Исследование акустических методов, создание мобильных систем и технологии технической диагностики железнодорожных рельсов

• Автор: Тарабрин, Владимир Федорович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Перечень принятых сокращений, обозначений и определений терминов
Глава I. Анализ концепции и обзор методов и мобильных систем технической диагностики железнодорожных рельсов
1.1. Анализ природы возникновения и характера развития дефектов рельсов и их влияния на надёжность эксплуатации железнодорожного пути
1.2. Влияние периодичности и технологии контроля рельсов на надёжность обнаружения дефектов
1.3. Обзор методов и мобильных систем НК и ТД железнодорожных рельсов и мониторинга пути
1.4. Концепция технической диагностики рельсов, уложенных в пути. Технология и организация контроля состояния рельсового пути
1.5. Выводы
Глава II. Исследование электронно-акустического тракта средств скоростного ультразвукового контроля рельсов
2.1. Исследование способов контроля акустического контакта и повышения помехоустойчивости приемного тракта цифрового УЗ дефектоскопа
2.2. Обоснование выбора параметров и конструкции ЭМАП для возбуждения и приёма УЗ волн
2.3. Выбор схем прозвучивания при контроле рельсов
2.4. Выбор параметров основных элементов электронного тракта цифровых дефектоскопов
2.5.Выводы
Глава III. Исследование взаимодействия ультразвуковых волн, возбуиадаемых ЭМАП, с дефектами рельсов
3.1. Стенд для экспериментальных исследований образцов рельсов с искусственными дефектами
3.2. Исследование акустического тракта канала обнаружения дефектов рельсов с использованием прямых ЭМАП
3.3. Исследование акустического тракта канала обнаружения дефектов рельсов с использованием наклонных ЭМАП
3.4. Исследование выявляемое дефектов головки рельса с использованием ЭМАП для возбуждения и приёма рэлеевских волн
3.5. Выводы
Глава IV. Создание мобильных систем и разработка технологии технической диагностики рельсового пути
4.1. Принципы построения и технические характеристики дефектоскопических комплексов НК и ТД рельсов в пути
4.2. Конструктивные особенности и технические характеристики разработанных мобильных систем НК и ТД рельсов в пути
4.3. Конструкция и технические характеристики однониточного портативного ЭМА дефектоскопа «Ласточка»
4.4. Стандартизация и принципы метрологического обеспечения мобильных систем НК и ТД рельсов
4.5. Обобщение опыта эксплуатации мобильных систем НК и ТД рельсов
4.6. Развитие концепции технической диагностики рельсового пути
4.7. Выводы
Заключение
Литература
Приложения

Безопасность функционирования железнодорожного транспорта России, являющаяся важнейшим экономическим и социальным фактором, в значительной мере определяется техническим состоянием рельсового пути и мерами по поддержанию его качества. Одним из элементов системы обеспечения безаварийной эксплуатации пути является техническая диагностика (ТД) рельсов с применением комплекса методов неразрушающего контроля (НК), таких как акустический (ультразвуковой -УЗ), магнитный и др. [1-11] и мониторинг пути с использованием методов измерения геометрии рельсов и расстройств пути.
Для обеспечения непрерывного процесса эксплуатации железнодорожных (ж.д.) путей в суровых климатических условиях обширных территорий России и стран ближнего зарубежья разработана и реализована концепция многоэтапного контроля рельсов, включающая средства первичного и вторичного контроля, а также созданы и находятся в эксплуатации большое количество мобильных, съемных и ручных средств акустического и магнитного контроля рельсов.
Однако достоверность мобильных средств оказалась недостаточной, т.к. в 95% рельсов, изымаемых из пути, дефекты обнаруживаются съемными дефектоскопами, производительность которых составляет всего 3-7 км рельсового пути в день, в связи с чем в обеспечении ТД рельсового пути в течение многих десятилетий заняты до 15 тыс. человек. Отсутствие средств автоматической обработки и регистрации результатов контроля также отрицательно сказывается на надежности контроля, которая зависит от квалификации и ответственности персонала, из-за недостаточного уровня которой до 20 % отказов объектов ж.д. транспорта по дефектам приходится на дефекты, пропущенные при НК [4]. Из-за ошибок операторов дефектоскопов под поездами сломались в 1993 г. - 490, в 1998 - 265, в 1999 -198, в 2000 г. - 214, в 2005 - 115 шт. рельсов [5, 6, 12, 117], что подтверждает

осуществляется сплошной контроль геометрических параметров пути. В вагоне-лаборатории КВЛП2.1 увеличено количество контролируемых параметров колеи, повышена точность измерения основных параметров, реализована система жидкостного отопления, установлена система видеонаблюдения за состоянием и обустройством пути. По сравнению с предыдущими моделями она обладает повышенными метрологическими характеристиками - погрешности по всем оцениваемым параметрам пути не превышают ±1,0 миллиметра при одновременном увеличении рабочей скорости до 120 км/ч (против 80 км/ч у действующих моделей), а также рядом преимуществ по дизайну, комфорту и эргономике. Реализованы подсистемы измерения и оценки коротких неровностей на поверхности катания рельсов, определения параметров продольного профиля пути, стыковых зазоров и температуры рельсов, видеонаблюдения за состоянием и обустройством пути. Подсистема видеонаблюдения интегрирована со всеми остальными измерениями и позволяет просматривать изображение любого участка пути, где выявлено то или иное отступление. Предполагается существенно расширить функции путеизмерителя за счет установки системы магнитной дефектоскопии рельсов, создания подсистемы контроля состояния балластной призмы и земляного полотна с использованием
высокоскоростного георадара, действующего на скоростях до 60-80 км/ч.
Путеизмерительная автомотриса МД-Ру (рис. 1.27в) предназначена для измерения основных параметров геометрического положения
железнодорожной колеи, оборудована салоном для измерительных работ и салоном для отдыха, имеет две кабины повышенной комфортности [46].
Дизельная подвижная единица обеспечивает энергоснабжение
измерительной системы автомотрисы. Транспортная скорость автомотрисы -100 км/час, максимальная рабочая скорость - 60 км/час.
Компания Speno International разработала новую технологию текущего содержания и ремонта пути, в основу которой положены контроль и анализ состояния элементов верхнего строения пути. Одной из новых разработок