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

Повысить эффективность мобильных средств дефектоскопии рельсов необходимо и возможно

Как ни странно, современные дефектоскопные автомотрисы и совмещенные вагоны-дефектоскопы в условиях их эксплуатации по своей эффективности существенно уступают съемным дефектоскопам. Необходимость и возможные пути повышения эффективности мобильных средств дефектоскопии рельсов анализируются доктором технических наук, профессором, заслуженным работником транспорта РФ Анатолием Константиновичем Гурвичем.

Схемы прозвучивания в схемах НК рельсов
Показатели потенциальной Gj* (а) и реальной Rj (б) эффективности средств Rj
Качество рельсов, выпускаемых отечественными металлургическими комбинатами без должного неразрушающего контроля, сложившаяся технология укладки рельсов в путь, режимы эксплуатации рельсов в пути под воздействием подвижногого состава и перепадов температуры предопределяют сравнительно интенсивное развитие в рельсах потенциально опасных дефектов (ОДР) различного типа [1].

Неразрушающий контроль (НК) – наиболее эффективное и, в ряде случаев, единственно возможное средство предотвращения аварийных ситуаций на железных дорогах из-за излома рельсов по дефектам в них. В связи с этим на железных дорогах России уделялось и уделяется особое внимание развитию методов и средств НК рельсов в условиях их эксплуатации в пути и при восстановлении и сварке на РСП. Не случайно отечественные съемные ультразвуковые дефектоскопы для сплошного контроля рельсов не имели и не имеют даже близких аналогов в мировой практике, а мобильные средства дефектоскопии по своим функциональным решениям не уступают зарубежным.

К началу 2005 года на железных дорогах России для сплошного контроля рельсов использовалось около 3390 съемных ультразвуковых (у.з.) дефектоскопов трех типов (ПОИСК-10Э, РДМ-2, АВИКОН-01), 70 дефектоскопных автомотрис пяти модификаций, 6 ультразвуковых и 27 совмещенных ( на базе ультразвуковых и магнитного методов НК) вагонов-дефектоскопов трех типов (СВД-В, СВД-Р, СВД-Т). Все перечисленные средства базируются на эхо (Э) и зеркально-теневом (ЗТМ) методах ультразвуковой дефектоскопии и содержат от трех (Поиск-10Э) до десяти (АВИКОН-03) каналов контроля на одну нить рельсового пути; в АВИКОН-01 и СВД-Р введен третий – зеркальный (З) – метод.

Заметим, что значительная часть съемных дефектоскопов (> 2000 шт.) оснащена регистраторами результатов контроля с представлением их на экране дефектоскопа или на мониторе ПК в виде развертки типа В так же, как и в мобильных средствах контроля. При этом принципиальное различие мобильных и съемных средств сохраняется лишь в скоростях Vс сканирования (контроля) рельсов и в процедуре принятия решений об обнаружении критических дефектов (ОДР):

– для мобильных средств Vс = (20–60) км/час. Принятие решения – по результатам последующего, сдвинутого по врмени, вторичного у.з. контроля участков рельсов, в которых по показаниям мобильного средства предполагается наличие ОДР;

– для съемных средств Vс = (3–5) км/час. Принятие решения – в процессе контроля. В процессе контроля оператор съемного дефектоскопа имеет возможность: осмотреть сомнительный участок рельса; очистить, при необходимости, поверхность катания головки рельса и повторить контроль съемным дефектоскопом; наконец, выполнить вручную у.з. контроль конкретного сомнительного сечения рельса. Этим предотвращается как пропуск ОДР, подлежащих выявлению данным средством, так и перебраковка рельсов. Естественно, в руководствах по эксплуатации средств НК рельсов разработчик средств должен четко и однозначно привести перечень типоразмеров дефектов, подлежащих выявлению данным средством НК [4].

При сплошном у.з. контроле рельсов съемным дефектоскопом пропуск ОДР, подлежащих выявлнию данным средством, или ложное забракование рельса исключаются и, если происходят, то, как правило, по вине оператора.

