Файл: Учебнометодическое пособие к лабораторной работе по дисциплине Диагностика технического состояния объектов нефтяных и газовых промыслов.pdf

14
Под дисплеем находится пленочная клавиатура управления толщиномером.
В нижней части лицевой панели размещен юстировочный образец толщиной 5 мм из нержавеющей стали со скоростью ультразвука 5750 м/с, предназначенный для выполнения адаптации прибора к подключенному преобразователю и для оперативной оценки работоспособности прибора.
Рисунок2–Общий видультразвукового толщиномера А1209
На верхней торцевой стенке электронного блока расположены разъемы для подключения преобразователей, один из разъемов маркирован красной точкой (рисунок 3).
На нижней торцевой стенке электронного блока расположено крепление для ремешка и разъем USB Micro B с заглушкой, который предназначен для связи с персональным компьютером и подключения адаптера питания для заряда аккумулятора прибора (рисунок 4).

15
Коннектор «Micro B» USB кабеля следует подключать символом и/или буквой «B» вверх (рисунок 5).
Рисунок 3
Рисунок 4
Рисунок 5 –Коннектор «Micro B» USB кабеля
Принцип действияультразвукового толщиномера А1209
Принцип действия эхо-импульсноготолщиномера А1209 состоит в измерении времени двойного прохода ультразвуковых колебаний через изделие от одной поверхности до другой, которое пересчитывается в значение толщины изделия.
Для излучения ультразвуковых импульсов в изделие и приема их отражений используется преобразователь, который устанавливается на поверхность изделия в том месте, где необходимо измерить толщину.
Преобразователь имеет острую характеристику направленности излучения и приема ультразвука, поэтому толщина изделия определяется непосредственно под местом установки преобразователя. Если поверхность материала, противоположная той, на которую установлен преобразователь, имеет впадины, то ультразвуковые импульсы отражаются от них и толщина определяется как кратчайшее расстояние от внешней поверхности до этих впадин.

16
Дисплей прибора
Вид дисплея толщиномера в режиме НОРМА представлен на рисунке 6.
Рисунок6 –Вид дисплея толщиномера в режиме НОРМА
Вид дисплея толщиномера в режиме ПАМЯТЬ представлен на рисунке 7.
Рисунок 7 – Вид дисплея толщиномера в режиме ПАМЯТЬ

17
Клавиатура прибора
Клавиатура толщиномера (рисунок 8) содержит 11 функциональных клавиш и клавишу включения/выключения прибора.
Рисунок 8 – Клавиатура толщиномера
Основные функции клавиш
Клавиша
(ВКЛ / ВЫКЛ) служит для включения / выключения прибора.
Прибор автоматически выключается через 10 минут, если за этот период не происходит нажатия каких-либо клавиш и не идет процесс измерений.
Через 2 минуты подсветка экрана автоматически устанавливается на минимальное значение 20%, если за этот период не происходит нажатия каких-либо клавиш, не идет процесс измерений.
Функциональные клавиши (F) выполняют различные действия, в зависимости от выбранного режима работы прибора. Наименование

18 текущей функции выводится на дисплей над каждой из клавиш.
Здесьиспользуется нумерация функциональных клавиш слева направо: F1,
F2, F3 (рисунок 9).
Клавиша служит для перехода от режимов измерений толщиномера к режиму НАСТРОЙКА и обратно.
Клавиша
(ВВОД) в зависимости от режима работы и состояния толщиномера выполняет различные функции.
Клавиши
/
,
/ и
/ служат для выбора и изменения активных параметров. Их действия подобны для различных режимов работы прибора и рассчитаны на интуитивное освоение, так как их символы соответствуют характеру их действия.
Рисунок 9 – Функциональные клавиши
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ ТОЛЩИНОМЕРОМ
Подключение преобразователя
Для определения толщины изделий используются раздельно- совмещенные и совмещенные преобразователи.
Преобразователь следует подключать, соблюдая маркировку.
В зависимости от типа преобразователя используются два типа кабеля и, соответственно, два способа подключения преобразователей.
Раздельно-совмещенные преобразователи подключаются с помощью двойного кабеля с разъемами типа LEMO 00.
Кабель, обозначенный красным хвостовиком, следует подключать к разъему, маркированному красной точкой (рисунок 10).

