Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Часть серии по
Рельсовый транспорт
Железнодорожный вокзал Кабултюра, Квинсленд, август 2012 г.JPG
Инспекционный вагон на Пенсильванской железной дороге , гравюра на дереве 1882 года из журнала Harper's Weekly

Инспекция рельсов - это практика проверки железнодорожных путей на наличие дефектов, которые могут привести к катастрофическим отказам. По данным Управления анализа безопасности Федерального управления железных дорог США [1] дефекты пути являются второй ведущей причиной аварий на железных дорогах США. Основная причина железнодорожных аварий связана с человеческим фактором . Вклад неверных управленческих решений в железнодорожные аварии, вызванные нечастыми или ненадлежащими инспекциями железных дорог, является значительным, но не сообщает FRA, только NTSB. Ежегодно североамериканские железные дороги тратят миллионы долларов на проверку рельсов на наличие внутренних и внешних дефектов. Неразрушающий контроль (NDT) методы используются в качестве превентивных мер против отказов пути и возможного схода с рельсов.

История [ править ]

Инспекционная машина в пути , 1891 г.

Первые проверки рельсов проводились визуально. Многие источники ссылаются на то, что необходимость в улучшении железнодорожных инспекций возникла после крушения в Манчестере, штат Нью-Йорк , в 1911 году. В результате этого несчастного случая 29 человек погибли и 60 получили ранения. Расследование аварии показало, что причиной стала поперечная трещина (критическая трещина, лежащая перпендикулярно длине рельса) в рельсе. Дальнейшие исследования в конце 1920-х годов показали, что этот тип дефекта был довольно распространенным явлением. Сегодня, когда рельсовое движение увеличивается на более высоких скоростях и увеличивается нагрузка на оси, критические размеры трещин сокращаются, и контроль рельсов становится все более важным. В 1927 году доктор Элмер Сперри построил массивный вагон для инспекции рельсов по контракту сАмериканская железнодорожная ассоциация . Магнитная индукция была методом, используемым на первых вагонах для проверки рельсов. Это было сделано путем пропускания большого количества магнитного поля через рельс и обнаружения утечки магнитного потока с помощью поисковых катушек. С тех пор многие другие инспекционные машины пересекли рельсы в поисках изъянов.

Дефекты и местонахождение [ править ]

Сломанный рельс
Поврежденный рельс

Есть много эффектов, которые влияют на дефекты рельсов и выход из строя рельсов. Эти эффекты включают напряжения изгиба и сдвига, контактные напряжения колеса и рельса, термические напряжения, остаточные напряжения и динамические эффекты.

Дефекты из-за контактных напряжений или усталости при качении (RCF):

  • язык губ
  • проверка головки (растрескивание угла датчика)
  • приседания - которые начинаются с небольших трещин на поверхности

Другие формы поверхностных и внутренних дефектов:

  • коррозия
  • включения
  • швы
  • артобстрел
  • поперечные трещины
  • колесо горит

Одним из факторов, вызывающих распространение трещин, является присутствие воды и других жидкостей. Когда жидкость заполняет небольшую трещину и поезд проходит над ней, вода оказывается захваченной в пустоте и может расширить вершину трещины. Кроме того, захваченная жидкость может замерзнуть и расшириться или вызвать процесс коррозии.

Части рельса, в которых могут быть обнаружены дефекты:

  • голова
  • сеть
  • оплачивать
  • переключатели
  • сварные швы
  • отверстия для болтов

Большинство дефектов рельсов находится в головке, однако дефекты также обнаруживаются в перемычке и опоре. Это означает, что необходимо осмотреть рельс целиком.

Методы неразрушающего контроля [ править ]

Измерительная машина Holland Trackstar HiRail в эксплуатации для проверки геометрии, прочности и профиля рельсов

Перечень методов, используемых для выявления дефектов рельсов:

  • Ультразвук - самый популярный метод
  • Вихретоковый контроль - отлично подходит для поверхностных и приповерхностных дефектов
  • Контроль магнитных частиц (MPI) - используется для детального ручного контроля
  • Рентгенография - используется в определенных местах (часто заранее определенных), таких как отверстия под болты и где применялась термитная сварка.
  • Магнитная индукция или рассеяние магнитного потока - самый ранний метод, используемый для обнаружения невидимых дефектов в железнодорожной отрасли.
  • ЭМА Электромагнитный акустический преобразователь

Использование методов неразрушающего контроля [ править ]

Упомянутые выше методы используются по-разному. Датчики и преобразователи можно использовать на «трости», на ручной тележке или в ручной установке. Эти устройства используются, когда необходимо осмотреть небольшие участки пути или когда требуется точное местоположение. Часто эти детально ориентированные инспекционные устройства отслеживают показания железнодорожных инспекционных вагонов или грузовиков HiRail. Переносные устройства проверки очень полезны для этого при интенсивном использовании пути, потому что их можно относительно легко удалить. Однако они считаются очень медленными и утомительными, когда есть тысячи миль путей, которые требуют осмотра.

