Руководящий документ РД 34.17.438-95 Методические указания. Преобразователи ультразвуковые для контроля металла роторов паровых турбин со стороны осевого канала. Методы измерения основных параметров.

РД 34.17.438-95

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛА РОТОРОВ ПАРОВЫХ ТУРБИН СО СТОРОНЫ ОСЕВОГО КАНАЛА. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Срок действия с 1997-07-01

Настоящие методические указания РД 34.17.438-95

РАЗРАБОТАНЫ

Всероссийским теплотехническим научно-исследовательским институтом (ВТИ)

Заместитель директора ВТИ А.С.Лыско

Руководитель работы B.C.Гребенник

Исполнители: В.С.Гребенник, О.Ф.Монина, Ю.А.Петников

УТВЕРЖДЕНЫ

Департаментом науки и техники Российского акционерного общества "Единая энергетическая система России" (РАО "ЕЭС России").

Начальник Департамента науки и техники А.П.Берсенев

Настоящие методические указание являются собственностью РАО "ЕЭС России" и не могут быть полностью или частично воспроизведены, тиражированы или распространены без разрешения РАО "ЕЭС России". Для получения методических указаний РД 34.17.438-95 заявки направлять АО ВТИ (адрес: 109280, Москва, ул.Автозаводская, 14/23. Факс (095) 2751122. Телетайп 111634 "Корсар". Телефон (095) 275-00-23 доб.26-43, 26-32

Данные методические указания РД 34.17.438-95 обязательны к применению при УЗК роторов паровых турбин согласно отраслевому руководящему документу "Методические указания о порядке проведения работ при оценке индивидуального ресурса паровых турбин и продлении срока иx эксплуатации сверх паркового ресурса" (Приложение 6, п.2.5).

Владельцем настоящего руководящего документа является ____________________

Регистрационный номер ________________

 1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Настоящие методические указания (МУ) распространяются на совмещенные наклонные ультразвуковые (далее УЗ) пьезоэлектрические преобразователи (далее ПЭП) контактного типа, которые применяются для контроля основного металла роторов паровых турбин при доступе со стороны осевого канала. Номинальные параметры таких ПЭП даны в табл.1.1.

Таблица 1.1

1.2. Настоящий руководящий технический документ устанавливает методику выполнения измерений основных параметров (далее параметры) ПЭП:

при ведомственной аттестации и поверке их;

при разработке технологических процессов ультразвукового контроля;

при рабочем тестировании параметров ПЭП, применяемых на ТЭС для ультразвукового контроля роторов паровых турбин.

1.2.* Порядок и способы выполнения измерений, изложенные в настоящих методических указаниях, могут быть использованы для определения параметров разрабатываемых или выпускаемых ПЭП, которые предназначены для ультразвукового контроля металла роторов паровых турбин при доступе со стороны осевого канала.

1.3. Допускается использовать настоящие методические указания для выполнения измерений параметров ПЭП, у которых произведение наибольшего размера пьзоэлемента на частоту находится в интервале от 14 до 60 мм*МГц. В этом случае значения погрешностей измерения должны быть определены дополнительно.

1.4. Для определения параметров ПЭП, получаемых как результаты косвенных измерений, допускается применять (наряду с вычислением по формулам) графики и (или) таблицы, рассчитанные по этим формулам с необходимыми шагом и точностью. При этом искомые величины для промежуточных измеренных значений получают линейной интерполяцией.

Примечание. Для измерения времени прихода эхосигналов следует применять шкалы с ценой деления не более 0,1 мкс (допускается использовать шкалы, показывающие соответствующее расстояние для продольных волн с ценой деления не более 0,5 мм).

 2. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

2.1. Нормальные климатические условия измерений должны быть следующие:

температура окружающего воздуха (293+-5) К [(20+-5)°С];

температура жидкости, применяемой для создания акустического контакта, (293+-5) °К [(20+-5)°С];

атмосферное давление (100+-40) кПа [(750+-30) мм ртутного столба];

относительная влажность воздуха (65+-15)% .

2.2. Напряжение (и частота переменного тока) питания измерительной аппаратуры должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий на используемые при измерениях конкретные приборы.

2.3. Уровень вибрации, внешних электрических и магнитных полей должен соответствовать пределам, установленным в стандартах и технических условиях на измерительную аппаратуру.

2.4. Время прогрева приборов, используемых для проведения измерений, устанавливают в соответствии с эксплуатационными документами на эти приборы.

2.5. При выполнении измерений параметров контактных ПЭП, перед установкой их на стандартные образцы (акустические нагрузки), рабочие поверхности образцов необходимо покрыть жидкостью, создающей акустический контакт ПЭП с образцом, вид и свойства которой устанавливаются в технических условиях по применению этих ПЭП.

Не допускается наличие пузырьков газа и других посторонних включений в слое жидкостного акустического контакта.

2.6. Используемые средства измерений (приборы, акустические нагрузки, стандартные образцы, измерительный инструмент и т.п.) должны иметь регистрационный номер, паспорт с указанием назначения данного средства измерений. Они должны быть аттестованы и поверены в установленном порядке.

2.7. Каждый ПЭП должен иметь маркировку с регистрационным номером и паспорт с номинальными характеристиками, в который вносятся (или прилагаются к нему) результаты аттестации (поверки).

 3. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ОПЕРАЦИИ И СРЕДСТВА

3.1. При выполнении измерений параметров ПЭП должны выполняться операции и применяться средства измерений с характеристиками, указанными в табл.3.1 и табл.3.2.

Таблица 3.1

Измерение параметров ПЭП, предназначенных для ввода ультразвука в осевой плоскости канала ротора

Таблица 3.2

Измерение параметров ПЭП, предназначенных для ввода ультразвука в азимутальной плоскости канала ротора

Примечание. Допускается замена указанных в табл.3.1 и табл.3.2 средств на аналогичные (наименования измеряемых ими характеристик должны быть идентичны, а погрешности не больше, чем погрешности средств по табл.3.1 и табл.3.2).

3.2. Операции аттестации, поверки (калибровки) проводятся специализированными ведомственными метрологическими службами.

3.3. Если для работы ПЭП с дефектоскопом предусмотрено использование согласующих устройств (например, трансформатора), то подключение ПЭП к электронному блоку дефектоскопа должно быть выполнено с учетом технических условий на ПЭП конкретного типа.

 4. КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

4.1. Лица, допускаемые к проведению измерений и обработке измерительных данных, должны иметь специальное образование и опыт работы с электронными и ультразвуковыми дефектоскопическими приборами.

Лица, выполняющие аттестацию, поверку (калибровку), должны иметь квалификацию ведомственного поверителя, изучить настоящие МУ, устройство и принцип работы применяемой аппаратуры (по эксплуатационной документации), пройти специальную практическую подготовку по применению настоящих методических указаний.

4.2. Ведомственные службы, занимающиеся аттестацией, периодической поверкой (калибровкой) ПЭП согласно настоящих МУ, должны получить лицензию на это в базовой метрологической организации отрасли по измерениям - ВТИ (Всероссийский теплотехнический институт, г.Москва).

 5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1. Следует выполнять правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей Госэнергонадзора.

Работы следует проводить только после ознакомления с руководящими техническими материалами по эксплуатации средств измерений, а также комплекта дефектоскопических средств: ультразвуковой преобразователь-дефектоскоп. Следует выполнять требованиями безопасности Инструкции по эксплуатации этой средств измерений*.

5.2. При проведении измерений должны быть соблюдены требования ГОСТ 12.3.019.80 и "Санитарных норм и правил при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый контактным путем на руки работающих" (N 2282-80).

5.3. Освещенность рабочего места должна соответствовать требованиям санитарных норм СН 245-71.

5.4. Уровни шума, создаваемого оборудованием на рабочем месте оператора, не должны превышать допустимых по ГОСТ 12.1.003-83.

 6. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ

6.1. Извлечь ПЭП из тары (транспортной или иной), проверить комплектность прилагаемой к нему технической документации.

