Повышение достоверности неразрушающего контроля литых деталей подвижного состава тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.11, кандидат технических наук Бобров, Алексей Леонидович

• Бобров, Алексей Леонидович
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бобров, Алексей Леонидович

Введение

1. Состояние неразрушающего контроля литых деталей подвижного состава

1.1. Эксплуатационные особенности литых деталей тележек грузовых вагонов

1.2. Визуальный контроль деталей тележек грузовых вагонов

1.3. Использование магнитного и электромагнитного методов для контроля литых деталей тележек

1.4. Технические и технологические особенности акустико-эмиссионного метода контроля

1.5. Применение метода акустической эмиссии при контроле металлических объектов в различных областях промышленности

1.6. Применение метода акустической эмиссии при контроле объектов железнодорожного транспорта

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение достоверности неразрушающего контроля литых деталей подвижного состава»

Одним из главных аспектов повышения безопасности эксплуатации объектов железнодорожного транспорта служит освидетельствование деталей подвижного состава на предмет выявления опасных дефектов. Особенно важно использование неразрушающего контроля в ходе обыкновенного и полного освидетельствования при деповских периодических ремонтах деталей. В современной дефектоскопии используются ультразвуковой, магнитный, электромагнитный и визуальный контроль для обнаружения усталостных дефектов таких деталей, как колесо и ось колесной пары, деталей автосцепного устройства и тележки.

Внедрение неразрушающих методов контроля деталей подвижного состава проводится по двум основным направлениям: расширением спектра освиде-тельствуемых деталей; улучшением надежности и достоверности используемых методов контроля. В обоих случаях приходится сталкиваться с проблемой массивности деталей, которые нужно контролировать. Поэтому большинство методик проведения диагностики часто обладает довольно высокой погрешностью и нетехнологичностью. Основным недостатком этих методик является полное отсутствие прогнозирования поведения в ходе дальнейшей эксплуатации обнаруженных дефектов.

Контроль деталей подвижного состава также затруднен их сложной конфигурацией, низкой степенью обработки поверхности, которая подвержена де-фектообразованию. Дополнительным фактором, осложняющим контроль некоторых деталей (боковая рама, надрессорная балка и др.) является то, что они являются литыми, а, как известно, неоднородность структуры литого металла снижает достоверность контроля.

В связи с вышеуказанными обстоятельствами, целесообразен поиск новых способов контроля деталей подвижного состава, по возможности устраняющих или существенно снижающих недостатки существующих методов.

Одним из перспективных методов в настоящее время является акустико-эмиссионный (АЭ) метод неразрушающего контроля, позволяющий максимально исключить влияние субъективных оценок оператора в ходе определения дефектности объектов [1-3]. Достоинством данного метода, в первую очередь, выступает исключение трудоемкой операции сканирования участков крупногабаритных деталей. Еще одним достоинством метода АЭ является достаточно большое оценочное количество акустических параметров, определяемых за одни испытания, также метод позволяет проводить и локализацию сигналов, зафиксированных преобразователем. При обеспечении нагрузок контроля, близких к эксплуатационным нагрузкам, АЭ возникает только в тех локальных областях, которые действительно потенциально опасны для последующей работы детали.

АЭ метод контроля металлических объектов обладает рядом недостатков, связанных с тем, что современная аппаратура позволяет получать достаточно много акустической информации, интерпретация которой представляет определенную сложность.

В связи с вышесказанным повышение надежности и достоверности контроля деталей подвижного состава с помощью метода АЭ с привлечением дополнительных исследований свойств литых деталей подвижного состава является необходимой задачей, повышающей быстроту и эффективность контроля. При этом повышается информативность освидетельствования, что по данным [4] повышает достоверность результатов контроля.

Следует отметить, что до сих пор АЭ метод пока не нашел своего применения при диагностике деталей подвижного состава, как у нас в стране, так и за рубежом. Также до сих пор не разработаны технологии контроля литых объектов акустико-эмиссионным методом.

В настоящей диссертационной работе решается задача разработок новых методик оценки достоверности неразрушающего контроля литых деталей грузовых вагонов, определены критерии оценки конкретных деталей подвижного состава. Диссертация содержит пять глав.

Первая глава посвящена обзору современного состояния акустико-эмнссионного неразрушающего контроля металлических объектов, а также возможности его внедрения для диагностики литых крупногабаритных деталей подвижного состава. Во второй главе рассмотрены основные параметры акусти-ко-эмиссионного метода контроля заданных объектов, сформулированы факторы определяющие контролепригодность и параметры обеспечения достоверности результатов диагностики. Там же описываются методы и средства исследования структуры, физических и механических характеристик металлов, из которых изготавливают литые детали; технология проведения АЭ испытаний образцов при механических испытаниях, а также испытаний реальных объектов контроля - боковых рам. Третья глава посвящена исследованию чувствительности АЭ контроля боковых рам и надрессорных балок, а также анализу волновых пакетов и других параметров АЭ. В четвертой главе рассмотрены вопросы обеспечения точности локализации источников АЭ возникающих на литых деталях подвижного состава, проведен анализ факторов влияющих на точность локализации. В заключительной главе приведены данные по контролю литых деталей подвижного состава на примере боковой рамы в условиях депо, выявлены реальные дефекты. Здесь же рассмотрены достоверность результатов контроля различными неразрушающими методами, проведен металлографический анализ дефектных участков. В заключении подводится краткий итог проделанной работы, указываются основные результаты проведенных исследований.

Работа выполнена на кафедре «Электротехника и электротехнологии» в НСДЦ СГУПС, часть экспериментальных исследований проводили на базе Сибирского НИИ авиации им. С. А. Чаплыгина. Испытания боковых рам проводили в вагонном депо ст. Кемерово.

За неоценимую помощь при проведении экспериментальной части работы и обработке данных автор выражает благодарность сотрудникам СибНИА им. С. А. Чаплыгина - Л. Я. Степановой, С. й. Кабанову, Е. Ю. Лебедеву и В. Л. Кожемякину.