Методика поверки «ГСИ. Установка ультразвукового контроля цельнокатаных колес УДЦКМ » (МП 075.Д4-18)

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора по

инновациям

Государственная система обеспечения единства измерений Установка ультразвукового контроля цельнокатаных колёс УДЦКМ

Методика поверки

МП 075.Д4-18

Главный мбтролог

ФГуГП/ВНИИОФИ»

______С.Н. Негода

« 2/7 »      7 7_________2018 г.

Москва 2018 г.

• 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

• 3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

• 7 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ А (ФОРМА ПРОТОКОЛА ПОВЕРКИ)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В (ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ДИОДНОГО

ОГРАНИЧИТЕЛЯ)

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок установки ультразвукового контроля цельнокатаных колёс УДЦКМ, заводской номер № 1 (далее по тексту - установка).

Установка предназначена для измерений амплитуд эхо-сигналов, отраженных от дефектов, глубины залегания обнаруженных дефектов при проведении ультразвукового контроля цельнокатаных колёс в АО «ВМЗ» (г. Выкса).

Интервал между поверками - 1 год.

• 2.1 При проведении первичной (в том числе после ремонта) и периодической поверок должны выполняться операции, указанные в таблице 1.

Таблица 1 - Операции первичной и периодической поверок

• 2.2 Поверку средств измерений осуществляют аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели.

• 2.3 Поверка установки прекращается в случае получения отрицательного результата при проведении хотя бы одной из операций, а установку признают не прошедшей поверку.

• 3.1 Рекомендуемые средства поверки указаны в таблице 2.

• 3.2 Средства поверки должны быть поверены и аттестованы в установленном порядке.

• 3.3 Приведенные средства поверки могут быть заменены на их аналоги, обеспечивающие определение метрологических характеристик установки с требуемой точностью.

Таблица 2 - Средства поверки

Лица, допускаемые к проведению поверки, должны пройти обучение на право проведения поверки по требуемому виду измерений, изучить устройство и принцип работы средств поверки по эксплуатационной документации.

• 5.1 Работа с установкой и средствами поверки должна проводиться согласно требованиям безопасности, указанным в нормативно-технической и эксплуатационной документации на средства поверки.

• 5.2 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности согласно ГОСТ 123.019-80.

53 Освещенность рабочего места поверителя должна соответствовать требованиям санитарных правил и норм СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03.

• 6.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие требования:

• - температура окружающего воздуха (20 ± 5) °C;

• -  относительная влажность воздуха (65 ± 15) %;

• -  атмосферное давление (750 ± 30) мм рт.ст. [(100 ± 4) кПа].

• 7.1 Если установка и средства поверки до начала измерений находились в климатических условиях, отличающихся от указанных в п. 6.1, то их выдерживают при этих условиях не менее часа, или времени, указанного в эксплуатационной документации.

• 7.2 Подготовить установку и средства поверки к работе в соответствии с их руководствами по эксплуатации (РЭ).

8.1 Внешний осмотр

• 8.1.1 При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие установки следующим требованиям:

• - комплектность установки в соответствии с РЭ;

• - отсутствие явных механических повреждений, влияющих на работоспособность установки;

• - наличие маркировки установки в соответствии с РЭ.

• 8.1.2 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если установка соответствует требованиям, приведенным в пункте 8.1.1

8.2 Идентификация программного обеспечения (ПО)

• 8.2.1 Запустить на компьютере сбора и обработки данных дефектоскопа установки программу «УДЦКМ».

• 8.2.2 В заголовке окна программы прочитать идентификационное наименование и номер версии программного обеспечения (ПО).

8.23 Проверить идентификационные данные ПО на соответствие значениям, приведенным в таблице 3.

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

• 8.2.4 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если идентификационные данные ПО соответствуют значениям, приведенным в таблице 3.

8.3 Опробование

• 8.3.1 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Настройка». Проверить корректность работы органов регулировки, настройки и коррекции и диапазоны установки параметров в соответствии с РЭ установки. При необходимости включить режим полного доступа ко всем

СП

параметрам настроек с помощью нажатия кнопки в интерфейсе ПО.

• 8.3.2 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Тест». Провести контроль настроечного образца КР-48.1 по чертежу 13.45.1043-01А установкой в соответствии с п.3.3.2 Руководства по эксплуатации «Установка ультразвукового контроля цельнокатаных колёс УДЦКМ». При этом должны выявляться искусственные дефекты в настроечном образце с индикацией на С-скане. Чертёж настроечного образца КР-48.1 приведен приложении Б к методике поверки.

