Admin

Перспективные комплексные средства и технологии для диагностики инфраструктуры

В.Ф. ТАРАБРИН, председатель совета директоров ОАО «Группа компаний ТВЕМА», В.М. БУГАЕНКО, заместитель генерального директора ЗАО «Фирма ТВЕМА»

В настоящее время перед путейцами стоит задача пропускать в межремонтный цикл более 1 млрд т грузов. При этом особенно важно объективно оценить положение дел в хозяйстве и выполнить профилактические работы на стадии предотказного состояния его элементов.

Для обеспечения безопасного движения поездов на дорогах применяется более 7000 съемных и 230 мобильных средств диагностики пути, в том числе более 150 мобильных и 1300 съемных средств, изготовленных ГК «ТВЕМА».

В целях обеспечения бесперебойной работы наших средств диагностики запланировано создать несколько региональных пунктов сервисного обслуживания. Первый организован в Иркутске на Восточно-Сибирской дороге.

Несмотря на неоднократно принимаемые ОАО «РЖД» решения по снижению периодичности проверки рельсов и переходу на преимущественное внедрение мобильных средств контроля, периодичность в среднем по сети в 2011 г. составила более 40 раз в год или 3,5 раза в месяц. Объем использования съемных дефектоскопов за последние годы изменился незначительно и составляет около 65 % всех проверенных километров! Мобильными проверяется только 35 % километров.

ОАО «РЖД» ввело комплексную оценку состояния пути, утвердило порядок применения средств дефектоскопии для проверки рельсового хозяйства, что без внедрения автоматизированных средств съема и обработки комплексных данных является дополнительной нагрузкой на персонал, а эффективность принятых решений снижается недостаточной достоверностью получаемой информации.

Такое положение влечет за собой многомиллиардные эксплуатационные расходы на диагностику, что в десятки раз превышает и общие и удельные показатели любой другой страны мира.

Следует отметить, что в период с 2000 по 2005 гг. средства диагностики пути обновились почти на 75 %. На сеть поставлено более 120 новых путеизмерите-лей, совмещенных вагонов-дефектоскопов и автомотрис, 4000 съемных дефектоскопных и путеизмерительных тележек. Однако в последние годы новая техника поставлялась в размерах 3-5 % от парка. В связи с этим в настоящее время происходит стремительное техническое старение мобильных (их нормативный срок службы — 15—28 лет) и физическое старение съемных (срок службы — 8—10 лет) средств.

Руководствуясь решениями сетевых школ, НТС ЦП и ОАО «РЖД», требованиями приказа ОАО «РЖД» № 128 от 5 октября 2007 г. и Программой развития системы диагностики инфраструктуры, утвержденной ОАО «РЖД» 28 февраля 2009 г., ГК «ТВЕМА» разработала ряд принципиально новых высокоэффективных мобильных средств диагностики инфраструктуры железных дорог.

Это диагностический комплекс «ИНТЕГРАЛ», созданный на основе самых передовых технологий. Контролирует более 100 параметров инфраструктуры. В 2009—2011 гг. первым комплексом проверено более 65 тыс. км пути и выявлено более 340 тыс. отступлений от норм содержания технических объектов. Второй комплекс передан ОАО «РЖД» для обследования районов Сибири и Дальнего Востока.

Вагон-дефектоскоп ВД-УМТ-1 разработан с учетом того, что до 70 % изломов рельсов под поездами происходит в зимний период. Работа ультразвуковых дефектоскопов как сплошного, так и вторичного контроля в это время года затруднена, а при температурах ниже -30 °С практически невозможна. Он оснащен многоканальным дефектоскопом, бесконтактной магнитной центрирующей системой; магнитно-акустическим рельсовым сканером «МАРС», системой видеонаблюдения. ВД-УМТ-1 обеспечивает работу при температурах от +50 до -50 °С, прошел приемочные испытания в 2009 г. Позволяет выявлять дефекты магнитным каналом на ранних стадиях развития на глубине до 6 мм от поверхности катания. Точность центрирования — 1 мм в рабочем диапазоне скоростей. Первые вагоны поставлены на Свердловскую, Забайкальскую и Красноярскую дорогу.

Успешно проведены испытания этого вагона в Казахстане в августе 2012 г., где при проверке 448 км выявлено 37 остродефектных рельсов, в том числе с дефектом, не подтвержденным типовыми съемными средствами, и подтвержденным изломом.