6.2. Внешним осмотром ПЭП установить соответствия его типа (условного обозначения), заводского порядкового номера, даты изготовления (выпуска) и номинальных параметров ПЭП сведениям, содержащимся в приложенным к нему техдокументам.

6.3. Убедиться в отсутствии механических, коррозионных, химических повреждений на корпусе ПЭП и его внешних деталях.

6.3.* Выдержать ПЭП 2 ч в нормальных условиях (раздел 2).

6.4. Прогреть в течение 1 h средства поверки, а также дефектоскоп, применяемый в комплекте с ПЭП.

6.5. Выбрать акустическую нагрузку (стандартный образец), нанести на его рабочую поверхность акустический контакт согласно  п.2.5.

Примечание: Для повышения стабильности акустического контакта допускается создавать ванну на рабочей поверхности образца (находящейся в контакте с ПЭП), при этом необходимо принять меры предосторожности, которые полностью исключают возможность попадания жидкости внутрь отражающих полостей (отверстий, пазов) стандартных образцов.

 7. ОПРОБОВАНИЕ ПЭП

7.1. ПЭП без номеров или с номерами, нанесенными на поверхность их контактной площадки (рабочую поверхность), к опробованию и измерениям не допускаются.

7.2. Присоединить ПЭП к импульсному ультразвуковому дефектоскопу и произвести опробование комплекта ПЭП - дефектоскоп согласно разделу 6, техническому описанию дефектоскопа и РД на контроль роторов.

7.2.1. Для присоединения ПЭП к дефектоскопу следует использовать радиочастотный кабель (с коэффициентом затухания на частоте 10 МГц не более 0,1 дБ/м), предназначенный для контроля данного ротора при доступе со стороны осевого канала (длина кабеля не менее длины контролируемого канала ротора плюс 1 м).

7.2.2. Выполнить настройку измерительных шкал электронного блока дефектоскопа по РТМ ВТИ 15.006-95 или по соответствующему техническому руководству к ультразвуковому дефектоскопу.

 8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЭП, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ВВОДА УЛЬТРАЗВУКА В ОСЕВОЙ ПЛОСКОСТИ КАНАЛА РОТОРА

8.1. Определение диапазона контроля ПЭП

8.1.1. Присоединить согласно п.7.2.1 к электронному блоку дефектоскопа ПЭП, предназначенного для ввода ультразвука в осевой плоскости канала ротора.

8.1.2. Установить переключатели частоты электронного блока дефектоскопа в положение, соответствующее номинальной частоте проверяемого ПЭП. (В случае использования дефектоскопа УД2-12 для этого следует на блоках А7 и А9 нажать соответствующие кнопки переключателей "Частота МГц".)

8.1.3. Вывести регуляторы временной регулировки чувствительности (ВРЧ) электронного блока дефектоскопа в положение минимума. (В дефектоскопе УД2-12 для этого надо отпустить кнопку АСД-ВРЧ блока А10 и на блоке А8 вывести два регулятора ВРЧ с метками типа наклонная черта "/" в крайнее левое положение, вращая их против часовой стрелки).

8.1.4. Установить ПЭП на рабочую поверхность образца CО1 и, перемещая ПЭП по поверхности образца, получить максимальный эхосигнал от отражателя, расположенного на средней глубине Zс.

Примечание. Для стабилизации точки ввода ПЭП 1 следует применять дополнительные опоры 2, сохраняющие ориентацию ПЭП на контактной поверхности образца 3 (рис.8.1.4).

Рис.8.1.4

8.1.5. Измерить расстояние Z (по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) до отражателя, соответствующего этому эхосигналу, и убедиться, что эхосигнал соответствует глубине Zс.

Установить указатель атенюатора в положение, соответствующее номинальному значению амплитуды эхосигнала для вышеуказанного отражателя Ас (должен быть в техдокументации ПЭП наряду с номинальными амплитудами Adn и Apn, соответствующими дальнему и ближнему отражателям).

8.1.6. Установить масштаб изображения (на экране дефектоскопа): по горизонтали (развертка электронно-лучевой трубки) такой, чтобы эхосигнал находился в правой половине экрана; по вертикали такой, чтобы вершина максимального эхосигнала была на уровне 3/4 высоты экрана.

Примечание. Для этой цели использовать ручки регулировки амплитуды (мощности) генератора, коэффициента усиления и отсечки усилителя дефектоскопа. При последующих измерениях эти ручки должны оставаться в неизменном положении.

8.1.7. Переместить ПЭП по рабочей поверхности образца в положение, соответствующее максимальному эхосигналу от дальнего отражателя (расположенного на максимальной глубине Zd, указанной в технической документации ПЭП). С помощью атенюатора совместить вершину эхосигнала с уровнем 3/4 высоты экрана и записать показания шкалы атенюатора в качестве измеряемого значения амплитуды эхосигнала Ad.

Измерить (по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) расстояние от контактной поверхности (на которой установлен ПЭП) до отражателя, соответствующего эхосигналу, и убедиться в соответствии наблюдаемого эхосигнала отражателю, расположенному на заданной глубине Zd.

8.1.8. Перемещая ПЭП по поверхности, получить максимальный эхосигнал от ближнего отражателя (согласно технической документации на ПЭП). Измерить амплитуду эхосигнала (в дБ) и расстояние (в мм, по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) до отражателя, соответствующего этому эхосигналу. Записать полученное значение амплитуды Ар.

Измерить (по шкале глубиномерного устройства) расстояние от контактной поверхности (на которой установлен ПЭП) до заданного отражателя, соответствующего эхосигналу, и убедиться в соответствии наблюдаемого эхосигнала отражателю, расположенному на заданной глубине Zр.

8.1.9. Повторить измерения по п.п.8.1.1-8.1.8 не менее десяти раз.

8.1.10. Вычислить средние значения

Аd

и

Ар

, среднеквадратичные отклонения

Аd и

Ар  (для Аd и Ар), записать их.

8.1.11. Записать результат

,  

.

Примечание. Если

и

меньше 4 дБ (по модулю), диапазон контроля соответствует интервалу Zp...Zd. В других случаях он меньше номинального.

8.2. Определение точки ввода ультразвука (точки выхода)

8.2.1. Выполнить действие п.п.8.1.1-8.1.3. Нанести слой контактной смазки на рабочую поверхность образца СО3 или ОСО3. Установить ПЭП 1 на образец 3 согласно схеме на рис.8.2.1. Ориентировать плоскость ввода ультразвука параллельно длинному ребру рабочей поверхности образца.     

Рис.8.2.1

1 - ПЭП, 2 - опоры, 3 - образец, 4 - диаметральная ось симметрии образца, 5 - точка выхода луча

Примечание. См. примечание к п.8.1.4.

8.2.2. Переместить ПЭП поступательно по рабочей грани образца в положение, соответствующее максимальному эхосигналу, отраженному от цилиндрической поверхности образца. Зафиксировать ПЭП в этом положении.

8.2.3. Сделать отметку 5 на двух боковых поверхностях корпуса ПЭП напротив диаметральной осевой линии 4 цилиндрической поверхности образца (рис.8.2.1).

Точка ввода (выхода луча) находится на контактной площадке ПЭП на средине прямой линии, соединяющей отметки 5.

Примечание: Допускается использовать другие способы и образцы для определения точки ввода.

8.3. Определение стрелы

8.3.1. Выполнить действия согласно п.п.8.2.1-8.2.3.

8.3.2. Измерить штангенциркулем расстояния x1 и х2 от передней грани ПЭП до отметки 5, соответственно на двух боковых поверхностях ПЭП. Вычислить

.

8.3.3. Повторить измерения по п.п.8.3.1-8.3.2 не менее десяти раз,  найти для полученного ряда значений х среднее значение

Х

и среднеквадратичное отклонение

Х.

8.3.4. Записать результат измерения стрелы ПЭП в виде интервала

.