• 8.3.3 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если органы регулировки, настройки и коррекции находятся в работоспособном состоянии и контроль настроечного образца завершился без ошибок, в настроечном образце выявлены модели дефектов, предназначенные для настройки и проверки настройки установки.

• 8.4 Определение (контроль) метрологических характеристик

8.4.1 Определение амплитуды зондирующих импульсов (на нагрузке 50 Ом)

• 8.4.1.1 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Настройка», в меню «Файл» - «Открыть» выбрать в папке «Поверка» для загрузки настройку «Test_8_4_l.uscnf».

• 8.4.1.2 Собрать схему, приведенную на рисунке 1.

  

Рисунок 1 - Схема соединения для определения номинальных значений амплитуды зондирующих импульсов

• 8.4.1.3 Подключить входной разъем осциллографа цифрового TDS2012B (далее -осциллограф) к первому каналу первого мультиплексора (Плата 1) дефектоскопа установки через делитель 1:10 как показано рисунке 1.

Обязательно соединить контакты «земля» осциллографа и электронного блока дефектоскоп а.

• 8.4.1.4 Подключение осциллографа к каналам мультиплексора дефектоскопа установки выполнять через разъем BNC плат мультиплексоров (рисунок 2).

канал 1 (радиальный. акустический контакт)

Рисунок 2 - Платы мультиплексоров

йУСО = 11.25 v

Clear Cursors

где Ан - номинальное значение амплитуды зондирующего импульса (125 В), В;

Ли - измеренное значение амплитуды зондирующего импульса, В.

• 8.4.1.7 Повторить измерения согласно пунктам 8.4.1.3-8.4.1.6 для всех рабочих каналов установки (согласно рисунку 2), выбирая в главном окне режима «Настройка» необходимую плату и необходимый канал.

• 8.4.1.8 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если номинальное значение и предельное отклонение амплитуды зондирующих импульсов (на нагрузке 50 Ом) составляет (125 ± 15) В.

8.4.2 Определение линейности по вертикали

• 8.4.2.1 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Настройка», в меню «Файл» - «Открыть» выбрать в папке «Поверка» для загрузки настройку «Test_8_4_2.uscnf».

• 8.4.2.2 Собрать схему согласно рисунку 4.

  

Рисунок 4 - Схема соединения для определения линейности по вертикали, определения абсолютной погрешности измерений амплитуд сигналов на входе приемника

• 8.4.2.3 Установить настройки на генераторе сигналов сложной формы AFG3022 (далее - генератор): синус, пачка, 1 цикл, задержка 1 мкс, частота 5 МГц, синхронизация - внешняя. На вкладке «Настройка канала» установить поисковый строб на сигнал, изменив значение задержки.

• 8.4.2.4 Подключить выходной разъем генератора к первому каналу первого мультиплексора дефектоскопа (Плата 1) установки, выбрать в главном окне режима «Настройка» первый канал первой платы.

• 8.4.2.5 На вкладке «Настройка канала» установить значение усиления 4 дБ.

• 8.4.2.6 Амплитуду на генераторе подобрать таким образом, чтобы она составляла 80 % высоты экрана установки.

• 8.4.2.7 Изменять значение ослабления магазина затуханий МЗ-50-2 (далее - магазин затуханий) в соответствии с таблицей 4 и записывать соответствующие измеренные установкой значения амплитуды сигнала £_изм, % (показание амплитуды сигнала, расположенного в стробе). Измерения выполнить три раза, результат усреднить.

Таблица 4 - Линейность по вертикали

• 8.4.2.8 Для каждого измеренного установкой значения амплитуды сигнала вычислить линейность по вертикали по формуле:

ДА — Ь_изм Ьц,                                  (2)

где £изм - измеренное установкой значение уровня сигнала на экране установки (показание амплитуды сигнала, расположенного в стробе), %;

Zh - номинальное значение амплитуды сигнала в программе «Настройка» согласно таблице 4, %.

• 8.4.2.9 Повторить пункты 8.4.2.4-8.4.2.8 для всех рабочих каналов установки (согласно рисунку 2), выбирая в главном окне режима «Настройка» необходимую плату и необходимый канал.

• 8.4.2.10 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если линейность по вертикали составляет ± 2 %.

8.4.3 Определение абсолютной погрешности измерений амплитуд сигналов на входе приемника

• 8.4.3.1 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Настройка», в меню «Файл» - «Открыть» выбрать в папке «Поверка» для загрузки настройку «Test_8_4_3.uscnf».

