Методика поверки «Государственная система обеспечения единства измерений Установка автоматизированного ультразвукового контроля рельсов эхо-импульсным методом NORDISCAN-RAIL-100» (651-21-052 MП)

СОГЛАСОВАНО

Первый заместитель генерального директора - заместитель по научной

ФГУП «ВНИИФТРИ»

А.Н. Щипунов

2021 г.

Государственная система обеспечения единства измерений

Установка автоматизированного ультразвукового контроля рельсов эхо-импульсным методом NORDISCAN-RAIL-100

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

651-21-052 МП

р.п. Менделеево 2021 г.

• 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

• 2 ПЕРЕЧЕНЬ ОПЕРАЦИЙ ПОВЕРКИ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 3 ТРЕБОВАНИЯ К УСЛОВИЯМ ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

• 4 ТРЕБОВАНИЯ К СПЕЦИАЛИСТАМ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИМ ПОВЕРКУ

• 5 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СРЕДСТВАМ

ПОВЕРКИ

• 6 ТРЕБОВАНИЯ (УСЛОВИЯ) ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ

ПРОВЕДЕНИЯ ПОВЕРКИ

• 7 ВНЕШНИЙ ОСМОТР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 8 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ И ОПРОБОВАНИЕ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 9 ПРОВЕРКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВА

ИЗМЕРЕНИЙ

• 11 ПОДТВЕРЖДЕНИЕ СООТВЕТСТВИЯ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТРОЛОГИЧЕСКИМ ТРЕБОВАНИЯМ

• 12 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

ПРИЛОЖЕНИЕ А (ФОРМА ПРОТОКОЛА ПОВЕРКИ)

• 1.1 Настоящая методика устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок установки автоматизированного ультразвукового контроля рельсов эхо-импульсным методом NORDISCAN-RAIL-100 (далее по тексту - установка), заводской номер NK.1510.003, изготовленной ООО «Компания «Нординкрафт», г. Череповец Вологодской обл.

Необходимо обеспечение прослеживаемости поверяемой установки к государственным первичным эталонам единиц величин посредством использования аттестованных (поверенных) в установленном порядке средств поверки.

По итогам проведения поверки должна обеспечиваться прослеживаемость поверяемой установки к государственным первичным эталонам:

• - единицы длины ГЭТ 2-2021;

• - единицы ослабления электромагнитных колебаний в диапазоне частот от 0 до 178 ГГц ГЭТ 193-2011.

Методика поверки реализуется посредством методов прямых измерений.

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 Поверка установки осуществляется аккредитованными в установленном порядке юридическими лица и индивидуальные предприниматели.

• 2.3 Поверка установки прекращается в случае получения отрицательного результата при проведении хотя бы одной из операций, приведенных в таблице 1, а установку признают не прошедшей поверку.

• 2.4 Не допускается проведение поверки для меньшего числа измеряемых величин или на меньшем числе поддиапазонов измерений.

• 3.1 При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

• - температура окружающего воздуха, °C                                от 18 до 28;

• - относительная влажность окружающего воздуха, %, не более            75.

• 4.1 К проведению поверки установки допускается инженерно-технический персонал со средним или высшим техническим образованием, имеющий право на поверку (аттестованными в качестве поверителей), изучивший устройство и принцип работы средств поверки по эксплуатационной документации.

• 5.1 Рекомендуемые средства поверки указаны в таблице 2.

Таблица 2 - Средства поверки

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

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

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

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

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

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

• - комплектность установки в соответствии с руководством по эксплуатации (далее -РЭ);

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

• - наличие маркировки установки в соответствии с документацией.

• 7.2 Результаты поверки считать положительными, если установка соответствует требованиям, приведенным в п. 7.1.

• 8.1 Если установка и средства поверки до начала измерений находились в климатиче-ских условиях, отличающихся от указанных в разделе 3, то их выдерживают при этих условиях не менее часа.

• 8.2 Подготовить установку и средства поверки к работе в соответствии с их РЭ.

• 8.3 Запустить ПО « NOR.D1SCAN-R.A1L».