8.4. Определение угла ввода ультразвука ПЭП

Данный способ используется преимущественно для дефектоскопов, имеющих глубиномерное устройство с ценой деления не более 0,1 мкс (или 0,5 мм по стали для шкалы продольных волн).

8.4.1. Выполнить действия п.п.8.1.1-8.1.3. Нанести слой контактной смазки на рабочую поверхность образца СО2 или ОСО2. Установить ПЭП 1 на образец 3 согласно схеме на рис.8.4.1. Ориентировать плоскость ввода ультразвука параллельно длинному ребpy рабочей поверхности образца.

Примечание. Корректировку "нуля" шкалы отсчета времени можно не производить.

Рис.8.4.1

Примечание: См. примечание к п.8.1.4.

8.4.2. Перемещать ПЭП до получения максимальной амплитуды эхосигнала от цилиндрической поверхности отверстия диаметром d1, имеющемся в образце на расстоянии (глубине) h1 от поверхности, на которой расположен ПЭП.

8.4.3. С помощью атенюатора установить амплитуду максимального эхосигнала равной 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

8.4.4. Измерить по шкале глубиномерного устройства (с учетом десятых долей мкс) и записать время прихода t1 эхосигнала от отверстия диаметром d1 на глубине Z=h1.

8.4.2.* Повторить действия по п.п.8.4.2-8.4.3 не менее 10-ти раз. Вычислить среднее значение

t1

и среднеквадратичное отклонение

t1 для полученного ряда значений t1.

8.4.5. Установить ПЭП на рабочую поверхность образца так, чтобы получить максимальный эхосигнал от отверстия диаметром d2 на глубине h2.

8.4.6. Ручками атенюатора или мощности установить вершину максимального эхосигнала на уровне 3/4 высоты шкалы дефектоскопа.

8.4.7. Измерить время прихода t2 этого сигнала по шкале глубиномерного устройства и записать полученное значение.

8.4.8. Повторить действия по п.п.8.4.5-8.4.7 не менее 10-ти раз. Вычислить среднее значение

t2

и его среднеквадратичное отклонение

t2.

8.4.9. Вычислить

,

,

где с - скорость волн в образце (поперечные или продольные, соответственно паспорта ПЭП).

8.4.10. Вычислить искомое среднее значение угла ввода

.

Примечание 1. Допускается время прихода эхосигнала отсчитывать в мм шкалы расстояний глубиномерного устройства, прокалиброванной для прямого преобразователя. При этом

,

где r (с индексами 1 или 2) есть среднее расстояние для эхосигналов по п.8.4.2 и по п.8.4.8, соответственно, С1 - скорость продольных волн в материале образца.

8.4.11. Погрешность определения угла ввода

.

Примечание. При отсчете времени прихода по шкале расстояний погрешность

.

8.4.12. Записать результат измерения угла

.

8.5. Определение номинального значения уровня эхосигнала

8.5.1. Выполнить действия согласно п.п.8.1.1-8.1.3 для отражателя, расположенного на "средней" глубине Zc в образце.

8.5.2. Перемещая ПЭП по поверхности образца, получить максимальный эхосигнал от отражателя, расположенного на "средней" глубине. Измерить (в дБ) его амплитуду Ас.

Измерить расстояние (в мм, по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) до отражателя, соответствующего этому эхосигналу, чтобы убедиться, что эхосигнал соответствует заданному отражателю. Записать полученное значение амплитуды.

8.5.3. Выполнить действия по п.п.8.5.1-8.5.2 для "ближнего" отражателя, расположенного на глубине Zp,  обозначить измеренную амплитуду максимального эхосигнала Ар.

8.5.4. Вычислить разность

.

8.5.5. Повторить действия п.п.8.5.3-8.5.4 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение

А1

и СКО

А1.

8.5.5.* Выполнить действия п.п.8.5.1-8.5.2 для "дальнего" отражателя,  расположенного на глубине Zd, обозначить измеренную амплитуду максимального эхосигнала Ad.

8.5.6. Вычислить разность

.

8.5.5.* Повторить действия п.п.8.5.5-8.5.6 не менее десяти раз. Вычислить соответствующие разностям средние значения

А2

и средние квадратичные отклонения

А2 .

8.5.6. Записать результат в виде двух интервалов

,  

.

8.6. Определение времени задержки ультразвука

8.6.1. Выполнить операции согласно п.п.8.1.1 и 8.1.3.

8.6.2. Установить ПЭП на образец СО3 или ОСО3 (см. рис.8.2.1). Ориентировать плоскость ввода ультразвука параллельно длинному ребру рабочей поверхности образца. Уточнить положение ПЭП, чтобы получить максимальный эхосигнал от цилиндрической поверхности.

8.6.3. Ручками атенюатора и (или) усиления установить амплитуду максимального эхосигнала равной 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

8.6.4. Измерить по шкале глубиномерного устройства (с учетом десятых долей мкс) и записать время прихода t эхосигнала от цилиндрической поверхности образца и записать его.

8.6.5. Повторить действия п.п.8.6.1-8.6.4 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение

t

и СКО

t для ряда значений t.

8.6.6. Вычислить значение времени задержки, мкс

,

где с - скорость волн в материале образца, мм/мкс; D - диаметральный размер образца в мм.

8.6.7. Погрешность определения времени задержки

,

где

- погрешность значения скорости поперечных волн в материале образца,

D - погрешность значения диаметра образца.

8.6.8. Записать результат измерения

.

8.7. Определение отношения сигнал-шум (в диапазоне контроля)

8.7.1. Выполнить действия п.п.8.1.1-8.1.3. Подключить кабель ПЭП через тройник ко входу усилителя и выходу генератора дефектоскопа.

8.7.2. Подключить к выходу "Синхронизация" дефектоскопа вход синхронизации осциллоскопа.

8.7.3. Подключить вход осциллоскопа к выходу генератора дефектоскопа согласно схеме рис.8.7.3.

Рис.8.7.3

1 - осциллоскоп, 2 - электронный блок дефектоскопа, 3 - тройник, 4 - ПЭП, 5 - образец

8.7.4. Перемещая ПЭП по образцу, получить на экране дефектоскопа максимальный эхосигнал от заданного отражателя в образце (согласно требованиям техдокументации на ПЭП).

8.7.5. Отрегулировать масштаб развертки электронно-лучевой трубки осциллоскопа так, чтобы радиочастотный импульс, соответствующий эхосигналу по п.8.7.4, находился в средней части линии развертки. Измерить по осциллоскопу размах радиочастотных колебаний U (в В) в этом импульсе.

8.7.6. Повторить измерения по п.п.8.7.4-8.7.5 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение размаха радиочастотных колебаний сигнала U для ряда полученных значений U.

8.7.7. Снять ПЭП с образца, удалить контактную жидкость с поверхности ПЭП. Измерить размах шумов N на средней части линии развертки осциллоскопа (в В).

8.7.8. Повторить измерения по п.8.7.7 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение Nm размаха радиочастотных шумов.

8.7.9. Искомое отношение сигнал-шум (в дБ)

.

8.7.10. Произвести действия по п.п.8.7.4-8.7.9 для других (дальнего и ближнего) отражателей в зоне контроля.

8.7.11. Результаты являются удовлетворительными, если для всех отражателей в заданном диапазоне

дБ.

8.8. Определение эффективной частоты

8.8.1. Установить образец СО4 (или ОСО4) так, чтобы его рабочая поверхность была горизонтальной.

8.8.2. Установить ПЭП вблизи бокового ребра на краю рабочей поверхности образца согласно таблице 8.8.1 и схеме на рис.8.8.1 так, чтобы на экране дефектоскопа наблюдались два эхосигнала, соответствующие отражениям от двух скрещивающихся донных поверхностей пазов.

