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:


 

НАУКА


Версия для печати
Обсудить в форуме

Как обеспечить надежную работу системы "колесо-рельс"?

Эффективно решить эту проблему может широкое внедрение разрабатываемых в НПП "ВИГОР" электромагнитно-акустических комплексов бесконтактного контроля колес и рельсов

Износ трущихся поверхностей колеса и рельса, образование в них трещин и выколов всегда находились в центре внимания специалистов и руководства МПС России. А после увеличения веса поездов и повышения интенсивности движения на железных дорогах, когда эти дефекты стали массовыми, их по праву можно считать "ахиллесовой пятой" отрасли.

Начиная с 1985 года, выход из строя рельсов из-за предельного бокового износа увеличился в три с лишним раза, на вагоноремонтных предприятиях ежегодно обтачиваются и наплавляются около миллиона колес для восстановления необходимой толщины изношенного гребня. В чем причина столь резкого нарастания бокового износа рельсов и гребней колес? Почему эта проблема сегодня стала критической? И можно ли снизить ее остроту за счет использования новых методов и средств неразрушающего контроля?

Эти и некоторые другие "горячие" вопросы на страницах газеты обсуждает Генеральный директор НПП "ВИГОР" В.И. Горделий.

Модель дефекта - засверловка на поверхности колеса диаметром 7 мм и глубиной 3 мм
Модель дефекта - выщербина на поверхности катания глубиной до 8 мм и размером 36/17 мм
Модель дефекта - выщербина на поверхности катания глубиной до 3 мм и размером 15/10 мм
Комплект электронной аппаратуры макетного образца установки
Резкое увеличение в последние годы трущихся поверхностей колеса и рельса, образование в них трещин и выколов связано с действием не одной, а целого комплекса причин, возникших в связи с существенным изменением технических характеристик и условий эксплуатации железнодорожного пути и вагонного парка страны. Перешивка колеи с 1524 мм на прямых участках на колею в 1520 мм, укладка на главных путях объемно-закаленных рельсов, переход на железобетонные шпалы, замена в буксовых узлах вагонных тележек подшипников скольжения подшипниками качения, не требующими смазки, - эти и ряд других факторов оказали и оказывают заметное влияние на преждевременный износ рельсов и колес.

С укладкой термообработанных рельсов нарушилось оптимальное соотношение твердости рельсовой и колесной стали. Из триботехники известно, что лучшую износостойкость в трущейся паре проявляют металлы с примерно одинаковой твердостью. Например, в США и Канаде отношение твердости колесной стали к твердости рельсовой равно 1, в странах Европы твердость колеса даже выше - соотношение составляет 1,1. В Японии оно равно примерно 0,9, а вот в России после укладки термообработанных рельсов это соотношение не превышает 0,7-0,8. Именно это, по мнению некоторых исследователей, определяет повышенный износ гребней колес и боковой износ головки рельса.

Казалось бы, решение лежит на поверхности. Но путейцы теперь едва ли пойдут на понижение твердости рельсовой стали. Наоборот, в ближайшем будущем предусматривается ее дальнейшее повышение. А это значит, что износ колесных пар, если твердость колесной стали не повысится, будет увеличиваться.

Как в этих случаях обеспечивать предотвращение аварийных ситуаций, и тем самым безопасность перевозок? При этих обстоятельствах основным средством, позволяющим существенно снизить остроту этих проблем, является применение комплекса эффективных средств НК, обеспечивающим своевременное выявление образующихся в процессе эксплуатации дефектов в уложенных в путь рельсах и элементах подвижного состава.

* * *

В ранее вышедших номерах газеты уже рассказывалось о системе НК уложенных в путь рельсов, приведены результаты работ НПП "ВИГОР" по разработке, изготовлению и внедрению средств неразрушающего контроля в рельсовой дефектоскопии. Коротко о системе НК деталей и элементов подвижного состава и о том, что планируется сделать в этом направлении в НПП "ВИГОР".

Действующая на железнодорожном транспорте система НК, деталей и узлов элементов подвижного состава при эксплуатации и ремонте вагонного парка базируется на применении различных методов визуального, магнитопорошкового (МП), ультразвуковых (УЗ), вихретокового (В) и магнитоферрозондового (МФ) методов контроля. Каждый из них имеет отдельные преимущества перед другими. И, тем не менее, как показали исследования, ни один из них не обеспечивает в должной мере эффективного обнаружения всех дефектов колесных пар.

Учитывая это, наиболее перспективным является использование для контроля колес электромагнитно-акустического (ЭМА) метода. В настоящее время этот метод успешно применяется для входного контроля старогодных рельсов на рельсосварочных поездах. Но, в силу своих преимуществ, может быть использован для обнаружения дефектов колесных пар как при их ремонте, так и в процессе эксплуатации.