• 8.4.3.2 Проверить подключения на соответствие схеме на рисунке 4.

• 8.4.3.3 Установить настройки на генераторе: синус, пачка, 1 цикл, задержка 1 мкс, частота 5 МГц, синхронизация - внешняя. На вкладке «Настройка канала» установить поисковый строб на сигнал, изменив значение задержки.

• 8.4.3.4 Подключить выходной разъем генератора к первому каналу первого мультиплексора дефектоскопа (Плата 1) установки, выбрать в главном окне режима «Настройка» первый канал первой платы.

• 8.4.3.5 На вкладке «Настройка канала» установить начальное значение усиления Gyo 4 дБ.

• 8.4.3.6 Установить начальное значение ослабления на магазине затуханий G_Ao 0 дБ.

• 8.4.3.7 Амплитуду на генераторе подобрать таким образом, чтобы она составляла 80 % высоты экрана установки.

• 8.4.3.8 На вкладке «Настройка канала» установить значение усиления Gy 5 дБ.

• 8.4.3.9 Подобрать ослабление на магазине затуханий G_A, дБ, таким образом, чтобы амплитуда сигнала на экране установки составляла 80 % высоты экрана установки.

• 8.4.3.10 Рассчитать абсолютную погрешность измерений амплитуд сигналов на входе приемника по формуле:

ДС = (G_A - G_A0) - (Gy - G_yo),                         (3)

где Gyo - начальное значение усиления (регулятор «Усиление») в программе «Настройка», дБ;

Gy - текущее значение усиления (регулятор «Усиление») в программе «Настройка», дБ; Gao - начальное значение ослабления на магазине затуханий, дБ;

Ga - текущее значение ослабления на магазине затуханий, дБ.

• 8.4.3.11 Повторить пункты 8.4.3.8-8.4.3.10 для значений усиления: 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60 дБ.

• 8.4.3.12 Повторить измерения три раза и рассчитать среднее значение для абсолютной погрешности измерений амплитуд сигналов на входе приемника.

• 8.4.3.13 Повторить пункты 8.4.3.4-8.4.3.12 для всех рабочих каналов установки (согласно рисунку 2), выбирая в главном окне режима «Настройка» необходимую плату и необходимый канал.

• 8.4.3.14 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если диапазон измерений амплитуд сигналов на входе приемника составляет от 5 до 60 дБ и абсолютная погрешность измерений амплитуд сигналов на входе приемника составляет ± 2 дБ.

8.4.4 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений временных интервалов

• 8.4.4.1 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Настройка», в меню «Файл» - «Открыть» выбрать в папке «Поверка» для загрузки настройку «Test_8_4_4.uscnf».

• 8.4.4.2 Собрать схему, приведенную на рисунке 5.

  

• 1 - Тестер ультразвуковой УЗТ-РДМ

• 2 - Кабель контрольный из комплекта тестера

• 3 - Блок мультиплексоров установки

• 4 - Тройник BNC из комплекта тестера

• 5 - Нагрузка 66,5 Ом из комплекта тестера

Рисунок 5 - Схема соединения для определения абсолютной погрешности измерений временных интервалов

• 8.4.4.3 Произвести подготовку установки, установив на вкладке «Настройка канала» рабочих каналов установки (согласно рисунку 2):

• - настройку «Режим» в положение «Раздельный»;

• - настройку «Фильтр, МГц» в положение «3,0-7,5 МГц»;

• - в настройке «Длительность» значение 100 мкс.

• 8.4.4.4 Включить тестер ультразвуковой УЗТ-РДМ (далее - тестер), переключив блокировочный тумблер на задней стенке в верхнее положение и нажав на клавишу включения на передней панели.

• 8.4.4.5 Выбрать и активизировать строку «Параметры ЭБ» при помощи энкодера на левой стороне тестера. На появившемся экране установить следующие параметры:

• -  установить в строке меню «Синхр.» внешнюю синхронизацию генератора («Синхр, Генератора» - «внеш.»);

• -  установить в строке меню «ГРИ2» частоту заполнения радиоимпульса 5000 кГц («Частота, кГц - 5000») и внутренний источник («Источник - внутр.»);

• -  установить в строке меню «ГРИ1» задержку импульсов £>о, равную 0,3 мкс («Задержка, мкс - 0,3») и количество периодов 1 штук «N периодов - 1»);

• -  установить в строке меню «Развертка» длительность развертки экрана тестера 6 мкс («Длительность, мкс - 6») с задержкой развертки 0 мкс («Задержка, мкс - 0»);

• -  установить в строке меню «Маркер» длительность маркера 6 мкс («Длительность, мкс - 6») с задержкой 0 мкс («Задержка, мкс - 0»);

• -  установить в строке меню «Аттен.» затухание 0 дБ («Затухание, дБ - 0»), а амплитуду радиоимпульса («Амплитуда, мВ») установить такой, чтобы она составляла 50 % высоты экрана установки.);

• -  установить в строке меню «Усилитель» значение усиления сигнала на экране тестера («Усиление, дБ») такой величины, чтобы его амплитуда находилась на уровне нижней границы верхней клетки.

