ГЛАВА V.
ПРИБОРЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ
Для дефектоскопии рельсов используют магнитные и ультразвуковые приборы неразрушающего контроля. Характеристики и показатели этих приборов, а также функции, которые они должны выполнять, определяют их электрическую схему и конструкцию. Электрическая схема — это совокупность схемных элементов и их соединений, отображающая логику преобразований сигналов, которым они подвергаются в приборе. Электрическая схема любого прибора создается с учетом условий его эксплуатации и должна обеспечивать минимальную зависимость выходных сигналов прибора от внешних факторов, прежде всего от температуры.
Обеспечение нормального функционирования дефектоскопов в сложных условиях эксплуатации достигается выбором рациональной конструкции. К основным факторам, характеризующим условия эксплуатации приборов, относят: температуру, влажность, загрязненность воздуха пылью, газами, микроорганизмами, действующие на прибор вибрации и удары. Устойчивость приборов к воздействию температуры и влажности определяется ГОСТ 15150 — 69 и ГОСТ 12997 — 76. Нормальным считается температурный режим, при котором температура воздуха находится в пределах 25+5 °C. Приборы для контроля рельсов в пути эксплуатируются в более жестких условиях. Для устойчивой работы во всех климатических зонах СССР они должны сохранять работоспособность в диапазоне температур от —40 до +50 °C, что соответствует промежуточному положению между первой и второй группой изделий но ГОСТ 12997 — 76. Учитывая, что граничные значения отрицательных температур наблюдаются только очень короткое время и на ограниченной части территории СССР, для некоторых приборов установлен температурный диапазон — 30, + 50 °C, что соответствует второй группе по ГОСТ 12997 — 76.
Нормальной влажностью считается относительная влажность воздуха в пределах 30 — 80% при давлении от 83993 до 106657 Па. При повышении влажности, особенно когда температура элементов прибора выше, чем у окружающего воздуха, интенсивно развиваются коррозионные процессы. Дефектоскопы для контроля рельсов должны быть устойчивы к воздействию относительной влажности окружающего воздуха до (95 ± 3) % при температуре плюс 35 °C и более низких без конденсации влаги. Их следует защищать от воздействия воды и пыли.
Технические требования к приборам, подвергающимся действию воды, определены ГОСТ 17786-72. По степени защищенности от воздействия воды дефектоскопы относятся к исполнению В1 и должны быть работоспособны и сохранять метрологические характеристики при воздействии на них дождя, падающего под углом не более 60 к вертикали.
Технические требования к приборам, эксплуатирующимся в условиях воздействия пыли, сформулированы в ГОСТ 17785 — 72. По степени защищенности от проникновения пыли приборы неразрушающего контроля рельсов относятся к исполнению П1; они должны быть работоспособны и сохранять метрологические характеристики при воздействии пылевой смеси с частицами размером не более 200 мкм, движущейся со скоростью 5 м/с при атмосферном давлении внутри корпуса; пыль не должна проникать внутрь корпуса изделия.
По устойчивости к механическим воздействиям приборы для контроля рельсов можно разделить на две группы: обыкновенного исполнения и виброустойчивые. Приборы обыкновенного исполнения предназначены для работы в стационарных условиях, выдерживают вибрацию частотой до 25 Гц с амплитудой не более 0,1 мм, а виброустойчивого — установлены на тележках и должны нормально функционировать при воздействии нагрузок в диапазонах частот 5—10, 10 — 20, 20 — 30 Гц при виброперемещении 0,1 мм.
Особые требования предъявляют к обеспечению устойчивости приборов при их перевозке. Все приборы должны выдерживать в упаковке для транспортирования: транспортную тряску с ускорением 30 м/с2 при частоте ударов от 80 до 120 в минуту или 15 000 ударов с тем же ускорением; температуру от —60 до +5 С; относительную влажность 95 + 3% при 35 С.
Приборы должны нормально функционировать после всех этих нагрузок, сохранять рабочие параметры при замене любых комплектующих элементов.
Важный показатель работы прибора — его надежность. Для приборов неразрушающего контроля чаще всего задают вероятность безотказной работы и средний срок службы. Вероятность безотказной работы — это вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени в изделии не возникает отказа, под которым понимают изменение параметров прибора, превышающее установленный допуск.
Изложенные выше требования соответствуют ГОСТ 12997 — 76, определяющему общие технические требования и методы испытаний применительно к государственной системе промышленных приборов и средств автоматизации, составной частью которой являются приборы неразрушающего контроля.
Для рассматриваемого класса приборов вероятность безотказной работы принимается равной 0,85 за 1000 ч. Средний срок службы дефектоскопа установлен 6 — 8 лет.
Современные ультразвуковые и магнитные дефектоскопы для контроля рельсов — сложные радиоэлектронные устройства. При разработке электрических схем приборов определяющим наряду с условиями эксплуатации является элементный базис, т. е. совокупность радиокомпонентов, которые могут быть применены в конструкции прибора.