Техническая эффективность средств сплошного у.з. контроля рельсов при одинаковых значениях основных параметров контроля предопределяется схемой прозвучивания рельсов, заложенной в средство контроля. При этом под «cхемой прозвучивания» понимается не только схема ориентации акустических лучей в рельсе для всех каналов дефектоскопа, но и методы у.з. контроля, реализуемые в каждом канале [2]. К сожалению, схемы прозвучивания, используемые в действующих съемных и мобильных средствах, не унифицированы (рис. 1), что отрицательно сказывается на эффективности системы НК рельсов в целом.

Для оценки технико – экономической эффективности систем и средств Dj сплошного контроля рельсов может быть использован сформулированный автором интегральный критерий эффективности, предусматривающий дифференцирование дефектов вида ОДР по типоразмерам k [3, 4].

Важно, что интегральный критерий Qj отображает соотношение технической эффективности Gj средства Dj сплошного НК рельсов в пути и суммарных удельных затрат Эе j на контроль рельсового пути этим средством (Qj = Gj // Эе j).

Однако для сравнения эффективности средств контроля с учетом реализованной в них схемы прозвучивания допустимо ограничиться условной потенциальной технической эффективностью Gj*, вычисляемой по методике, изложенной в [3].

Условная потенциальная техническая эффективность Gj* характеризует обобщенную вероятность обнаружения при идеализированных условиях контроля средством Dj дефектов различного типоразмера k из совокупности, описываемой распределением частости f (k) их образования в рельсах (k=1, …, k0). Распределение f (k) устанавливается по данным ЦП ОАО «РЖД» о выходе рельсов по дефектам на сети дорог за год.

Заметим, что максимальная условная потенциальная техническая эффективность Gj*=0,99 при применении классических эхо-, зеркального и зеркально-теневого методов может быть достигнута только при прозвучивании рельса по всей длине со всех поверхностей головки, шейки и подошвы вручную, что практически нереализуемо.

Рассчитанные значения условной потенциальной эффективности Gj* средств Dj на базе схем прозвучивания, показанных на рис. 1, отображены на рис . 2, а.

На рис. 2, б приведены показатели реальной эффективности Rj, характеризуемой числом дефектов вида ОДР, выявленных на сети дорог средствами Dj на 1000 км проконтролированного в 2004 г. рельсового пути. Из рис. 2 видна качественная корреляция условной потенциальной Gj* и реальной Rj эффективностей съемных средств. В то же время взаимосвязь эффективностей Gj* и Rj для автомотрис дефектоскопных и совмещенных вагонов – дефектоскопов не просматривается. Более того, мобильные средства при высокой их потенциальной эффективности по реальной существенно уступают съемным средствам, даже при одинаковых схемах прозвучивания.

К возможным причинам низкой реальной эффективности мобильных средств, которые могут быть полностью или частично устранены, следует отнести:

1. Отсутствие стабильности акустического контакта искателей с контролируемым рельсом, что предопределяет пропуск дефектов.

Качество акустического контакта и его стабильность в процессе контроля рельсов обусловливаются прежде всего:

а) составом контактирующей жидкости;

б) системой подачи контактирующей жидкости под лыжи с искателями;

в) принципом построения корпуса лыж;

г) акустическими характеристиками материала призм искателей, а также конструкцией искательной и следящей систем.

К сожалению, приходится констатировать, что используемые в действующих мобильных средствах состав контактирующей жидкости (просто вода), система подачи ее под лыжи, принцип построения корпуса лыж и марка материала призм искателей находятся на уровне разработок 1967–1968 годов.

Предварительные исследования подтвердили перспективность и необходимость включения в план работ одного из департаментов ОАО «РЖД» темы «Разработка способов и средств обеспечения стабильного акустического контакта при ультразвуковом контроле рельсов в широком диапазоне скоростей сканирования и реализация их в действующих мобильных средствах дефектоскопии». Выполнение данной работы возможно только группой высококвалифицированных специалистов в области методов и приборов неразрушающего контроля, физики, химии, материаловедения и конструирования робототехнических систем. Замечу, что совокупностью таких специалистов обладает, в частности, ПГУПС, где имеются соответствующие кафедры и значительный опыт практической работы в данной области.