Проводятся испытания на Московской дороге систем вагона-дефектоскопа с рабочей скоростью ультразвукового контроля более 100 км/ч.

Подготовлена к поставке система видеоконтроля для разрабатываемого совместно с немецкими железными дорогами скоростного диагностического комплекса, согласно выигранному в Германии тендеру.

Следует отметить, что на проходившей в сентябре в Берлине на выставке INNOTRANS-2012 ГК «ТВЕМА» получила немецкий сертификат качества на соответствие производства стандарту ИСО 9001.

Вагон дефектоскоп-путеизмеритель «ДЕКАРТ» изготовлен на базе серийного вагона-дефектоскопа ВД-1МТ5К, оснащен автоматизированной системой обработки данных измерения пути «СОКОЛ», системой визуального обнаружения дефектов рельсов и элементов верхнего строения пути «СВОД», позволяет одновременно анализировать дефектограммы рельсов и геометрии пути, оценивать состояние земляного полотна и балластной призмы георадио-локационным комплексом. Особенно эффективно будет использование вагонов «ДЕКАРТ» на участках с большим количеством болтовых стыков и отступлений от норм содержания рельсовой колеи, засоренной балластной призмой и больным земляным полотном. Первый вагон безвозмездно эксплуатируется второй год на Северо-Кавказской дороге.

В качестве основного средства контроля рельсов и пути на шести дорогах задействован путеизмерительно-дефектоскопический комплекс «СЕВЕР». Он оснащен системой управления микроклиматом, бесконтактной магнитной центрирующей системой, системой визуального обнаружения дефектов «СВОД», интеллектуальным дефектоскопом нового поколения, не уступающим лучшим зарубежным и отечественным аналогам. Машины такого класса целесообразно задействовать в проверках пути для планирования его содержания.

Вагон дефектоскоп-путеизмеритель «ДЕКАРТ» и комплекс «СЕВЕР» разработаны с учетом проводимых ОАО «РЖД» реформ по управлению инфраструктурой, что позволит на 30—40 % снизить эксплуатационные расходы на контроль пути и рельсов за счет снижения затрат на приобретение, обслуживающий персонал, аренду локомотивов.

Следует отметить что развитию системного подхода к диагностике параметров рельсовой колеи мешает отсутствие регламентных документов, устанавливающих единство измерений и идентичность результатов как по оценке, так и по диагностике состояния рельсовой колеи при работе всех применяемых средств контроля. Эта проблема еще более обострится при внедрении локомоти-вов-путеизмерителей.

Мы начали ходовые испытания путеизмерите-ля, изготовленного по заданию ОАО «РЖД» на базе локомотива ВЛ11М на Московской дороге. Предварительные результаты позволяют сделать следующие выводы:

системы измерения показали свою работоспособность и обеспечивают регистрацию параметров путевой инфраструктуры в соответствии с требованиями технического задания;
данные о состоянии пути под повышенной нагрузкой на участках с хорошим состоянием рельсовых скреплений, шпал, балласта, земляного полотна и геометрии рельсовой колеи могут незначительно отличаться от данных типовых средств измерений;

данные о состоянии пути с ослабленными рельсовыми скреплениями, шпалами, загрязненным балластом, в кривых могут отличаться существенно от действующих для типовых средств измерений нормативов;

требуется установить критерии оценки состояния пути при измерении под повышенной нагрузкой с проведением необходимых испытаний по методикам, утвержденным ОАО «РЖД», с учетом работы на разных типах скреплений, шпал, кривых различного радиуса и возвышений;

требуется во время испытаний и опытной эксплуатации отработать технологию применения ло-комотивов-путеизмерителей. В том числе их работу в комплексе (в сцепе) с вагонами путеизме-рителями-дефектоскопами «ДЕКАРТ» или ДКИ «ИНТЕГРАЛ». Это позволит одновременно контролировать и анализировать состояние путевой инфраструктуры под повышенной и типовой нагрузкой наиболее точным методом с дефектоскопией рельсов, а также снизить эксплуатационные расходы.


Для работы на малодеятельных участках пути и вторичного контроля по показаниям вагонов-дефектоскопов, автомотрис, комплексов «СЕВЕР» на железных дорогах эксплуатируются 16 лабораторий диагностических мобильных «ЛДМ» на комбинированном ходу с правом работы только на закрытых перегонах. Они обеспечивают основной и вторичный контроль со скоростью до 15 км/ч. Ижевским радиозаводом разработана и опроби-руется на лаборатории ЛДМ система безопасности движения, что позволит их использовать на открытых для движения поездов перегонах.

На Дойче Бан специалисты ГК «ТВЕМА» совместно с инженерами DB Systemtechnik 26 сентября 2012 г. на тупике с дефектами провели испытания ЛДМ на базе автомобиля «Лэнд ровер» с новым многоканальным дефектоскопом, показавшем преимущество перед применяемыми в Германии средствами. В результате проезда лабораторией были обнаружены все искусственные дефекты в рельсах. Кроме того, оборудование ГК «ТВЕМА» позволило выявить поперечные пропилы в головке рельса с рабочей грани (имитация усталостных поперечных трещин, дефект 21.2), которые не выявляются европейскими средствами ультразвуковой дефектоскопии. Дефекты также были обнаружены в автоматическом режиме АПК АСТРА.

Эксплуатационные испытания, проведенные НИИ мостов и дефектоскопии совместно с ВНИИЖТом еще в 2009 г. показали, что новые системы мобильных средств диагностики рельсов по своим функциональным возможностям достигают высокой эффективности, характерной для съемных дефектоскопов. Снижение выхода ОДР и периодичности только усилит позиции мобильных средств и подтвердит правомерность их использования в качестве первичного средства контроля вместо съемных, при этом затраты на проверку 1 км пути в 2 раза ниже.

Необходимо по-новому взглянуть на применение съемных средств контроля как средств механизации генеральных (сезонных) осмотров пути и документирования его результатов. Для этого разработан и успешно эксплуатируется на путях промышленных предприятий съемный дефектоскоп-путеизмеритель «СПРУТ». Предусмотрено доосна-стить его системой видеоконтроля верхнего строения пути, в состав которой входят четыре матричные и две линейные видеокамеры, которые позволяют фиксировать состояние скреплений, шпал, балласта, стыков.
При переходе на преимущественное использование мобильных средств остро встает вопрос проверки стрелочных переводов и вторичного контроля рельсов по показаниям мобильных средств. Для этих целей компанией разработаны однониточный ультразвуковой дефектоскоп «СКАТ» и малогабаритный переносной дефектоскоп «ЭХО-ПУЛЬС». Они имеют оптимальные массу и габариты, обеспечивают работу в условиях нестабильного акустического контакта и в случае некорректной установки чувствительности операторами.


Это достигается благодаря принципиально новой системе обработки сигналов (запатентованной ЗАО «Фирма ТВЕМА»), основанной на соотношении характеристик полезных сигналов и шумов с динамическим порогом их оценки. Этот принцип позволяет работать на рельсах с недостаточным акустическим контактом для типовых систем контроля, в экстремальных климатических условиях зимой и летом, а также на недоступных ранее скоростях. Он использован в высокоскоростной системе ультразвукового контроля рельсов и является альтернативой колесным и бесконтактным системам.

В выше перечисленных средствах реализованы практически все технические требования к средствам неразрушающего контроля рельсов согласно решению НТС ОАО «РЖД» от 18 мая 2010 г.

Последние документы ОАО «РЖД» по комплексной оценке состояния пути № 72р от 20 января 2012 г. и по использованию средств диагностики для оценки состояния рельсов № 2537р от 8 декабря 2010 г. требуют многофакторного анализа как самой оценки, так технологии и качества контроля, реализовать который при ручной обработке данных весьма проблематично. Ремонтные работы и обслуживание пути все чаще переводят на аутсорсинг, что также может затруднить получение объективных данных и оперативность принятия решений.

Следует отметить, что имеющиеся средства неразрушающего контроля и технической диагностики путевого хозяйства были ориентированы в основном на обеспечение безопасности движения, а вопросам мониторинга и экономической эффективности контроля уделялось недостаточно внимания.

Учитывая многократно возрастающие объемы измерительной информации, необходимость повышения объективности принимаемых решений, устранения пресловутого «человеческого фактора», ЗАО «Фирма ТВЕМА» разработала аппаратно-программный комплекс «АСТРА». Он позволяет осуществлять автоматизированную расшифровку дефектов в рельсах, проводить мониторинг технологии диагностики рельсов и элементов стрелочных переводов с учетом паспортных данных железнодорожного пути, включая рельсовую книгу и данные ПУ-2А, отступлений геометрии рельсовой колеи, результатов натурного осмотра.

Комплекс «АСТРА» поставлялся в 2012 г. на московский метрополитен (18/шт.), украинским железным дорогам, проходит опытную эксплуатацию после приемочных испытаний на Юго-Восточной магистрали.

При переводе рельсосварочных предприятий на аутсорсинг острейшей проблемой стало обеспечение качества сварочного производства. ГК «ТВЕМА» в 2013 г. должно завершить создание Системы автоматизированного контроля качества рельсов на РСП «СОКРАТ». Система предназначена для контроля геометрических параметров рельсов, выявления внутренних дефектов металла и сварных стыков, а также для осуществления видеоконтроля и пооперационной паспортизации всего технологического процесса рельсосварочного предприятия от входного контроля перед фрезеровкой до приемочного после сварки и термообработки с последующим хранением информации на основном сервере и выдачи ее по требованию контролирующей структуры в установленной форме.

Постоянно на разборах случаев нарушения безопасности движения поездов указывается на влияние «человеческого фактора». Организация учебного центра на производственной площадке ГК «ТВЕМА» позволила повысить качество подготовки специалистов железных дорог. За два с половиной года работы центра повысили свою квалификацию более 900 человек по пяти специальностям. С 2012 г. по вновь полученной в июле лицензии обучение проводится по 11 специальностям, включая краткосрочные курсы по технологии и организации контроля рельсов для повышения квалификации руководителей дистанций, центров диагностики, служб и дирекций инфраструктуры. На Восточно-Сибирской дороге проведены выездные курсы с одновременной подготовкой 75 человек.

Широкое внедрение на железных дорогах многоуровневой, ресурсосберегающей системы диагностики инфраструктуры с преимущественным использованием мобильных средств контроля должно включать несколько этапов.

1. Для работы на укрупненных или нескольких дистанциях в качестве основного технического средства неразрушающего контроля целесообразно применять самоходный путеизмерительнодефектоскопный комплекс «СЕВЕР», который может быть оснащен дополнительными системами технической диагностики (георадиолокации, видеонаблюдения «СВОД» и др.). Данное решение позволит снизить периодичность контроля съемными средствами, заменить устаревшие морально и физически дефектоскопные автомотрисы, снизить периодичность проверки геометрии рельсовой колеи вагонами-путеизмерителями за счет исключе-
ния рабочей поездки, обеспечить контроль станционных путей вместо путеизмерительных тележек, повысить достоверность отчетов о выполненных ремонтных работах за счет видео-документирования.

2. Для механизированного осмотра пути и дефектоскопии рельсов с документированием результатов следует использовать съемный дефек-тоскоп-путеизмеритель «СПРУТ» с системой видеоконтроля верхнего строения пути.

3. Для проверки стрелочных переводов и вторичного контроля рельсов по показаниям мобильных средств подходят однониточные ультразвуковые дефектоскопы и малогабаритные переносные нового поколения «СКАТ» и «ЭХО-ПУЛЬС».

4. Для работы в пределах дороги или подмены комплексов «СЕВЕР», дефектоскопных автомотрис на время ремонта, предлагается использовать вагоны-дефектоскопы типа ВД-УМТ-1 и вагон дефек-тоскоп-путеизмеритель «ДЕКАРТ».

5. В качестве сетевых станций комплексного контроля инфраструктуры, получения данных для планирования содержания и ремонта ее объектов по фактическому состоянию предлагается использовать диагностические комплексы типа «ИНТЕГРАЛ». Преимуществом таких комплексов является синхронизированная измерительная информация по всем системам, которая необходима для качественного анализа и мониторинга состояния всей инфраструктуры ОАО «РЖД».

6. Для работы на малодеятельных участках пути и вторичного контроля по показаниям вагонов-дефектоскопов, автомотрис, комплексов «СЕВЕР», что особенно важно при организации их работы в качестве первичного средства и оценки состояния рельсов следует применить лаборатории ЛДМ на комбинированном ходу. Возможно оснащение их системами контроля геометрии рельсовой колеи, георадиолокации, видеонаблюдения. В настоящее время изготавливается рельсосмазыватель на комбинированном ходу на базе автомобиля УАЗ-ПАТРИОТ с путеизмерительным оборудованием. Его применение позволит исключить из эксплуатации стационарные лубрикаторы и путеизмерительные тележки на станционных и малодеятельных путях.

7. Для повышения надежности выявления дефектов и внедрения автоматизированной расшифровки дефектограмм все выше перечисленные мобильные средства должны оснащаться интеллектуальным дефектоскопом для вторичного контроля нового поколения «ЭХО-ПУЛЬС» и системой «АСТРА», которая также применяется для организации рабочих мест по обработке данных контроля в цехах дефектоскопии и центрах диагностики.

Внедрение комплексной многоуровневой системы диагностики и мониторинга инфраструктуры с преимущественным использованием мобильных средств позволит сократить примерно в 2 раза количество съемных средств контроля, численность операторов и сопровождающего персонала (примерно на 10 тыс. чел.), снизить более чем на 3 млрд руб. в год эксплуатационные расходы.

В целях ускоренного перехода на более совершенные технические средства неразрушающего контроля и технической диагностики ГК «ТВЕМА» готова провести модернизацию имеющихся на дорогах вагонов-дефектоскопов, дефектоскопных и путеизмерительных автомотрис, установив новые многоканальные дефектоскопы, дефектоскопные тележки с бесконтактной следящей системой, усиленную намагничивающую систему «МАРС», систему визуального обнаружения дефектов рельсов и элементов верхнего строения пути «СВОД», систему контроля геометрии пути «СОКОЛ», систему линейного видео, АПК «АСТРА».

Для широкого внедрения комплексной многоуровневой ресурсосберегающей системы диагностики пути и замены стремительно стареющего парка средств диагностики в ближайшее время необходимо выполнить следующие мероприятия: разработать долгосрочную (на 3—5 лет) программу внедрения современных технических средств диагностики инфраструктуры с учетом утвержденных и согласованных ранее программ и заключением в дальнейшем долгосрочных договоров на поставку;

разработать долгосрочную (на 3—5 лет) программу глубокой модернизации парка эксплуатирующихся мобильных средств диагностики с установкой современных систем;

установить порядок ускоренного внедрения комплексной многоуровневой системы диагностики и мониторинга инфраструктуры с преимущественным использованием мобильных средств;

подготовить нормативные документы с проведением необходимых испытаний по повышению рабочей скорости мобильных средств контроля, с применением систем обработки ультразвуковых сигналов с динамическим порогом их оценки и видеосистем;

организовать автоматизированные рабочие места в дорожных центрах диагностики инфраструктуры, дирекциях пути, мобильных средствах контроля с использованием аппаратно-программного комплекса «АСТРА» с учетом результатов опытной эксплуатации на Юго-Восточной дороге;

провести НИР по увеличению скорости пропуска поездов по дефектным рельсам;
провести испытания и отработку технологии скоростного ультразвукового контроля рельсов в сцепе с путеизмерительными вагонами;

разработать нормативные документы, обеспечивающие единство измерений, идентичность результатов как по оценке, так и по диагностике и мониторингу состояния рельсовой колеи при работе всех применяемых средств контроля, включая локомотивы-путеизмерители;

включить в программу оснащения путевых машин системами для считывания электронных меток и датчиков GPS мобильные средства диагностики инфраструктуры;

установить обязательные сроки переподготовки и переаттестации работников технической диагностики, непосредственно занятых контролем и обработкой результатов. Обеспечить организацию подготовки и повышения квалификации кадров технической диагностики всех уровней в специализированных учебных центрах на предприятиях-изготовителях техники;

изготовителям диагностической техники организовать региональные сервисные пункты;

провести на одном рельсосварочном поезде испытания системы автоматизированного контроля качества рельсов «СОКРАТ».

ГК «ТВЕМА» готова провести модернизацию имеющихся на дорогах вагонов-дефектоскопов, дефектоскопных и путеизмерительных автомотрис, оснастив их современными системами. Одновременно предлагаем взять на себя диагностику рельсов, пути, всей инфраструктуры выпускаемой нашими предприятиями техникой на условиях аутсорсинга.

Предложения ГК «ТВЕМА» были поддержаны ОАО «ВНИИЖТ», НИИ мостов и дефектоскопии, железными дорогами на НТС ОАО «РЖД», проведенном 28 сентября 2012 г., а также на сетевом совещании начальников дирекций инфраструктуры 23 ноября 2012 г. в г. Ноябрьск (Свердловская дорога).

Фото С.В. Любимова

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin