Методика поверки « Системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan» (МП АПМ 83-15)

I

УТВЕРЖДАЮ ый директор гресс-М»

\ i

2015 г.

1 II

А. С. Никитин

Системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

МП АПМ 83-15

г. Москва

2015 г.

Настоящая методика распространяется на системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan (далее - системы) и устанавливает методику их первичной и периодической поверки.

Интервал между периодическими поверками - 1 год.

1. Операции поверки

При проведении поверки должны выполняться операции, указанные в таблице 1. Таблица 1.

При проведении поверки должны применяться эталоны и вспомогательные средства, приведенные в таблице 2.

Таблица 2.

Примечание: Допускается применять другие средства поверки, обеспечивающие определение метрологических характеристик с точностью удовлетворяющей требованиям настоящей методики.

К проведению поверки допускаются лица, изучившие эксплуатационные документы на системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan, имеющие достаточные знания и опыт работы с подобными устройствами, аттестованные на право выполнения поверочных работ.

• 4.1. Перед проведением поверки следует изучить техническое описание и руководство по эксплуатации на поверяемую систему автоматического ультразвукового контроля Rotoscan и приборы, применяемые при поверке.

• 4.2. К поверке допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности при работе на электроустановках.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие нормальные условия измерений:

• -    температура окружающей среды,°C                       20 ± 5;

• -    относительная влажность воздуха,%                       не более 70;

• -    атмосферное давление, кПа                                 96,0... 104,0.

Внешние электрические и магнитные поля должны отсутствовать, либо находиться в пределах, не влияющих на работу системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan.

Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

• -    проверить наличие действующих свидетельств о поверке на средства поверки;

• -    систему автоматического ультразвукового контроля Rotoscan и средства поверки привести в рабочее состояние в соответствии с их эксплуатационной документацией;

• -    система автоматического ультразвукового контроля Rotoscan и средства поверки должны быть выдержаны в помещении не менее 1ч.

• 7. Проведение поверки

При внешнем осмотре должно быть установлено соответствие системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan следующим требованиям:

• -    наличие маркировки (наименование или товарный знак изготовителя, тип и заводской номер);

• -    комплектность системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan должна соответствовать Руководству по эксплуатации;

• -    отсутствие механических повреждений, а также других повреждений, затрудняющих отсчет показаний и влияющих на их точность;

• -    наличие четких надписей и отметок на органах управления.

В случае обнаружения несоответствия систем автоматического ультразвукового контроля Rotoscan перечисленным требованиям они к поверке не допускаются.

• 7.2.1.  Выполнить все операции по подготовке системы автоматического ультразвукового контроля Rotoscan к работе согласно руководству по эксплуатации. В случае успешного завершения самоконтроля системы разрешается проводить дальнейшие операции.

• 7.2.2. Проверку идентификационных данных программного обеспечения проводить следующим образом:

Включить систему автоматического ультразвукового контроля Rotoscan в соответствии с руководством по эксплуатации. После загрузки идентификационные данные программного обеспечения появятся на экране жидкокристаллического дисплея. Данные, полученные по результатам идентификации ПО, должны соответствовать таблице 3.

Таблица 3

• 7.2.3. Проверить пределы изменений регулируемых параметров и режимы контроля согласно руководству по эксплуатации.

• 7.2.4. Произвести внутреннюю проверку преобразователей на фазированной решетке, для этого необходимо: создать новый файл: открыть пункт меню «File» - «New» или нажать на кнопку, обозначенную пиктограммой JtL. Задать первичные параметры.

• 7.2.5. Ввести следующие значения в появившееся окно и нажать «Next».

  

В появившемся окне задать следующие параметры и нажать «Next».

Mapping all channels

If this feature is enabled it will allow you to toggle between the standard presentation of a pulse echo gate or a 'mapprig¹ presentation of the same pulse echo gate,

♦ Disabled

Enabled

В появившемся окне задать следующие параметры и нажать «Next».

Phased Arrey

Use phased array probes instead of conventional probes.

• □ Disabled .

• ♦ Enabled

if you want the abfty to check the elements of your phased array protoes you need extra element check gates.

• □ Bement check disabled

• ♦ Bemert check enabled

После задания всех первичных параметров, нажать кнопку «Finish».

• 7.2.6. Задать параметры датчиков. Выбираем пункт меню «Settings» - «Probes». В появившемся окне во вкладках «Phased array 1» и «Phased array 2» задать следующие параметры фазированной решетки и нажать «ОК».

