СТЫКОВ АЛЮМИНОТЕРМИТНОЙ СВАРКИ рельсов в пути

Технологическая инструкция

По ультразвуковому контролю

ТИ 07.96-2011

(взамен ТИ 07.22-2000)

Москва

Предисловие

РАЗРАБОТАНА

Федеральным государственным унитарным предприятием «Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии Федерального агентства железнодорожного транспорта»

РАЗРАБОТЧИКИ Гурвич А.К., Николаев С.В., Рукавчук Ю.П.,

Этинген И.З.

СОДЕРЖАНИЕ

	Область применения
	Нормативные ссылки
	Обозначения и сокращения
	Основные термины и определения
	Общие положения
	Оборудование, материалы и вспомогательные приспособления
	Подготовка к контролю
	Проведение приемочного контроля стыков алюминотермитной сварки рельсов
	Проведение эксплуатационного контроля стыков алюминотермитной сварки рельсов
	Оценка качества и оформление результатов контроля
	Требования безопасности
	Приложение А. Рабочий журнал регистрации результатов УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов
	Приложение Б. Карта дефектного стыка алюминотермитной сварки рельсов

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящая «Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю стыков алюминотермитной сварки рельсов в пути» (далее - ТИ) распространяется на неразрушающий контроль (НК) ультразвуковым методом стыков рельсов типа Р50, Р65, Р75 по ГОСТ Р 51685, сваренных в пути алюминотермитным способом в соответствии с ТУ 0921-127-01124323-2005.

Настоящей ТИ предусмотрены:

- приемочный ультразвуковой контроль (УЗК) стыков алюминотермитной сварки рельсов;

- эксплуатационный УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов;

Настоящая ТИ устанавливает:

- общие требования к средствам контроля и персоналу, проводящему НК;

- перечень средств контроля, материалов и вспомогательных приспособлений;

- порядок подготовки средств контроля и стыка алюминотермитной сварки рельсов к контролю;

- порядок проведения приемочного и эксплуатационного УЗК;

- требования к оформлению результатов контроля и оценке качества по результатам УЗК;

- требования по техническому обслуживанию средств УЗК и безопасности при проведении УЗК.

С вводом в действие настоящей ТИ утрачивают силу ПР 07.41-2006 «Правила контроля стыков алюминотермитной сварки рельсов в пути».

НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

При разработке настоящей ТИ использованы следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.0.004-90 Организация обучения безопасности труда. Общие положения

ГОСТ 12.1.004-91 Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические

ГОСТ 982-80 Масло трансформаторное. Технические требования

ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

ГОСТ 18576-96 Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые

ГОСТ 23829-85 Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения

ГОСТ Р 51685-2000 Рельсы железнодорожные. Общие технические условия

ТУ 0921-127-01124323-2005 Сварка рельсов алюминотермитная методом промежуточного литья

Изменение №2 ТУ 0921-127-01124323-2005 Извещение об изменении. Сварка рельсов алюминотермитным методом промежуточного литья

НТД/ЦП-3-93 Признаки дефектных и остродефектных рельсов, Москва «Транспорт» 1993 г.

Инструкция по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (№ ЦП-485, утвержденная 28.07.97 г.)

Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации (№ ЦД-206, утвержденная 02.10.93 г.)

Инструкция по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации (№ ЦРБ-176, утвержденная 26.04.93 г.)

Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации(№ ЦРБ-162, утвержденная 26.04.93 г.)

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

АСД– автоматическая сигнализация дефекта;

ДР– дефектный рельс;

И– излучатель ультразвуковых колебаний;

М– мертвая зона;

НК– неразрушающий контроль;

ОДР– остродефектный рельс;

П– приемник ультразвуковых колебаний;

ПЭП– пьезоэлектрический преобразователь;

РС ПЭП– раздельно - совмещенный пьезоэлектрический преобразователь;

СО– стандартный образец;

ТУ– технические условия;

УЗК– ультразвуковой контроль;

α– угол ввода ультразвуковых колебаний в металл (угол ввода луча), град.;

b– ширина облива стыка алюминотермитной сварки рельса, мм;

h– высота рельса, мм;

В– ширина головки рельса, мм;

К_дэ–коэффициент выявляемости дефекта при эхо-методе,

К_дэ= ½U_дэ½ - ½U_о½, дБ;

К_дз–коэффициент выявляемости дефекта при зеркальном методе,

К_дз= ½U_дз½ - ½U_о½, дБ;

К_у–условная чувствительность, дБ;

К_э– эквивалентная чувствительность, дБ;

