10.14489/td.2017.09.pp.020-031

2017, 09 сентябрь (September)

DOI: 10.14489/td.2017.09.pp.020-031

Базулин Е. Г., Тарабрин В. Ф.
ВЫБОР МЕТОДА УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ПЕРЬЕВ ПОДОШВЫ РЕЛЬСА
(c. 20-31)

Аннотация. Рассмотрена возможность обнаружения дефектов типа 69 и 66.3 в перьях подошвы железнодорожных рельсов. Для повышения надежности контроля предложено использовать прореженную антенную решетку (ПРАР), состоящую из нескольких пьезопреобразователей или нескольких пьезоэлементов в одном корпусе. Для восстановления изображения отражателей можно воспользоваться корреляционным методом. При расчете эхосигналов учитывается многократное отражение ультразвукового импульса от границ рельса для различных элементов ПРАР. Более простой алгоритм позволяет восстанавливать индикации по зонам при попадании эхосигнала в заданные ворота. Определены типовые акустические схемы, по каждой из которых можно получить изображения дефектов. Численные и модельные эксперименты подтвердили возможность применения предложенных алгоритмов для обнаружения дефектов типа 69 и 66.3 в железнодорожных рельсах как по традиционной технологии, так и при использовании ПРАР.

Ключевые слова: прореженная антенная решетка (ПРАР), ультразвуковой контроль рельсов, SAFT.

Bazulin E. G., Tarabrin V. F.
THE CHOICE OF METHOD OF ULTRASONIC INSPECTION OF THE SIDE OF THE RAIL FOOT
(pp. 20-31)

Abstract. The article deals with the possibility of detecting defects of the type 69 and 66.3 in the side of the rail foot. To improve the reliability of control, it is suggested to use a sparsed antenna array (SPAR) consisting of several piezoelectric transducers or several piezoelements in one body. To restore the image of the reflectors, we can use the correlation method. In the calculation of echo signals, the multiple reflection of the ultrasonic pulse from the rail boundaries for various elements of the SPAR is taken into account. simpler algorithm allows to restore the indications by zones when the echo goes into the specified gate. Typical acoustic schemes are defined, for each of which it is possible to obtain images of defects. Numerical and model experiments confirmed the possibility of applying the proposed algorithms for detecting defects of type 69 and 66.3 in railway rails, both in traditional technology and by obtaining its images using SPAR.

Keywords: sparse antenna array (SPAR), ultrasonic monitoring of rails, SAFT.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

Е. Г. Базулин (ООО «Научно-производственный центр «ЭХО+», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
В. Ф. Тарабрин (АО «Фирма ТВЕМА», Москва, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

E. G. Bazulin (LLC “Research and Production Center “ECHO+”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
V. F. Tarabrin (Joint Stock Company “TVEMA”, Moscow, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Неразрушающий контроль рельсов при их эксплуатации и ремонте / под ред. А. К. Гурвича. M.: Транспорт, 1983. 318 с.
2. Марков А. А., Шпагин Д. А. Ультразвуковая дефектоскопия рельсов. 2-е изд. СПб.: Образование и культура, 2008. 283 с.
3. Вагоны-дефектоскопы ВД-УМТ-2. URL: https://tvema.ru/516 (дата обращения: 24.05.2017).
4. Вагоны-дефектоскопы «АВИКОН-03М». URL: http://www.radioavionica.ru/about/events/ stati-razrabotchikov-oao-radioavionika/330/ (дата обращения: 24.05.2017).
5. Пат. 2353924 РФ. Способ ультразвукового контроля подошвы рельса / В. Ф. Тарабрин, В. А. Ильин, В. О. Татаринов, С. А. Одынец. Заявка № 2007129376/28 от 31.07.2007. Опубл. 27.04.2009 // Бюл. 2009. № 12.
6. Пат. 2433397 РФ. Способ сплошного ультразвукового контроля подошвы рельсов / В. Ф. Тарабрин, С. А. Одынец, Е. В. Юрченко и др. Заявка № 2010135979/28 от 31.08.2010. Опубл. 10.11.2011 // Бюл. 2011. № 31.
7. Пат. 2440568 РФ. Способ высокоскоростного сплошного ультразвукового контроля рельсов / В. Ф. Тарабрин, Е. В. Юрченко, В. В. Анисимов и др. Заявка № 2010148834/28 от 30.11.2010. Опубл. 20.01.2012 // Бюл. 2012. № 2.
8. Базулин Е. Г. Получение изображений дефектов в перьях подошвы рельсов методом SAFT с учетом многократного отражения ультразвукового импульса от границ объекта контроля // Дефектоскопия. 2010. № 2. С. 63 – 77.
9. Hall T. E., Doctor S. R., Reid L. D. et al. Implementation of realtime ultrasonic SAFT system for inspection of nuclear reactor components // Acoustical Imaging. 1987. V. 15. P. 253 – 266.
10. Осетров А. В. Теория пространственно-временной дифракционной томографии при сканировании одиночного приемоизлучателя по плоскости // Акуст. журн. 1991. № 3. C. 528 – 534.
11. Ткаченко А. А. Исследование многоэлементных пьезопреобразователей для ультразвукового контроля сварных швов толстостенных труб // Контроль. Диагностика. 2013. № 10. С. 63 – 67.
12. Базулин Е. Г., Коколев С. А. Повышение отношения сигнал/шум при проведении ультразвукового контроля ремонтных заварок с использованием технологии прореженных антенных решеток // Дефектоскопия. 2013. № 5. С. 45 – 58.
13. Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики. М.: Мир, 2001. 604 с.
14. Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника: учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. 357 с.
15. Технология NVIDIACUDA™. URL: http://www.nvidia.ru/object/cuda-parallel-computing-ru.html (дата обращения: 24.05.2017).
16. Фирма EXTENDE: официальный сайт. URL: http://www.extende.com/ndt (дата последнего обращения: 24.05.2017).
17. Вагоны-дефектоскопы «СПРИНТЕР». URL: https://tvema.ru/513 (дата последнего обращения: 30.05.2017).
18. Вагоны дефектоскопы-путеизмерители «ДЕКАРТ». URL: https://tvema.ru/517 (дата последнего обращения: 06.06.2017).
19. Базулин Е. Г., Голубев А. С., Коколев С. А. Применение ультразвуковой антенной решетки для регистрации эхосигналов методом двойного сканирования для получения изображений дефектов // Дефектоскопия. 2009. № 2. С. 18 – 32.
20. Тарабрин В. Ф., Зверев А. В., Горбунов О. Е. Аппаратно-программный комплекс «АСТРА» для регистрации и расшифровки результатов комплексной диагностики рельсового пути // Контроль. Диагностика. 2013. № 10. С. 33 – 47.

