Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Версия для печати
Обсудить в форуме

Самый надежный и экономичный способ контроля старогодных рельсов

Созданная в НПП "ВИГОР" установка "УД-ЭМА-РСП-01" уверенно подтвердила это в ходе эксплуатационных испытаний

Еще недавно входной контроль старогодных рельсов на рельсосварочных производствах (РСП) ограничивался их визуальным осмотром, который "по определению" не мог обнаружить невидимые дефекты второй и пятой групп. С началом внедрения на РСП ультразвуковых дефектоскопов "Поиск-10Э" и "АВИКОН-01", использующих контактный способ ввода и приема ультразвуковых колебаний, надежность контроля серьезно улучшилась. Но не в той мере, в какой хотелось бы.

Дело в том, что использование контактных съемных ультразвуковых дефектоскопов требует тщательной очистки головки рельса от ржавчины, пыли, масляных пятен и других загрязнений. Здесь каждый рельс контролируется в отдельности, очистка и подготовка рельса к контролю требуют больших материальных и трудовых затрат, а в случае обледенения рельсов и вовсе невозможны.

Все эти и некоторые другие проблемы позволяет решить установка "УД-ЭМА-РСП-01", в которой реализован электромагнито-акустический способ возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний (ЭМА-способ). Каковы ее конструктивные особенности, технические и экономические преимущества? О них рассказывает руководитель коллектива специалистов - разработчиков этого замечательного устройства, Генеральный директор НПП "ВИГОР" В.И. Горделий.

Самый надежный и экономичный способ контроля старогодных рельсов
Самый надежный и экономичный способ контроля старогодных рельсов
Если, не вдаваясь в технические подробности, сравнить установку "УД-ЭМА-РСП-01" с другими ультразвуковыми дефектоскопами, то сразу же бросаются в глаза технологические особенности ее эксплуатации.

Установка обеспечивает проведение контроля рельсов после проведения предварительной (грубой) очистки без нарушения технологического цикла и без применения контактной жидкости. Обнаруженные дефекты регистрируются в ведомости контроля с указанием вида и месторасположения, а забракованные рельсы контролируются повторно. По мере необходимости сомнительный участок контролируется вручную. И при подтверждении наличия дефекта рельс отправляется для вырезки дефектного участка.

В установке реализован электромагнито-акустический способ возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний (ЭМА-способ). В чем его особенности?

Отличительными особенностями ЭМА-способа являются:

- возбуждение и регистрация УЗК без применения контактной жидкости;

- возможность генерирования и регистрации ультразвуковых колебаний различной поляризации (продольных, поперечных, поверхностных волн);

- способность возбуждать и регистрировать ультразвуковые колебания в широком диапазоне изменения частот, температур и скоростей движения объектов контроля;

- наличие воздушного зазора, существенно повышающего надежность и долговечность ультразвуковых преобразователей, механического оборудования и, как следствие, всего комплекса приборов контроля в целом.

Кроме того, при использовании ЭМА-преобразователей требования к качеству подготовки поверхности объектов контроля оказываются значительно ниже, чем при использовании контактных способов. А это открывает возможность применить неразрушающие методы контроля в тех областях, где доступ к контролируемым поверхностям изделий затруднен или в целом невозможен.

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ, КОНСТРУКТИВНЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Основным элементом установки УД-ЭМА-РСП-01 является дефектоскопический комплекс, состоящий из стойки генераторной, блока ЭМА-преобразователей, усилительного и согласующего блоков. Электрические сигналы, вырабатываемые генераторной стойкой, после согласования подаются на ЭМА-преобразователи, которые возбуждают в контролируемом рельсе ультразвуковые колебания. Отраженные от отражателя УЗ волны возвращаются в ЭМА-преобразователь, где преобразовываются в электрический сигнал. Преобразованный сигнал после усиления подается на вычислительный комплекс для обработки и регистрации.

ЭМА-преобразователи размещены на следящей каретке, служащей для центровки положения преобразователей по оси поверхности катания головки рельса. Система слежения служит для позиционирования положения рельса при подаче его на контроль и в процессе проведения контроля. Зазор между рабочей поверхностью ЭМАП и поверхностью катания головки рельса составляет не более 1 мм.

