НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Точность контроля рельсов – залог «бархатного» пути

ЗАО «ПИК ПРОГРЕСС» более 25 лет занимается разработкой, изготовлением и сопровождением в эксплуатации высокотехнологичных систем бесконтактной диагностики на железнодорожном транспорте.

В последние годы компания сделала значительный шаг в вопросах внедрения новых технологий и, что особенно важно, используя свой высокий научный и технический потенциал, позволяющий разрабатывать и производить измерительную аппаратуру, отвечающую самым высоким международным требованиям.

Ведущий инженер ЗАО «ПИК ПРОГРЕСС» Алексей Олегович Егоров в беседе с нашим корреспондентом рассказал о работе выпускаемой продукции и о перспективах создания измерительных систем нового поколения.

С 1995 года нашим предприятием серийно выпускаются скоростные бесконтактные путеобследовательские станции ЦНИИ-4, оборудованные лазерными измерителями и прецизионной навигационной гиросистемой. ЦНИИ-4 – серийное диагностическое средство на российских железных дорогах, которое измеряет стыковые зазоры, температуру рельсов, боковой износ, полный профиль головки рельса, подуклонку, план и профиль пути, а также другие параметры.

В связи с введением новых требований по контролю геометрических размеров рельсов при прокатке нашим предприятием в 2014 году был разработан, изготовлен и смонтирован на линии рельсового проката 100-метровых рельсов рельсобалочного цеха АО «ЕВРАЗ ЗСМК» г. Новокузнецк бесконтактный лазерный измеритель профиля железнодорожных рельсов НК-4.

В том же 2014 году НК-4 прошел государственные испытания и внесен в Государственный реестр средств измерений. По результатам функциональных испытаний ОАО «РЖД» измерительная система внесена в Реестр средств измерений на железнодорожном транспорте и введена в промышленную эксплуатацию.

Данный измеритель был спроектирован и изготовлен как более качественная замена аналогичной измерительной системы, входившей в состав линии неразрушающего контроля, созданной одним из ведущих мировых производителей в области неразрушающего контроля металлопроката, в частности, рельсового. Опыт, накопленный при создании лазерного оборудования, позволил ЗАО «ПИК ПРОГРЕСС» учесть и устранить все недостатки, выявленные при эксплуатации предыдущей измерительной системы, подлежащей замене. Это явилось залогом поставки АО «ЕВРАЗ ЗСМК» железным дорогам, метрополитенам и организациям городского рельсового транспорта качественной продукции, соответствующей самым жестким требованиям и условиям эксплуатации.

В настоящее время НК-4 контролирует параметры профиля рельсов Р65 по ГОСТ Р51685, а также рельсов 60Е1 и 60Е2 по Европейскому стандарту EN13674, и по ТУ, разработанным на основе указанных стандартов. Погрешность измерений высоты рельса, ширины головки, ширины шейки и ширины подошвы не превышает +60 мкм, при скорости движения рельса по конвейеру до 1.5 м/с. Расстояние между контролируемыми сечениями не превышает 100 мм. Специальные алгоритмы позволяют исключить влияние на измерения не полностью удаленной с поверхности окалины, а также клейм с маркировкой рельса, нанесенных на шейку с некоторой периодичностью.

В результате измерения каждого рельса формируются и запоминаются таблицы со значениями контролируемых параметров по всей длине рельса, а на поверхность рельса краской наносится маркировка, обозначающая класс рельса. Анализ изменения контролируемых параметров профиля рельса позволяет своевременно вносить необходимые коррективы в работу прокатного стана, улучшая качество продукции.

Столь высокая точность измерения потребовала учета и компенсации температурной погрешности измерений, возникающей за счет изменения линейных размеров конструкции, и составляющей около 100 мкм на 10°С изменения температуры окружающей среды.

Чтобы учесть и скомпенсировать эту погрешность, перед измерением очередного рельса системе предъявляется темплет – сечение рельса толщиной 15 мм с документированными размерами. Разница между фактическими размерами темплета и размерами, полученными измерительной системой, учитывается при контроле следующего рельса.

За более чем двухлетний период работы НК-4 проявил себя как один из самых неприхотливых и надежных измерительных комплексов на линии неразрушающего контроля «ЕВРАЗ ЗСМК». Поэтому АО «ЕВРАЗ ЗСМК» дал задание нашему предприятию на создание в 2017 году новой измерительной системы. В настоящее время заканчивается проектирование и начинается изготовление ИПР-НК-12/19 – измерительной системы нового поколения.

Установка ИПР-НК-12/19 предназначена для автоматизированного неразрушающего контроля профиля, прямолинейности и скручивания девятнадцати типов рельсов, поставляемых АО «ЕВРАЗ ЗСМК» в Российскую Федерацию и страны СНГ, а также в другие страны мира, и позволит контролировать рельсы Р50 и Р65, изготовленные по ГОСТ Р51685-2013; ОР65 и ОР50 по ГОСТ Р55820-2013; 60Е1А1, 54Е1А1, 54Е1А2 и 49Е1А2 по EN 13674-2; 49Е1,49Е2, 54Е1, 50Е6, 60Е1 и 60Е2 по EN 13674-1; 115RE, 132RE и 136RE по AREMA; S49 по TCDD-R202 и UIC60 по UIC 861-34, а также другие аналогичные типы рельсов.

Контролю с погрешностью не более +60 мкм подлежат следующие параметры профиля: высота рельса, отклонение формы поверхности катания от номинальной, ширина головки рельса, несимметричность рельса, высота шейки, толщина шейки, ширина подошвы, высота пера подошвы, выпуклость основания подошвы, вогнутость основания подошвы, а также специфические параметры остряковых рельсов. Кроме того, с погрешностью не более +50 мкм контролируется прямолинейность рельса в вертикальной и горизонтальной плоскостях на базовых длинах 1 м, 1,5 м, 2 м и 3 м, а также скрученность рельса на базовой длине 1 м.

Следует отметить, что все измерения как на НК-4, так и на ИПР-НК-12-19, проводятся лазерными 2D-сканерами собственного производства ЗАО «ПИК ПРОГРЕСС». Это, во-первых, позволяет управлять всеми потенциальными источниками погрешности измерений, обеспечивая требуемую точность, а не полагаться на технические характеристики аналогичных приборов сторонних производителей, которые зачастую имеют рекламный характер и, к сожалению, не всегда подтверждаются при эксплуатации. Во-вторых, в случае выхода прибора из строя не нужно ждать экспертизы и ремонта несколько месяцев, как это иногда бывает при работе с иностранными поставщиками. В нашей компании есть все необходимое для выполнения оперативного технического обслуживания и ремонта.

Помимо выполнения обязательств по уже существующим договорам с АО «ЕВРАЗ ЗСМК», компания ЗАО «ПИК ПРОГРЕСС» ведет активную исследовательскую работу по поиску технических решений для автоматизации поиска поверхностных дефектов рельсового проката. Решение этой задачи позволит существенно повысить производительность рельсобалочного цеха и исключить текущую ситуацию, когда для соблюдения норм охраны труда специально обученный персонал распознает поверхностные дефекты собственными глазами при пониженной скорости конвейера.

Проведенные эксперименты позволяют сделать вывод, что из двадцати четырех типов недопустимых дефектов поверхности рельсов по РТМ 14-2Р-462-2012 большинство надежно детектируется с минимальной вероятностью ложных срабатываний методом пространственного сканирования поверхности с высоким разрешением. По сравнению с использованием обычных изображений с видеокамеры этот метод позволяет исключить влияние на алгоритмы распознавания таких распространенных помех, как неоднородность отражающей способности контролируемой поверхности. Полученное таким методом изображение представляет собой рельеф поверхности с ярко выраженными поверхностными дефектами.

Данная подсистема может быть внедрена в 2018 году и станет дальнейшим развитием линии неразрушающего контроля рельсобалочного цеха.

© Евразия Вести VIII 2017

www.eav.ru