U_дэ– показание значения усиления приемника дефектоскопа при измерении амплитуды максимального эхо-сигнала от дефекта, дБ;

U_дз– показание значения усиления приемника дефектоскопа при измерении максимальной амплитуды зеркально отраженного сигнала от дефекта, дБ;

U_о– показание значения усиления приемника дефектоскопа при измерении амплитуды опорного сигнала (опорный уровень чувствительности), дБ;

U_у-показание значения усиления приемника при настройке дефектоскопа на условную чувствительность К_у, U_у= U_о+ К_у, дБ;

U_э–показание значения усиления приемника при настройке дефектоскопа на эквивалентную чувствительность К_э, U_э = U_о+ К_э, дБ;

H– показание дефектоскопа глубины расположения выявленного дефекта, мм;

L– показание дефектоскопа расстояния от точки выхода луча из ПЭП до выявленного дефекта, мм;

ΔL –условная протяженность выявленного дефекта, мм;

ΔХ –условная ширина выявленного дефекта, мм.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В настоящей ТИ применены следующие термины с соответствующими определениями:

4.1коэффициент выявляемости дефекта при эхо-методе: Коэффициент, соответствующий отношению максимальной амплитуды эхо-сигнала от дефекта к максимальной амплитуде эхо-сигнала от цилиндрического отверстия диаметром 6 мм на глубине 44 мм в стандартном образце СО-2 по ГОСТ 14782 (или СО-3Р по ГОСТ 18576).

[ГОСТ 18576]

4.2 мертвая зона:Неконтролируемая зона, прилегающая к поверхности ввода ультразвуковых колебаний.

[ГОСТ 23829]

4.3 поверхность ввода: Поверхность объекта контроля, через которую вводятся упругие колебания.

[ГОСТ 23829]

4.4 точка выхода луча ПЭП: Точка пересечения акустической оси преобразователя с его рабочей поверхностью.

[ГОСТ 23829]

4.5 угол ввода луча:Угол между нормалью к поверхности, на которой установлен преобразователь, и линией, соединяющей центр цилиндрического отражателя с точкой выхода луча при установке преобразователя в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала от отражателя наибольшая.

[ГОСТ 14782]

4.6 условная протяженность дефекта:Размер, соответствующий длине зоны в миллиметрах между крайними положениями наклонного преобразователя, перемещаемого вдоль плоскости, ориентированной перпендикулярно плоскости падения ультразвуковой волны, в пределах которой фиксируют сигнал от дефекта при заданной условной чувствительности дефектоскопа.

[ГОСТ 18576]

4.7 условная ширина дефекта:Размер, соответствующий длине зоны в миллиметрах между крайними положениями наклонного преобразователя, перемещаемого в плоскости падения ультразвуковой волны, в пределах которой фиксируют сигнал от дефекта при заданной условной чувствительности дефектоскопа.

[ГОСТ 18576]

4.8 автоматическая сигнализация дефекта: Автоматическая сигнализация регистрации эхо-сигнала, амплитуда которого выше заданного опорного уровня.

4.9 коэффициент выявляемости дефекта при зеркальном методе: Коэффициент, соответствующий отношению максимальной амплитуды сигнала, зеркально отраженного от дефекта к максимальной амплитуде прошедшего сигнала на бездефектном участке рельса в соответствующей зоне контроля.

4.10 опорный отражатель:Отражатель, используемый при настройке чувствительности дефектоскопа (цилиндрическое отверстие в СО-3Р диаметром 6 мм, искусственный отражатель в образце из материала с заданными свойствами или в образце контролируемых объектов, отражающая поверхность контролируемого объекта).

4.11 опорный уровень чувствительности:Значение усиления, при котором сигнал от опорного отражателя находится на уровне срабатывания АСД.

4.12 сканирование: Процесс контроля посредством перемещения преобразователя по поверхности.

4.13 стык алюминотермитной сварки рельсов: Участок рельса в области алюминотермитной сварки протяженностью 20 мм в обе стороны от края облива сварного стыка.

4.14 условная чувствительность контроля эхо-метода: Чувствительность, выражаемая разностью в децибелах между значением усиления при данной настройке дефектоскопа и значением усиления при опорном уровне чувствительности, при котором амплитуда эхо-сигнала от эталонного отражателя диаметром 6 мм на глубине 44 мм в СО-3Р по ГОСТ 18576 находится на уровне срабатывания АСД.