• 8.4 В соответствии с РЭ провести контроль меры СО8.

• 8.5 Установка считается прошедшей операцию опробования с положительным результатом, если контроль меры завершился без ошибок, в мере выявлены и отображаются на экране модели дефектов UHS1, UHS2, UW1S-UW6S, UB1S, UHES, ОНА, UHB, UHC, UHD, UB1, UHE, UW1-UW6, UHF1, UHF2, UW1F-UW6F, UB1F, UHEF (рисунки 1 -7).

  

Рисунок 1 - Результат контроля

Система 11TS1

Рисунок 2 - Модели дефектов на переднем (слева) и заднем (справа) конце ММД для блока WTS1

Рисунок 3 - Модели дефектов на переднем (слева) и заднем (справа) конце ММД для блока HTS

Рисунок 4 - Модели дефектов на переднем (слева) и заднем (справа) конце ММД для блока WTS2

Рисунок 5 - Модели дефектов в средней части ММД для блока WTS1

Рисунок 6 - Модели дефектов в средней части ММД для блока HTS

■я                  Я                  ^{38                   4}                   4.3                  4.5                  4.8                   5                   5.3                  5.5

Рисунок 7 - Модели дефектов в средней части ММД для блока WTS2

• 9.1 В верхней части окна ПО «NORDISCAN-R.AIL» зайти в меню «Помощь», далее выбрать «О программе».

• 9.2 В появившемся окне прочитать идентификационное наименование и номер версии ПО.

• 9.3 На экране панели автоматики в правом верхнем углу прочитать идентификационное наименование и номер версии ПО.

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

Таблица 3 - Идентификационные данные ПО

• 9.5 Результат поверки считать положительным, если идентификационные данные ПО соответствуют значениям, приведенным в таблице 3.

• 10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

• 10.1.1 В верхней части окна ПО «NORDISCAN-RAIL» зайти в меню «ВРЧ», нажав на ы

  кнопку

  I, и в появившемся окне (Рисунок 8) снять галочку «включить ВРЧ».

  Г* ^Включить ЁЙ |.g o

  Начало: 1

  0.00-^

  Сдвиг, мкс

  Р.1

  D О

  |з-1 т) ПТ

  (г Ч          • I (л 3

  ~3 « | » | мкс от [strobe А1 $1 ▼!

  Значение, дБ

  1 _..^ок I

Рисунок 8 - Отключение ВРЧ

• 10.1.2 В верхней части окна ПО «NORDISCAN-RAIL» зайти в меню «Состояние каналов». В появившемся окне установить усиление «0» на всех блоках преобразователей, и оставить активным только канал 1 приемника установки на блоке преобразователей «WTS1» (рисунок 9).___________________

ф •««

•wrsr|-HTS- *8TS" |-WTS2-|

f|4JJ00 Nfl USSoertfuTtT^ PASiest'iOO^-^

Рисунок 9 - Настройки окна «Состояние каналов»

• 10.1.3 Произвести подключение блока адаптера для подключения УЗ-Тестера (далее - адаптер УЗ-Тестера) из состава установки в соответствии с п. 3.5.4.2 РЭ к разъёму «D53» блока преобразователей установки «В1». Перед подключением адаптера УЗ-Тестера необходимо выкрутить предохранитель на блоке преобразователей установки!

• 10.1.4 Собрать схему в соответствии с рисунком 10.

  БЛОК АДАПТЕР ДЛЯ

  ПОДКЛЮЧЕНИЯ УЗ-ТЕСТЕРА

  
  

  Рисунок 10 - Схема соединения для измерений отношения амплитуд сигналов на входе приемника установки

• 10.1.5 Установить УЗ-тестере следующие параметры работы генератора:

• - Режим-непрерывный синус (нажата кнопка «3» блока «режим»);

• - Синхронизация внутренняя;

• - Частота 5 МГц.

• 10.1.6 На тестере все регуляторы «ОСЛАБЛЕНИЕ» перевести в положение 0 дБ.