Таблица 8.8.1

Расстояние от точки ввода до переднего ребра образца

Рис.8.8.1 Схема измерения (в плане):

1 - ПЭП, 2 - образец, 3 - линейка

Примечание. Для стабилизации акустического контакта плоской грани образца и ПЭП, имеющего выпуклую контактную поверхность, рекомендуется применять локальную ванну с контактной жидкостью.

8.8.3. Плавно перемещать ПЭП параллельно боковому ребру образца до положения, при котором амплитуды указанных в п.8.8.2 эхосигналов станут равными. Полученное расстояние от переднего ребра до точки ввода является оптимальным.

8.8.4. Атенюатором УЗ дефектоскопа установить амплитуды этих сигналов на уровне 3/4 высоты экрана дефектоскопа.

8.8.5. Установить на образец измерительную линейку параллельно переднему ребру так, чтобы она касалась корпуса ПЭП, и закрепить ее на образце.

Примечание: Для выполнения измерений рекомендуется использовать координатное устройство (разработанное ВТИ), с ценой деления 0,1 мм (поставляется по заказу).

8.8.6. Перемещать ПЭП параллельно переднему ребру (вдоль измерительной линейки), при этом сначала два эхосигнала накладываются так, что образуется один сигнал (с одной вершиной), затем амплитуда этого эхосигнала осциллирует при перемещении ПЭП.

8.8.7. Продолжая перемещение ПЭП вдоль линейки, установить его в положение, когда эхосигнал имеет самую большую амплитуду (максимум максиморум). Установить (регулятором мощности генератора, коэффициента усиления усилителя, атенюатором дефектоскопа) вершину эхосигнала на уровне 3/4 высоты шкалы экрана и записать соответствующее значение ослабления по шкале атенюатора Ао.

8.8.8. Измерить и записать расстояние Lo от края образца до ПЭП. Это расстояние соответствует "нулевой точке", для которой имеется равенство расстояний от точки ввода ПЭП до отражающих поверхностей пазов образца.

8.8.9. Перемещать ПЭП вдоль линейки влево от "нулевой точки" до положения, когда амплитуда эхосигнала станет минимальной, измерить это расстояние и записать его, обозначив L1.

8.8.10. С помощью атенюатора совместить вершину эхосигнала (в положении ПЭП по п.8.8.7) с уровнем 3/4 высоты шкалы экрана и записать соответствующее значение ослабления А1.

Найти абсолютное значение разности, характеризующей синусоидальность (монохроматичность) эхосигнала

.

8.8.11. Перемещать ПЭП вдоль линейки вправо от "нулевой точки" до положения, когда амплитуда эхосигнала станет минимальной, измерить это расстояние и записать его, обозначив LП.

8.8.12. Найти абсолютное значение разности

.

8.8.13. Повторить измерения согласно п.п.8.8.1-8.8.12 не менее 10-ти раз, вычислить на основе полученных данных средние значения

А

,

Х

и соответствующие им СКО

А,

Х.

8.8.14. Вычислить эффективную длину ультразвуковой волны

(в мм) и эффективную частоту (в МГц)

,

,

где: k - коэффициент (характеристика образца, равен тангенсу угла между донными поверхностями пазов, указывается в паспорте на образец), С - скорость поперечных волн в материале образца.

Примечание. Для малоуглеродистых сталей значение скорости поперечных волн равно 3,23 мм/мкс.

8.8.15. Вычислить погрешность определения длины волны и частоты

,

.

8.8.16. Записать результат измерения частоты, длины волны, а также характеристику монохроматичности эхоимпульса по п.8.8.8

,      

;      

.

8.9. Определение лучевой разрешающей способности

8.9.1.  Выполнить операции согласно п.п.8.8.1-8.8.8.

8.9.2. Перемещать ПЭП вдоль линейки (рис.8.9.2) от "нулевой точки" до положения, когда вершина эхосигнала разделится на два пика и глубина провала (минимума) между ними станет на 6 дБ меньше амплитуды каждой из этих вершин (рис.8.9.3). Измерить это расстояние и записать его, обозначив L1 .     

Рис.8.9.2 Схема измерения (в плане):

1 - ПЭП, 2 - образец, 3 - линейка

Рис.8.9.3

1 - зондирующий импульс, 2 - эхосигнал от пазов, 3 - "донный сигнал"

8.9.3. Перемещать ПЭП вдоль линейки вправо от "нулевой точки" до положения, когда вершина эхосигнала разделится на две и глубина провала (минимума) между ними станет на 6 дБ меньше амплитуды каждой из этих вершин (рис.8.9.3). Измерить это расстояние и записать его, обозначив LП.

8.9.4. Вычислить абсолютное значение разности

.

8.9.5. Повторить измерения по п.п.8.9.2-8.9.4 не менее 10-ти раз, вычислить на основе полученных разностей среднее значение

х

и соответствующее СКО

х.

8.9.6. Вычислить среднее значение лучевой разрешающей способности d и ее погрешность

d

,

,

где k - коэффициент (п.8.8.11).

8.9.7. Записать результат

.

8.10. Определение фронтальной разрешающей способности

8.10.1. Выполнить действия п.п.8.1.1-8.1.3 и 8.4.1. Установить ПЭП на образец СО2 согласно схеме на рис.8.10.1.

Рис.8.10.1

1 - ПЭП, 2 - опоры, 3 - образец

Примечание. См. примечание к п.8.1.4.

8.10.2. Перемещать ПЭП до получения максимальной амплитуды эхосигнала от цилиндрической поверхности отверстия диаметром 6 мм на расстоянии Z=44 мм от поверхности с ПЭП.

8.10.3. Ручками атенюатора, усиления (или др.) установить амплитуду максимального эхосигнала равной 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

8.10.4. Измерить по шкале глубиномерного устройства расстояние Z, чтобы убедиться в том, что наблюдаемый на экране дефектоскопа эхосигнал соответствует отражателю, указанному в п.8.10.2.

8.10.5. Увеличить на 6 дБ (атенюатором) чувствительность дефектокопа. Переместить ПЭП вдоль длинного ребра образца вперед (ближе к отверстию диаметром 6 мм) в положение, в котором амплитуда эхосигнала уменьшится до уровня 3/4 экрана.

8.10.6. Уточнить положение ПЭП, соответствующее п.8.10.5, измерить штангенциркулем расстояние X (рис 8.10.1) от короткого ребра образца до ПЭП. Записать результат измерения X1.

8.10.7. Повторить действия по п.п.8.10.2-8.10.6 не менее десяти раз. Вычислить  среднее значение

Х1

и СКО

Х1 для ряда значений X1.

8.10.8. Переместить ПЭП вдоль длинного ребра образца в обратную сторону в положение, когда амплитуда эхосигнала будет на уровне 3/4 высоты экрана.

8.10.9. Уточнить положение ПЭП, соответствующее п.8.10.8, измерить штангенциркулем расстояние Х (рис.8.10.2) от короткого ребра образца до ПЭП. Записать результат измерения Х2.

8.10.10. Повторить действия п.п.8.10.8-8.10.9 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение

Х2

и СКО

Х2 для значений X2.

8.10.11. Величина фронтальной разрешающей способности характеризуется в плоскости ввода интервалом (мм)

.

8.11. Определение плоскости ввода ультразвука

8.11.1. Установить образец ОСО4 так, чтобы его рабочая поверхность была горизонтальной.

8.11.2. Установить ПЭП на рабочей поверхности ОСО4 согласно табл.8.11.2 и схеме на рис.8.11.2.

Таблица 8.11.2

Расстояние от точки ввода до переднего ребра образца

Примечание. Для стабилизации акустического контакта образца и ПЭП, имеющего выпуклую контактную поверхность, следует применить локальную ванну с контактной жидкостью.

Рис.8.11.2 Схема измерения (в плане):

1 - ПЭП, 2 - образец, 3 - линейка, 4 - отверстие

8.11.3. Ориентировать боковую поверхность ПЭП параллельно боковым граням ОСО4 и перемещать ПЭП поступательно до положения, когда амплитуда эхосигнала (соответствующего отражению от двугранного угла, образованного нижней гранью образца и цилиндрической поверхностью сквозного отверстия в нем) станет максимальной. Такое расположение соответствует пересечению акустической оси ПЭП с осью этого отверстия и "ребром" указанного двугранного угла.