19
Рисунок 10 – Кабели толщиномера
Совмещенные преобразователи подключаются с помощью одинарного кабеля LEMO 00 к немаркированному разъему.
Включение/выключение прибора
Для включения прибора необходимо нажать клавишу
В момент включения прозвучит короткий мелодичный сигнал. На экране прибора на 2 секунды появится заставка с названием прибора и номером версии прошивки (рисунок 11).
Толщиномер автоматически перейдет в режим, который был установлен в момент его последнего выключения, с соответствующими настройками.
Если при включении к прибору подключен тот же преобразователь, что использовался перед последним выключением, то прибор будет сразу готов к работе. При подключении другого преобразователя сначала следует провести настройку прибора на работу с ним.
Выключение прибора осуществляется вручную нажатием клавиши или автоматически через 10 минут при отсутствии нажатия каких- либо клавиш, процесса измерений.
Все настройки толщиномера сохраняются при его выключении и полном разряде аккумулятора

20
Настройка и адаптация прибора к параметрам используемого
преобразователя
Перед началом эксплуатации прибора и при смене преобразователя необходимо провести процедуру настройки и адаптации прибора к индивидуальным параметрам используемого преобразователя (ПЭП).
Без проведения этой процедуры прибор будет неработоспособен и при переходе к любому из режимов измерения на экране будет присутствовать предупреждающая надпись «Выполнить тест ПЭП».
Выбор преобразователя
Для выбора преобразователя следует:
• нажать клавишу для входа в режим НАСТРОЙКА.
• клавишами перейти на строку ПЭП и нажать клавишуF3 (Открыть) или для входа в базу преобразователей
(рисунок 12).
• клавишами перейти на строку с именем подключенного преобразователя и нажать клавишу для его выбора
(рисунок 13).
После выбора преобразователя автоматически запустится процесс его тестирования и адаптации прибора к его индивидуальным параметрам.
Адаптация прибора к параметрам используемого преобразователя
Адаптация проходит в два этапа. На первом этапе прибор автоматически анализирует характеристики преобразователя, а на втором - адаптируется к ним, используя реальный эхо-сигнал от встроенного в прибор юстировочного образца.

21
Рисунок 11
Рисунок 12
Рисунок 13
Для адаптации прибора к индивидуальным параметрам используемого преобразователя необходимо провести следующие действия.
1.
Войти в режим НАСТРОЙКА.
2.
Перейти на строку «ПЭП» и нажать клавишу F1 (Тест). На экране появится надпись «ТЕСТ ПЭП – Поднимите ПЭП в воздух, удалите
с него масло и нажмите ВВОД».
3.
Удалить с преобразователя контактную смазку и, не приводя в контакт с юстировочным образцом, нажать
. На экране появится надпись «Идет тестирование – Пожалуйста подождите…».Необходимо дождаться надписи на экране «ТЕСТ ПЭП – Установите ПЭП на
юстировочный образец и нажмите ВВОД».
4.
Нанести на юстировочный образец прибора контактную жидкость и установить на него преобразователь. Нажать клавишу
.На экране появится надпись «Идет тестирование – Пожалуйста
подождите…».

22
По окончании тестирования на экран будет выведено сообщение о его результатах – успешном, с индикацией значения толщины юстировочного образца, или неуспешном (рисунок 14).
5.
Снять преобразователь с юстировочного образца.
6.
Нажать клавишу F2 (Ок). При успешном результате тестирования прибор перейдет в режим измерений, в противном случае вернется в главное окно режима НАСТРОЙКА.
На любом шаге процедуры тестирования ее можно отменить, нажав клавишу F2 (Отмена), в этом случае прибор вернется в основное окно режима НАСТРОЙКА.
На рисунке 15 приведена последовательность видов экрана прибора при прохождении процесса адаптации с его успешным завершением.
Рисунок 14

23
Рисунок 15
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1.
Ознакомиться с работой ультразвукового толщиномера А 1209.
2.
Провести измерения штангенциркулемтолщины образца из стали в трех произвольно выбранных точках одной плоскости(
1
hш , 2
hш ,
3
hш ) . Результаты внести в соответствующие графы таблицы 2.
3.
На поверхность образца нанести смазку.