4.15 эквивалентная чувствительность контроля: Чувствитель-ность, выражаемая разностью в децибелах между значением усиления при данной настройке дефектоскопа и значением усиления при опорном уровне чувствительности, при котором амплитуда эхо-сигнала от отражающей поверхности контролируемого рельса находится на уровне срабатывания АСД.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

5.1 УЗК применяют для выявления дефектов типа пор, шлаковых включений, непроваров и трещин в сварных стыках рельсов, образовавшихся при сварке или развившихся в процессе эксплуатации в головке, в шейке и подошве (соответственно коды: 26.4, 56.4 и 66.4).

5.2 При УЗК используют:

- эхо-метод для выявления внутренних дефектов по всему сечению сварного стыка;

- зеркальный метод для выявления несплавлений торца рельса с металлом шва в области головки, шейки и продолжения ее в подошву.

Примечания

1 Дефекты сварки могут быть не выявлены, если они расположены у поверхности катания головки рельса на глубине до 3 мм (рисунок 1).

2 При УЗК сварных стыков рельсов, имеющих болтовые отверстия в концевых участках на расстоянии менее 330 мм от торцов рельсов, зеркальный метод контроля стыков в области шейки и ее продолжения в подошву не применяют, поэтому выявление непроваров в этих зонах не гарантируется.

СТЫКОВ АЛЮМИНОТЕРМИТНОЙ СВАРКИ рельсов в пути - student2.ru

Рисунок 1 - Зона стыка алюминотермитной сварки рельсов, в пределах которой должно быть обеспечено прозвучивание при УЗК

5.3 При УЗК сварных стыков рельсов применяют схемы прозвучивания в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1 - Схемы прозвучивания УЗК при проведении приемочного и эксплуатационного контроля

Вид контроля	Схема прозвучивания
РС ПЭП с α=0° с пов-ти катания, эхо- метод	ПЭП с α=70° по всему сечению (кроме подошвы снизу), эхо-метод	Два ПЭП с α=45° с боковых поверхнос- тей головки, зеркальный метод	Два ПЭП с α=45° с пов-ти катания, зеркальный метод
Приемочный: - УЗК стыков алюмино-термитной сварки рельсов, в концевых участках которых болтовые отверстия располагаются на расстоянии менее 330 мм от торца рельса; - УЗК стыков алюмино-термитной сварки рельсов, в концевых участках которых болтовые отверстия располагаются на расстоянии 330 мм и более от торца рельса	+ +	+ +	+ +	- +
Эксплуатационный	+	+	-	-

5.4 Концевые участки рельсов длиной 300 мм, подлежащие алюминотермитной сварке, должны быть проверены переносными дефектоскопами по методике вторичного контроля рельсов или при сплошном контроле рельсов съемными дефектоскопами с регистраторами не более чем за 10 дней до производства сварочных работ.

5.5 Приемочный УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов осуществляют при отсутствии на них предохранительных накладок, при температуре металла в области сварного стыка не более плюс 60 °С и при температуре окружающего воздуха не ниже плюс 5 °С.

5.6 Стыки алюминотермитной сварки рельсов подвергают УЗК после обрезки прибыльной части сварного шва, удаления литниковой системы и механической обработки в области поверхности катания и боковых поверхностей головки в соответствии с требованиями ТУ 0921-127-01124323-2005

5.7 На время проведения УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов со снятыми предохранительными накладками разрешается пропуск поездов со скоростью не более 40 км/час.

5.8 К контролю стыков алюминотермитной сварки с оценкой их качества по результатам НК допускаются операторы не ниже 6-го разряда, имеющие опыт работы по контролю стыков электроконтактной сварки рельсов не менее 1 года, прошедшие специальное практическое обучение по УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов и получившие документ установленного образца, изучившие ТУ 0921-127-01124323-2005 и данную ТИ.

5.9 Приемочный УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов выполняют операторы дистанции пути.

5.10 УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов выполняет бригада из двух операторов, один из которых приказом начальника дистанции пути назначается руководителем бригады.

5.11 Ответственность за выполнение и оформление результатов контроля в соответствии с требованиями ТИ возлагается на оператора, непосредственно проводившего контроль.

5.12 Обеспечение контролепригодности и подготовка сварных стыков к контролю в условиях эксплуатации (снятие, при необходимости, клеммных болтов, очистка от грязи, мазута, балласта) не входят в обязанности оператора, а осуществляются монтерами дистанции пути.

5.13 Ответственность за организацию УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов возлагается на начальника дистанции пути.

ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

7.1 Провести подготовку дефектоскопа:

а) выполнить внешний осмотр дефектоскопа;

б) проверить работоспособность ПЭП и техническое состояние соединительных кабелей, устранить замеченные неисправности;

в) настроить (проверить) значения основных параметров контроля на соответствие требованиям таблицы 2.