8.11.4. Для найденного положения ПЭП с помощью регулировочных ручек дефектоскопа установить амплитуду эхосигнала на уровне 3/4 высоты экрана дефектоскопа. Записать максимальное значение амплитуды А по шкале атенюатора.

8.11.5. Установить на образец измерительную линейку параллельно переднему ребру так, чтобы она касалась корпуса ПЭП, и закрепить ее на образце (рис.8.11.2).

Примечание. для выполнения измерений рекомендуется использовать специальное координатное устройство (п.8.8.4).

8.11.6. Увеличить амплитуду эхосигнала (атенюатором) на 6 дБ. Перемещать ПЭП поступательно (вдоль измерительной линейки) до тех пор, пока амплитуда эхосигнала станет ниже уровня 3/4 высоты шкалы.

8.11.7. Переместить ПЭП в обратном направлении в положение, когда вершина зхосигнала совпадет с уровнем 3/4 высоты шкалы. Измерить и записать расстояние L от бокового ребра образца до ПЭП.

8.11.8. Вычислить смещение (Y - расстояние от края образца до оси отверстия, W - ширина ПЭП)

.

8.11.9. Повторить измерения по п.п.8.11.6-8.11.7 не менее10-ти раз. Вычислить на основе полученного согласно п.8.11.8 ряда значений среднее значение

и СКО

.

8.11.10. Записать результат измерения искомого отклонения плоскости ввода (в мм) ПЭП

.

8.12. Определение "мертвой зоны"

8.12.1. Установить ПЭП на рабочую поверхность СО2 или ОСО2 согласно схеме на рис.8.2.1.

8.12.2. Перемещая ПЭП вдоль длинного ребра образца, получить максимальный эхосигнал от цилиндрической поверхности отверстия диаметром 2 мм в образце на глубине 8 мм. С помощью атенюатора и регулятора генератора импульсов дефектоскопа совместить вершину эхосигнала с уровнем 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

8.12.3. Записать соответствующее положение атенюатора А1.

8.12.4. Увеличить амплитуду сигналов на экране дефектоскопа с помощью атенюатора так, чтобы на уровне 3/4 шкалы находился минимум между зондирующим импульсом и вышеуказанным эхосигналом. Записать соответствующее положение атенюатора А2.

8.12.5. Вычислить разность

.

8.12.6. Повторить действия по п.п.8.12.2-8.12.5 не менее 10-ти раз, найти среднее значение

и СКО

для ряда значений по п.8.12.5.

8.12.7. Если

6 дБ, величина "мертвой зоны" больше 8 мм. Если эта разность >=6 дБ, "мертвая зона" меньше 8 мм и для ее уточнения необходимо выполнить действия по п.п.8.12.2-8.12.6 для эхосигнала от отверстия диаметром 2 мм, расположенного в образце на глубине 3 мм.

8.12.8. Если "новая" разность меньше 6 дБ, то величина "мертвой зоны" больше 3 мм. Если разность больше или равна 6 дБ, то величина "мертвой зоны" меньше 3 мм.

8.12.9. Записать результат измерения величины "мертвой зоны" R в виде одного из трех интервалов; 1) R<3 мм , 2) 3 <R<8 мм, 3) R>8 мм.

Примечание. Для более детального определения вышеизложенным способом величины "мертвой зоны" ПЭП рекомендуется применять образцы типа СО2 с отверстиями диаметром 2 мм, расположенными от рабочей поверхности на расстояниях, выбираемых из ряда значений: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5; 10,0 мм.

8.13. Определение абсолютной чувствительности

8.13.1. Установить все регуляторы амплитуды сигнала дефектоскопа (мощность, чувствительность, отсечка и др.) в положение, соответствующее наибольшей амплитуде эхосигналов от отражателей минимального размера.

8.13.2. Установить ПЭП на образец СО3 согласно схеме рис.8.2.1 и найти такое расположение ПЭП, при котором эхосигнал имеет наибольшую амплитуду (точка выхода луча располагается на оси цилиндрической поверхности образца).

8.13.3. Установить вершину эхосигнала на уровне 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа (атенюатором). Записать соответствующее значение ослабления сигнала по шкале атенюатора А1.

8.13.4. Перемещая и слегка поворачивая ПЭП, уточнить его положение на образце, соответствующее наибольшему эхосигналу.

8.13.5. Повторить действия по п.п.8.13.2-8.13.4 не менее десяти раз.

8.13.6. Выбрать из полученного ряда значений показаний атенюатора то, которое соответствует самой большой амплитуде (максимум максиморум). Записать его, обозначив Ао.

8.13.7. Записать абсолютную чувствительность в виде интервала

дБ.

8.14. Определение ширины тарировочной характеристики

8.14.1. Установить ПЭП на образец СО5 согласно схеме на рис.8.14.1. Измерить и записать амплитуду максимального эхосигнала А от компактного двугранного отражателя (акустический эквивалент искусственного дефекта "зарубка" - АЭЗА) в образце СО5 (площадь углового отражателя S=аb, где а и b - геометрические характеристики каждого отражателя типа АЭЗА в СО5).     

Рис.8.14.1

1 - ПЭП, 2 - опоры ПЭП, 3 - образец типа CO5

Примечание. Предпочтительные значения площади соответствуют геометрической прогрессии: 0,5; 0,71; 1,0; 1,41; 2,0; 2,82... с шагом 3 дБ (то есть множитель равен 1,41).

8.14.2. Повторить измерения по п.8.14.1 не менее десяти раз, вычислить на основе полученных данных среднее значение амплитуды

А

для данного отражателя и соответствующее СКО

А.

8.14.3. Заменить измеренный образец ОCО5 на другой образец этого типа, в котором компактный двугранный отражатель имеет новые линейные размеры а и b.

8.14.4. Повторить действия по п.п.8.14.1-8.14.3.

8.14.5. Построить логарифмические шкалы (дБ по вертикали и по горизонтали, см. рис.8.14.5) прямоугольной координатной системы.

8.14.6. Для каждой точки на графике отложить (по вертикали, в каждую сторону) отрезки линий, длина которых равна соответствующим средним квадратическим отклонениям (СКО).

8.14.7. Провести на графике плавную кривую A (S), проходящую через указанные интервалы в окрестности обозначенных точек.

8.14.8. Проанализировать ход построенной кривой, отметить точкой М начало участка монотонного возрастания амплитуды.

8.14.9. Отметить точкой Е (справа от точки М) начало участка насыщения, на котором крутизна кривой

,

где амплитуда А и площадь S выражены в дБ.

Примечание. Данное неравенство означает, например, что при увеличении площади в два раза амплитуда увеличивается менее чем на 2 дБ.

8.14.10. Записать ширину тарировочной кривой (дБ)

.

Рис.8.14.5

           9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЭП, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ВВОДА УЛЬТРАЗВУКА В АЗИМУТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ КАНАЛА РОТОРА

9.1. Определение диапазона контроля ПЭП

9.1.1. Присоединить согласно п.7.2.1 к электронному блоку дефектоскопа ПЭП, предназначенный для ввода ультразвука в азимутальной плоскости канала ротора.

9.1.2. Установить переключатели частоты электронного блока дефектоскопа в положение, соответствующее номинальной частоте проверяемого ПЭП. (В случае использования дефектоскопа УД2-12 для этого следует на блоках А7 и А9 нажать соответствующие кнопки переключателей "Частота МГц".)

9.1.3. Вывести регуляторы временной регулировки чувствительности (ВРЧ) электронного блока дефектоскопа в положение минимума. (В дефектоскопе УД2-12 для этого надо отпустить кнопку АСД-ВРЧ блока А10 и на блоке А8 вывести два регулятора ВРЧ с метками типа наклонная черта "/" в крайнее левое положение, вращая их против часовой стрелки.)