• 10.1.7 В окне «Параметры синхроимпульсов» убрать галочку в пункте «Автоматически отключать ЗИ», затем нажать кнопку «Применить».

• 10.1.8 Подать сигнал с выхода генератора на вход аттенюатора УЗ-Тестера. На развертке блока преобразователей «WTS1» отобразится сигнал, амплитуду которого необходимо подстроить, меняя амплитуду сигнала генератора, до уровней: минус 13 дБ - для блоков В1 -В 10, и минус 16 дБ - для блока В11 (рисунок 11).

  

Рисунок 11 - Сигнал, поданный с генератора на развертке первого элемента преобразователя «D21», блока преобразователей «В 11»

• 10.1.9 Регулятором «ОСЛАБЛЕНИЕ» на тестере установить значение 6 дБ. На развертке, в поле, выделенном на рисунке 11 красной рамкой, зафиксировать значение амплитуды. Измерение провести три раза и рассчитать среднее арифметическое трех измерений.

• 10.1.10 Рассчитать абсолютную погрешность измерений отношения амплитуд сигналов на входе приёмника установки по формуле (1):

= |G_A — G_ao| - |G_y|, дБ ,                         (1)

где Gy - ослабление, установленное на тестере, дБ;

G_Ao - амплитуда сигнала, зафиксированная в пункте 10.1.8;

G_a - среднее значение амплитуды сигнала, полученное в пункте 10.1.9, дБ.

• 10.1.11 Повторить операции по пунктам 10.1.9 и 10.1.10 для следующих значений «ОСЛАБЛЕНИЕ» на тестере: 12, 18 и 24 дБ.

• 10.1.12 Повторить операции по пунктам 10.1.8-10.1.11 для всех каналов адаптера УЗ-Тестера.

• 10.1.13 Повторить операции по пунктам 10.1.1-10.1.12 для всех блоков преобразователей установки.

• 10.1.14 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности измерений отношения амплитуд сигналов на входе приёмника установки в диапазоне от 0 до 24 дБ находятся в пределах ±2 дБ.

• 10.2.1 Поместить меру СО-2Р в иммерсионную ванну наполненную водой и установить на меру СО-2Р пьезоэлектрический преобразователь из комплекта ЗИП установки (далее по

тексту - ПЭП) используя устройство позиционирования ПЭП из комплекта установки в со-

Рисунок 12 - ПЭП установленный на меру в иммерсионной ванне

• 10.2.2 Подключить установленный на меру СО-2Р ПЭП к разъёму «XX» блока «В1».

• 10.2.3 В окне «Параметры синхроимпульсов» убрать галочку в пункте «Автоматически отключать ЗИ», затем нажать кнопку «Применить».

• 10.2.4 В окне отображения А-развёртки выбрать проверяемый преобразователь установки (Рисунок 13).                 _______________________

I Номер канала            X

Систем^ WTS1

Номер канала 1        -7]

Отмена

Рисунок 13 - Окно выбора канала

10.2.5 Установить ПЭП над отверстием с расстоянием до центра 6 мм (глубина залегания искусственного дефекта 5 мм) (Рисунок 14).

Рисунок 14 - А-развёртка при измерении глубины залегания отражателя

• 10.2.6 Установить измерительный строб на эхо-сигнал от дефекта и зафиксировать измеренное значение глубины залегания дефекта.

• 10.2.7 Измерение провести три раза и рассчитать среднее арифметическое значение трех измерений.

• 10.2.8 Рассчитать абсолютную погрешность измерений глубины залегания дефекта по формуле (2):

ДН = \Н_А-Н_А0\,мм,                         (2)

где Ндо - глубина залегания дефекта или расстояние до донной поверхности, мм;

Н_А - среднее арифметическое значение глубины залегания дефекта или расстояния до донной поверхности, полученное в пункте 10.2.7, мм.

• 10.2.9 Повторить операции п.п. 10.2.6 - 10.2.8 для отверстия с расстоянием до центра 15 мм (глубина залегания искусственного дефекта 12 мм), а также для первого, второго, третьего и четвёртого донных сигналов.