  Probe serial number Type array
  	Single linear array	▼
  Nr. of elements per array	64	A ▼
  Pich fist element (mm)	0.85	A *>***■ ▼
  Pich last element (mm)	0.85	A ▼
  Hrasonfc frequency (MHz)	4.0	Li. Fl
  An$e(*)	37.00                                                                               ’	A ■ ▼
  Hor. index (mm)	64.0
  Vert, index (mm)	250	F
  Soundspeed wedge (m/s)	2475 0
  t/Veld distance (mtn)	1S.0	F
  Skips allowed	Yes	1

72.7. Для настройки внутренней проверки элементов предназначены каналы 7 и 8. Для канала 8 задать амплитуду эхосигнала на уровне 30 дБ в графе «Gain» во вкладке «Gates», чтобы увеличить сигнал на выбранном элементе фазированной решетки. Затем перейти во вкладку «Beam» и задать параметры:

Gates          Global .__________

........

• 7.2.9. Увеличить амплитуду «Gain» 7-го канала до 35 дБ. Для канала 8 копировать настройки с канала 7. Проверить, входит ли сигнал от первого и последнего элемента в зону строба. При этом на вкладке «Beam» должны быть установлены значения «Start element» равными 1 и 64 соответственно.

• 7.2.10.     Установить значение «Start element» равным 64.

• 7.2.11. Выбрать пункт меню «Inspect» - «РА Element Check», предварительно закрыв

режим дефектоскопа          ____________________________

• 7.2.12. Завершить проверку каждого элемента.

  

• 7.2.13. По окончании проверки на экран выводится окно, содержащее отчет о проведенной процедуре. Напротив каждого элемента должно быть значение «TRUE».

  

Если напротив некоторых элементов присутствует значение «FALSE», то следует повысить амплитуду эхосигнала в каналах, предназначенных для настройки данной проверки.

• 7.2.14. Если после увеличения амплитуды эхосигнала в отчете присутствуют значения «FALSE», то необходимо выполнить аналогичную проверку в ручном режиме или воспользоваться другой фазированной решеткой с аналогичными параметрами.

Если перечисленные требования не выполняются, систему признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 7.3. Определение метрологических характеристик

• 7.3.1.1. Для определения отклонений допускаемых значений амплитуды импульсов возбуждения от номинального значения на нагрузке 50 ± 1 Ом необходимо выполнить соединения в соответствии со схемой на Рис. 1.:

Система Rotoscan

Рис. 1. Схема соединений при проверке параметров импульсов возбуждения

Для предотвращения повреждения осциллографа перед подключением к выходу генератора дефектоскопа убедиться, что используется делитель напряжения 1:10.

• - подключить нагрузку 50 Ом к выходу генератора системы;

• -   провести измерения на 5-ом канале системы. 3-ий канал предназначен для проверки электронного блока.

  . Beam Global
  Gate	Тур® I	Seq.	||start(mi	Sizefmm	Gain(<i	РАСОЙ	Tit/: Д	Rx	|| Wave	|| Delaytmi
  1	P.E.1	1	37.6	100.0	0.0	PA	1	1	S	0
  2	P.E.2	2	37.6	100.0	0.0	PA	2	2	S	0
  3		3	1.0	20.0	0.0	CON	1	5	s	0
  4	P.E.3	4	1.0	20.0	0.0	CON	1	1	s	0
  5	TofcH	5	1.0	20.0	0.0	CON	1	5	s	0
  6	Tofd2	6	1.0	20.0	0.0	CON	1	1	s	0
  7	PA Chk	7	10.0	20.0	20.0	PA	1	1	c	0
  8	PA Chk	8	10.0	20.0	20.0	PA	2	2	c	0

Физический канал под номером 1 является генератором (графа «Т_х») и канал 5 является приемником (графа «R_x»).

• -    выбрать пункт меню «Settings» - «Ultrasonics»;

• -    скопировать настройки 3-го канала в 5-ый канал;

• -    перейти во вкладку «Global»;

• -    последовательно установить значения амплитуды 50, 100, 150, 200 В в поле «Pulser voltage (V)» (А_ном).

Gates Beam j

' Base line offset (V)

■ Input impedance (Ohm)

Main gain (dB)

I Inspection sensitivity+(dB)

: Attenuator

i Shear wave (mfe)

i

i Compr. wave(mfs)

I Sample frequency (H-tz)

; PRF(Hz)

j Pulser voltage (V)

; WT Mode dead time (mm)

- осциллографом измерить напряжение на разъеме канала 5 подключения преобразователя (Аизм)-

• 7.3.1.2. Определить относительную погрешность амплитуды импульсов возбуждения от номинального значения по формуле:

где Зд - относительная погрешность амплитуды импульсов возбуждения от номинального значения, %;

Аизм - значение напряжения, измеренное осциллографом, В;

А_НОм - номинальное значение напряжения системы, В.