9.1.4. Установить ПЭП на рабочую поверхность образца СО1 и, перемещая ПЭП по поверхности образца, получить максимальный эхосигнал от отражателя, расположенного на средней глубине Zc.

Примечание. Для стабилизации точки ввода ПЭП 1 применять дополнительные опоры 2, сохраняющие ориентацию ПЭП относительно контактной повеpxности образца 3 (рис.9.1.4).     

Рис.9.1.4

9.1.5. Измерить расстояние Z (по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) до отражателя, соответствующего этому эхосигиалу, и убедиться, что эхосигнал соответствует глубине Zс.

Установить указатель атенюатора в положение, соответствующее номинальному значению амплитуды эхосигнала  для вышеуказанного отражателя Ас (должен быть задан в техдокументации ПЭП).

9.1.6. Установить масштаб изображения (на экране дефектоскопа) по горизонтали (линия развертки  электронно-лучевой  трубки) такой, чтобы эхосигнал находился в средней части экрана. При этом вершина максимального эхосигнала должна находиться на уровне 3/4 высоты экрана.

Примечание. Для этой цели использовать ручки регулировки амплитуды  (мощности) блока генератора, коэффициента усиления и отсечки блока усилителя дефектоскопа. При последующих измерениях эти ручки должны оставаться в неизменном положении.

9.1.7. Переместить ПЭП по рабочей поверхности образца и положение, соответствующее максимальному эхосигналу от дальнего отражателя (расположенного на максимальной глубине Zd, указанной в технической документации ПЭП).

С помощью атенюатора совместить вершину эхосигнала с уровнем 3/4 высоты экрана и записать показания шкалы атенюатора в качестве измеренного значения амплитуды эхосигнала Ad.

Измерить (по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) расстояние от контактной поверхности (на которой установлен  ПЭП) до отражателя, соответствующего эхосигналу, чтобы убедиться в соответствии наблюдаемого эхосигнала отражателю, расположенному на заданной глубине Zd.

9.1.8. Перемещая ПЭП по поверхности образца, получить максимальный эхосигнал от ближнего отражателя на глубине Zp (согласно техдокументации ПЭП). Измерить и записать амплитуду эхосигнала Ар (в дБ) и соответствующее расстояние Z (мм, по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) до отражателя этого эхосигнала.

Сравнить измеренное расстояние Z (от контактной поверхности на которой установлен ПЭП до отражателя, соответствующего эхосигналу), сравнить его  с фактической глубиной расположения отражателя Zp в образце, чтобы убедиться в соответствии наблюдаемого эхосигнала заданному отражателю.

9.1.9. Повторить измерения по п.п.9.1.1-9.1.8 не менее десяти раз.

9.1.10. Вычислить на основе измерительных данных средние значения

Ad

 и

Aр

, a также соответствующие СКО

Ad и

Ар, записать их.

9.1.11. Записать результат

,

.

Примечание 1. Если

дБ и

дБ, то диапазон контроля соответствует интервалу Zp...Zd. В других случаях он меньше номинального.

Примечание 2. Значения Adn и Apn, соответствующие Zd и Zp, должны быть указаны в технических документах ПЭП.

9.2. Определение точки ввода ультразвука (точки выхода)

9.2.1. Выполнить действия п.п.9.1.1-9.1.3. Нанести слой контактной смазки на рабочую поверхность отраслевого образца СО3К. Установить ПЭП 1 на образец 3 согласно схеме на рис.9.2.1. Ориентировать плоскость ввода ультразвука перпендикулярно оси рабочей поверхности образца.     

Рис.9.2.1

1 - ПЭП, 2 - опоры, 3 - образец, 4 - диаметральная ось симметрии образца, 5 - точка выхода луча

Примечание 1. См. примечание к п.9.1.4.

Примечание 2. Радиус контактной поверхности образца ОCО3К должен соответствовать условию

мм,

где R - радиус контактной поверхности ПЭП, Rк - радиус внутренней поверхности образца (радиус канала ротора).

Примечание 3. Эскиз образца ОСО3К дан в Приложении.

9.2.2. Переместить ПЭП поступательно по рабочей грани образца в положение, соответствующее максимальному эхосигналу, отраженному от цилиндрической поверхности образца. Зафиксировать ПЭП в этом положении.

9.2.3. Сделать отметку 5 на двух боковых поверхностях корпуса ПЭП напротив диаметральной осевой линии 4 цилиндрической поверхности образца (рис.9.2.1).

Точка ввода (выхода луча) находится на контактной площадке ПЭП на средине прямой линии, соединяющей отметки 5.

Примечание. Попускается использовать другие способы и образцы для определения точки ввода.

9.3. Определение стрелы ПЭП

9.3.1. Выполнить действия согласно п.п.9.2.1-9.2.3.

9.3.2. Измерить штангенциркулем расстояния х1 и х2 от передней грани ПЭП до отметки 5, соответственно на двух боковых поверхностях ПЭП. Вычислить

.

9.3.3. Повторить измерения по п.п.9.3.1-9.3.2 не менее десяти раз, найти для полученного ряда значений Х среднее значение

Х

и СКО

Х.

9.3.4. Записать результат измерения стрелы ПЭП

.

9.4. Определение угла ввода ультразвука ПЭП

9.4.1. Выполнить действия п.п.9.1.1-9.1.3. Нанести слой контактной смазки на рабочую поверхность отраслевого стандартного образца ОCО2К. Установить ПЭП 1 на образец 3 согласно схеме на рис.9.4.1 (эскиз образца дан в Приложении). Ориентировать плоскость ввода ультразвука параллельно плоской поверхности образца.    

Примечание 1. Корректировку "нуля" шкалы отсчета времени проводить не обязательно.

Рис.9.4.1

Примечание 2. См. примечание к п.9.2.1.

9.4.2. Перемещать ПЭП до получения максимальной амплитуды эхосигнала от цилиндрической поверхности отверстия диаметром d1, имеющемся в образце на расстоянии h1 от той поверхности, на которой расположен ПЭП.

9.4.3. Регулировками амплитуды зондирующего импульса, коэффициента усиления или атенюатором установить амплитуду максимального эхосигнала равной 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

9.4.4. Измерить по шкале глубиномерного устройства (с учетом десятых долей мкс) и записать время прихода t1 эхосигнала от отверстия диаметром d1, расположенного на глубине Z=h1.

9.4.5. Повторить действия по п.п.9.4.2-9.4.4 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение

t1

и среднеквадратичное отклонение

t1 для полученного ряда значений t1.

9.4.6. Установить ПЭП на рабочую поверхность образца так, чтобы получить максимальный эхосигнал от цилиндрической поверхности отверстия диаметром d2, находящегося на глубине h2 от поверхности образца.

9.4.7. Установить вершину максимального эхосигнала на уровне 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа (см. п.9.4.3).

9.4.8. Измерить с учетом десятых долей мкс время приходе t2 этого сигнала по шкале глубиномерного устройства и записать полученное значение.

9.4.9. Повторить действия по п.п.8.4.6-8.4.8 не менее 10-ти раз. Вычислить среднее значение t2 и СКО Lt2* для полученного ряда значений t2.

9.4.10. Вычислить (С - скорость ультразвука в образце)

,

.

Примечание. Допускается время прихода эхосигнала отсчитывать в мм шкалы расстояний глубиномерного устройства, прокалиброванной для прямого преобразователя. При этом t=2r/С1, где r - среднее расстояние для эхосигналов по п.9.4.2 и по п.9.4.9, С1 - скорость продольных волн в материале образца.

9.4.11. Вычислить искомое значение угла ввода

или найти по графикам Приложения с учетом радиуса контактной поверхности ПЭП R (радиуса канала Rк).

9.4.12. Погрешность определения угла ввода

определить по графикам Приложения. Записать результат измерения угла ввода

.