24 4.
Провести измерения толщины образца из стали ультразвуковым тощиномером А1209 в трех точках (
1
hузт ,
2
hузт ,
3
hузт
). Результаты внести в соответствующие графы таблицы.
5.
Рассчитать среднее значение толщины стального образца на основе данных, полученных при измерении штангенциркулем,
ср
ш
h
по формуле:
1 2
3 3
ср
ш
ш
ш
ш
h
h
h
h
+
+
=
6.
Рассчитать среднее значение толщины стального образца на основе данных, полученных при измерении толщиномером А1209,
ср
узт
h
по формуле:
1 2
3 3
ср
узт
узт
узт
узт
h
h
h
h
+
+
=
7.
Рассчитать абсолютную погрешность измерений стального образца
 по формуле:
ср
ср
ш
узт
h
h
 =
−
8.
Рассчитать нижнюю и верхнюю границы доверительного интервала значений для каждого способа измерений с учетом приборных погрешностей штангенциркуля (см. таблицу П.2) и толщиномера А1209
(см. таблицу 1)
9.
Проанализировать полученные результаты. Сделать выводы о совпадении доверительных интервалов значений измерений и оформить отчет.
Для образцов из других материалов провести работы аналогично алгоритму, описанному в пунктах 2-9.

25
Таблица 2 - Результаты измерений толщины образцов из разных материалов штангенциркулем и ультразвуковым толщиномером А1209
Материал образца
Инструменты
Измеренная толщина образца, мм
Среднее значение толщины образца, мм
Погрешности измерений точка
1 точка
2 точка
3 абсолютная, мм относительная,
%
Сталь штангенциркуль
УЗТ
Стеклопластик штангенциркуль
УЗТ
Латунь штангенциркуль
УЗТ
ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ ПО РАБОТЕ
Отчет должен содержать:
1.
Название работы.
2.
Цель работы.
3.
Краткое описание конструкции и принципа действия прибора
А1209.
4.
Таблицу с результатами измерений толщины образцов из разных материалов штангенциркулем и ультразвуковым толщиномером
А1209, а также расчетными значениями толщин образцов и погрешностей.
5.
Выводы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.

В чем заключается сущность эхо-импульсного метода?
2.

Что такое пьезокристалл?
3.

Что такое ультразвуковаятолщинометрия и какие виды задач различают при измерении толщины?
4.

Какова точность и достоверность метода?
5.

Основные источники погрешности при толщинометрии?

26
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Руководство по эксплуатации: «Толщиномер ультразвуковой
А1209».
2.
Лянденбурский
В.В.,
Аношкин
П.И.,
Иванов
А.С.,
Белоковыльский А.М. Техническаядиагностика на транспорте: учебное пособие / Лянденбурский В.В., Аношкин П.И., Иванов А.С.,
Белоковыльский А.М. – Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, ЭБС АСВ, 2012.– Премиум версия. — ISBN:
978-5-9282-0853-0.–
URL:http://iprbookshop.ru/75304.html.
(IPRBooks)[Электронный ресурс].
3.
ГОСТ Р ИСО 16809-2015 Контроль неразрушающий. Контроль ультразвуковой. Измерение толщины.
4.
ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