Рельсовый осмотр автомобили и HiRail грузовики являются ответом на современные потребности инспекционных большого пробега. Первые вагоны для проверки рельсов были созданы доктором Сперри. С тех пор было выпущено много новых моделей. Эти вагоны для досмотра рельсов - это, по сути, их собственный поезд с оборудованием для досмотра. Датчики и преобразователи устанавливаются на тележки, расположенные под инспекционной машиной. Современные инспекционные машины теперь используют несколько методов неразрушающего контроля. Индукционные и ультразвуковые методы могут использоваться в вагонах для проверки рельсов и работать при испытательной скорости более 30 миль в час (48 км / ч). Следующее поколение пойдет еще быстрее.

Есть много производителей автомобильных / железнодорожных инспекционных машин, также известных как грузовики HiRail. Эти инспекционные машины HiRail почти все проходят исключительно ультразвуковые испытания, но есть и такие, которые могут выполнять несколько тестов. Эти грузовики оснащены высокоскоростными компьютерами, использующими передовые программы, которые распознают образцы и содержат информацию о классификации. Грузовики также оборудованы складскими помещениями, инструментальными шкафами и верстаками. Устройство GPS используется вместе с компьютером, чтобы отмечать новые дефекты и находить ранее отмеченные дефекты. Федеральная администрация железнодорожного транспорта(FRA) требует, чтобы любые признаки дефектов должны быть немедленно проверены вручную. Система GPS позволяет сопровождающему автомобилю точно определить, где дефект был обнаружен ведущим автомобилем. Одним из преимуществ грузовиков HiRail является то, что они могут работать в условиях обычного железнодорожного движения без остановки или замедления целых участков пути. Однако, поскольку руководство железной дороги часто приказывает использовать грузовики HiRail для проверки путей на скорости более 50 миль в час (80 км / ч), пути, о которых сообщается, как проверенные, фактически не проверяются. Отчет NTSB о сходе с рельсов компании Amtrak в Орегоне в 2006 году задокументировал этот факт.

Будущее железнодорожной инспекции [ править ]

В связи с увеличением объемов железнодорожных перевозок, перевозящих более тяжелые грузы на более высоких скоростях, необходим более быстрый и эффективный способ проверки железных дорог. Лазеры проверяют геометрию железной дороги, но однажды их можно будет использовать как форму бесконтактной оценки рельса. Скорее всего, это будет сделано с помощью лазерно-оптических передающих преобразователей при ультразвуковом контроле. Устранение контакта с рельсом в один прекрасный день может позволить быстро обнаруживать дефекты. (Испытания рельсов в настоящее время можно проводить со скоростью 80 км в час с помощью ультразвукового поезда Speno US-6). Еще одна потребность в будущем - полная система контроля рельсов. Шагом в этом направлении является более глубокое исследование рельса с использованием низкочастотных вихревых токов. Другие достижения могут включать нейросетевой анализ сигналов для улучшения обнаружения и идентификации дефектов и ультразвуковое исследование с продольным наведением. Улучшение качества, состава и методов соединения рельсов может привести к лучшим характеристикам износа и увеличению срока службы рельса.Некоторое исследование банитовых сталей выглядит многообещающим. Безопасные и портативные средства беспленочной рентгенографии могут помочь в оценке дефектов на месте. Это всего лишь несколько усовершенствований, которые разрабатываются для будущего использования.

Примеры поездов [ править ]

  • Доктор Желтый (Япония)
  • Новый измерительный поезд (Великобритания)

См. Также [ править ]

  • Поддержание пути
  • Неразрушающий контроль
  • Рельсовые пути
  • Рабочий поезд
  • Проверка трека

Ссылки [ править ]

  1. ^ Федеральное управление железных дорог
  • Кэннон, Д.Ф., Эдель, К.-О., Грасси, С.Л. и Соли, К. «Дефекты рельсов: обзор». Разрушение и усталость инженерных материалов и конструкций . т. 26. №10. С. 865–886. Октябрь 2003 г.
  • Вихретоковый контроль . GE Inspection Technologies Ltd. - Хокинг. 5 апреля 2005 г. http://www.hocking.com/applications/rail/ .
  • Федеральное управление железных дорог, Управление анализа безопасности. «ДТП с разбивкой по типам и основным причинам из формы: FRA F 6180.54. Январь-декабрь 2004 г.» 6 апреля 2005 г. http://safetydata.fra.dot.gov/officeofsafety/ .
  • G-Scan . "Практическое применение" Guided Ultrasonics (Rail) Ltd. 6 апреля 2005 г. http://www.guided-ultrasonics.com/rail/index.html .
  • Судья Том, ангр. изд. «Ищем недостатки во всех нужных местах». Железнодорожный век . т. 203. №12. С. 29–31. Декабрь 2002 г.
  • Киф, Кевин П. «Классификация путей - Классификация и проверка железнодорожных путей». Журнал "Поезда" . 10 сентября 2002 г.
  • Национальный совет по безопасности на транспорте. 6 апреля 2005 г. www.ntsb.gov.
  • Железнодорожная инспекция . Ресурсный центр по неразрушающему контролю. 5 апреля 2005 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • «MIL-STD-1699B, Неразрушающий контроль стыковых сварных швов крановых и железнодорожных рельсов» (PDF) . Министерство обороны США . 17 июля 1992 г.
  • Винчестер, Кларенс, изд. (1936), « » Обнаружение железнодорожных дефектов « », Железнодорожные Чудеса Мира , стр. 919-924 иллюстрированное описание системы детектирования Сперри