9.5. Определение номинального значения уровня эхосигнала

9.5.1. Выполнить действия согласно п.п.9.1.1-9.1.3 для отражателя, расположенного на "средней" глубине Zc в образце.

9.5.2. Перемещая ПЭП по поверхности, получить максимальный эхосигнал от "среднего" отражателя. Измерить (в дБ) его амплитуду Ас.

Измерить расстояние (в мм, по шкале глубиномерного устройства дефектоскопа) до отражателя, соответствующего этому эхосигналу, чтобы убедиться, что эхосигнал соответствует заданному отражателю. Записать полученное значение амплитуды Ас.

9.5.3. Выполнить действия п.п.9.5.1.1-9.5.2 для "ближнего" отражателя, расположенного на глубине Zр, обозначить измеренную амплитуду максимального эхосигнала Ар.

9.5.4. Вычислить разность А1=Ар-Ас .

9.5.5. Повторить действия, указанные в п.п.9.5.3-9.5.4 не менее десяти раз. Вычислить соответствующие полученному ряду разностей среднее значение

А1

и СКО

А1.

9.5.6. Выполнить действия по п.п.9.5.1-9.5.2 для "дальнего" отражателя, расположенного на глубине Zd, обозначить измеренную амплитуду максимального эхосигнала Ad.

9.5.7. Вычислить разность А2=Ав-Ас.

9.5.8 Повторить действия по п.п.8.5.5-8.5.6 не менее 10-ти раз. Вычислить соответствующие полученному ряду разностей средние значения

А2

и СКО

А2.

9.5.9. Записать результат

,  

.

9.6. Определение времени задержки ультразвука

9.6.1. Выполнить операции согласно п.п.9.1.1 и 9.1.3.

9.6.2. Установить ПЭП на образец ОCО3К (рис.9.2.1). Ориентировать плоскость ввода ультразвука параллельно плоской поверхности образца. Уточнить положение ПЭП, чтобы получить максимальный эхосигнал от цилиндрической поверхности.

9.6.3. Ручками атенюатора и (или) усиления установить амплитуду максимального эхосигнала равной 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

9.6.4. Измерить по шкале глубиномерного устройства (с учетом десятых долей мкс) и записать время прихода t эхосигнала от цилиндрической поверхности образца и записать его.

9.6.5. Повторить действия п.п.9.6.1-9.6.4 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение  

t

и СКО

t для полученного рядa значений t.

9.6.6. Вычислить значение времени задержки, мкс

,

где С - скорость ультразвуковых волн в материале образца, мм/мкс; D - диаметральный размер образца в мм.

9.6.7. Погрешность определения времени задержки

,

где

С - погрешность значения скорости распространения упругих волн в материале образца (с учетом типа ПЭП),

D - погрешность значения диаметра.

9.6.8. Записать результат измерения времени задержки в ПЭП

.

9.7. Определение отношения сигнал-шум (в диапазоне контроля)

9.7.1. Выполнить действия, изложенные в разделе 8.7.

9.8. Определение эффективной частоты

9.8.1. Выполнить действия, изложенные в разделе 8.8.

9.9. Определение лучевой разрешающей способности

9.9.1. Выполнить действия, изложенные в разделе 8.9.

9.10. Определение фронтальной разрешающей способности

9.10.1. Выполнить действия п.п.9.1.1-9.1.3 и 9.4.1. Установить ПЭП на образец ОСО2К согласно схеме рис.9.10.1.     

Рис.9.10.1

1 - ПЭП, 2 - опоры, 3 - образец

Примечание: См. примечание к п.9.1.4.

9.10.2. Перемещать ПЭП до получения максимальной амплитуды эхосигнала от цилиндрической поверхности отверстия диаметром 6 мм, имеющемся в образце на расстоянии Z=44 мм от той поверхности, на которой расположен ПЭП.

9.10.3. Ручками атенюатора и (или) усиления установить амплитуду максимального эхосигнала равной 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

9.10.4. Измерить по шкале глубиномерного устройства расстояние Z, убедиться в том, что наблюдаемый на экране эхосигнал соответствует отражателю, указанному в п.9.10.2.

9.10.5. Сделать отметку на торцевой поверхности образца, соответствующую точке выхода луча (или проекции передней грани ПЭП на контактную поверхность образца). Увеличить на 6 дБ (атенюатором) чувствительность дефектоскопа.

9.10.6. Переместить ПЭП в плоскости ввода по контактной поверхности образца вперед (приблизить к отверстию диаметром 6 мм) в положение, когда амплитуда эхосигнала уменьшится до уровня 3/4 экрана.

9.10.7. Уточнить положение ПЭП по п.9.10.6, измерить штангенциркулем расстояние X (по хорде контактной поверхности) между отметкой по п.9.10.5 и новым положением точки выхода луча (или положением передней грани ПЭП). Записать результат измерения X1.

9.10.8. Повторить действия п.п.9.10.2-9.10.7 не менее десяти раз. Найти среднее значение

Х1

и СКС

Х1 для ряда значений X1.

9.10.9. Переместить ПЭП в плоскости ввода в обратную сторону в положение, когда амплитуда эхосигнала будет на уровне 3/4 высоты экрана.

9.10.10. Уточнить положение ПЭП, соответствующее п.9.10.9, измерить штангенциркулем расстояние X (по хорде) между отметкой по п.9.10.5 и новым положением точки выхода луча (или положением передней грани ПЭП). Записать результат измерения Х2.

9.10.11. Повторить действия п.п.9.10.9-9.10.10 не менее десяти раз. Вычислить среднее значение

Х2

и  CКO

Х2 для ряда значений Х2.

9.10.12. Величина фронтальной разрешающей способности характеризуется в плоскости ввода интервалом (мм)

.

9.11. Определение плоскости ввода ультразвука

9.11.1. Выполнить действия, изложенные в разделе 8.11.

9.12. Определение "мертвой зоны"

9.12.1. Установить ПЭП на рабочую поверхность ОСО2К согласно схеме на рис.9.2.1.

9.12.2. Перемещая ПЭП в плоскости ввода ультразвука, получить максимальный эхосигнал от цилиндрической поверхности отверстия диаметром 2 мм в образце на глубине 8 мм. С помощью атенюатора и (или) регулятора амплитуды генератора импульсов дефектоскопа совместить вершину эхосигнала с уровнем 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа.

9.12.3. Записать соответствующее положение атенюатора А1.

9.12.4. Увеличить амплитуду сигналов на экране дефектоскопа с помощью атенюатора так, чтобы на уровне 3/4 шкалы находился минимум между зондирующим импульсом и вышеуказанным эхосигналом. Записать соответствующее положение атенюатора А2.

9.12.5. Вычислить разность

.

9.12.6. Повторить действия п.п.9.12.2-9.12.5 не менее 10-ти раз,  найти среднее значение

А

и СКО

А для ряда значений по п.9.13.5.

9.12.7. Если

дБ, то величина "мертвой зоны" больше 8 мм. Если эта разность >=6 дБ, то "мертвая зона" меньше 8 мм и для ее уточнения необходимо выполнить действия п.9.12.2-п.9.13.6 для эхосигнала отверстия диаметром 2 мм, которое расположено в образце на глубине 3 мм.

9.12.8. Если "новая" разность меньше 6 дБ, то величина "мертвой зоны" больше 3 мм. Если она больше или равна 6 дБ, то величина "мертвой зоны" меньше 3 мм.

9.12.9. Записать результат измерения величины "мертвой зоны" R в виде одного из трех интервалов: 1) R<3 мм, 2) 3<R<8 мм, 3) R>8 мм.

Примечание: Для более детального определения вышеизложенным способом величины "мертвой зоны" ПЭП рекомендуется применять образцы ОCО2К с отверстиями диаметром 2 мм, расположенными на глубинах, выбираемых из ряда: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,0; 6,5; 7,0; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; …

9.13. Определение абсолютной чувствительности

9.13.1. Установить все регуляторы амплитуды сигнала дефектоскопа (мощность, чувствительность, отсечка и др.) в положение, соответствующее наибольшей амплитуде эхосигналов от отражателей минимального размера.