* * *

В чем же заключаются основные преимущества бесконтактного ЭМА-метода в сравнении с традиционным ультразвуковым (УЗК) контактным методом контроля?

Отличительными особенностями ЭМА-метода являются:

- возбуждение и регистрация УЗК без применения контактной жидкости в воздушном зазоре;

- возможность генерирования и регистрации ультразвуковых колебаний различной поляризации (продольной, поперечной, поверхностных волн), имеющих повышенную информативность;

- 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.

Более того, требования к качеству подготовки поверхности объектов контроля при использовании ЭМА-установок оказываются значительно ниже, чем при использовании контактных способов. Это открывает возможность реализовать неразрушающие методы контроля в областях и с объектами, где они до настоящего времени не эксплуатируются, например, контролировать диск колеса без его предварительной зачистки.

* * *

Электромагнито-акустические (ЭМА) преобразователи позволяют контролировать колесные пары в процессе движения преобразователей относительно поверхности бесконтактно. Это даёт возможность производить автоматизированный контроль рельсов, слабо зависящий от скорости взаимного перемещения их относительно излучателей - приемников ультразвука. И существенно повышать, таким образом, производительность контроля, не снижая при этом его достоверности.

Применение ЭМА-систем для контроля колесных пар является весьма перспективным. Оно не только не повышает требований к поверхности контроля, не загрязняет ее, но дает возможность контролировать такие области, которые контактными методами осуществить трудно.

В июле текущего года в соответствии с Указанием МПС были проведенны предварительные испытания макетного образца ЭМА-установки для неразрушающего контроля цельнокатаных колес. Испытания показали, что:

1. При проведении контроля колес с помощью ЭМА-установки были выявлены модели дефектов и естественные дефекты на поверхности катания, в гребне и в подповерхностной зоне цельнокатанных колес.

2. Чувствительность макетного образца ЭМА-установки позволяет выявлять модели дефектов, размеры которых соответствуют требованиям нормативной документации по ультразвуковому контролю колесных пар вагонов.

3. Результаты контроля колес с помощью ЭМА-установки подтверждены штатными средствами ультразвукового контроля (дефектоскоп "Пеленг" УД2-102).

На фото представлены выявленные дефекты, а также макет установки.

* * *

По итогам испытаний комиссией Департамента вагонного хозяйства МПС России признано необходимым и целесообразным продолжение данной работы в рамках плана НИОКР - 2003 с целью создания опытного образца ЭМА-установки.

При этом представляется целесообразным ведение работ в двух направлениях:

1. "Разработка и изготовление опытного образца ЭМА-установки бесконтактного электромагнитно-акустического комплекса неразрушающего контроля колесных пар для работы в условиях ремонтных предприятий".

2. "Разработка, изготовление и внедрение комплекса бесконтактного электромагнитно-акустического неразрушающего контроля колесных пар, осуществляемого в процессе движения поездов".

Второе направление представляется особенно интересным и перспективным.

Проблема сплошного контроля колесных пар по актуальности сравнима с контролем рельсов, поскольку их разрушение при движении с неизбежностью приводит к трагическим последствиям. Вместе с тем до сих пор этот контроль производится либо вручную, либо с применением разрабатываемых ныне установок автоматизированного контроля, однако эти средства даже в малой степени не способны решить задачу сплошного контроля колесного парка страны в процессе его эксплуатации, то есть без необходимости съема колес с вагонов.

Массовое применение ЭМА-установок способно не только заполнить этот пробел, но способствовать существенному удешевлению контроля. Фактически оно направлено на внедрение экспресс-контроля колесных пар всего вагонного хозяйства страны без исключения его из эксплуатации.

Однако финансирование данных работ так и не решено до сих пор.

Подробнее о работах НПП "ВИГОР", первых результатах в этой области мы расскажем в дальнейших публикациях.

© Евразия Вести X 2003







X 2003

Евразия Вести X 2003

Системный подход к безопасности

Руководить - значит действовать

От первого пожаротушителя к современным пожарным поездам

Повысить безопасность железнодорожных тоннелей

Как не допустить взрыва и воспламенения окисляющих веществ и органических пероксидов

Комплексная безопасность на подвижном составе

"Пожтехсервис" укрепляет лидирующие позиции

Современная автоматика защитит от пожаров помещения СЦБ и связи

"Экспресс-3" переживает второе рождение

НПО «НИКОР» совершенствует регистраторы служебных переговоров

Воронежский "Электросигнал" на рынке средств радиосвязи

"Градиент-12СН" контролирует регламент служебных переговоров

Уменьшить число жертв аварий и пожаров помогут респираторы, противогазы и комплекты ГДЗК

Обеспечить массовость и быстроту внедрения инноваций

Что может кафедральная наука?

Шире использовать опыт ветеранов железнодорожного транспорта

PDF-формат



 

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

Евразия Вести