Измерения и неразрушающий контроль на железнодорожном транспорте

1 Требуется электропроводный материал

Технология неразрушающего контроля

Методы неразрушающего контроля позволяют оценивать внутреннее или внешнее состояние материалов, деталей или конструкций без их повреждения или нарушения режима работы. Неразрушающий контроль может включать как простой визуальный осмотр, так и сложный ультразвуковой анализ микроструктуры при окружающей темп

ературе или при охлаждении материала. При выборе метода неразрушающего контроля для конкретного применения необходимо иметь представление о его техноло­гии. Помимо изучения физических возможностей метода, важно также ознакомление с очертанием об­следуемой детали, типом и предполагаемым местом разрыва или наличием дефекта. В большинстве слу­чаев используются технические требования к мето­дике проверки, в число которых входят:

· уровень аттестации оператора;

· разрешенные методы неразрушающего контроля;

· требования к установке и ее проверке;

· приемочные критерии;

· документация и формы отчетности;

· требования к чистоте исследуемой поверхности до и после проверки.

Большинство существующих технологий нераз­рушающего контроля можно разделить на семь ме­тодов: механический и оптический; проникающее излучение; электромагнитный и электронный; звуко­вой и ультразвуковой; химико-аналитический; анализ изображения сигнала; термический. В табл1 приведены основные технические средства, используемые в этих методах.

Для проверки рельсов в пути обычно применяют ультразвуковой метод. В нем используются импульс­ные эхо-сигналы и анализ изменений ультразвука. Эти технические средства доказали свою надежность. Однако все существующие методы неразрушающего контроля имеют свои ограничения по применению. На способность выявлять дефекты в рельсах с по­мощью ультразвуковых методов оказывают влияние:

· состояние поверхности рельса, характеризующее­ся наличием отслоений и выщербин металла, сетки поверхностных трещин, избыточной смазки, следов от шлифовальных кругов; геометрия головки рельса (изношенный профиль);

· форма дефекта и его ориентация;

· электрический или механический шум, проникаю­щий в щуп;

· недостаточно плотный контакт щуп с поверхностью рельса.

Таблица 3

Эксплуатационные характеристики бесконтактных ультразвуковых щупов-преобразователей

Современные ультразвуковые методы проверки ПОСЦЮШИ на использовании жидкого связующего вещества и непосредственном контакте искателя с обследуемой поверхностью. Это ограничивает зону проверяемого сечения рельса. Бесконтактные систе­мы позволяют увеличить площадь проверяемого се­чения рельса.

Перспективные технологии

Центр транспортных технологий (ТТС, США) и университет Johns Hopkins работали над идентифи­кацией ультразвуковых технических средств, кото­рые можно использовать для проверки рельсов в пу­ти. Университет провел сопоставление различных ультразвуковых устройств, которые можно применять на контактной и бесконтактной основе. В табл. 2 при­ведены рабочие характеристики ультразвуковых щу­пов различных типов, приспособленных для скани­рования.

Наиболее перспективными являются бесконтакт­ные технические средства. К ним относятся преобра­зователи, связанные через воздушную среду или вод­ную струю, а также лазерно-оптические.

В табл. 3 сопоставлены данные по бесконтактным устройствам трех типов. Их сравнение показывает, что путем объединения лазер-оптического передаю­щего преобразователя с принимающим, связанным с рельсом через воздушную среду, при дефектоскопии может не потребоваться смачивание рельсов для луч­шего проникновения ультразвука в головку рельса. Применение такой бесконтактной системы позволяет устранить или свести к минимуму некоторые ограни­чения, присущие обычным ультразвуковым методам проверки рельсов.

Предварительные результаты показали, что ис­пользование лазерно-оптических передающих пре­образователей, объединенных с принимающими, по­зволяет выявлять поперечные трещины в подошве рельса. Бесконтактный метод, помимо устранения потребности в жидкой связующей среде между пре­образователем и поверхностью рельса, сводит к ми­нимуму помехи, возникающие при проверке кон­тактными ультразвуковыми методами стрелочных переводов и глухих пересечений, стыковых накла­док, костылей, рельсовых клемм и других элементов пути.

Схема ультразвуковой дефектоскопии рельсов с помощью лазерного преобразователя

Работу устройства проверили на образце рельса в лабораторных условиях и на рельсах длиной 6,1 м, установленных в пути. Для испытаний в пути преоб­разователи лазерный и с воздушной связью размес­тили на ручной рельсовой тележке. Эту систему пла­нировали оценить на испытательном полигоне ТТС к концу 2002г.

При содействии Ассоциации американских же­лезных дорог (AAR) ТТС планировал продолжить разработку методов дефектоскопии рельсов, кото­рые дополнят существующие измерительные систе­мы. Основное внимание будет уделено повышению эффективности проверки состояния рельсов. Удач­ные варианты планировали реализовать в виде опыт­ных образцов и провести их испытания для оценки эксплуатационных возможностей. Наиболее эффек­тивные системы будут представлены к внедрению.

 Скачать реферат