2. Установившийся подход к планированию работы мобильных средств на дистанциях пути, в основу которого положено безусловное выполнение месячной нормы проверки рельсового пути согласно Приказа МПС России от 26.02.1997 № 2-ЦЗ [5], без учета качества контроля.

Такой подход, не способствуя надежности контроля, в то же время противоречит этому же Приказу, где в п. 2.3.2.5 обоснованно указано: «Дефектоскопная автомотриса работает со скоростью, обеспечивающей акустический контакт...».

В процессе эксплуатации мобильных средств необходимо, ориентируясь на максимально допустимую транспортную скорость Vтр мах ( скорость движения при поднятой искательной системе) и максимально допустимую скорость сканирования мах (скорость движения при опущенной искательной системе), вести контроль при скорости Vк=Vк opt, обеспечивающей в данной ситуации стабильный акустический контакт.

Значения скоростей Vтр мах и Vс мах устанавливаются разработчиком и указываются в паспорте средства; при этом всегда Vс мах < Vтр маx, а Vк ≤ Vс мах.

Оптимальное значение скорости контроля Vк opt обусловливается рядом факторов (конструкцией лыж и искательной системы в целом, системой подачи контактирующей жидкости под искатели, типом пути (бесстыковой-звеньевой), уровнем дефектности и состоянием поверхности катания головки рельсов контролируемого пути, климатическими условиями в период контроля и др.). Диапазоны значений оптимальных скоростей (Vк min ≤ Vк opt ≤ Vк max) для конкретного мобильного средства и предполагаемых конкретных условий контроля могут быть предварительно, по мере накопления опыта дефектоскопирования рельсов, оценены персоналом мобильного средства. В процессе контроля начальник мобильного средства (или сотрудник, ответственный за качество контроля) корректирует и поддерживает скорость контроля, при которой потери акустического контакта минимальны, т.е. скорость Vк ≈ Vкopt.

Для упрощения данной процедуры полезно на экран дефектоскопического блока вывести индикатор, отображающий процент потери акустического контакта на текущем проконтролированном участке определенной протяженности, например длиной 0,5–1 км.

Если на контроль перегона протяженностью L выделено время T и при этом Tі L/ Vк opt, то весь перегон будет проконтролирован.

Если выделенное на контроль перегона время недостаточно (T < L/Vк opt) , то контролю будет подвергнута некоторая часть перегона, а оставшуюся часть придется проехать с некоторой, заранее выбранной, скоростью Vтр ≤ Vтр мах и проконтролировать ее впоследствии. Интервал времени T* после выезда на контроль, начиная с которого мобильное средство прекращает контроль и переходит к движению со скоростью Vтр, легко определяется по заданным значениям L, T, Vтр и поступающему в процессе контроля значению Vк.

Рассмотренная система планирования работы мобильных средств, ориентированная на обспечение надежного контроля рельсов, не ставит под угрозу срыва привычных месячных норм, выражаемых в км проверенного пути (действительно, даже при скорости контроля Vк=25 км/час и контроле в смену в течение 4-х часов месячная норма может быть перекрыта за 13 рабочих дней).

3. Недостаточный уровень переподготовки и тренинга экипажей мобильных средств.

Примечание. На переподготовку персонала мобильных средств на сети железных дорог России выделяется 4–6 недель ( для сведения, фирмой SPERRY, США, выпускающей автомотрисы – 1–1,5 года).

Многолетний опыт работы по повышению квалификации и переподготовке специалистов в области неразрушающего контроля рельсов позволяют рекомендовать следующую четырехступенчатую систему повышения квлификации специалистов для работы в составе экипажей мобильных средств дефектоскопии рельсов:

Этап 1. Изучение общих положений неразрушающего контроля (НК), физических основ и методов ульразвуковой и магнитной дефектоскопии, принципов построения средств НК, основ вычислительной техники и метрологического обеспечения НК (» 4 недели).

Этап 2. Изучение принципа построения, устройства, органов управления, правил настройки и эксплуатации мобильных средств контроля рельсов. Практическое освоение методики расшифровки результатов контроля (» 3 недели).

