Методика поверки «Установки автоматизированного ультразвукового эхо-импульсного контроля рельсов УКР-64Э» (МП 051.Д4-15)

СОГЛАСОВАНО

Заместитель директора

НИИ мостов

УТВЕРЖДАЮ

Заместитель директора

ФГУП «ВНИИОФИ»

Установки автоматизированного ультразвукового эхо-импульсного контроля рельсов УКР-64Э

Методика поверки

МП 051.Д4-15

«

»

Главный метро

ФГУП «ВНИ

С.Н. Негода

»

Москва 2015 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)

• 1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок установок автоматизированного ультразвукового эхо-импульсного контроля рельсов УКР-64Э (далее по тексту - установок).

Установки предназначены для измерений амплитуд эхо-сигналов и времени распространения эхо-сигналов, отраженных от дефектов типа нарушения сплошности и (или) нарушений структуры в головке, шейке и средней части подошвы рельса в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51685-2013 и СТО РЖД 1.11.004-2009 (метод «Б»), измерений координат обнаруженных дефектов.

Межповерочный интервал - 1 год.

• 2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

  • 2.1 При проведении первичной (в том числе после ремонта) и периодической поверки 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 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

  • 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 установок с требуемой точностью.

Таблица 2 - Средства поверки

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К КВАЛИФИКАЦИИ ПОВЕРИТЕЛЕЙ

Лица, допускаемые к проведению поверки, должны изучить устройство и принцип работы установки и средств поверки по эксплуатационной документации.

• 5 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

• 5.1. Работа с установкой и средствами поверки должна проводиться согласно требованиям безопасности при работе с электроизмерительными приборами, указанным в руководствах по эксплуатации (РЭ) на приборы.

• 5.2. При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности согласно ГОСТ 12.3.019-80.

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

• 6 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

  • 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].

• 6.2 Внешние электрические и магнитные поля должны находиться в пределах, не влияющих на работу установки и средств поверки.

• 7 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ

• 7.1. Если установка и средства поверки до начала измерений находились в климатических условиях, отличающихся от указанных в и. 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 РЭ.

• 8 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

  • 8.1 Внешний осмотр

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

• - комплектность установок в соответствии с РЭ;

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

• - наличие маркировки установок в соответствии с документацией.

• 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 Включить компьютер. После загрузки операционной системы запустить на компьютере программу «Настройка каналов «УКР-64Э».

• 8.2.2 В заголовке окна программы прочитать идентификационное наименование и номер версии ПО.

• 8.2.3 Запустить на компьютере программу «Верификация «УКР-64Э». В заголовке окна программы прочитать идентификационное наименование и номер версии ПО.

• 8.2.4 Запустить на компьютере программу «Контроль «УКР-64Э». В заголовке окна программы прочитать идентификационное наименование и номер версии ПО.

• 8.2.5  Проверить идентификационные данные ПО на соответствие значениям,

приведенным в таблице 3.

Таблица 3

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

• 8.3 Опробование

• 8.3.1 Подготовить установку к работе в соответствии с пунктом 2.3.1. РЭ.

• 8.3.2 Провести контроль меры из комплекта мер моделей дефектов СО8 (далее - меры) на скорости (1,5 ± 0,1) м/с.

• 8.3.3  Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если контроль меры завершился без ошибок, выявлены все модели дефектов на мере.

• 8.4 Определение амплитуды, частоты заполнения и частоты следования импульсов генератора импульсов возбуждения (ГИВ)

• 8.4.1 Загрузить настройку «Метрология_плата 1».

• 8.4.2 Подключить входной разъем осциллографа к одному из каналов (к разъёму генератора - нижнему из двух) на первой метрологической плате установки. Соединение производить через делитель 1:10, на нагрузке 15 Ом, 750 пФ. Схема соединения приведена на рисунке 1.

  осциллограф

  

  Рисунок 1 - Схема соединения

• 8.4.3 Произвести измерение амплитуды импульсов ГИВ Аи осциллографом как показано на рисунке 2. Измерения выполнить пять раз, результат усреднить.