Таблица 2 - Значения основных параметров УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов

Тип ПЭП	Метод контроля	Угол ввода α, град.	Условная чувствительн. Ку, дБ	Эквивалент. чувствительн. Кэ, дБ	Мертвая зона М, мм
П112-2,5	эхо		-		£3
П121-2,5-45	зеркальн	45^±2	-		-
П121-2,5-70	эхо	70^-3		-	£3

Примечание – Если измеренное значение угла ввода луча не соответствует требуемому, то ПЭП необходимо изъять из эксплуатации.

Результаты проверки основных параметров контроля занести в Рабочий журнал (Приложение А).

Примечания

1 Угол ввода и мертвую зону необходимо проверять, а условную и эквивалентную чувствительность настраивать ежедневно перед проведением УЗК и в случае замены ПЭП в соответствии с Таблицей 2.

2 Эквивалентную чувствительность эхо-метода для ПЭП с углом ввода a=0°необходимо настраивать по донному сигналу от подошвы рельса на бездефектном участке вне области сварного стыка.

3 Условную чувствительность эхо-метода для ПЭП с углом ввода a=70° необходимо настраивать по отверстию диаметром 6 мм, расположенному в СО-3Р на глубине 44 мм.

4 Эквивалентную чувствительность зеркального метода при контроле стыков алюминотермитной сварки в области головки рельса двумя ПЭП с углами ввода a=45° необходимо настраивать при установке ПЭП на противоположные боковые поверхности головки рельса вне зоны сварного стыка в положения, соответствующие максимальной амплитуде прошедшего (опорного) сигнала (рисунок 2).

СТЫКОВ АЛЮМИНОТЕРМИТНОЙ СВАРКИ рельсов в пути - student2.ru

Рисунок 2 - Схема расположения ПЭП П121-2,5-45° при настройке на эквивалентную чувствительность для контроля сварного стыка зеркальным методом в области головки рельса

5 Эквивалентную чувствительность зеркального метода для контроля стыков алюминотермитной сварки в области шейки и подошвы рельса двумя ПЭП с углами ввода a=45° необходимо настраивать при установке ПЭП на поверхность катания головки рельса навстречу друг другу в положения, соответствующие максимальной амплитуде донного (опорного) сигнала (рисунок 3).

СТЫКОВ АЛЮМИНОТЕРМИТНОЙ СВАРКИ рельсов в пути - student2.ru

Рисунок 3 - Схема расположения ПЭП П121-2,5-45° при настройке на эквивалентную чувствительность для контроля сварного стыка в области шейки зеркальным методом

7.2 Провести визуальный осмотр стыков алюминотермитной сварки рельсов: осмотр качества обработки и очистки поверхностей рельса в области сварного стыка; осмотр с целью поиска в области сварного стыка возможных трещин, непроваров, раковин и шлаковых включений, выходящих на поверхность.

7.3 Проверить выполнение требований контролепригодности стыков алюминотермитной сварки рельсов.

7.3.1 Температура металла в зоне сварного стыка должна быть не выше плюс 60 °С.

7.3.2 Стыки алюминотермитной сварки рельсов считаются контролепригодными, если:

- облив стыка в области поверхности катания и боковых поверхностей головки механически обработан в соответствии с требованиями ТУ 0921-127-01124323-2005;

- ширина облива в области шейки и подошвы не превышает 85 мм;

- на поверхностях шейки и перьев подошвы в пределах 300 мм от облива отсутствуют остатки литниковой системы, брызги металла, грязь.

Примечание - Стыки алюминотермитной сварки рельсов, в концевых участках которых болтовые отверстия располагаются на расстоянии менее 330 мм от торца рельса, являются контроленепригодными в области шейки для зеркального метода контроля.

7.4 Подготовить поверхности сварного стыка к УЗК: с помощью металлической щетки, шабера и ветоши очистить контролируемые поверхности рельса в пределах 300 мм от центра сварного стыка.

7.5 При удовлетворительном состоянии поверхностей рельса в области сварного стыка протереть их ветошью и покрыть слоем контактирующей жидкости.

В качестве контактирующей жидкости может быть использовано трансформаторное масло ГОСТ 982-80 или любое минеральное масло без механических включений, вязкость которого должна подбираться с учетом температуры окружающего воздуха и металла контролируемых рельсов.

Примечание – Средний расход контактирующей жидкости для обеспечения акустического контакта при УЗК одного стыка алюминотермитной сварки рельсов составляет не более 200 мл.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СТЫКОВ АЛЮМИНОТЕРМИТНОЙ СВАРКИ РЕЛЬСОВ И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

10.1 Результаты контроля сварного стыка заносят в Рабочий журнал (Приложение А). Результаты контроля каждого дефектного стыка дополнительно отображают в Карте дефектного стыка (Приложение Б).

