectric transducers receiving echo signals.
4. Осуществлять прием дублированных эхо-сигналов от стандартных и нестандартных отражателей, полученных от одной и той же точки в сечении контролируемого изделия различными углами приема эхо-сигналов и по всей площади контролируемого изделия.4. To receive duplicated echo signals from standard and non-standard reflectors received from the same point in the section of the controlled product with different angles of reception of echo signals and over the entire area of the controlled product.
5. Сложить дублированные эхо-сигналы, принятые от разных зон отражателя, в единое сечение отображения информации.5. Add the duplicated echo signals received from different zones of the reflector into a single section of information display.
6. Позволяет увеличить информативность за счет увеличения количества пьезоэлектрических преобразователей, работающих в режиме излучения и приема.6. Allows you to increase the information content by increasing the number of piezoelectric transducers operating in the radiation and reception mode.
7. Подойти к созданию автоматической расшифровки полученной информации и созданию отображения как стандартных, так и нестандартных отражателей в трехмерном измерении.7. Approach the creation of automatic decryption of the received information and the creation of the display of both standard and non-standard reflectors in three-dimensional measurement.
8. Выявлять дефекты в контролируемом изделии, в разных стадиях его развития, от его начальных размеров до критических размеров.8. Identify defects in the controlled product, at different stages of its development, from its initial size to critical dimensions.
9. Прогнозировать развитие дефекта.9. Predict the development of the defect.
10. Отображать принятые эхо-сигналы в виде новой информации, ранее не применяемой при реализации другими методами.10. Display the received echoes in the form of new information not previously used in the implementation of other methods.
11. Применять эхо-локационный метод ультразвукового контроля в различных отраслях народного хозяйства.11. Apply the echo-location method of ultrasonic testing in various sectors of the economy.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010129458/28A RU2442152C1 (en) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Echoscopic method for ultrasonic quality control of the product across the entire section |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010129458/28A RU2442152C1 (en) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Echoscopic method for ultrasonic quality control of the product across the entire section |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2442152C1 true RU2442152C1 (en) | 2012-02-10 |
Family
ID=45853757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010129458/28A RU2442152C1 (en) | 2010-07-16 | 2010-07-16 | Echoscopic method for ultrasonic quality control of the product across the entire section |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2442152C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2585304C1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-05-27 | Дмитрий Анатольевич Князев | Transverse-longitudinal method for implementation of echo-ranging method for ultrasonic inspection of articles along whole section |
-
2010
- 2010-07-16 RU RU2010129458/28A patent/RU2442152C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2585304C1 (en) * | 2014-12-16 | 2016-05-27 | Дмитрий Анатольевич Князев | Transverse-longitudinal method for implementation of echo-ranging method for ultrasonic inspection of articles along whole section |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4700574A (en) | Ultrasonic detection method of the internal defects of a railroad track rail located in the sides of the head of said rail and device to carry it out | |
EP1565738B1 (en) | Laser-air hybrid ultrasonic technique for non-contact testing of railroad tracks | |
US8485035B2 (en) | Method of detecting defects | |
CN106198739A (en) | A kind of TOFD near surface blind region defect location detection method based on shape transformation | |
Loveday et al. | Long range guided wave defect monitoring in rail track | |
CN111323485A (en) | Imaging method and device for detecting internal defects of track slab | |
RU2442152C1 (en) | Echoscopic method for ultrasonic quality control of the product across the entire section | |
RU2645818C1 (en) | Method for ultrasonic inspection of rail bases | |
RU2184374C1 (en) | Ultrasonic method for controlling rail head | |
RU2433397C1 (en) | Method for complete ultrasonic inspection of rail bases | |
CN203117167U (en) | Ultrasonic detector for road steel bridge | |
RU2184960C1 (en) | Process of ultrasonic inspection of rail head | |
CN113607823B (en) | Method for detecting longitudinal crack depth of cylindrical concrete by utilizing ultrasonic waves | |
JP2009058238A (en) | Method and device for defect inspection | |
Gao et al. | Inspection of austenitic weld with EMATs | |
RU2585304C1 (en) | Transverse-longitudinal method for implementation of echo-ranging method for ultrasonic inspection of articles along whole section | |
Mariani et al. | Non-contact ultrasonic guided wave inspection of rails: next generation approach | |
Fadaeifard et al. | Rail inspection technique employing advanced nondestructive testing and Structural Health Monitoring (SHM) approaches—A review | |
RU2668941C1 (en) | Method of detecting defects in rails | |
RU2783753C1 (en) | Ultrasonic method for detecting defects in the rail head | |
CN106323207A (en) | Composite billet weld fusion depth detecting device and method | |
RU2299430C1 (en) | Electromagnetic-acoustic fault finder for control of railway rails | |
RU2791145C1 (en) | Method for ultrasonic testing of the bolted rail joints zone | |
RU46587U1 (en) | ACOUSTIC UNIT FOR DEFECTOSCOPE DEVICE | |
RU126141U1 (en) | DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HEAD AND NECK OF RAILS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200717 |