  

  lUU'is/jft          - ' V

  . ■ Зй fEdgo ' Положит

  	................... А
  Measure	Plwldth(Cl)	P2:pkpk(C1)
  value	96.699 ns	125.1 V
  status	X

  

11 09.201 б 13:07:55

Рисунок 2 - Экран осциллографа при измерении амплитуды импульсов ГИВ

• 8.4.4 Вычислить отклонение установки амплитуды импульсов ГИВ по формуле:

  

  ^- •100%, %

  (1)

где Ля - номинальное значение амплитуды импульсов ГИВ, В;

Ля - измеренное осциллографом значение амплитуды импульсов ГИВ, В.

• 8.4.5 Произвести измерение частоты заполнения импульсов осциллографом как показано на рисунке 3. Измерения выполнить пять раз, результат усреднить.

  Файл Вергик. Развертка Синхронизация Экран Курсоры Измерения■_:                Утилиты Помощь

  

  status                            X                s

  МЯЯМ8Г

  • Ч ns.fi» (стоп .200 mV s2.50 KS 2Л 06/а !£dae положа

  Х1 = -132.4 ns ДХ= 200.0 ns

  Х2=  67.6 ns tXiX= 5.000 MHz

  

11.09.2015 13:12:50

Рисунок 3 - Экран осциллографа при измерении частоты заполнения импульсов ГИВ

где Fh - номинальное значение частоты заполнения импульсов ГИВ, МГц;

Fh - измеренное осциллографом значение частоты заполнения импульсов ГИВ, МГц.

• 8.4.7 Установить частоту следования импульсов ГИВ 1000 Гц.

• 8.4.8 Произвести измерение частоты следования импульсов ГИВ осциллографом как показано на рисунке 4. Измерения выполнить пять раз, результат усреднить.

  

  Рисунок 4 - Экран осциллографа при измерении частоты следования импульсов ГИВ

• 8.4.9 Установить частоту следования импульсов ГИВ 10 Гц и повторить измерения согласно пункту 8.4.8.

• 8.4.10 Выполнить измерения согласно пунктам 8.4.2-8.4.9 для всех (восьми) каналов метрологической платы.

• 8.4.11 Повторить измерения согласно пункту 8.4.10 для всех (пяти) метрологических плат, загрузив настройку соответствующей метрологической платы.

• 8.4.12 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если амплитуда импульсов ГИВ составляет 130 В, отклонение установки амплитуды импульсов ГИВ не превышает ± 10 %, частота заполнения импульсов ГИВ составляет 5 МГц, отклонение установки частоты заполнения импульсов ГИВ не превышает ± 10 %, диапазон установки частоты следования импульсов ГИВ составляет от 10 до 1000 Гц.

• 8.5 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений отношения амплитуд сигналов на входе приёмника установки

• 8.5.1 Зафиксировать кнопку <СИНХР> тестера МХ01-УЗТ-1 в положении «ВНЕШ.» и подать на его разъем «СИНХР» сигнал с выхода проверяемого канала.

• 8.5.2 Нажать на кнопку <5,0> ряда «ЧАСТОТА MHz» и кнопку <2> ряда «РЕЖИМ».

• 8.5.3 Установить регулятор «АМПЛ.» в крайнее правое положение.

• 8.5.4 Установить второй слева переключатель в положение (0 - 30) дБ (рекомендуемое -6 дБ).

• 8.5.5 Загрузить настройку «МетрологияДБ_плата 1».

• 8.5.6 Подать сигнал с разъема «ВЫХОД АТТЕН.» тестера МХ01-УЗТ-1 через согласующую нагрузку на вход (верхний разъём из двух) первого канала первой метрологической платы установки.

• 8.5.7 Кнопками «ЗАДЕРЖКА СТРОБА» установить по экрану установки сигнал с тестера МХ01-УЗТ-1 в зону стробирующего импульса.

• 8.5.8 Установить усиление для первого канала установки равное 1 дБ.

• 8.5.9 Используя аттенюатор тестера МХ01-УЗТ-1 установить такую амплитуду сигнала, при которой сигнал на экране установки достигает уровня 50 % экрана (рисунок 5).

• 8.5.10 Установить усиление для первого канала установки равное 2 дБ, после чего увеличить ослабление аттенюатора тестера МХ01-УЗТ-1 так, чтобы сигнал на экране установки снова достиг 50 % экрана.