27
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СКОРОСТЬ РАСПРОСТРАНЕНИЯ
УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
Таблица П.1– Скорость распространения продольных ультразвуковых волн в различных материалах
Материал
Скорость, м/с
Материал
Скорость, м/с
Алюминий
6260
Алюминиевый сплав Д16Т
6320
Бериллий
12800
Бронза (фосфористая)
3530
Бетоны
2000 - 5400
Базальт
5930
Гипс
4790
Габбро 38 6320
Ванадий
6000
Висмут
2180
Вода
1490
Воздух
331
Вольфрам
5460
Гнейс
7870
Гранит
4450
Глицерин
1923
Железо
5850
Диабаз 85 5800
Золото
3240
Доломит
4450
Дюралюминий
6300
Известняк
6130
Латунь
4430
Известняк 86 4640
Латунь ЛС-59-1 4360
Капрон
2640
Литий
3600
Кадмий
2700
Константан
5240
Кварц плавленый
5930
Манганин
4660
Лабрадорит 44 5450
Марганец
5561
Лед
3980
Медь
4700
Мрамор
6150
Молибден
6290
Магний
5790
Масло трансформаторное
1380
Полистирол
2350
Плексиглас
2670
Платина
3400
Никель
5630
Резина
1480
Ртуть
1450
Сталь коррозийно-стойкая
5660-6140
Олово
3320
Стекло оконное
5700
Осмий
5478
Слюда
7760
Свинец
2160
Стекло органическое
2550
Серебро
3600
Стекло силикатное
5500
Сталь ХН77ТЮР
6080
Сталь Х15Н15ГС
5400
Сталь 20 ГСНДМ
6060
Сталь Ст3 5930
Сталь углеродистая
5900-5940
Сталь аустенитная
5770-6140
Сталь марки 25 5905-5920
Сталь марки 40 5880-5920
Сталь марки 45 5895-5924
Сталь марки У7 5903-5932
Сталь марки У10 5928-5934
Сталь марки 20Х
5784-5932
Ситалл
6740
Текстолит
2920
Сталь 40ХНМА
5600
Тефлон
1350
Сталь ХН70ВМТЮ
5960
Фарфор
5340
Сталь ХН35ВТ
5680
Эбонит
2400
Тантал
4235
Цирконий
4900
Титан
6900
Хром
6845
Цинк
4170
Чугун
3500 - 5600
Шлак (спекшийся флюс) АН-
348 6000
Шлак (спекшийся флюс) 48-АФ-
1 4000
Кварц плавленый
5930

28
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПОГРЕШНОСТИ ШТАНГЕНЦИРКУЛЕЙ
Предел допускаемой погрешности штангенциркулей при температуре окружающей среды (20 ± 5) °С, а также предел допускаемой погрешности штангенциркулей типов 1 и Т-1 при измерении глубины, равной 20 мм в соответствии с ГОСТ 166-89 приведены в таблице П.2.
Таблица П.2– Допускаемая погрешность штангенциркулей
Измеряемая длина, мм
Предел допускаемой погрешности штангенциркулей ( ±), мм при значении отсчета по нониусу с ценой деления круговой шкалы отсчетного устройства с шагом дискретности цифрового отсчетного устройства
0,05 0,1 для класса точности
0,02 0,05 0,1 для класса точности
0,01 1
2 1
2
До 100 0,05
Св. 100 до 200 0,05 0,10 0,03 0,04 0,05 0,08 0,03
» 200 » 300 0,04
» 300 » 400 0,10 0,04
» 400 » 600 0,10 0,05
» 600 » 800 0,06
» 800 » 1000 0,07
» 1000 » 1100 0,15
-
-
-
-
» 1100 » 1200 0,16
-
» 1200 » 1300
-
0,17
-
» 1300 » 1400 0,18
» 1400 » 1500 0,19
» 1500 » 2000 0,20

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Сергей Сергеевич Пекин, Александр Иванович Ходырев, Ирина Сергеевна
Куликова
УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ТОЛЩИНОМЕТРИЯ
Редактор ___________________
Художник-график ___________
Технический редактор _______
Корректор _________________
Компьютерная верстка_______
_________________________________________________________
Подписано в печать __________. Формат 60x90/16. Усл. п.л. 1,25.
Гарнитура «Таймс». Печать офсетная. Тираж 150 экз. Заказ №231
________________________________________________________
Издательский центр
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина
119991, Москва, Ленинский проспект, 65
Тел./факс: __________