9.13.2. Установить ПЭП на образец ОСО3К согласно схеме рис.9.2.1 и найти положение ПЭП, при котором эхосигнал максимален (точка выхода луча располагается на оси цилиндрической поверхности образца).

9.13.3. Атенюатором установить вершину эхосигнала на уровень 3/4 высоты шкалы экрана дефектоскопа. Записать соответствующее значение ослабления сигнала по шкале атенюатора А1.

9.13.4. Перемещая и слегка поворачивая ПЭП, уточнить его положение на образце, соответствующее наибольшему эхосигналу.

9.13.5. Повторить действия п.п.9.13.2-9.13.4 не менее 10-ти раз.

9.13.6. Выбрать из полученного ряда значений показаний атенюатора то, которое соответствует самой большой амплитуде (максимум максиморум). Записать его, обозначив А.

9.13.7. Записать абсолютную чувствительность в виде интервала

 дБ.

9.14. Определение ширины тарировочной характеристики

9.14.1. Установить ПЭП на образец ОСО5К согласно схеме, показанной на рис.9.14.1. Измерить и записать амплитуду максимального эхосигнала А от компактного двугранного отражателя типа АЭЗА (площадь граней углового отражателя S=аb, где а и b - геометрические характеристики каждого отражателя.

 Примечание 1. Эскиз образца ОСО5К дан в Приложении.

Рис.9.14.1

1 - ПЭП, 2 - опоры ПЭП, 3 - образец типа CO5К.

Примечание 2. Предпочтительные значения площади соответствуют геометрической прогрессии: 0,5; 0,71; 1,0; 1,41; 2,0; 2,82*... с шагом 3 дБ (то есть множитель равен 1,41).

_______________

* кв.мм

9.14.2. Повторить действия п.8.14.1 не менее десяти раз, вычислить на основе полученных данных среднее значение амплитуды

А

для данного отражателя и соответствующее СКО

А.

9.14.3. Заменить отражатель на другой (другие размеры а и b).

9.14.4. Повторить действия п.п.9.14.1-9.14.3 для отражателя с новыми размерами.

9.14.5. Построить шкалы (см. рис.8.14.5) прямоугольной координатной системы.

9.14.6. Для каждой точки на графике отложить (по вертикали, в каждую сторону) отрезки, длина которых равна СКО.

9.14.7. Провести на графике плавную кривую А (S), проходящую через указанные интервалы в окрестности обозначенных точек.

9.14.8. Проанализировать ход построенной кривой, найти и отметить точкой М начало участка монотонного возрастания амплитуды.

9.14.9. Найти и отметить точкой Е (справа от точки М) начало участка насыщения, на котором крутизна кривой

,

где амплитуда А и площадь S выражены в дБ.

Примечание. См. примечание п.8.14.9.

9.14.10. Записать ширину тарировочной кривой (дБ)

.

 10. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

10.1. Данные измерений должны быть записаны в журнале или оформлен в виде протокола, в которых необходимо зафиксировать измерительные данные, а также данные об использованных образцах и аппаратуре. Форма представления результатов измерений должна соответствовать ГОСТ 8.011-72.

10.2. При использовании ЭВМ или автоматических средств для обработки результатов измерений допускается представлять их в виде записи на магнитном носителе, перфоленте, распечатки на принтере ЭВМ.

10.3. Положительные результаты должны оформляться:

- выдачей свидетельства о поверке (калибровке) по форме Приложения 2;

- записями в формуляре (паспорте) ПЭП и документах, хранящихся в метрологической службе.

10.4.Отрицательные результаты должны оформляться:

- выдачей извещения о непригодности ПЭП;

- записями в документах по оформлению результатов (хранятся в метрологической службе) о непригодности ПЭП к выпуску в обращение.

 ЛИТЕРАТУРА

1. Инструкция по ультразвуковому контролю цельнокованых роторов паровых турбин со стороны осевого канала И34.70.005-62 (РД 34.17.406).

2. Техническая документация к дефектоскопу УД2-12 (заводское руководство ЩЮ2.068.136 РЭ)

3. Методические указания. Преобразователи ультразвуковые для контроля сварных соединений оборудования ТЭС. Методы измерения основных параметров. РД 34.17.39-94

4. Рекомендации по тестированию электронных блоков ультразвуковых дефектоскопов, применяемых на предприятиях Минтопэнерго. РТМ ВТИ 11.006-95

5. Инструкция по выполнению измерений ультразвуковым дефектоскопом типа УД2-12 при контроле сварных соединений согласно отраслевой НТД. РТМ ВТИ 11.007-95

6. Инструкция по выполнению измерений ультразвуковым дефектоскопом типа УД2-12 при контроле гибов труб согласно отраслевой НТД. РТМ ВТИ 11.008-95

7. Методические указания о порядке проведения работ и оценке индивидуального ресурса паровых турбин и продлении срока их эксплуатации сверх паркового ресурса (проект, разработчик ВТИ).*

________________

* РД 34.17.440-96

 ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Справочное

Приложение 2

Обязательное

 ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ OCО2КР

(Изготовитель - ВТИ)

Приложение 3

Обязательное

 ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ОСО3КР

(Изготовитель - ВТИ)

Приложение 4

Обязательное

 ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ОСО4

(Изготовитель - ВТИ)

Приложение 5

Обязательное

 ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ОСО5

(Изготовитель - ВТИ)

Приложение 6

Обязательное

 ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ОСО5КР

(Изготовитель - ВТИ)

(эскиз образца ОСО5КР)	Материал: малоуглеродистая сталь

Приложение 7

Обязательное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛА ВВОДА ПЭП С ПОМОЩЬЮ ОБРАЗЦА ОСО2КР (ВВОД УЛЬТРАЗВУКА В АЗИМУТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ КАНАЛА РОТОРА)

Графики для определения угла ввода ультразвука

в зависимости от  разности t времен прихода двух эхосигналов (мкс), соответствующих отражению от отверстий равного диаметра, одно из которых расположено на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце типа ОCО2КР (скорость поперечных волн С=3230 м/с), построены на основе расчета по формуле

,

,

где R - радиус канала ротора.

Графики для определения погрешности угла ввода ультразвука

(угловые градусы) по вышеуказанному  способу (в зависимости от времени t, мкс), построены на основе расчета по формуле

,

где  погрешность измерения времени

=0,1 мкc.

Для диаметра канала ротора 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140 и 150 мм графические зависимости

,

представлены в данном приложении на восьми листах.

Для промежуточных значений диаметра канала соответствующие величины углов ввода и погрешности могут быть получены с помощью имеющихся графиков путем интерполяции.

В общем случае величины углов ввода и погрешности их могут быть получены с помощью приведенных выше формул.

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 80 мм

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 90 мм

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 100 мм

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 110 мм

     График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 120 мм

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 130 мм

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 140 мм

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2КР, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

ДИАМЕТР КАНАЛА РОТОРА 150 мм

Приложение 8

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛА ВВОДА ПЭП С ПОМОЩЬЮ ОБРАЗЦА OCО2 (СО2)  (ВВОД УЛЬТРАЗВУКА В ОСЕВОЙ ПЛОСКОСТИ КАНАЛА РОТОРА)

График для определения угла ввода ультразвука (вертикальная ось, шкала слева в угловых градусах) и погрешности определения угла ввода (шкала справа, градусы) на основе определения разности времен прихода эхосигнала (мкс) от двух отверстий равного диаметра (одно отверстие на глубине Н=44 мм, а второе на глубине h=15 мм в стальном образце ОCО2 или СО2, скорость поперечных волн 3230 м/с, погрешность измерения интервала времени 0,1 мкс).

Приложение 9

Обязательное

 Параметры ПЭП для УЗ контроля металла роторов паровых турбин при доступе со стороны осевого канала