  Я Настоойкм как а*эв

  Файл конфигурации

  |channe!sPropertes 2Chan.chp

  А группа ’'Группа (Головка сбоку ~~

  Al ‘.’J группе

  | 1|канал

  Вхл

  Канал jj Раадвльн. » Режим (О ". Усиление 4з|макс. усилен j| о|мин. усилен |Г 'о|3адер. зоцяЖмкс)

  Кахо-стартоаый) ^т <

  Вял

  84

  Дефектоскоп готся.

  J ^онфигурацииПЭП.ап7

  17Д4К1] Буфер I 16 (колчКаналов

  Ц U2 t3 U3 г---■--------.j----——-----

  11 9,293 || 235 11 0,000 11 о I (чтение данных I Дефектоскоп вкл.

  

  Настройки

  | |схемаПроз8учиваннй_2м'гк

  ВРЧ

  Показать 3₽ч

  Синхронизация

  Запись в файл

  м№смка

  р Внутр, л j Сннхриизаци j 467 J Частога(Гц)

  Фиксирован

  

  Г ЗадержтаЩкс] : Длмтельк(м«у

  Превышение

  О

  роб		Экран
  	0	; Зад«ржка(м«)
  	20	' Длительн(мкс)
  	С	' Отсечка
  	10	v Точек в мксек
  		O.l|dt(MKc)
  		200|Колич. отсч. видео

  Информ, ото О Очистить

  пэп

  |Датиик1       | №ПЭП

  |         Частота(МГЦ]

  угол ввода

  5,96  * СкорУЭК(мм\м«)

  < р]Смещен.(мы)

  

  Показать ими

  ’Частота (МГц}

  ■ Периодов

Рисунок 5 - Определение погрешности измерений отношения амплитуд сигналов на

входе приёмника установки

• 8.5.11 Рассчитать абсолютную погрешность измерений отношения амплитуд сигналов на входе приёмника установки по формуле:

AG = |^Сл -блоН^у -Gyo|> Д^Б                     (3)

где Gyo - начальное значение усиления на установке, установленное в пункте 8.5.8, дБ; Gy - текущее значение усиления на установке, установленное в пункте 8.5.10, дБ;

Gao - ослабление на аттенюаторе тестера МХ01-УЗТ-1, установленное в пункте 8.5.9, дБ;

Ga - ослабление на аттенюаторе тестера МХ01-УЗТ-1, установленное в пункте 8.5.10, дБ.

• 8.5.12  Повторить пункты 8.5.10-8.5.11 для следующих значений усиления установленных на установке: 3, 4, 5, 6, 12, 18, 30, 42, 60 дБ.

• 8.5.13 Повторить пункты 8.5.6-8.5.12 для всех (пяти) метрологических плат, загрузив настройку соответствующей метрологической платы.

• 8.5.12 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если диапазон измерений отношения амплитуд сигналов на входе приёмника установки составляет от 1 до 60 дБ, абсолютная погрешность измерений отношения амплитуд сигналов на входе приёмника установки не превышает ± (0,5 + 0,05-Ах) дБ, где Ах - установленное усиление приемника установки, дБ.

• 8.6 Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений

временных интервалов

• 8.6.1 Загрузить настройку «МетрологияДБ_плата 1».

• 8.6.2 Зафиксировать кнопку <СИНХР> тестера МХ01-УЗТ-1 в положении «ВНЕШ.».

• 8.6.3 Нажать на кнопку <5,0> ряда «ЧАСТОТА MHz» и кнопку <2> ряда «РЕЖИМ».

• 8.6.4 Отключить зондирующие импульсы на всех каналах установки кроме канала, к которому будет подключен разъем синхронизации тестера МХ01-УЗТ-1.

• 8.6.5 Подключить выход тестера МХ01-УЗТ-1 ко входу первого канала (верхний разъём из двух) первой метрологической платы установки, разъем синхронизации тестера МХ01-УЗТ-1 подключить к выходу (нижнему разъёму из двух) любого канала первой метрологической платы установки через согласователь. (Рисунок 6).