ЭМА-преобразователи, излучающие звук под нормальным к поверхности углом (a = 00), применяются для контроля шейки рельса и ее проекции в головку и подошву. Ими используется эхо-импульсный и зеркально-теневой методы. Плоскость поляризации вектора смещения преобразователей параллельна горизонтальной плоскости и перпендикулярна продольной оси рельса. Наклонный ЭМА-преобразователь (угол наклона луча a = 330-370) используется для контроля эхо-методом шейки рельса, ее продолжения в подошву и головку. ЭМА-преобразователи поверхностных волн (a = 900) предназначены для контроля головки рельса низкочастотными рэлеевскими волнами эхо-импульсным методом одновременно в двух противоположных направлениях. Наклонный ЭМА-преобразователь (a = 330-370) применяется для выявления дефектов 30Г, 52, 53, 69 типов. А ЭМА-преобразователь (a = 00) используется для выявления дефектов типов: 52, 53, 69.

Одной из особенностей ЭМА возбуждения и приема УЗК под углом является двунаправленное излучение и прием УЗК. Это создает дополнительные возможности при проведении контроля, однако усложняет расшифровку результатов контроля. Эффективное возбуждение и регистрация поверхностных волн Рэлея достигается в том случае, если d=CФ/2f, где CФ - фазовая скорость ультразвуковой волны на поверхности головки рельса, f - частота УЗК, а d - период меандра катушки возбуждения - приема. При этом приемно-излучающий тракт дефектоскопа работает как антенна бегущей волны.

Особенность распространения волн Релея заключается в том, что они распространяются только вдоль поверхности, огибая ее конфигурацию, не обладают дисперсией и слабо поглощаются при распространении. По глубине эти волны ослабляются экспоненциально и убывают в 2.71 раза уже на глубине, которую можно оценить с помощью следующего выражения: ZR=1.3/f

Здесь глубина определяется в миллиметрах, а частота в мегагерцах.

Поэтому, чем ниже рабочая частота, тем на большую глубину проникает ультразвук. В частности, в установке УД-ЭМА-РСП-01 преобразователи рэлеевских волн работают на частотах 0.5 и 0.2 МГц, поэтому зона их контроля оказывается равной, соответственно, 2.6 и 6.5 мм, а применение фокусирующих преобразователей позволяет контролировать зону головки рельса не менее 15 мм.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ

Подача рельсов на контроль может осуществляться в двух режимах - ручном и автоматическом. Причём, в автоматическом режиме управление осуществляется системой автоматики, а в ручном - оператором с пульта управления.

В процессе контроля устанавливается код дефекта и его местоположение в рельсе. Результаты контроля сохраняются для последующей расшифровки и принятия решения в автоматическом и ручном режимах. Отметка дефектных зон осуществляется дефектоотметчиком. Время контроля определяется скоростью перемещения рельса по рольгангу. Механизм слежения может выводиться из зоны контроля для периодического обслуживания и ремонта.

Для настройки установки используется контрольная плеть, состоящая из контрольных образцов с изготовленными в них искусственными моделями дефектов. В контрольной плети имеются модели дефектов типа 11, 21, 26.3, 27, 30Г, 30В, 50, 52, 55, 56.3, 60, 69.

ИНФОРМАТИВНОСТЬ

В процессе контроля оператору в реальном режиме времени предоставляется следующая информация:

- номер, ФИО мастера и оператора текущей смены, текущее время;

- номер контролируемого рельса (предусмотрена автоматическая и ручная нумерация контролируемых рельсов);

- количество дефектов и их местоположение в рельсе (расстояние от начала рельса);

количество дефектов и их местоположение в рельсе (расстояние от начала рельса);

- дефектограммы получаемых от ЭМАП сигналов в виде В-разверток (при этом контрастность цвета пропорциональна амплитуде сигнала);

- отметка дефектных сечений (вертикальные синие линии в верхней половине экрана) с автоматическим срабатыванием звуковой сигнализации при нахождении дефекта.