Пределы допускаемого отклонения значений амплитуд импульсов возбуждения от номинального значения на нагрузке 50 ± 1 Ом не должны превышать ± 10% от измеренной величины во всем диапазоне.

Если требование п. 7.3.1.2. не выполняются, систему признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 7.3.2.1. Для определения абсолютной погрешности измерений амплитуды сигнала на входе приемника необходимо выполнить соединения в соответствии со схемой на Рис. 2.:

  

Осциллограф RIGOL DS2202

Рис. 2. Схема соединений для определения абсолютной погрешности измерений амплитуды сигнала на входе приемника

• 7.3.2.2. Установить на генераторе DG4102:

• -    синхронизация внешняя;

• -    опорный сигнал внутренний;

• -    число периодов в пачке 1;

• -    частота заполнения импульсов 2 МГц;

• -    амплитуда импульсов 360 мВ;

• -    задержка 1 мкс.

• 7.3.2.3. Изменяя усиление канала «Gain» (дБ) на вкладке «Gates», добиться того, чтобы анализируемый сигнал имел высоту 50% экрана. Выставить строб на 50% экрана.

  

7.3.2.4. Согласно таблице 4 изменять суммарный фактор затухания А, компенсируя его увеличением усиление канала «Gain» (дБ) А_дб, таким образом, чтобы полученный сигнал имел высоту 50% экрана.

Таблица 4

• 7.3.2.5. Определить абсолютную погрешность измерений амплитуды сигнала на входе приемника по формуле:

Щ = А - Ль-

где ЛА 1 - абсолютная погрешность измерений амплитуды сигнала на входе приемника, дБ;

A i - значение задаваемого ослабления амплитуды сигнала на выходе генератора, дБ;

А_ав - значение усиления амплитуды сигнала на входе приемника дефектоскопа, дБ.

• 7.3.2.6. Абсолютная погрешность измерений амплитуд сигналов на входе приемника дефектоскопа не должна превышать ± 2 %.

Если требование п. 7.3.2.6. не выполняются, систему признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 7.3.3.1. Для определения абсолютной погрешности измерений установки усиления приемника в диапазоне от 0 до 40 дБ с шагом 5 дБ необходимо выполнить соединения в соответствии со схемой на Рис. 3:

  Система Rotoscan

  Тройник

  
  

  ВЧ кабель

  Генератор DG4102

  Нагрузка согласующая 50Ом

  

  Осциллограф RIGOL DS2202

  Рис. 3. Схема соединений для определения абсолютной погрешности измерений установки усиления приемника

• 7.3.3.2. Установить на генераторе DG4102:

• - синхронизация внешняя;

• - опорный сигнал внутренний;

• - число периодов в пачке 1;

• - частота заполнения импульсов 2 МГц;

• - амплитуда импульсов 360 мВ;

• - задержка 1 мкс.

• 7.3.3.3. На системе установить усреднение равным 1.

• 7.3.3.4. Изменяя усиление канала «Gain» (дБ) на вкладке «Gates», добиться того, чтобы анализируемый сигнал имел высоту 80% экрана. Выставить строб на 80% экрана.

• 7.3.3.5. Согласно таблице 5 последовательно изменять суммарный фактор затухания А, компенсируя его увеличением усиление канала «Gain» (дБ) А_дб таким образом, чтобы полученный сигнал имел высоту 80% экрана.

Таблица 5

7.3.3.6. Абсолютная погрешности измерений установки усиления приемника дефектоскопа определяется по формуле:

где АА_дБ~ абсолютная погрешности измерений установки усиления приемника дефектоскопа, дБ;

А - значение суммарного фактора затухания амплитуды сигнала канала, дБ;

А_дв - значение усиления амплитуды сигнала канала, дБ.

• 7.3.3.7. Абсолютная погрешность измерений установки усиления приемника не должна превышать ± (0,4 + 0,02 Nn), где Nn - установленное усиление приемника, дБ.

Если требование п. 7.3.3.7. не выполняются, систему признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 7.3.4.1. Для определения абсолютной погрешности измерений временных интервалов необходимо выполнить соединения в соответствии со схемой на Рис. 4:

  

Осциллограф RIGOL DS2202

Рис. 4. Схема соединений для определения абсолютной погрешности измерений временных интервалов

• 7.3.4.2. Установить на генераторе DG4102:

• - синхронизация внешняя;

• - опорный сигнал внутренний;

• - число периодов в пачке 1;

• - частота заполнения импульсов 2 МГц;

• - амплитуда импульсов 360 мВ;

• - задержка 10 мкс.