тестер

Рисунок 6 - Схема соединения

• 8.6.6 Кнопками «ЗАДЕРЖКА СТРОБА» на тестере МХ01-УЗТ-1 установить задержку сигнала 1 мкс.

• 8.6.7 На экране установки при помощи перемещения курсора по А-скану измерить время сигнала (рисунок 7).

Настройки каналов 07.092015 Файл конфигурации       Правка

|chartneisPropertes 2Chan-chp

J | СхемаПрозвучивания_2.-лтк

BSJu ailЮ.34О|m«

] [КонфчгурацииПЗГНг^

Чтение данных | j Дефектоскоп вкл. |

ПЭП Информация Настройки

J !   174420 Буфер |   16]колчКаиалов

t2 U2

1 f 9,200 |[~235

MWcwi

Экран

Задержка(м«)

Длительн(мкс)

Отсечка

Точек в мксек

10

Запись s фа.;

Ol)dt(MKc)

20с]колич. отсч. видео

ДОтелИмо)"

Порог(%>

А группа nJ Группа [голопка сбоку        I

j А1      * №в группе

j| 1|канал

[i Вкл п канал [I Раадельи. ;^ж РежМИ?

23     ‘ Усиление

54 [макс, усиле

I j 6 |мин. усилен ! | ■; ■; р|3адер. з6нд8(м>Й

1(>хо-ст*ртовый)

Рисунок 7 - Определение диапазона и абсолютной погрешности измерений временных

интервалов

• 8.6.8 Выполнить измерения согласно пункту 8.6.7 для значений временного сдвига одиночного импульса установленных на тестере МХ01-УЗТ-1: 2, 10, 50, 100, 200 мкс.

• 8.6.9 Рассчитать абсолютную погрешность измерений временных интервалов по формуле:

Т_т-

мкс

где Тто~ начальное значение временного сдвига одиночного импульса, установленное на тестере в пункте 8.6.6, мкс;

Тт - текущее значение временного сдвига одиночного импульса, установленное на тестере, мкс;

Ту₀ - начальное значение временного интервала, измеренное установкой согласно пункту 8.6.7, мкс;

Ту - текущее значение временного интервала, измеренное установкой согласно пункту 8.6.7, мкс.

• 8.6.10 Повторить пункты 8.6.5-8.6.9 для всех (пяти) метрологических плат, загрузив настройку соответствующей метрологической платы.

• 8.6.11 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если диапазон измерений временных интервалов составляет от 2 до 200 мкс, абсолютная погрешность измерений временных интервалов не превышает ± 0,5 мкс.

• 8.7 Определение отклонения частоты пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) от номинального значения

• 8.7.1   Подключить осциллограф параллельно преобразователю ко входу соответствующего приёмника через схему ограничителя приведённую в приложении 2 ГОСТ 23667-85.

• 8.7.2 Ввести меру в зону датчика и получить максимальную амплитуду эхо-сигнала по экрану осциллографа.

• 8.7.3 Измерить временной интервал т, занимаемый полуволнами положительной и отрицательной полярности, амплитуды которых превышают 0,3U_max, где U_max -максимальная амплитуда эхо-сигнала.

• 8.7.4 Определить частоту ПЭП по формуле:

МГц,                                 (5)

т

где т - временной интервал занимаемый полуволнами положительной и отрицательной полярности, мкс.

• 8.7.5 Определить отклонение частоты ПЭП от номинального значения по формуле:

Sf ₌f и-f_H ,₁₀₀о_/о; о_/о                                (6)

/н

где /н - номинальное значение частоты ПЭП, МГц;

/и -значение частоты ПЭП, определенное в пункте 8.7.4, МГц.

• 8.7.6 Повторить измерения для всех ПЭП установки.

• 8.7.7 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если отклонение частоты ПЭП от номинального значения не превышает ± 10 %.

• 8.8 Определение абсолютной погрешности измерений координаты дефекта относительно переднего торца рельса, длины переднего и заднего неконтролируемых концов рельса

• 8.8.1 Подготовить ПО к проведению измерений согласно РЭ.

• 8.8.2 Сохранить дефектограмму контроля, перемещая меру с моделями дефектов относительно преобразователей на скорости (1,5 ± 0,1) м/с.