Кроме этого, оператор может просмотреть А-развёртки сигналов, получаемых от ЭМАП, и вывести информацию о проконтролированных рельсах за любую прошедшую смену.

Комбинация из 4-х ЭМАП разных типов позволила получить различные схемы прозвучивания, позволяющие обнаруживать дефекты в зоне головки, шейки и подошвы рельса.

Установка для входного ультразвукового неразрушающего контроля старогодных рельсов в условиях РСП с применением ЭМАП обеспечивает обнаружение в старогодных рельсах типа Р50 и Р65 дефектов следующих типов (кодов):

- поперечные (код 20.2, 21.2, 24.2, 25.2, 26.3, 27.2, 56.3), продольные вертикальные (код 30В.2, 50.2, 60.2), продольные горизонтальные (код 30Г.2, 52.2, 55.2) и продольно-наклонные трещины (код 11), а также оценку степени коррозионных повреждений подошвы.

Установка обеспечивает выявление в контрольной плети все заложенные в них дефекты. А вот некоторые заложенные в плети дефекты (21, 30В), уверенно выявленные установкой, дефектоскопом "АВИКОН-01" обнаружены не были.

ЧТО ПОКАЗАЛА ЭКСПЛУАТАЦИЯ

В ходе опытно-промышленной эксплуатации на РСП-21 Октябрьской железной дороги (г. Лодейное Поле) установкой "УД-ЭМА-РСП-01" было проконтролировано свыше 75 000 погонных метров рельсов и обнаружено 475 дефектов. Заметим, что дефектоскопом "АВИКОН-01" в тех же рельсах было обнаружено всего 236 дефектов.

Аппаратная часть дефектоскопического комплекса состоит из электронной аппаратуры, системы регистрации и обработки информации (на базе 2-х персональных компьютеров).

Благодаря программному обеспечению и простотой конструкции Установка очень проста в обслуживании.

ЭМА-метод контроля рельсов имеет широкие перспективы развития и использования во многих направлениях рельсовой дефектоскопии. А внедрение ЭМА-преобразователей, работающих под углом 70 градусов, еще в большей мере расширит возможности установки. Но и это не все.

Массовое внедрение "УД-ЭМА-РСП-01" с применением ЭМАП обеспечит новый уровень культуры производства и много экономических преимуществ:

- из проекта исключаются такие дорогостоящие и неблагоприятные в экологическом отношении элементы, как система водоподготовки, подачи и утилизации воды, используемой для обеспечения акустического контакта;

- отпадает необходимость в удалении с поверхности рельсов коррозионных повреждений и ржавчины;

- упрощается процедура подготовки рельсов к контролю в зимних условиях и их хранения благодаря возможности контроля рельсов при температуре от -50 до +50 °С;

- полностью исключается укладка в путь старогодных рельсов с дефектами.

Изложенные достоинства ЭМА-метода контроля рельсов и результаты опытной эксплуатации установки неопровержимо свидетельствуют: разработанная в НПП "ВИГОР" установка "УД-ЭМА-РСП-01" является новым эффективным средством контроля рельсов.

© Евразия Вести IX 2003







IX 2003

Евразия Вести IX 2003

Стратегия развития путевого комплекса российских железных дорог

"Ремпутьмаш" наращивает сотрудничество, темпы и качество роста

Как завоевывают рынки сбыта

Через кооперацию к собственным "ноу-хау"

Испытания и управление качеством новой техники

Смело внедрять в производство новые полимерные фильтры

Путевое хозяйство и безопасность движения

Новые технологии на службе пути

Почему разбиваются поезда

Как усовершенствовать системы неразрушающего контроля

Сертификация объектов путевой инфраструктуры набирает обороты

Некоторые проблемы неразрушающего контроля рельсов

Оптимизировать внедрение и эксплуатацию систем неразрушающего контроля рельсов

Еще раз об алюминотермитной сварке

"РАДИОАВИОНИКА" обеспечивает безопасность движения поездов

"ТВЕМА" выводит формулу пути

"ИНФОТРАНС" раздвигает границы применения компьютерных технологий

Чем заменять, лучше восстанавливать

"Зеленый свет" подготовке профессионалов-путейцев

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести