Ультразвуковое дефектоскопирование зоны болтовых отверстий рельсов
Руководство по эксплуатации ультразвуковых дефектоскопов ПОИСК-2 и ПОИСК-10Э для обнаружения дефектов, развивающихся в зоне отверстий, предусматривает использование одного или двух (ультразвуковой калибр) прямых резонаторов, установленных в блоках преобразователей. Кроме того, в этих случаях используют ручной прямой резонатор, подключаемый к любому каналу. Все это позволяет выявить дефекты (трещины) в указанной зоне только тогда, когда их проекция на плоскость катания рельса составляет более 10 мм. Однако этими методами нельзя обнаружить трещины: находящиеся в зоне проекции болтового отверстия на плоскость катания головки рельса и на подошву, т.е. над отверстием и под ним;
абсолютной длиной более 10 мм, но не имеющие проекцию размером более 10 мм на поверхность катания головки рельса. Этот существенный недостаток дефектоскопирования прямыми резонаторами устраняют, используя два наклонных ручных резонатора с углами ввода 45 и 60е, которые надежно выявляют подобные трещины.
Если построить проекции болтового отверстия по направлению ультразвукового луча на поверхность катания рельса (рис. а, б), то несложно убедиться, что ручной резонатор с а=45° позволяет прозвучивать значительно большую зону шейки рельса вокруг первого от торца болтового отверстия, чем резонатор с oc=60e, а зона шейки вокруг второго болтового отверстия обоими резонаторами прозвучи-вается со всех сторон.
На рисунках а и б показан профиль рельса Р65. Участки С-1, 2-3, 4-5, 6-7 (рис. а) — проекции болтовых отверстий на плоскость катания головки рельса по направлению ультразвукового луча наклонного ручного резонатора с а=45\ Заштрихованные зоны шейки рельса невозможно дефектоскопировать таким резонатором.
Окружность 8 очерчивает вокруг болтового отверстия границу зоны, удаленной от болтового отверстия на 10 мм и наглядно показывает, что недефектоскопиро-ванные участки вокруг болтового отверстия очень малы.
Участки 2-3, 4-5 и 6-7 (рис. б) — проекции болтовых отверстий на плоскость катания головки рельса по направлению ультразвукового луча наклонного ручного резонатора с а=60°.
Дефектоскопиривание зоны шейки вокруг болтовых отверстий значительно упрощается, если использовать линейный шаблон (рис. в). На его поверхность нанесены проекции болтовых отверстий по направлению ультразвукового луча наклонных резонаторов с а-45° и а=60° и их вертикальная проекция на плоскость катания рельса. 8 — вертикальная проекция болтового отверстия на плоскость катания головки рельса; 9 — проекция болтового отверстия на плоскость катания головки рельса по направлению ультразвукового луча ручного наклонного резонатора с а=45°; 10 — то же с а=60\
Такой шаблон можно сделать для любого типа рельса из металлической ленты шириной 12-15 мм от любой рулетки. Проекции на шаблоне, соответствующие ручным резонаторам с углами ввода 0е, 45е, 60е,следует покрасить масляной краской разных цветов.
На верхней стороне линейного шаблона наносят проекции болтовых отверстий, которые используют при дефектоскопиро-вании в направлении от А к В, а на нижней стороне — для дефектоскоп ирования от С к Д. Проекции отверстий наносят на шаблон с обеих сторон, чтобы один линейный шаблон использовать при прозвучивании зоны болтовых отверстий как у сдающего, так и у принимающего конца рельса.
Однако проекции болтовых отверстий С-1, 2-3, 4-5, и 6-7 на поверхность катания рельса по направлению ультразвуковых лучей наклонных резонаторов, нанесенные на линейный шаблон после графического построения, следует откорректировать согласно фактическому углу ввода а обоих резонаторов, так как на практике угол ввода резонаторов не всегда соответствует заводской маркировке. Отклонения достигают в некоторых случаях 4". Таким образом, линейные шаблоны практически индивидуальны для каждого резонатора.
Зоны шейки рельса вокруг болтового отверстия с помощью линейного шаблона дефектоско-пируют в следующем порядке.
Шаблон прислоняют как можно ближе к краю боковой грани (полевой или рабочей) рельса. Начало шаблона совмещают с торцом рельса, его концы закрепляют на рельсе маленькими магнитами.
Условная чувствительность наклонных резонаторов должна быть достаточной, чтобы в стандартном образце 1Р выявить отверстия диаметром 25-30 мм. При такой чувствительности в телефонах появляется звук и срабатывает индикатор дефектоскопа при самом малом усилении.
Расстояние от точки А до точки 7 для ручного резонатора с а=45в не меньше 56 мм, с ос—60* — не меньше 100 мм. Его несложно рассчитать для ручных наклонных резонаторов с любой призмой.
На участке АВ (см. рис. а) ручной наклонный резонатор с а=45“ перемещают вдоль шейки по направлению к торцу рельса. Появление звука в наушниках и срабатывание стрелочного индикатора при прохождении ручного резонатора участков А-7, 6-3 или 2-В означает, что в зоне шейки рельса имеется дефект. О том, что этот дефект — трещина, идущая от болтового отверстия, можно судить по звуку в наушниках, который слышен непрерывно (срабатывает индикатор) вплоть до прохождения ручным резонатором точек 7 или 3 и сразу исчезает, а стрелка индикатора возвращается в нулевое положение. Звук не исчезает (отклоняется стрелка индикатора) при прохождении ручным наклонным резонатором точки 6 или 2 при дефектоскопировании в направлении от А к В.
Если же при прохождении ручным наклонным резонатором участков 7-6 и 3-2 от А к В в наушниках появляется звук и срабатывает индикатор, то в этом случае дефектоскоп срабатывает на болтовое отверстие. Надо иметь в виду, что на этих участках звук в наушниках появляется не на всей протяженности, так как от некоторых участков болтового отверстия отраженный ультразвуковой луч не возвращается в резонатор или слишком слаб, чтобы он сработал.
После прозвучивания шейки рельса в направлении от А к В ее дефектоскопируют этим же резонатором от С к Д. В случае отсутствия дефекта надо провести прозвучи ван ие вторым ручным наклонным резонатором с а=60°, что позволит обнаружить дефекты рельса (трещины), которые резонатор с ос=45° не смог зафиксировать.
Таким образом, дефектоскопирование зоны шейки рельсов вокруг болтовых отверстий с помощью линейного шаблона и двух ручных наклонных резонаторов значительно повышает эффективность обнаружения дефекта рельса 53, хотя и в этом случае нельзя обойтись без вскрытия накладок и его визуального осмотра.
Ю.Г.СЕДИНКИН