• 8.8.3 Просмотреть измеренное значение координаты дефекта, установив курсор на соответствующий максимум амплитуды сигнала от дефекта на А-скане соответствующего ПЭП.

• 8.8.4 Убедиться в факте фиксации установкой моделей дефектов в соответствии с таблицей 4. В качестве координаты модели дефекта принимают расстояние от переднего по ходу контроля торца меры до оси симметрии модели дефекта.

Таблица 4 - Каналы контроля и выявляемые ими модели дефектов в мере.

Примечание: при использовании меры моделей дефектов, отличающейся от указанной в Таблице 2 настоящей Методики, расположение и обозначение моделей дефектов, выявляемых соответствующими каналами контроля, необходимо уточнять по чертежу на применяемую меру.

• 8.8.5 Повторить измерения пять раз.

• 8.8.6 Найти среднее арифметическое значение координаты дефекта относительно переднего торца рельса Х_ср по формуле:

  

  мм

(6)

где Хиз_М - измеренное значение координаты дефекта относительно переднего торца рельса, мм;

п - количество измерений.

• 8.8.7 Вычислить абсолютную погрешность измерений координаты дефекта относительно переднего торца рельса XXпо формуле:

XX = Х_ср - Х_ном, мм,                              (7)

где Х_ср - среднее арифметическое значение координаты дефекта относительно переднего торца рельса, мм;

Хц_ОМ - номинальное значение координаты дефекта относительно переднего торца рельса, взятое из паспорта на меру, мм.

• 8.8.8 Повторить пункты 8.8.6-8.8.7 для всех моделей дефектов в соответствии с таблицей 4.

• 8.8.9 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если длина переднего и заднего неконтролируемого конца рельса не превышает 750 мм и абсолютная погрешность измерений координаты дефекта относительно переднего торца рельса не превышает ± 100 мм.

• 8.9 Проверка предельной чувствительности при ультразвуковом контроле (УЗК) шейки рельса сбоку и головки рельса с боковых граней и эквивалентной чувствительности при УЗК головки, шейки и подошвы рельса с поверхности катания и с подошвы

• 8.9.1 Подготовить ПО к проведению измерений согласно РЭ.

• 8.9.2 Сохранить дефектограмму контроля, перемещая меру с моделями дефектов относительно преобразователей на скорости (1,5 ± 0,1) м/с.

• 8.9.3 Убедится в факте фиксации установкой плоскодонных отражателей площадью S_n = 3 мм² в шейке и головке рельса.

• 8.9.4 Убедится в факте фиксации установкой боковых цилиндрических отражателей диаметром D = 2 мм в головке рельса и на переходе шейки в подошву.

• 8.9.5 Установка считается прошедшей операцию поверки с положительным результатом, если установкой зафиксировано выявление всех боковых цилиндрических отражателей диаметром 2 мм и отражателей площадью 3 мм².

• 9 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

  • 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 в соответствии с приказом Минпромторга России от 02.07.2015 №1815.

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

Разработчики:

Начальник отдела испытаний и сертификации

ФГУП «ВНИИОФИ»

Начальник сектора МОНК отдела испытаний и сертификации ФГУП «ВНИИОФИ»

Инженер сектора МОНК отдела испытаний и сертификации ФГУП «ВНИИОФИ»

ПРИЛОЖЕНИЕ А (Форма протокола поверки)

ПРОТОКОЛ первичной/периодической поверки № от «______»______________20__года

Средство измерений:_______________________________________________________________

Серия и номер клейма предыдущей поверки:_______________________________________

Заводской номер:__________________________________________________________________

Принадлежащее:_____________________________________________________________

Поверено в соответствии с методикой поверки:______________________________________

При следующих значениях влияющих факторов: Температура окружающей среды

Атмосферное давление

Относительная влажность

С применением эталонов:__

Результаты поверки:

• 1 Внешний осмотр_____________________________________________________________

• 2 Опробование________________________________________________________________

• 3 Результаты определения метрологических характеристик:

  Метрологические характеристики	Номинальная величина/ погрешность	Измеренное значение

Заключение:_______________________________________________________________________

Средство итмеренин iipiBmrbiipHrv.HibiM (ши неирнюдным) им применения

16