Этап 3. Практическое участие в завершении монтажа, в настройке аппаратуры и в приемочных испытаниях мобильного средства дефектоскопии рельсов, на котором планируется работа обучающихся специалистов. Практическое освоение технологии работы на мобильном средстве под руководством спрециалистов фирмы-изготовителя мобильного средства (срок обучения – по договору фирмы-изготовителя с дорогой).

Этап 4. Стажировка по техническому обслуживанию и контролю рельсов на вводимом в эксплуатацию мобильном средстве. (на дороге, на которой вводится в эксплуатацию мобильное средство, » 3 месяца).

По окончанию стажировки проводится общий экзамен на право контроля рельсов мобильным средством.

Безусловно, для введения этой системы потребуется разработка «Положения о подготовке и периодическом повышении квалификации специалистов по контролю рельсов в пути мобильными средствами», учебного плана и программ по дисциплинам, методических указаний и учебных пособий, оборудование специальных учебных стендов и тренажеров.

Весьма при этом важно, чтобы на занятия прибывали одновременно все претенденты в состав экипажа конкретного мобильного средства. Началу занятий должно предшествовать собеседование со слушателями для оценки уровня знаний с целью уточнения рабочих учебных программ.

* * *

P.S. Естественно, изложенные соображения подлежат критическому осмыслению и дополнению. Естественно также, что на реализацию всех трех предложений по повышению реальной эффективности уже действующих и запланированных к выпуску мобильных средств контроля рельсов потребуются соответствующие инвестиции. Не исключено, что имеет смысл перенести выпуск одного из мобильных средств в текущем году на следующий и за счет этого осуществить финансирование работ по изложенным выше направлениям. При этом будет обеспечена эффективная работа уже 100 функционирующих мобильных средств и предстоящих к выпуску.

Дефектоскопные автомотрисы и совмещенные вагоны-дефектоскопы, обладающие особо высокой потенциальной технической и экономической эффективностью, должны стать надежными средствами неразрушающего контроля рельсов, обеспечивающими безопасность движения поездов на железных дорогах при одновременном сокращении численности операторов и затрат на контроль!

* * *

Использованные источники:

1. НДТ/ЦП – 1 – 93. Классификация дефектов рельсов. -М.:Транспорт, 1993. – 64 с.

2. Гурвич А.К., Давыдкин А.В. Схемы прозвучивания и эффективность срдств сплошного ультразвукового контроля рельсов. – В мире НК. 2003. №3(21). С.71-73.

3. Гурвич А.К. Интегральный критерий эффективности срдств НК рельсов в пути. – В мире НК. 2000. №3(9). С. 52-56.

4. Гурвич А.К., Давыдкин А.В. Принципы построения классификатора типоразмеров дефектов в рельсах. – В мире НК. 2002. №1(15). С. 61-63.

5. Положение о системе неразрушающего контроля рельсов и эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии в путевом хозяйстве железных дорог Российской Федерации. Приказ МПС России от 26.02.1997 г., № 2-ЦЗ.

© Евразия Вести VIII 2005







VIII 2005

Евразия Вести VIII 2005

ОАО «РЖД» - новый, качественный этап развития

Хорошее начало трудного пути

«Пассажирские проекты» работают на будущее

Вопросы безопасности - задача каждого

Взаимоотношения государства и железных дорог в условиях рынка

Сертификация технических средств - основа безопасности

Логистика взаимодействия частных компаний и государственных структур на железнодорожном транспорте

Залог надежного партнерства - качественный товар

Цель - надежность и безопасность, ставка - на качество

Вопросы обеспечения пожарной безопасности на железнодорожном транспорте

Надежный партнер ОАО «РЖД»

Информационные технологии в комплексной системе обеспечения безопасности

Установки газового пожаротушения

С чем Оренбургский локомотиворемонтный вступает в свой второй век

Скоростное движение - безопасность, надежность, комфорт

Основные проблемы частных владельцев инфраструктур

«МИКРОАКУСТИКА»: новые средства неразрушающего контроля

«Электровозостроитель» приглашает к сотрудничеству

Общество российских инженеров тяги

«ТрансЖАТ-2005»

PDF-формат



 

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

Евразия Вести