Admin

Основные проблемы неразрушающего контроля рельсов и пути их решения на сети железных дорог (Анализ причин изломов и пути их минимизации)

Марков А.А., директор НТК СНК, Мосягин В.В., нач. отдела, Козьяков А.Б., нач. лаборатории


Анализ данных по изломам рельсов на сети железных дорог ОАО «РЖД» показывает, что из 76 изломов рельсов, имевших место за последние 14 месяцев (12 мес. 2008 г. и январь-февраль 2009 г.), по нашему мнению, средствами дефектоскопии могли быть предотвращены 28 (от общего количества – 37%).

1. Изломы по дефектам в головке рельса

Большая часть пропусков приходится на поперечные трещины в головке рельса (65% от числа пропущенных дефектов). При этом все указанные дефекты находились под горизонтальными расслоениями, что затрудняет их обнаружение по традиционной схеме «змейка». Решением данной проблемы может быть использование схемы «РОМБ» (патент ОАО «Радиоавионика»), разработанной в 2000 г. специально для обнаружения таких трещин. Данная схема является наиболее эффективной схемой прозвучивания головки, позволяющей «заглянуть» под горизонтальное расслоение. Контроль боковых частей головки рельса осуществляется эхо-методом аналогично традиционной схеме «змейка», а поперечные трещины в центральной части головки обнаруживаются зеркальным методом за счет совместной работы обеих пьезопластин схемы «РОМБ».

2. Изломы по дефектам в шейке рельса

Два излома произошли по дефектам в шейке рельса в зоне болтового стыка (52.1 и 53.1), один из которых не был обнаружен из-за некачественной записи вследствие смятия концов рельсов и наличия поверхностных дефектов, а второй – по причине пропуска неопытным расшифровщиком сигналов на дефектограмме. Для повышения качества проверки зон болтовых стыков целесообразно использование средств НК с колесной искательной системой, обеспечивающей лучший акустический контакт при смятии концевых участков рельсов, а также при наличии поверхностных дефектов. Проведенный нами анализ дефектограмм различных дефектоскопных тележек показал, что контроль как минимум 10-20% болтовых стыков с качественной на первый взгляд записью не был полноценным по причине нарушения акустического контакта на концевых участках рельсов.

3. Изломы по дефектам в подошве рельса

Из общего количества изломов 12 (16%) имели место по дефектам в подошве рельса, причем только два из них находились в зоне проекции шейки и могли быть выявлены, остальные 10 – расположены в перьях подошвы. Как правило, данные дефекты представляют собой небольшой полукруглый сегмент площадью порядка 20‑40кв.мм. Дефекты в перьях не подлежат обнаружению действующими средствами сплошного контроля, так как их схемы прозвучивания рассчитаны на обнаружение дефектов по всему сечению, за исключением перьев подошвы.

Такая ситуация ставит задачу разработки способов обнаружения дефектов в перьях подошвы рельса с поверхности катания. Ранее в ОАО «Радиоавионика» проведены эксперименты, подтверждающие потенциальную возможность обнаружения дефектов в перьях подошвы рельса. При необходимости мы готовы продолжать исследования в данной области.

4. Изломы сварных стыков

Из общего числа изломов сварки 43% являются пропущенными при ручном контроле по действующей технологии (ТИ 07.42-2004). В основном, это дефекты шейки по коду 56.3. Причиной пропуска таких дефектов является несоблюдение операторами технологии контроля, как правило – шага сканирования, а также отсутствие объективного протоколирования процесса и результатов проверки стыка. Кроме того, среди изломов рельсов по сварке присутствует излом без видимых дефектов, но в котором имеет место изменение структуры металла по торцу свариваемого рельса. Такая структурная неоднородность может быть выявлена только по зеркальному методу, который не предусмотрен действующими нормативами. Для решения проблемы пропуска дефектов сварки необходимо:

- автоматизировать процесс контроля сварных стыков;

- проверку стыков производить несколькими ультразвуковыми методами;

- обеспечить получение подробного документа контроля каждого проверенного стыка.

5. Пропуски расшифровщика

Что же касается ошибок расшифровщика, то для их минимизации необходимо дублировать его работу программными средствами, реализующими автоматизированную расшифровку сигналов и выдающими на просмотр хотя бы самые явные (очевидные) пачки сигналов от возможных дефектов.

Следует отметить, что одной из трудностей, возникающих при расшифровке дефектограмм сплошного контроля, является разнообразие форм представления информации от средств различных производителей. При этом, еще в 2005 г. ЦП ОАО «РЖД» утвердило «Общие требования к системе регистрации дефектоскопической информации съемных и мобильных средств контроля», разработанные ОАО «Радиоавионика». Безусловно, не выполнение этих требований значительно усложняет работу расшифровщика и снижает достоверность обнаружения дефектов.