• 7.3.4.3. Во вкладке «Global» установить скорость звука «Shear wave» для продольной волны равную 2000 м/с.

  

• 7.3.4.4. На канале 3 установить длину строба 200 мм.

7.3.4.5. Нажать правой кнопкой

мыши на осциллограмму и

• 7.3.4.6. Установить значение «Length» равным 315 мм для всей развертки

  Start 1mm]

  [о              Length [mm]

  

• 7.3.4.7. Отобразить ось абсцисс в режиме времени в мкс.

• 7.3.4.8. Изменяя усиление канала «Gain» (дБ) во вкладке «Gates», добиться того, чтобы анализируемый сигнал имел высоту 80% экрана. Выставить строб на 80% экрана.

  

• 7.3.4.9. Установить последовательно задержку Аг в мкс на генераторе таким образом, чтобы полученный сигнал эхо-импульса последовательно изменял свои значения во всем заданном диапазоне. Одновременно с этим произвести регистрацию положения анализируемого сигнала (А_ИЗМ2).

• 7.3.4.10. Определить абсолютную погрешность измерений временных интервалов по формуле:

~ Азм2 ~ А

• 7.3.4.11. Абсолютная погрешность измерений временных интервалов не должна превышать ± 0,2 мкс.

Если требование п. 7.3.4.11. не выполняются, систему признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 7.3.5.1. Для определения угла ввода и точки ввода первой фазированной решетки выбрать первый канал на вкладке «Gates». Значения в графах «R_x» и «Т_х» означают номер фазированной решетки приемника и генератора соответственно.

  

  ' Beam . Global

  Туре	Seq.	| Start(mi|| Size(mm|| Gainfdt			| расой]	Tx	Rx	|| Wave	Delay(mi
  	1	37.6	100.0	0.0	PA	1	1	S	0
  Р.Е.2	2	37.6	100.0	0.0	PA	2	2	S	0
  Р.Е.4	3	1.0	20.0	0.0	CON	1	5	S	0
  Р.Е.З	4	T.o	20.0	0.0	CON	1	1	S	0
  TofcH	5	1.0	20.0	0.0	CON	1	5	S	0
  Tofd2	6	1.0	20.0	0.0	CON	1	1	S	0
  РА Chk	7	10.0	20.0	20.0	PA	1	1	C	0
  РА Chk	8	10.0	20.0	20.0	PA	2	2	C	0

  • 7.3.5.2. Установить преобразователь с фазированной решеткой найти максимальный сигнал.

  на образец СО-3 и

  

  0 теп                               50 mm                                100 mm

• 7.3.5.3.Установить такое значение «GATE START», чтобы показания «T.D.» соответствовали радиусу образца СО-3.

• 7.3.5.4. Нанести на корпус фазированной решетки риску (маркером или наклейкой), соответствующую нулевой риске образца СО-3. Если на корпусе уже имеется риска и погрешность совпадения с нулевой риской образца составляет ±1 мм, то в необходимости нанесения новой риски отсутствует.

• 7.3.5.5. Установить фазированную решетку на образец СО-2 и найти сигнал от отверстия диаметром 6мм, анализируя показания «T.D.».

  

• 7.3.5.6. По шкале образца СО-2 определить угол ввода. Значение угла ввода соответствует риске на шкале образца СО-2 при максимальном эхосигнале от отверстия 6 мм.

• 7.3.5.7. Для определения угла ввода и точки ввода второй фазированной решетки выбрать второй канал на вкладке «Gates».

• 7.3.5.8. Повторить пункты 7.3.5.2. - 7.3.5.6. для второй фазированной решетки.

• 7.3.5.9. Для определения угла ввода и точки ввода стандартных ПЭП выбрать канал 4 на вкладке «Gates». В графе «Wave» выбрать «S» для датчиков, использующих поперечную волну или «С» для датчиков, использующих продольную волну.

• 7.3.5.10. Повторить пункты 7.3.5.2. - 7.3.5.6. для второй фазированной решетки.

Примечание: В случае невозможности выполнения операций, описанных в пункте

• 7.3.5, следует заменить пьезоэлектрический преобразователь.

• 7.3.6. Определение абсолютной погрешности измерений глубины залегания отражателей пьезоэлектрическими преобразователями и преобразователями на фазированной решетке

  • 7.3.6.1. Для поверки первой фазированной решетки выбрать первый канал во вкладке «Gates».