• 10.2.10 Повторить операции п.п. 10.2.5 - 10.2.9 для датчиков установки D1-D20, D31-D35, D41-D47 и D52-D55. Для датчиков D21 и D22 измерения следует выполнять с отверстия с расстоянием до центра 15 мм (глубина залегания искусственного дефекта 12 мм).

• 10.2.11 Результаты поверки считать положительными, если диапазон измерений глубины залегания дефекта и/или толщины по стали для датчиков D1-D20, D31-D35, D41-D47 и D52-D55 составляет от 5 до 236 мм, для датчиков D21 и D22 - от 12 до 236 мм, и значения абсолютной погрешности измерений глубины залегания дефекта и/или толщины по стали находятся в пределах ± 2 мм.

• 10.3.1 Определение диапазона измерения координат дефекта относительно переднего торца рельса выполнить в два этапа:

• - определение нижней границы диапазона провести путем контроля меры СО8, содержащей модели дефектов, подлежащих выявлению установкой, расположенных на расстоянии 750 мм от переднего торца рельса;

• - определение верхней границы диапазона провести при помощи колеса энкодера (одометра), входящего в состав установки. Координата дефекта вдоль оси рельса эквивалентна пути, пройденному колесом энкодера (одометра).

• 10.3.2 Определение нижней границы диапазона

• 10.3.2.1 Подготовить установку к работе в соответствии с РЭ.

• 10.3.2.2 Получить дефектограмму контроля меры СО8, прошедшей через установку на рабочей скорости.

• 10.3.2.3 По дефектограмме определить измеренную установкой координату положения моделей дефектов UW1S-UW6S, UHA, UHB, UHC, UHD, UB1, UHE и UW1-UW6.

• 10.3.2.4 Измерения повторить пять раз. Рассчитать среднее арифметическое пяти измерений.

• 10.3.2.5 Рассчитать абсолютную погрешность определения координаты дефекта по длине рельса для нижней границы диапазона как разность между средним значением по результатам пяти измерений координаты дефекта по длине рельса и действительным положением модели дефекта, взятым из протокола поверки меры.

• 10.3.3 Определение верхней границы диапазона

• 10.3.3.1 Измерить штангенциркулем диаметр d, мм, колеса энкодера (одометра) десять раз в разных точках. Усреднить результат и получить значение d_cp, мм.

• 10.3.3.2 Рассчитать среднее квадратическое отклонение S_x, мм, среднего арифметического серии измерений диаметра колеса d, мм, по формуле (3):

  Sffidj-dcp)²

  n(n-l)

  где d| - значение диаметра, полученное при j-м измерении, мм;

  п=10 - число измерений.

  10.3.3.3 Рассчитать значение случайной составляющей погрешности е, мм, серии измерений диаметра по формуле (4):

  S_x =

  Л

  (3)

  e=t S_x , где t - коэффициент Стьюдента (t=2,262).

  • 10.3.3.4 Рассчитать значение среднего квадратического отклонения неисключённой систематической погрешности So, мм, серии измерений по формуле (5):

  5_в = ^в/₃,                                     (5)

  где 3^ - абсолютная погрешность штангенциркуля, приведённая в его свидетельстве о поверке, мм.

  • 10.3.3.5 Рассчитать значение суммарного среднего квадратического отклонения Sl, мм, серии измерений диаметра по формуле (6):

  (4)

  —

  

  (6)

  10.3.3.6 Рассчитать значение абсолютной погрешности Д, мм, серии измерений диаметра по формуле (7):

  где К - коэффициент, который рассчитываеют по формуле (8):

  К _ e+9i

  S_x+S_e

  • 10.3.3.7 Рассчитать длину окружности 1_окр, мм, по формуле (9):

  1окр^—ft’dcp

  (7)

  (8)

  (9)

• 10.3.3.8 На колесе энкодера (одометра) цветным маркером нанести прямую линию, в качестве метки отсчета оборотов. Затем установить линейку как показано на рисунке 15 (необходимо жестко зафиксировать ее магнитами).