6. Ошибки при вторичном контроле

На практике, имеют место ситуации, когда дефект, обнаруженный по результатам расшифровки, оператор при перепроверке искал в другом месте. В одной из таких ситуаций по результатам вторичного контроля было взято в накладки не дефектное сечение рельса, а сечение, расположенное в 1,5 м от него. Выходом из такой ситуации может являться разработка и поставка на ОАО «РЖД» портативных приборов для вторичного контроля, обеспечивающими точную привязку к путейской координате.

7. Состояние по контролю стрелочных переводов

Отдельным вопросом является контроль стрелочных переводов. Рассматривая изломы рельсов по стрелочным переводам (произошедшие не по вине служб дефектоскопии), следует отметить, что на настоящий момент методики и технологии проверки стрелочных переводов при сплошном контроле съемными двухниточными тележками отсутствуют.

Таким образом, анализ изломов за последние 14 месяцев, произошедших как по вине, так и не по вине службы дефектоскопии, дает основания предложить ОАО«РЖД» определенные пути совершенствования системы неразрушающего (ультразвукового) контроля рельсов, направленные на уменьшение количества изломов.


Предложения ОАО «Радиоавионика» по совершенствованию системы неразрушающего контроля рельсов


1. С целью недопущения изломов рельсов, вызванных поперечными трещинами головки, расположенными под горизонтальными расслоениями, разработчикам съемных средств сплошного контроля рельсов обеспечить внедрение схемы для их надежного обнаружения – схемы «РОМБ», соблюдая при этом интеллектуальную собственность патентообладателя.

2. ОАО «Радиоавионика» ускорить изготовление и проведение испытаний съемного дефектоскопа для сплошного контроля рельсов, базирующегося на колесной искательной системе, обеспечивающей повышение надежности контроля концевых участков пути (болтовых стыков), улучшение акустического контакта при повреждении поверхности катания.

3. Поручить ОАО «Радиоавионика» продолжение научно-исследовательских работ по возможности обнаружения дефектов кода 69, расположенных в перьях подошвы (не в проекции шейки) рельса.

4. Центрам Диагностики пути железных дорог обеспечить тщательный контроль за выполнением технологии контроля сварных стыков, а также внедрение приборов, повышающих ответственность операторов и позволяющих прооколировать процесс проведения контроля каждого сварного стыка.

5. Разработчикам дефектоскопных средств совместно с отраслевыми институтами и Департаментом пути и сооружений ОАО «РЖД» разработать и утвердить технические требования к системе автоматизированной расшифровки.

6. Разработчикам дефектоскопных средств поручить разработку программных модулей для «подстраховки» расшифровщиков, которые должны на основе автоматизированной расшифровки сигналов выдавать на просмотр самые явные (очевидные) пачки сигналов от возможных дефектов. Центрам Диагностики пути дорог обеспечить внедрение указанных программ.

7. ОАО «Радиоавионика» продолжить работы по расширению функциональных возможностей ПАК НК. Фирмам-разработчикам дефектос-копов АДС-02 и РДМ-22 передать форматы файлов в ОАО «Радиоавионика» для обеспечения возможности просмотра дефектограм указанных средств контроля в ПАК НК.

8. Департаменту пути и сооружений организовать создание единой базы подтвержденных дефектов и изломов рельсов для обмена опытом расшифровщиков.

9. ОАО «Радиоавионика» ускорить работы по завершению разработки и испытанию дефектоскопа АВИКОН-15, обеспечивающего качественную привязку к пути при выходе на вторичный осмотр, за счет четкой привязки принимаемых сигналов контроля к путевой координате и сопоставление результатов вторичного контроля с показаниями средств сплошного контроля.

10. Поручить отраслевым институтам ОАО «РЖД» разработку методики и технологии контроля стрелочных переводов.

11. Департаменту пути и сооружений обеспечить централизованную закупку и поставку на дистанции пути учебных пособий: плакатов, книг, копьютерных обучающих программ (уже разработанных), отражающих как общие вопросы ультразвуковго контроля, так и материалы по конкретным дефектоскопам.

12. Разработчикам средств сплошного контроля рельсов в рамках совершенствования технологии оценки параметров выявленных дефектов предусмотреть в съемных средствах сплошного контроля автоматизированное измерение условных размеров: по длине рельса (ΔL) и условной высоты (ΔН) непосредственно по В-развертке. Отраслевым институтам откорректировать соответствующие нормативные документы и представить на утверждение в ЦП.