• 8.4.4.6 Установить строб на сигнал и прочитать на экране установки величину начального временного сдвига />_ИзмО, мкс.

• 8.4.4.7 Установить на тестере задержку импульса Di равную 0,5 мкс, прочитать на экране установки задержку импульса £>_измь мкс.

• 8.4.4.8 Рассчитать абсолютную погрешность измерений временных интервалов по формуле:

ДР = (П_ИЗм1 “ ^измо) “                                (4)

где Do - начальное значение задержки импульса, установленное на тестере, мкс;

Di - текущее значение задержки импульса, установленное на тестере, мкс;

^измо - начальное значение задержки импульса, измеренное на установке, мкс; D_H3M/ - текущее значение задержки импульса, измеренное на установке, мкс.

i - номер измерения.

• 8.4.4.9 Повторить пункты 8.4.4.7-8.4.4.8, устанавливая на тестере задержку импульса, равную 10, 30, 60, 90 мкс.

• 8.4.4.10 Повторить измерения три раза и рассчитать среднее значение для абсолютной погрешности измерений временных интервалов.

• 8.4.4.11 Повторить пункты 8.4.4.5-8.4.4.10 для всех рабочих каналов установки (согласно рисунку 2), выбирая в главном окне режима «Настройка» необходимую плату и необходимый канал.

• 8.4.4.12 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если диапазон измерений временных интервалов от 0,5 до 90 мкс и абсолютная погрешность измерений временных интервалов во всем диапазоне не превышает ± 0,1 мкс.

8.4.5 Определение уровня собственных шумов

• 8.4.5.1 Освободить все разъемы установки от подключений.

• 8.4.5.2 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Настройка», в меню «Файл» - «Открыть» выбрать в папке «Поверка» для загрузки настройку «Test_8 4_5.uscnf».

• 8.4.5.3 На вкладке «Настройка канала» установить настройку «Режим» в положение «Раздельный».

• 8.4.5.4 На вкладке «Настройка канала» установить значение 50 дБ в поле «Усиление».

• 8.4.5.5 С помощью строба 1 измерить значение собственного шума канала. Повторить измерение три раза.

• 8.4.5.6 Повторить пункты 8.4.5.4-8.4.5.5 для всех рабочих каналов установки (согласно рисунку 2), выбирая в главном окне режима «Настройка» необходимую плату и необходимый канал.

• 8.4.5.7 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если измеренное значение собственных шумов не превышает 5 % высоты экрана.

8.4.6 Определение абсолютной погрешности и диапазона измерений глубины залегания дефектов

• 8.4.6.1 Запустить ПО «УДЦКМ» в режиме «Настройка», в меню «Файл» - «Открыть» выбрать в папке «Поверка» для загрузки настройку «Test_8_4_6.uscnf>>.

• 8.4.6.2 Подключить    прямой раздельно-совмещенный пьезоэлектрический преобразователь установки (ПЭП) к разъемам BNC мультиплексора. Подключение производить ко второму каналу платы 1 (рисунок 2).

• 8.4.6.3 На вкладке «Настройка канала» установить строб на 51 % высоты экрана.

• 8.4.6.4 Нанести тонкий слой контактной жидкости на меру №ЗР из комплекта мер ультразвуковых ККО-3 (далее - мера №ЗР) и установить ПЭП на меру. Перемещая ПЭП вдоль поверхности меры №ЗР, получить максимальную амплитуду сигнала от дефекта (боковое сверление диаметром 6 мм с глубиной залегания центра 44 мм) (рисунок 6).

  

• 8.4.6.5 Навести строб на сигнал от дефекта.

• 8.4.6.6 Зафиксировать результат измерения глубины залегания дефекта Я_М2М, мм. Выполнить измерение пять раз, рассчитать среднее арифметическое значение глубины залегания дефекта Н_ср, мм.