  

  Рисунок 15 - Нанесение метки на колесо энкодера

• 10.3.3.9 На экране панели автоматики выбрать режим «Калибровка» и нажать кнопку

«Пуск»

• 10.3.3.10 Поднять первое колесо энкодера (одометра) для начала измерений (рису

  нок 16).

  

  Рисунок 16 - Меню режима «Калибровка». Кнопки для поднятия первого и второго колес энкодера (одометра) отмечены красным квадратом

• 10.3.3.11 Соединить метку на колесе энкодера (одометра) с установленной металлической линейкой, провернув колесо энкодера (одометра) на один оборот в положительном направлении (с точки зрения координаты на экране панели автоматики). Данное значение принять за условный нуль 1о, мм.

• 10.3.3.12 Зафиксировать значение координаты 1_п для количества оборотов Пк= 129. Рассчитать отклонения от номинального значения Д1_Пк, мм, по формуле (10):

Al-nk ~    ' ^окр 0п ~ 1₀)  >                                (Ю)

где пк - число оборотов колеса;

1_окр - длина окружности колеса одометра, полученная по п. 10.3.3.7.

• 10.3.3.13 Рассчитать абсолютную погрешность измерения координат дефекта AL_nk, мм, для каждого измерения, по формуле (11):

Д£_лк =       + Д² .                             (11)

• 10.3.3.14 Выполнить измерения по пунктам 10.3.3.10-10.3.3.13 еще 2 раза, и выбрать максимальное из трёх полученных (в соответствии с пунктом 10.3.3.13) значений абсолютной погрешности измерения координат дефекта относительно переднего торца рельса.

• 10.3.3.15 Повторить операции по пунктам 10.3.3.1-10.3.3.14 для второго колеса энкодера (одометра).

• 10.3 Результаты поверки считать положительными, если значения абсолютной погрешности измерений координаты дефекта относительно переднего торца рельса находятся в пределах, определенных в диапазонах от 750 до 105000 мм по формуле (12):

±(100 + К-100) ,                         (12)

где коэффициент К (безразмерный) определяется по формуле K=(L-25)/25, где L - полная длина контролируемого рельса взятое в метрах; полученное значение К округляется в большую сторону до ближайшего целого значения.

• 11.1 При положительных результатах поверок по пунктам разделов 7-10 , установка признаётся пригодной к применению (подтверждено соответствие метрологическим требованиям).

• 11.2 При отрицательных результатах поверок по пунктам разделов 7-10 , установка признаётся непригодной к применению (не подтверждено соответствие метрологическим требованиям).

• 12.1 Результаты поверки оформляются протоколом (Приложение А).

• 12.2 Установка признается годной, если в ходе поверки все результаты положительные.

• 12.3 Сведения о результатах поверки передаются в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

• 12.4 При положительных результатах поверки по заявлению владельца установки или лица, предъявившего ее на поверку, на установку наносится знак поверки, и (или) выдается свидетельство о поверке, и (или) в паспорт установки вносится запись о проведенной поверке, заверяемая подписью поверителя и знаком поверки, с указанием даты поверки.

• 12.5 Установка, имеющая отрицательные результаты поверки в обращение не допускается и на нее выдается извещение о непригодности к применению с указанием причин забракования.

Заместитель генерального директора - начальник НПО-10 ФГУП «ВНИИФТРИ»

Заместитель начальника НИО-Ю по развитию перспективных направлений деятельности ФГУП «ВНИИФТРИ»

Начальник 103 отдела ФГУП «ВНИИФТРИ»

Ф.И. Храпов

Д.Н. Пилипенко

А.В. Стрельцов

А.С. Неумолотов

П.С. Мальцев

Инженер 1 категории 103 отдела ФГУП «ВНИИФТРИ»

Инженер 1 категории 103 отдела ФГУП «ВНИИФТРИ»

(рекомендуемое)

ПРОТОКОЛ первичной/периодической поверки № от «______»_______________20__года

Место проведения поверки:______________________________________________________

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:

Заключение:_________________________

Средсгво измерений призначъ пригодным (или непригодным) для применения

16