■    ’'' Beam , Global

• 7.3.6.2. Перейти во вкладку «Beam» и задать следующие параметры. В параметре «Angle» указать значение угла, полученное в пункте 7.3.5.6. данной методики поверки, либо из паспорта на выбранный пьезоэлектрический преобразователь или фазированную решетку.

Gates          Global /

• 7.3.6.3. Установить фазированную решетку на образец СО-3 и найти максимальный сигнал.

  

Omm                            50mm                             100 mm

• 7.3.6.4. Установить такое значение «GATE START», чтобы показания «T.D.» соответствовали радиусу образца СО-3.

Gate start (mm) [з7.6jj==[

Gate size (mm) 7ооЙП|и

• 7.3.6.5. Установить фазированную решетку на образец СО-2 и найти сигнал от отверстия диаметром 6мм, анализируя показания «T.D.».

  

• 7.3.6.6. Для поверки второй фазированной решетки выбрать второй канал на вкладке «Gates».

• 7.3.6.7. Повторить пункты 7.3.6.1.-7.3.6.5. для второй фазированной решетки.

• 7.3.6.8. Определить абсолютную погрешность измерений глубины залегания отражателей пьезоэлектрическими преобразователями и преобразователями на фазированной решетке по формуле:

АЛ = <из - ^Асо где Асо - действительное значение образца СО-2, мм;

АизмЗ - значение измеренное системой, мм; ААз~ абсолютная погрешность измерений, мм.

• 7.3.6.9. Абсолютная погрешность измерений глубины залегания отражателей пьезоэлектрическими преобразователями и преобразователями на фазированной решетке: при работе с прямым ПЭП не должна превышать ± (0,5 + 0,005 Н) мм; при работе с наклонным ПЭП и преобразователем на фазированной решетке не должна превышать ± (0,5 + 0,005 Н), где Н - глубина залегания отражателя, мм.

Если требование п. 7.3.6.9. не выполняются, систему признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не производят.

• 7.3.7.1. С помощью штангенциркуля измерить диаметр датчика пути.

Определить длину окружности датчика пути по формуле:

/ = ttD,

где / - длина окружности датчика пути, мм;

D - диаметр датчика пути, измеренный штангециркулем, мм.

• 7.3.7.2. Установить систему на ровную поверхность. Провести калибровку датчика пути: выбрать пункт меню «Settings» - «Scanner».

  Jettings^ Inspect	View Chan
  И Environment...	F2
  Of] Job...	F3
  В] Ultrasonics...	F4
  Scanner...	F5
  X-Section...	F6
  Probes...	F7
  [P Calibration...
  Remote Control	.. Ctrl+R
  1     Diagnose...

• 7.3.7.3. Затем перейти во вкладку «Encoder» и нажать на кнопку «Reset» для сброса на нуль для начала отсчета.

Positioner . Inspection - "• 'Motor control

( ^CaBaFate j

• 7.3.7.4. На колесе датчика пути поставить тонкую метку. Произвести один полный оборот колеса датчика пути, пока метка датчика пути не соприкоснется с поверхностью. Значение «Position» (мм) соответствует пути, измеренному системой А_ИЗМ4.

• 7.3.7.5. Определить абсолютную погрешность измерений расстояний датчиком пути сканера по формуле:

М = Даи4 ~ ^Аш

где А А 4 - значение абсолютной погрешности измерений расстояния датчиком пути сканера, мм;

А_ш - расчётное значение длины окружности датчика пути, мм;

А_иы4 ~ значение расстояния, измеренное системой, мм.

• 7.3.7.6. Абсолютная погрешность измерений расстояния датчиком пути сканера не должна превышать ± 2 мм.

Если требование п. 7.3.7.6. не выполняются, систему признают непригодной к применению, дальнейшие операции поверки не производят

• 8.1. Результаты поверки оформляются протоколом, составленным в виде сводной таблицы результатов поверки по каждому пункту раздела 7 настоящей методики поверки с указанием предельных числовых значений результатов измерений и их оценки по сравнению с предъявленными требованиями.

• 8.2. При положительных результатах поверки система автоматического ультразвукового контроля Rotoscan признается годной к применению и на неё выдается свидетельство о поверке, установленной формы.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде наклейки и (или) оттиска поверительного клейма.

• 8.3. При отрицательных результатах поверки система автоматического ультразвукового контроля Rotoscan признается непригодной к применению и на неё выдается извещение о непригодности, установленной формы, с указанием основных причин.

  

  А.А. Саморуков

Руководитель лаборатории

ООО «Автопрогресс-М»