• 8.4.6.7 Определить абсолютную погрешность измерений глубины залегания дефектов по формуле:

ЛН = Н_ср-Н_НОМ9                             (5)

где Н_ср - среднее арифметическое значение глубины залегания дефекта по пяти измерениям, мм;

Н_ном - действительное значение глубины залегания дефекта в соответствии с таблицей 5, мм.

Таблица 5 - Действительные значения глубины залегания дефектов при использовании

прямых ПЭП

• 8.4.6.8 Повторить пункты 8.4.6.4-8.4.6.7 для всех рабочих каналов установки с подключением прямых раздельно-совмещенных ПЭП (дефекты для каждого канала контроля выбирать в соответствии с таблицей 5).

• 8.4.6.9 Подключить наклонный совмещенный ПЭП к разъемам BNC мультиплексора. Подключение производить к первому каналу платы 1 (рисунок 2).

• 8.4.6.10 Нанести тонкий слой контактной жидкости на меру №ЗР и установить на неё ПЭП. Перемещая ПЭП вдоль поверхности меры, получить максимальную амплитуду сигнала от дефекта (боковое сверление диаметром 6 мм с глубиной залегания центра 44 мм).

• 8.4.6.11 Навести строб на сигнал от дефекта.

• 8.4.6.12 Зафиксировать результат измерения глубины залегания дефекта      мм.

Выполнить измерение пять раз, рассчитать среднее арифметическое значение глубины залегания дефекта L_cpt мм.

• 8.4.6.13 Определить абсолютную погрешность измерений глубины залегания дефектов АЦ мм, по формуле:

AL — L_cp —Lhom?                             (6)

где L_cp - среднее арифметическое значение глубины залегания дефекта по пяти измерениям, мм,

L_HOM - действительное значение глубины залегания дефекта в соответствии с таблицей 6, мм.

Таблица 6 - Действительные значения глубины залегания дефектов при использовании наклонного ПЭП

• 8.4.6.14 Повторить пункты 8.4.6.10 - 8.4.6.13 для всех дефектов на мере №ЗР в соответствии с таблицей 6.

• 8.4.6.15 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если абсолютная погрешность измерений глубины залегания дефектов не превышает ± (0,5+0,015-Н), где Н-глубина залегания дефекта, мм, и диапазон измерений глубины залегания дефектов составляет от 2 до 236 мм.

• 9.1 Результаты поверки заносят в протокол поверки. Рекомендуемая форма протокола поверки приведена в приложении А к методике поверки.

• 9.2 Положительные результаты поверки оформляются свидетельством о поверке в установленной форме, наносится знак поверки в соответствии с приказом Минпромторга России от 02.07.2015 №1815. Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

• 9.3 Отрицательные результаты поверки оформляются путем выдачи извещения о непригодности средства измерений к дальнейшей эксплуатации в установленной форме в соответствии с приказом Минпромторга России от 02.07.2015 №1815, с указанием причин непригодности.

Разработчики:

Начальник отдела

ФГУП «ВНИИОФИ»

Начальник отдела ФГУП «ВНИИОФИ»

(рекомендуемое)

ПРОТОКОЛ первичной/периодической поверки № от «_____»______________20__года

Средство измерений:_______________________________________________________________

Серия и номер клейма предыдущей поверки:_________________________________________

Заводской номер:___________________________________________________________________

Прин адл ежащее:_________________________________________________________________

Поверено в соответствии с методикой поверки:_________________________________________

При следующих значениях влияющих факторов:

Температура окружающей среды

Атмосферное давление

Относительная влажность

С применением эталонов:_________________________________________________________

Результаты поверки:

А. 1 Внешний осмотр_____________________________________________________________

А.2 Идентификация ПО________________________________________________________

А. 3 Опробование_________________________________________________________________

А.4 Результаты определения метрологических характеристик:

Заключение:_______________________________________________________________________

С)Х!, 'Спад нчиеречий признтг.пригодным (или непригл’гым Iдоя примешя

Поверитель:

I Jcvi' MCl-

Рисунок Б.1

Рисунок Б.З

Сталь колесная по ГОСТ 1079

Перечень элементов диодного ограничителя представлен в таблице В. 1.

Таблица В.1 - Перечень элементов диодного ограничителя

Устройство и принцип действия ограничителя.

Ограничитель амплитуды импульсов собран на кремниевых диодах VD1. VD2 по схеме двухстороннего ограничителя и обеспечивает амплитуду выходного сигнала не более 5 В при входном сигнале не более 600 В. Ограничитель собирают в экранированном корпусе.

20