10.2 Рельсы со стыками алюминотермитной сварки, в которых обнаружены дефекты в соответствии с НТД/ЦП-3-93 относят к ДР или ОДР, подлежащим замене.

10.3 При обнаружении ОДР:

а) руководитель бригады операторов, осуществлявших УЗК, заполняет уведомление установленной формы и вручает его сопровождающему дорожному мастеру или бригадиру пути под роспись. Контроль замены ОДР осуществляет начальник (мастер) цеха (участка) дефектоскопии и диспетчер дистанции пути;

б) при обнаружении излома рельса сопровождающий дорожный мастер или бригадир пути и руководитель бригады операторов в соответствии с ЦП-485 обязаны принять меры по ограждению опасного места до прибытия ремонтной бригады.

10.4 До замены ОДР допускается пропуск поездов в соответствии с НТД/ЦП-3-93 и ТУ-0921-127-01124323-2005.

10.5 Маркировка обнаруженных ДР и ОДР осуществляется в соответствии с НТД/ЦП-3-93.

10.6 Рабочие журналы результатов УЗК хранятся в дистанции пути не менее 5 лет

ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

11.1 Все виды работ при подготовке и проведении УЗК должны проводиться при соблюдении правил техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности.

11.2 К выполнению УЗК могут быть допущены операторы, прошедшие обучение и инструктаж по безопасности труда в соответствии с

ГОСТ 12.0.004-90.

11.3 При работе в пути бригаду операторов, выполняющих УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов, сопровождает(ют) сигналист(ы), а также дорожный мастер или бригадир пути, который перед началом работы должен обеспечить:

- проведение необходимого инструктажа по охране труда с обязательным разъяснением маршрута и порядка следования к месту проведения работ;

- ограждение бригады операторов во время работ по контролю сварных стыков рельсов в пути.

11.4 Сигналист(ы) ведет(ут) наблюдение за приближением поездов и предупреждает(ют) о них дорожного мастера или бригадира пути.

11.5 Рядом с бригадой операторов, выполняющих УЗК сварных стыков рельсов, должен находиться дорожный мастер или бригадир пути, в обязанности которого также входит наблюдение за сигналами, подаваемыми сигналистами и предупреждении операторов о приближении поезда.

11.6 Размещение, хранение, транспортирование и использование дефектоскопических и вспомогательных материалов и отходов производства должно проводиться с соблюдением требований защиты от пожаров по ГОСТ 12.1.004-91.

11.7 Использованная ветошь должна собираться в металлический ящик с крышкой и отправляться на утилизацию.

11.8 При проведении работ по УЗК сварных стыков рельсов оператор должен соблюдать требования: «Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ», «Правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации», «Инструкции по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации», «Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации».

И.о. директора Федерального государственного

унитарного предприятия «Научно-исследовательский

институт мостов и дефектоскопии Федерального

агентства железнодорожного транспорта» Г.Я.Дымкин

Зав. отделом УЗД А.В.Шевелев

Ответственный исполнитель

Зав. лабораторией И.З.Этинген

Исполнители:

Главный научный сотрудник А.К.Гурвич

Научный сотрудник С.В.Николаев

Младший научный сотрудник Ю.П.Рукавчук

Приложение А (обязательное)

КАРТА ДЕФЕКТНОГО СТЫКА

Технологическая инструкция

По ультразвуковому контролю

СТЫКОВ АЛЮМИНОТЕРМИТНОЙ СВАРКИ рельсов в пути

ТИ 07.96-2011

(взамен ТИ 07.22-2000)

Москва

Предисловие

РАЗРАБОТАНА

РАЗРАБОТЧИКИ Гурвич А.К., Николаев С.В., Рукавчук Ю.П.,

Этинген И.З.

СОДЕРЖАНИЕ

	Область применения
	Нормативные ссылки
	Обозначения и сокращения
	Основные термины и определения
	Общие положения
	Оборудование, материалы и вспомогательные приспособления
	Подготовка к контролю
	Проведение приемочного контроля стыков алюминотермитной сварки рельсов
	Проведение эксплуатационного контроля стыков алюминотермитной сварки рельсов
	Оценка качества и оформление результатов контроля
	Требования безопасности
	Приложение А. Рабочий журнал регистрации результатов УЗК стыков алюминотермитной сварки рельсов
	Приложение Б. Карта дефектного стыка алюминотермитной сварки рельсов