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

Новые средства дефектоскопии рельсов

О необходимости совершенствования технологии и средств дефектоскопии рельсов пойдет речь в статье Генерального директора ОАО «Радиоавионика» Н.А. Белоусова и директора НТК средств неразрушающего контроля А.А. Маркова.

Н.А. Белоусов
А.А. Марков
Новые средства дефектоскопии рельсов
Новые средства дефектоскопии рельсов
Высокая эффективность действующей на российских железных дорогах системы неразрушающего контроля (НК) рельсов подтверждается снижающимся из года в год количеством изломов рельсов, несмотря на увеличивающуюся грузонапряженность пути. Если в 2000 г. в целом по сети было допущено более 200 изломов рельсов, то в последние годы их количество не превышает 60.

Эти небольшие по количеству изломы рельсов (для общей протяженности железных дорог ОАО «РЖД» более 86 тыс. км) в основном произошли на участках и в условиях, которые с точки зрения проведения дефектоскопии рельсов можно назвать сложными. К таким сложным условиям, которые из-за недостаточных возможностей эксплуатируемых средств и технологий не позволяют своевременно обнаружить потенциально опасные дефекты, можно отнести:

– контроль рельсов со значительным износом головки и с неровностями на поверхности катания;

– автоматизация контроля сварных стыков рельсов;

– повышение надежности контроля при низких температурах;

– контроль локальных участков рельсов с поверхностными повреждениями.

При поддержке Центральной дирекции инфраструктуры ОАО «РЖД» по всем этим направлениям в ОАО «Радиоавионика» ведутся работы, ориентированные на дальнейшее повышение достоверности и надежности обнаружения дефектов в рельсах.

ИЗНОС ГОЛОВКИ РЕЛЬСОВ

Значительный износ головки рельсов и неровности на поверхности катания препятствуют стабильному вводу ультразвуковых колебаний эксплуатируемыми дефектоскопами, использующими акустическую систему скольжения. При этом не только ухудшается акустический контакт, но и нарушается расчетная траектория ультразвуковых лучей, ориентированная на выявление определенных типов дефектов. Решением проблемы является замена акустических систем скольжения на системы качения с эластичной оболочкой, т.е. использование так называемых «ультразвуковых колес».

Впервые в России нам удалось освоить технологию проектирования и производства «ультразвуковых колес», положительные характеристики которых в будущем позволят применить их и при контроле других ответственных изделий ж.д. транспорта. Двухниточные дефектоскопы АВИКОН-14 с колесными ультразвуковыми преобразователями показали свою эффективность при более чем годовой эксплуатации на дистанциях пути.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОНТРОЛЬ СВАРНЫХ СТЫКОВ РЕЛЬСОВ

Проблема автоматизированного контроля сварных стыков рельсов до недавнего времени не была решена ни на одной железной дороге мира. Применяемые технологии ручного контроля или методики с использованием специальных сканеров не обеспечивают требуемую достоверность и производительность контроля. Для решения этой проблемы в ОАО «Радиоавионика» разработана передвижная установка МИГ-УКСМ, позволяющая тщательно озвучивать сечение сварного стыка 70-ю ультразвуковыми каналами.

Многоканальный дефектоскоп МИГ-УКСМ успешно прошел приемочные испытания и эксплуатируется на трех дистанциях Октябрьской ж.д. Прибор обеспечивает высокую производительность и эффективность контроля сварных стыков рельсов с одновременным получением документа контроля.

РАБОТА ПРИ НИЗКИХ И КРАЙНЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Спецификой отдельных железных дорог России является продолжительное время эксплуатации пути (3–4 мес.) при низких и крайне низких температурах (ниже минус 30 0C). Очевидно, в этих экстремальных условиях реализовать стабильный ввод упругих колебаний при контактном ультразвуковом контроле весьма сложно. Частичным решением этой проблемы является более широкое использование магнитодинамического метода контроля, который должен быть реализован во всех мобильных средствах дефектоскопии (совмещенных вагонах-дефектоскопах и дефектоскопных автомотрисах).

На всех совмещенных вагонах-дефектоскопах с комплексом «АВИКОН-03» производства ОАО «Радиоавионика» реализован высокоэффективный магнитодинамический канал (с электромагнитами на осях колесных пар и вводом магнитного потока в рельс через пятно контакта «колесо-рельс»). Система позволяет надежно обнаруживать поверхностные и подповерхностные дефекты головки глубиной до 6–8 мм при любых климатических условиях на высоких скоростях (до 80 км/ч).

В последние годы для совмещенного вагона-дефектоскопа разработаны дополнительные диагностические системы, которые совместно с основным оборудованием позволяют осуществлять комплексный анализ дефектоскопических сигналов синхронно с видеоинформацией рельсового пути и элементов инфраструктуры, а также с параметрами геометрии пути.

КОНТРОЛЬ УЧАСТКОВ РЕЛЬСОВ С ПОВЕРХНОСТНЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ

На сети железных дорог ОАО «РЖД», по данным статистики, к концу 2011 г. эксплуатируются более 67,5 тысяч рельсов с поверхностными повреждениями. В основном, это рельсы с пробуксовками, отслоениями и выкрашиваниями металла на поверхности катания, вызванные как недостатками технологии изготовления рельсов, так и воздействием подвижного состава (рельсы с дефектами кодов 10, 11, 14, 17 по НТД/ЦП-1-93 относят к дефектным – ДР). Дефектные рельсы, как правило, появляются на участках с пропущенным тоннажем более 500 млн. т. брутто, не представляют непосредственную угрозу безопасности движения поездов и подлежат замене в плановом порядке.

Контроль таких участков существенно затруднен тем, что поверхностные повреждения частично или полностью препятствуют вводу ультразвуковых колебаний вглубь рельса. В то же время, именно под ними, как правило, зарождаются опасные поперечные или горизонтальные трещины в головке, способные привести к хрупкому излому рельса (рельсы с дефектами кодов 21, 24, 27 и 30Г являются остродефектными (ОДР) и подлежат немедленной замене). В 2009–2011 гг. 10–15% от всех изломов рельсов произошли из-за развития опасных трещин под поверхностными дефектами.

При проведении на этих участках неразрушающего контроля рельсов средствами сплошной дефектоскопии (двухниточными тележками, автомотрисами и вагонами-дефектоскопами) операторы испытывают затруднения в идентификации сигналов от рассматриваемых дефектов. На отдельных участках пути протяженностью 50–100 км при проезде мобильного средства может быть зафиксировано свыше 200 дефектных участков, большинство из которых требует проведения вторичного контроля.

Таким образом, традиционные методы и технологии при сплошном контроле рельсов, а также при ручном (уточняющем) контроле локальных участков с поверхностными повреждениями головки рельсов оказываются малоэффективными.

По нашим практическим данным под каждым из 80–100 дефектных рельсов (ДР) в виде поверхностных повреждений развиваются внутренние поперечные или горизонтальные трещины головки (ОДР). Фактически, в эксплуатирующихся ж.д. путях в настоящее время могут находиться до 650–850 рельсов с потенциально опасными дефектами.

Плановая замена дефектных рельсов, особенно в период наступающего экономического кризиса, может затянуться на годы. Поэтому необходимо предложить средства и технологии, позволяющие однозначно дифференцировать рельсы с опасными дефектами от рельсов с незначительными поверхностными повреждениями.

Для решения указанной проблемы по заданию Департамента пути и сооружений ОАО «РЖД» в 2009–2012 гг. в ОАО «Радиоавионика» разработан портативный ультразвуковой дефектоскоп АВИКОН-17 со специальным сканирующим устройством.

Принцип действия прибора заключается в перемещении сканера по дефектному участку (на величину ±100 мм в обе стороны от дефекта) и построчном сканировании узким ультразвуковым лучом головки рельса с ее боковых граней (по всей высоте головки от верхней до нижней выкружки). Для обеспечения акустического контакта между преобразователями и боковыми гранями головки (с неровными поверхностями) используется специальное связующее вещество. Параметры контроля настраиваются автоматически в процессе сканирования. После завершения сканирования на экране дефектоскопа (и в протоколе контроля) отображается сечение головки рельса с внутренним дефектом в виде трех проекций и 3D-изображения.

Как показала практика, при экспресс-обследовании участка рельса с поверхностным повреждением время на контроль одного сечения рельса (с учетом предварительного ввода координаты точки пути) составляет 1–3 минуты. На каждую точку пути формируется протокол контроля с координатами дефектного сечения и результатами контроля (изображением головки рельса с дефектом).

Весной 2012 г. по заданию Службы пути Октябрьской ж.д. на Дновской дистанции пути с помощью дефектоскопа АВИКОН-17 проверен «проблемный» участок пути протяженностью около 30 км. За пять смен было обследовано 456 участков рельсов с поверхностными повреждениями и обнаружено 5 ОДР. При доломе на прессе (на РСП-1) рельсы ломались при нагрузке в два и более раз ниже нормативной (т.е. представляли непосредственную угрозу безопасности движения поездов).

Прибор может эффективно использоваться и для ручного контроля отдельных сечений и сварных стыков рельсов с регистрацией сигналов в виде А- или В-разверток. В отличие от широко известных портативных дефектоскопов, применяемых при контроле ж.д. рельсов, АВИКОН-17 позволяет получать GPS-координату участка контроля, ввести цифровые и текстовые характеристики осмотренного рельса и сформировать подробный протокол контроля с указанными параметрами. Большой цветной экран с индикацией цифровых значений параметров выявляемых дефектов позволяет более надежно селектировать сигналы от дефектов на фоне помех.

Возможность определения размеров внутренних трещин в головке рельсов при организации периодического наблюдения (мониторинга) за их развитием до критического размера в будущем может позволить продлить эксплуатацию дефектных рельсов без определенного риска излома рельса под поездами. Естественно, эта работа требует проведения дополнительных исследований и принятия организационных мер по поэтапному вводу новой технологии.

В условиях роста скоростей движения поездов и объемов перевозок задача минимизации и предотвращения изломов рельсов по-прежнему остается актуальной. Разработанные специалистами ОАО «Радиоавионика» новые средства диагностики позволяют своевременно обнаруживать дефекты даже в самых сложных условиях эксплуатации рельсового пути.

© Евразия Вести VIII 2012







VIII 2012

Евразия Вести VIII 2012

Создание ИНФРАСТРУКТУРЫ - веление времени

Развитие инновационных средств и технологий в путевом комплексе

Отвечать современным требованиям

Проблемные вопросы развития путевого комплекса

МИИТ - эффективность анкерных рельсовых скреплений

Решая задачи повышения надежности стальных магистралей

Развитие транспортного машиностроения в условиях Всемирной торговой организации

Новая техника для железных дорог или почему мы идем за рубеж

МЛП - машина нового поколения

Планы реальны и рассчитаны на успех

Новые технологии в бережливое производство

Развитие эры диагностики

Мониторинг скорый и точный

Еще раз об алюминотермитной сварке рельсов

Надежное основание для безопасности, долговечности, скорости

FESTO: миссия выполнима

В компании «ИНФРАТЕХ» знают, как защитить путь!

ПУМА-2000 на олимпийской стройке

PDF-формат



 

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

Евразия Вести