Дефекты боковых рам обнаружит лазерный комплекс
Проект молодежного конкурса «Новое звено — 2012»
С.Ю. Власов
В период с 2007 по 2012 гг. на сети дорог РФ произошло 89 случаев схода подвижного состава с рельсов по причине изломов боковых рам тележек грузовых вагонов. Изломы боковых рам нанесли колоссальный ущерб инфраструктуре и ощутимо подорвали авторитет Компании в лице собственников подвижного состава, а также грузоотправителей и грузополучателей. В результате этих сходов:
s не подлежат восстановлению 142 грузовых вагона (стоимость каждого вагона — не менее 1,2 млн. руб.);
* повреждено более 25 км пути;
^ суммарный простой участков пути превысил 700 ч;
s произошло падение участковой скорости и снижение пропускной способности;
^ массовая браковка боковых рам привела к их дефициту, вследствие чего
I простой вагонов в нерабочем парке в ожидании текущего ремонта из-за отсутствия боковых рам и высокой трудоемкости их ремонта или замены вырос в 2 раза (со 120 ч в 2007 г. до 240 ч в 2012 г.).
Компания теряет астрономические суммы и подрывает свой имидж, а вся сеть стала заложником изломов боковых рам грузовых вагонов.
Используемые сегодня методы выявления неисправностей не позволяют полностью исключить допуска на инфраструктуру боковых рам с дефектами, так как в большинстве своем уже морально устарели, тем самым не удовлетворяя требованиям их потребителей — вагонных эксплуатационных и ремонтных депо.
В эксплуатации поиск дефектов литья осуществляется лишь на визуальном уровне при натурном осмотре боковых рам. Но так как в большинстве случаев дефекты развиваются в зоне радиуса R55 боковой рамы, в невидимой для осмотрщика вагонов зоне, дефект выявить практически невозможно.
Основным звеном в борьбе с литейными дефектами в эксплуатации был и остается осмотрщик вагонов, который в повседневной работе применяет малоэффективные приспособления: лупу с десятикратным увеличением.
смотровою штангу с зеркалом, фонарь, корщётку и собственное ноу-хау — перочинный нож. Среди всего вышеперечисленного «изобилия» приспособлений, к сожалению, 100%-ной гарантии не может дать ни одно. Да и сам осмотрщик вагонов зачастую в меру своей неопытности, усталости, влияния погодных факторов и других причин не может стать безоговорочным гарантом, предотвращающим изломы боковых рам, которые могут привести к более тяжелым последствиям, чем сход подвижного состава.
Взять, к примеру случай прошлого года на перегоне Ерал — Симская участка Кропачёво — Иглино Куйбышевской дороги 11 августа 2011 г. Там тяжелый грузовой поезд №2707 из-за отказа тормозов разогнался на крутом спуске до скорости 136 км/ч и, догнав впереди идущий грузовой поезд № 1933, столкнулся с его хвостом. В результате столкновения у поезда №2707 сошли с рельсов два электровоза и 66 из 67 вагонов, погибли оба члена локомотивной бригады, у поезда №1933 сошли с рельсов три последних вагоне. А всему виной «человеческий фактор», и где гарантии, что не выявленная вовремя дефектная боковая рама не приведет к аналогичным или более тяжелым последствиям?
В условиях вагоноремонтного депо процесс обнаружения трещин и дефектов боковых рам весьма трудоемок и дорог, поэтому нередко в погоне за количеством, а не качеством дефектоскопия отходит на второй план.
Анализ статистики изломов боковых рам, произошедших за последние пять лет, выявил определенную закономерность: из 89 изломов в 88 случаях повреждение происходило в зоне R55. Основными причинами изломов в этой зоне стали литейные дефекты, неметаллические включения, пористость металла.
Учитывая вышесказанное, трещины и дефекты должны выявляться в условиях эксплуатации и вагоноремонтного депо при производстве планового вида ремонта. Однако статистика упорно доказывает, что используемая на сегодняшний день технология обнаружения трещин боковых рам малоэффективна. Эту проблему необходимо решать с использованием современных технологий, так как она напрямую влияет на безопасность движения и несет угрозу жизни людей.
В сентябре текущего года на молодежном конкурсе «Новое звено — 2012» командой с Октябрьской дороги был представлет проект «Методы выявления дефектов боковых рам тележек грузовых вагонов способный исключить человечески фактор и направленный на недопущение изломов боковых рам при помощи лазерного комплекса обнаружения дефектов (далее ЛКОД).
Работа ЛКОД основана на технологии анализа параметров свободных колебаний. возникающих в литых деталях тележек. ЛКОД способен оперативно выявлять внутренние неоднородности и дефекты литья практически в любых погодных условиях. Он может применяться для контроля кок боковых рам, так и надрессорных балок тележек грузовых вагонов, позволяет проанализировать параметры свободных колебаний, возникающих в объекте контроля при воздействии на него лазерных импульсов сверхмалой длительности. Для измерения и анализа параметров колебаний используется оптико-механический регистратор.
Отличительной особенностью ЛКОД от аналогичных приборов, использующих для возбуждения колебаний энергию механических ударов, является применение сверхкоротких лазерных импульсов, обеспечивающих существенно более широкий спектр возбуждающего воздействия со значительно большей энергией.
Разработка молодых инженеров Октябрьской дороги позволит не только минимизировать риски схода подвижного состава по причине изломов боковых рам, но и снизить до 87% количество неоправданной браковки, повысить пропускную способность станций, сократить загруженность ремонтных участков, снизить финансовые потери (по статистике прошлых лет, не менее чем на 100 млн. руб. в год).
К сожалению, в этой бочке меда не обходится без ложки дегтя: проект комплекса ЛКОД существует только в теории. Воплотить разработку в жизнь не удается по банальным причинам — нехватки финансов для создания прототипа и отсутствия желающих институтов, готовых провести опытные испытания. Всем нужен только готовый продукт, прошедший сертификацию, с определенными критериями браковки. Тем временем, принцип работы, заложенный в ЛКОД, уже применяется белорусскими коллегами при выявлении дефектов колесных пар.
Изломы боковых рам сами собой не прекратятся, упрямая статистика свидетельствует о растущем из года в год количестве происшествий. Поэтому необходимо ускорять внедрение новейших разработок для выявления опасных дефектов.
