Разработка методики неразрушающего контроля рельсов в условиях эксплуатации на основе анализа формы и энергетических характеристик сигналов акустической эмиссии

• Автор: Муравьев, Максим Витальевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 167 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ
1.1 Состояние неразрушающего контроля рельсов
1.2 Акустико-эмиссионный контроль объектов
1.2.1 Измеряемые параметры сигналов АЭ
1.2.2 Определение координаты источника
1.2.3 АЭ при прочностных испытаниях материалов
1.2.4 АЭ при усталостных испытаниях материалов
1.3 Возможность применения АЭ метода для контроля рельсов
Выводы по 1 главе
2 ПОВЫШЕНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ ИНФОРМАТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛА АЭ
2.1 Исследование структуры сигналов АЭ с целью повышения точности
определения местоположения дефектов
2.1.1 Факторы влияющие на точность определения местоположения иточ-ника сигнала АЭ
2.1.2 Разработка алгоритма уточнения момента появления сигнала
2.1.3 Сравнительный анализ методов определения местоположения сигналов АЭ с использованием разработанного алгоритма
2.2 Исследование информативных параметров сигналов акустической
эмиссии при испытаниях образцов
2.2.1 Схема эксперимента
2.2.2 Определение местоположения источника сигналов АЭ в эксперименте с образцами

2.2.3 Частотные характеристики сигналов АЭ
2.2.4 Малоцикловые испытания образцов
2.2.5 Энергетические параметры сигналов АЭ
Выводы по 2 главе
3 ИССЛЕДОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ШУМОВ ПРИ СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ ОБРАЗЦОВ ИЗ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ
3.1 Механические шумы
3.2 Изучение акустических характеристик материалов
3.3 Многослойная шумоизоляция
3.4 ИЗУЧЕНИЕ НИЗКОЭНЕРЕЕТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА ПРИ ИСПЫТАНИИ ОБРАЗЦОВ
Выводы по 3 главе
4 ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОГО МЕТОДА ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ РЕЛЬСОВ
4.1 Изучение напряженно-деформированного состояния рельса на мосту
в динамике
4.2 Изучение акустического и электромагнитного фона при проведении
АЭ контроля рельсов на железнодорожном мосту
4.3 Методика проведения АЭ исследований рельсов
4.4 Результаты АЭ контроля
Выводы по 4 главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
НК - неразрушающий контроль;
АЭ - акустическая эмиссия;
АЭК - акустико-эмиссионный контроль;
OK - объект контроля;
ПАЭ - преобразователь акустической эмиссии;
ПК — персональный компьютер;
ОДР - остро дефектный рельс;
АР — амплитудное распределение;
АЧХ — амплитудно-частотная характеристика;
КИН - коэффициент интенсивности напряжений;
РВП - разность времен прихода;
УЗВ - ультразвуковая волна;
НУ - нагружающее устройство;
MARSE - Measured Area of the Rectified Signal Envelope (площадь под огибающей сигнала).
образом: после сварки рельсов и срезки металла сварочного утолщения (операция обрубки грата) на головку рельса в зоне сварного шва (стыка) через волновод устанавливают датчик АЭ, при этом температура металла при срезке грата для рельсов около 820°С, регистрируют сигналы АЭ при остывании сварного до температуры около 400°С. Разбивают процесс остывания на рабочие интервалы времени, в каждом из которых температура падает на 10 %, производят обработку сигналов АЭ на каждом из интервалов. Сигналы АЭ, регистрируемые в процессе остывания шва, носят нестационарный характер, что объясняется действием большого числа источников разного происхождения. Однако разбиение процесса остывания на равные температурные интервалы позволяет рассматривать процесс излучения сигналов АЭ на каждом из интервалов выбранным таким образом, как квазистационарный процесс. Сварной стык бракуют по превышению скорости счета сигналов АЭ порогового значения хотя бы в одном из интервалов.
Как следует из формулы изобретения, контроль сварного стыка рельсового полотна производится только на стадии изготовления. К сожалению, используя этот подход невозможно проконтролировать весь рельс, или хотя бы сварные стыки в процессе эксплуатации.
Причиной отсутствия АЭ контроля рельсов находящихся в эксплуатации, является большое количество вопросов, на которые до сих пор нет ответа.
При проведении АЭ контроля трубопроводов и сосудов находящихся под давлением, используется примерно следующая оценка результатов контроля.
После обработки принятых сигналов результаты контроля представляют в виде идентифицированных и классифицированных источников АЭ.
При принятии решения по результатам АЭ контроля используют