Eng

1. Gurvich A. K. (Ed.), Dovnar B. P., Kozlov V. B. et al. (1983). Non-destructive testing of the rails in operation and maintenance. Moscow: Transport. [in Russian language]
2. Markov A. A., Shpagin D. A. (2013). Ultrasonic testing of the rails. 2nd Ed. St. Petersburg: Obrazovanie-Kul'tura. [in Russian language]
3. Railroad flaw detector VD-UMT-2. Available at: https://tvema.ru/516 (Accessed: 24.05.2017).
4. Railroad flaw detector «AVIKON-03M». Available at: http://www.radioavionica.ru/about/events/stati-razrabotchikov-oao-radioavionika/330/(Accessed: 24.05.2017).
5. Tarabrin V. F., Il'in V. A., Tatarinov V. O., Odynets S. A. (2009). Method of ultrasonic inspection of the rail sole. Ru Patent No. 2353924. Russian Federation. [in Russian language]
6. Tarabrin V. F., Odynets S. A., Iurchenko E. V. (2011). The method of continuous ultrasound monitoring of the rails sole. Ru Patent No. 2433397. Russian Federation. [in Russian language]
7. Tarabrin V. F., Iurchenko E. V., Anisimov V. V. et al. The method of highspeed continuous ultrasonic testing of the rails. Ru Patent No. 2440568. Russian Federation. [in Russian language]
8. Bazulin E. G. (2010). SAFT imaging of flaws in the rail base blade with consideration of multiple reflections of an ultrasonic pulse from the boundaries of a test object. Defektoskopiia, (2), pp. 63-77. [in Russian language]
9. Hall T. E., Doctor S. R., Reid L. D. et al. Implementation of realtime ultrasonic SAFT system for inspection of nuclear reactor components. Acoustical Imaging, 15, pp. 253-266.
10. Osetrov A. V. (1991). The theory of spacetime diffraction tomography when scanning a single receiveremitter along a plane. Akusticheskii zhurnal, (3), pp. 528-534. [in Russian language]
11. Tkachenko A. A. (2013). Study of multi-element probe for ultrasonic testing of welds of thick-walled pipes. Kontrol'. Diagnostika, (10), pp. 63-67. [in Russian language]
12. Bazulin E. G., Kokolev S. A. (2013). Increasing the signal-to-noise ratio in ultrasonic testing of repair welds using the technology of thinned antenna arrays. Defektoskopiia, (5), pp. 45-58. [in Russian language]
13. Rodzhers D., Adams Dzh. (2001). Mathematical basics of computer graphics. Moscow: Mir. [in Russian language]
14. Ugriumov E. P. (2004). Digital circuitry: textbook for universities. 2nd Ed. St. Petersburg: BKHV-Peterburg. [in Russian language]
15. NVIDIACUDA™ technology. Available at: http://www.nvidia.ru/object/cuda-parallel-computing-ru.html (Accessed: 24.05.2017).
16. EXTENDE company: official site. Available at: http://www.extende.com/ndt (Accessed: 24.05.2017).
17. Railroad flaw-detectors «SPRINTER». Available at: https://tvema.ru/513 (Accessed: 30.05.2017).
18. Railroad flaw detectors-trackmakers «DEKART». URL: https://tvema.ru/517 (Accessed: 06.06.2017).
19. Bazulin E. G., Golubev A. S., Kokolev S. A. (2009). Application of an ultrasonic antenna array for registering echo signals by the double-scanning method for obtaining flaw images. Defektoskopiia, (2), pp. 18-32. [in Russian language]
20. Tarabrin V. F., Zverev A. V., Gorbunov O. E. (2013). The hardware-software complex "ASTRA" for registration and interpretation of railway rails complex diagnostics results. Kontrol'. Diagnostika, (10), pp. 33-47. [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа статьи заполните форму:

Форма заказа статьи

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please fill out the form below: