Ультразвуковой контроль алюмино–термитных сварных стыков рельсов в процессе эксплуатации бесстыкового пути

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Из опыта эксплуатации железнодорожного пути, общеизвестно, что недостатки рельсового стыка не только ослабляет конструкцию верхнего строения пути (в.с.п.), но и создают предпосылки для возникновения новых деформаций колеи и земляного полотна от воздействия подвижного состава, увеличивающие эксплуатационные расходы и развития дефектов в рельсах.

При эксплуатации бесстыкового пути алюмино-термитный способ сварки рельсовых плетей играет ведущую роль. Это экономически выгодная технология, позволяющая не только сваривать концы плетей при укладке бесстыкового пути, но и при замене дефектных и остродефектных участков пути.

Внедрение алюмино-термитной сварки позволило благодаря кратковременному нагреву концов рельсов значительно улучшить статистику обнаруженных дефектов в геометрии пути. На железных дорогах для суммарных напряжений, вызываемых статическими и динамическими нагрузками, в качестве пикового значения принимают 150 МПа. Однако прочность стыков, выполненных алюмино-термитной сваркой ниже на 10-15% по сравнению с электроконтактной сваркой рельсов, но значительно технологичнее при содержании бесстыкового пути. Для повышения прочности стыков алюмино-термитной сварки механической обработке подвергается только головка рельса, а оставшийся металл сварки (облив) обеспечивает дополнительную прочность сварного стыка.

Типичная для железных дорог схема испытаний сварных стыков с двухточечным приложением нагрузки к рабочей поверхности рельсов при расстоянии между опорами 1 - 1,2 м показана на рисунке 1. Здесь минимальное напряжение, равное 50 МПа, соответствует растягивающим нагрузкам в зимний период, а максимальное 220 МПа - прочности шва при термитной сварке. По сравнению с принятым для пути пиковым значением нагрузки получается коэффициент запаса 1,4. Этим и объясняется высокая стойкость сварки к воздействию изменяющихся нагрузок.

Рисунок 1-Испытание сварного стека на усталость

Развитие технологии THERMIT в последнее время ориентировано на оптимизацию вязкости металла шва при соблюдении всех требований в отношении износостойкости в зоне поверхности катания рельса. Известно, что на новых линиях с момента их сдачи в эксплуатацию с соблюдением требований ввода в температурный режим работы рельсовых плетей не наблюдалось изломов рельса в стыках, сваренных алюмино-термитным способом. Повышение вязкости металла сварного шва послужит дальнейшему увеличению надежности сварного соединения.

Новые технологии алюмино-термитной сварки, представленные в настоящей статье, предусматривают два варианта легирования, два способа термообработки шва и оптимизацию литьевой формы.

Еще недавно считалось, что рельсы должны иметь исключительно перлитную структуру. От новых рельсовых сталей с бейнитной и мартенситной структурой ожидают значительного улучшения пластичности при высокой износостойкости. В соответствии с этим и термитные стали благодаря эффективным легирующим добавкам позволяют получать надежные сварные стыки без последующей термообработки.

Имеются три варианта технологий с твердостью металла в стыке НВ 340, 360 и 420. Они предназначены соответственно для сварки рельсов из сталей с мелкоперлитной структурой марок 350 НТ и 350 LHT, а также специальной стали 320 Cr. В отличие от известных термитных сталей новые легированные имеют относительно низкое содержание C и Mn и повышенное Si и Cr. Вследствие этого при обычной скорости охлаждения стыка, полученного термитной сваркой, в его зоне образуется особо тонкая трооститная структура с включением островков бейнитного типа. Достоинства такой структуры наглядно отражаются результатами статических испытаний на разрушение при изгибе, приведенными в таблице 1.

Таблица 1- Трооститная структура

Свойства новых термитных сталей при сварке рельсов S 49 с термообработанной головкой
Твердость, НВ	Состав, %	Параметры статического разрушения при изгибе
	C	Mn	Si	Cr	прогиб, мм	нагрузка, кН
340	0,3	0,2	0,9	2,6	14,4	1014
360	0,35	0,2	0,9	2,6	14,0	1025
420	0,4	0,2	0,95	2,9	14,3	1020

Несмотря на повышенную твердость металла, прогиб и разрушающая нагрузка здесь значительно выше, чем у обычных термитных сталей. Отсюда следует, что новые легирующие добавки обеспечивают оптимальное соотношение износостойкости и вязкости.

Вероятно, твердость НВ 420 следует рассматривать как выходящую за рамки поставленных целей, хотя, с другой стороны, следует учитывать возможность применения в будущем рельсов с такими характеристиками.

Высокую пластичность материала шва при требуемой износостойкости можно получить с помощью дифференцированной системы легирования. Этот способ пригоден для рельсов всех типов. Идея двухкомпонентной сварки основана на литьевой системе способа сварки (рисунок 2).



Рисунок 2-Схема сварочного процесса.

После выпуска стали из тигля зазор в рельсовом стыке заполняется в направлении снизу вверх. В отличие от стандартных термитных сталей, при двухкомпонентной сварке используется относительно низколегированная часть плавки, которая обеспечивает высокую вязкость металла сварочного шва. В зоне рабочей поверхности рельса в этом случае износостойкость была бы недостаточно высокой. В связи с этим требуется дополнительное легирование, по крайней мере в верхней части головки рельса. Для этого легирующие добавки помещаются на нижнюю сторону керамической накладки. Во время заливки контакт сплава с дополнительными легирующими добавками невозможен, но по мере заполнения стыка снизу вверх расплавленная сталь подходит к низу керамической накладки, легирующие добавки расплавляются и попадают в металл шва именно в зоне головки рельса. В результате этого сварной шов в зоне подошвы и шейки рельса обладает высокой вязкостью, а в зоне головки повышенной износостойкостью.

Расширенное внедрение алюмино-термитной сварки рельсовых плетей на железных дорогах направлено на улучшение текущего содержания пути, снижения эксплуатационных расходов, повышение технических эксплуатационных показателей по скоростям движения поездов и грузоперевозкам, а также в отдельных предприятиях ОАО «РЖД», позволит решить ряд значимых задач;

-увеличить технические эксплуатационные показатели по скоростям движения и грузоперевозкам до 20%.

-сократить эксплуатационные расходы по затратам на текущие содержания до 30%.

-уменьшить влияние человеческого фактора при текущем содержании пути.

-снизить нагрузки от деформаций подвижного состава на земляное полотно.

1. Техническая часть

1.1 Характеристика Чульжанской дистанции пути

Чульжанская дистанция пути находится на границе Республики Хакасия и Кемеровской области, при этом эксплуатационная длина по Республике Хакасия составляет 61 км пути, Кемеровская область 71 км пути. Всего эксплуатационная длина составляет 132 км. В том числе эксплуатационная длина однопутного участка пути составляет 37,400 км и двупутного участка пути 94,600 км. Развернутая длина главных путей составляет 227,716 км станционных и специальных путей 27,076 км подъездных 6,902 км.

План и профиль главных путей с горизонтальными участками - 3,016 км участков с уклонами - 224,700 км. Из них по дистанции протяженность прямых участков составляет 101,214 км количество кривых участков - 373шт протяженностью в 126,502км.

Балластный слой на главных путях - щебеночный, который из всей развернутой длины составляет 227,377км из них мосты с безбалластным мостовым полотном - 0,339км. Балластный слой станционных и специальных путей - 25,034км, где гравийный и гравийно-песчаный балласты составляют 2,042км. Подъездных путей - 5,002км из гравия и гравийно-песчаного балласта - 1,900км.

Всего развернутая длина станционных и специальных путей составляет 27,076км, а подъездных - 6,902км.

На главных путях применяются рельсы типа Р-65, протяженностью на дистанции в 227,716км;

-приведенный износ от 0 до 12мм на главных путях составляет 227,716км;

- боковой износ от 11 до 15мм - 20,797км, от 16 до 18мм - 7,271км.

Протяженность рельсов первой укладки со сверхнормативным пропущенным тоннажом на путях внеклассных, 1 и 2 класса - 34,550 км. При этом укладка до 250 млн.т.брутто/км. составляет 13,928км, от 251 до 350 млн.т.брутто/км составляет 98,148 км., от 351 до 500 млн.т.брутто/км - 45,343км -соответственно, и от 501 до 600 млн.т.брутто/км приходится 34,671км на всем протяжении дистанции пути. В том числе число замененных за год в одиночном порядке дефектных и остродефектных рельсов - 856шт. Протяженность рельсов 1 группы в пути составляет 227,469км.

Из общей протяженности Чульжанской дистанции, бесстыковой путь занимает 2,100км на перегоне Междуреченск - Карай однопутного участка, где 16 стыков рельсовых плетей сварены алюмино-термитным способом, это:

-68км ПК7 рельсовая плеть длиною 656,75+287,6м, количество стыков 4шт;

-69км ПК0 рельсовая плеть длиною 287,6+175,0м, количество стыков 4шт;

-69км ПК2 рельсовая плеть длиною175,0+674,08м, количество стыков 4шт;

-69км ПК8 рельсовая плеть длиною 674,08+196,75м, количество стыков 4шт.

При этом рельсы с длиной 25м приходятся на 221,936км, где изолирующих стыков составляет 552шт, в том числе клееболтовых - 8шт, стыки типа АпАТэК - 307шт.

На станционных и специальных путях применяются рельсы не только типа Р-65, но и типа Р-50. Из которых на рельсы типа Р-65 приходятся участки пути протяженностью в 24,622км, а на рельсы типа Р-50 протяженность 1,650км.

На приемо-отправочные пути приходятся рельсы типа Р-50 протяженностью в 20,958км. На приемо-отправочных путях, число дефектных рельсов составляет 43шт. В том числе на подъездных путях, рельсы типа Р-65 составляют 2,844км, а рельсы типа Р-50 -4,058км.

Все рельсы относящиеся к главным, станционным и специальным, подъездным путям являются термоупрочненными.

Род шпал на главных, станционных и специальных путях - деревянные и железобетонные 1-го срока, на подъездных путях шпалы - деревянные.

Всего на главных путях:

- деревянных шпал 427,467 тыс.шт протяженностью пути 222,857км;

- железобетонных шпал 1-го срока 4,520тыс.шт протяженностью пути 2,147км.

На станционных и специальных путях деревянных шпал 41,484тыс.шт при протяженности пути 25,388км и железобетонных шпал 1-го срока - 0,266тыс.шт подъездные пути составляют 10,972тыс.шт деревянных шпал на протяженности 6,36км.

Протяженность главных путей с числом шпал на 1км развернутой длины с эпюрой шпал 1840шт составляет 116,303км, с эпюрой 2000шт -108,701км соответственно. В том числе на железобетонных шпалах - 2,147км. Среднее число шпал на 1км развернутой длины главных путей 1920шт. Как и на любой дистанции пути не обходится без негодних шпал, которых 34,079тыс.шт деревянных шпал по главным путям, 2,054тыс.шт по станционным и специальным путям, и 0,452тыс.шт на подъездных путях соответственно.

Рельеф железнодорожного пути возвышенный, климат континентальный умеренно холодный с максимальным выпадением осадков за зимний период 1,4 - 2,0 метров плотного снежного покрова.

На участке за сутки обращаются 2 пассажирских и 41 пара грузовых поездов.

1.2 Технологическая инструкция дефектоскопа РДМ-2

1.2.1 Область применения

“Технологическая инструкция по сплошному ультразвуковому контролю рельсов в пути дефектоскопом РДМ-2” (далее - Технологическая инструкция) распространяется на неразрушающий контроль (НК) рельсов в условиях эксплуатации:

- рельсов в обеих нитях железнодорожного пути по всей длине и сечению за исключением перьев подошвы и зон шейки рельсов под болтовыми отверстиями при выборочном контроле;

- элементов стрелочных переводов (остряков, рамных рельсов и рельсов соединительных путей) в пути дефектоскопом УДС2-РДМ-2.

Контролю подлежат рельсы типа Р50, Р65, Р75, размеры, материал и состав которых соответствуют ГОСТ Р 51685. а также рельсы соединительных путей, остряки и рамные рельсы стрелочных переводов с качеством поверхности по ГОСТ 18576.

Технологическая инструкция устанавливает:

- общие требования к средствам и персоналу НК;

- перечень оборудования, материалов и вспомогательных приспособлений;

- порядок подготовки оборудования и объекта к контролю;

- порядок проведения ультразвукового контроля рельсов;

- требования к оформлению результатов контроля и оценке качества рельсов и стрелочных переводов по результатам дефектоскопии рельсов;

- требования по техническому обслуживанию средств рельсовой дефектоскопии и безопасности при проведении контроля.

1.2.2 Общие положения

Дефектоскоп УДС2-РДМ-2 (далее - дефектоскоп) предназначен для обнаружения дефектов в обеих нитях железнодорожного пути по всей длине и сечению рельса, за исключением перьев подошвы, при сплошном контроле со скоростью движения до 4 км/ч, а также для выборочного ручного контроля сварных стыков, отдельных сечений и участков рельса, определения координат обнаруженных дефектов и их условных размеров.

Дефектоскоп снабжается внешним регистратором (типа УР-3Р или РСД-Т), предназначенным для непрерывной регистрации сигналов и основных параметров сплошного ультразвукового контроля(УЗК) рельсов в пути дефектоскопом с дальнейшей расшифровкой дефектограмм контроля в персональном компьютере (ПК) с целью получения объективного документа контроля.

При УЗК рельсов Технологической инструкцией обеспечивается выявление типов дефектов и повреждений рельсов согласно «Руководства по эксплуатации ультразвукового дефектоскопа УДС2-РДМ-2».

1.2.3 Методы контроля и схемы прозвучивания

Контроль рельсов выполняют при перемещении дефектоскопа по контролируемому пути, при этом по каждой нити пути скользит два акустических блока резонаторов, в каждом из которых находятся по два пьезоэлектрических преобразователя(ПЭП). Дефектоскоп содержит по шесть независимых дефектоскопических каналов на каждую нить пути, реализующих эхо-импульсный и зеркально-теневой методы контроля.

Конструкция акустических блоков обеспечивает возможность применения схемы прозвучивания, изображенной на рисунке 3. Допускается применение других схем прозвучивания, выбор которых определяется конкретными условиями и осуществляется по решению руководителя подразделения НК дистанции пути.



Рисунок 3-Схема прозвучивания акустических блоков

Контроль головки рельса осуществляют эхо-методом наклонными ПЭП с углами ввода 70 и 55.

Преобразователь с углом ввода 70, акустическая ось которого направлена в сторону движения дефектоскопа, предназначен для выявления дефектов в средней части головки рельса, развитых дефектов кода 21.1-2 с “зеркальной” отражающей поверхностью и вертикальных поперечных трещин, развивающихся под горизонтальными расслоениями (рисунок 4.) или отслоениями металла на поверхности катания рельсов.

Преобразователь с углом ввода 55, акустическая ось которого направлена в сторону, противоположную движению дефектоскопа и развернута под углом 34 относительно продольной оси рельса, предназначен для выявления эхо-методом вертикальных поперечных трещин в рабочей грани головки рельса (рисунок 5).



Рисунок 4 - Выявление дефектов с “зеркальной” отражающей поверхностью и вертикальных поперечных трещин

Рисунок 5 - Выявление вертикальных поперечных трещин в рабочей грани головки рельса

Контроль шейки рельса и ее продолжения в головку и подошву осуществляется эхо-импульсным и зеркально-теневым методами прямым радельно-совмещенным РС ПЭП (рисунок 6), а также эхо-методом двумя наклонными ПЭП с углом ввода 45 (рисунок 7).

Контроль болтовых отверстий для обнаружения трещин в их стенках осуществляется эхо-методом прямым РС ПЭП и наклонными ПЭП с углом ввода 45.



Рисунок 6 - Контроль шейки рельса и ее продолжения в головку и подошву РС ПЭП

Рисунок 7- Контроль шейки рельса и ее продолжения в головку и подошву двумя наклонными ПЭП с углом ввода 45

Дефектоскоп обслуживают два оператора, имеющие квалификацию не ниже 6 разряда. Ответственность за выполнение контроля и оформление результатов УЗК в соответствии с настоящей Технологической инструкцией возлагается на оператора, непосредственно проводящего контроль данного участка пути.

1.2.4 Оборудование, материалы и вспомогательные приспособления

Комплект оборудования для УЗК рельсов дефектоскопом с регистрацией результатов включает:

- дефектоскоп, укомплектованный в соответствии с «Руководством по эксплуатации ультразвукового дефектоскопа УДС2-РДМ-2» дефектоскопа;

- регистратор, укомплектованный в соответствии с «Руководством по эксплуатации» регистратора соответствующего типа;

- запасные блоки ПЭП (не менее одного каждого типа);

- ручные ПЭП с углами ввода: б= 0, 45, 50, 55, 65, 70, необходимые для организации подтверждающего ручного УЗК;

- отраслевой стандартный образец ОСО-3Р;

- сигнальные принадлежности: красный и желтый флажки (2 комплекта), петарды (12 шт), духовой рожок;

- инструмент (молоток, металлическая линейка, штангенциркуль, рулетка 15 м, зеркало, лупа, скребок, кисточка, щуп, ветошь, набор отверток и гаечных ключей, плоскогубцы, фонарик);

- краска масляная белая;

- контактирующая жидкость (вода или спиртовой раствор, консистенция и порядок применения которого определяются в соответствии с требованиями указания департамента пути и сооружений ЦПД-19д/96);

- масло минеральное для вторичного контроля дефектных сечений;

- вкладыш для блокировки стрелочного перевода;

- аптечка.

Документация оператора дефектоскопной тележки, необходимая при проведении УЗК, включает в себя:

- рабочий журнал дефектоскопа (форма ПУ-27);

- журнал регистрации инструктажа по охране труда (форма ТНУ-19);

- технологическую инструкцию на дефектоскоп;

- бланки уведомлений на замену остродефектных рельсов(ОДР);

- выписку из графика работы дефектоскопных средств на месяц;

- ежемесячно обновляющаяся ведомость дефектных (ДР) и ОДР по стрелочным переводам (форма ПУ-2а);

- НТД ЦП 1, 2, 3-93

- выписку выданных на вторичный контроль рельсов и непроконтролированных участков (при необходимости);

- ведомость участков с плохой видимостью;

- ведомость наличия на главных путях рельсов с переменой рабочего канта.

Подробные устройство, принцип действия, технические характеристики и органы управления дефектоскопа и регистратора приведены соответственно в Руководстве по эксплуатации дефектоскопа УДС-2-РДМ-2 и в Руководстве по эксплуатации регистратора соответствующего типа.

Краткое описание органов управления дефектоскопа (рисунок 8) приведено в таблице 2.

Таблица 2-Органы управления дефектоскопа

№ п/п	Обозна-чение	Назначение	Положение перед на- чалом ра- боты
1	ВКЛ	Тумблер включения дефекто-скопа	Выключен, вниз
2	1,2,3, 4 ,5 ЗТМ, РУЧН	Регулятор усиления соотве- тствующих каналов «dB»	Крайнее левое
3	ТР	Регуляторы задержки строба «донного» сигнала соответ- ственно для правой и левой нити пути	Крайнее правое
4	ВРЧ	Регулятор временной регули- ровки чувствительности ( ис- пользуется в режиме работы с ручным наклонным ПЭП для подавления шумов в начале развертки)	Крайнее левое
5	РУЧН	Тумблер включения дефекто- скопа в режим «ручной конт-роль»	Выключен, вниз
6	ПО СЛОЯМ	Тумблер включения дефекто- скопа в режим «по слоям» (используется при работе в одноканальном режиме)	Выключен, вниз
7	ЭЛТ	Тумблер включения индикации на электронно-лучевой трубке	Включен, вверх
8	П/Л	Тумблер отключения звуковой индикации правой или левой рельсовой нити	Среднее
9	ТЛФ	Разъем для подключения телефонов	Подключить телефоны
10	МАРКЕР	Регулятор перемещения маар- керного импульса (использует ся для определения координат дефектов при работе в одно- канальном режиме)	Произволь- ное
11	РАЗВ	Регулятор длительности развертки (используется в одноканальном режиме для удобства наблюдения сигна-лов на ЭЛТ)	Крайнее правое
12	РЕЖ	Кнопки переключения режи-мов индикации на ЭЛТ (испо- льзуются для вывода ЭЛТ сигналов одного из десяти каналов в многоканальном и одноканальном режимах)	Кнопки без фиксации
13	ЗВУК	Кнопка отключения звуковой индикации отдельных каналов (используется также для ус- тановки в одноканальном ре- жиме типа преобразователя, подключенного каналу)	Кнопка без фиксации

Рисунок 8-Органы управления дефектоскопа

1.2.5 Подготовка к контролю

Оператор, перед выполнением УЗК, обязан провести организационную подготовку, а именно:

- получить у начальника участка дефектоскопии:

1) выписку выданных на вторичный контроль рельсов и непроконтролированных участков пути из ведомости расшифровки дефектограмм предыдущего прохода дефектоскопа по данному участку пути;

2) выписку участков рельс выданные на вторичный контроль, после прохода контроля скоростными средствами;

3) выписку из ведомости дефектных рельсов, лежащих в главных путях (при необходимости);

- проверить у ДСП наличие действия предупреждения поездам о работе дефектоскопа на перегоне, а при работе по станции - наличие записи предупреждения об особой бдительности в журнале ФДУ-46;

- получить у ДСП информацию об изменениях в графике движении поездов (пропуск поездов по неправильному пути, работа путевой техники в технологические окна и т.д.);

- проверить наличие на дефектоскопной тележке документации в соответствии с п. 1.2.4;

- пройти у бригадира пути или дорожного мастера околотка целевой инструктаж по охране труда и технике безопасности с записью в журнале (форма ТНУ-19) темы инструктажа.Провести подготовку механических частей дефектоскопа и регистратора непосредственно перед проведением УЗК, а именно:

- подготовить механическую часть дефектоскопа в соответствии с "Руководством по эксплуатации ультразвукового дефектоскопа УДС2-РДМ-2", подготовить механическую часть регистратора в соответствии с Руководством по эксплуатации используемого типа регистратора;

- подключить соединительные кабели:

1) от блоков ПЭП левой стороны дефектоскопной тележки к разъему Л, а от блоков правой стороны - к разъему П на задней стенке электронного блока дефектоскопа;

2) от аккумулятора к разъему 12 В на задней стенке электронного блока дефектоскопа, регистратору и датчику путейской координаты (в последнюю очередь);

3) от головных телефонов к разъему ТЛФ на передней панели электронного блока дефектоскопа;

- установить органы управления дефектоскопа (рисунок 8) в исходные положения в соответствии с таблицей 2.

Произвести заправку дефектоскопа контактирующей жидкостью.

Включить питание электронного блока дефектоскопа тумблером ВКЛ. При этом загорается светодиод над данным тумблером. Через 15 секунд светодиод гаснет и появляется изображение на экране ЭЛТ.

Проверить наличие акустического контакта.

Проверить работу головных телефонов.

Проверить соответствие схемы прозвучивания схеме, заложенной в графике проверки рельсов на данном участке.

Провести поканальную проверку (настройку) дефектоскопа, т.е настроить (проверить) значения параметров контроля (условную чувствительность, мертвую зону) для каждого ПЭП (в том числе для ручных ПЭП), для чего:

- нажать кнопку РЕЖ-1, удерживая ее в нажатом положении 3 секунды до появления индикации одноканального режима. Однократным нажатием кнопки РЕЖ-1, последовательно вывести на экран ЭЛТ левые каналы (1, 2, 3, 4, 5), а затем правые;

- установить углы ввода в соответствии со схемой прозвучивания, для чего после перевода дефектоскопа в одноканальный режим нажать кнопку ЗВУК, и удерживая ее в нажатом положении нажатием кнопки РЕЖ-1 для левых каналов, и РЕЖ-2 для правых каналов установить необходимый угол ввода;

- определить и ввести в память дефектоскопа значение опорного уровня чувствительности, для чего необходимо:

1) перевести дефектоскоп в одноканальный режим и вывести на ЭЛТ индикацию канала, установить регулятор усиления этого канала в среднее положение;

2) установить соответствующий ПЭП через слой контактирующей жидкости на ОСО-3Р в положение максимума эхо-сигнала от эталонного отражателя (таблица 3);

3) регулятором усиления соответствующего канала установить амплитуду эхо-сигнала на уровне срабатывания индикатора;

4) нажать кнопку ( ) на задней панели дефектоскопа для запоминания установленного значения опорного уровня чувствительности;

- перейти в многоканальный режим, для чего нажать в течение 2-3 секунд кнопку РЕЖ-1 или РЕЖ-2 Регуляторами усиления соответствующих каналов установить значения условной чувствительности для левых и правых каналов согласно таблице 3.

Таблица 3- Опорный уровень чувствительности

№ п/п	№ канала	Угол ввода , град	Мертвая зона М, мм	Условная чувстви - тельность Ку, дБ	Минимальная условная чувствитель-ность, дБ
1	1	0	6	16 (по эхо-методу) 14 (по ЗТМ)	10
2	2	70	3	16	12
3	3 и 4	45	-	18	14
4	5	55 (58)	-	16	12

Проверить работоспособность каналов ЗТМ, для чего:

- однократным нажатием кнопки РЕЖ-2 вывести на экран ЭЛТ индикацию 1 канала. Установить РС ПЭП на поверхность катания на бездефектном участке рельса. Добиться появления донного сигнала от подошвы рельса;

- регулятором ТР правой (левой) стороны дефектоскопа совместить строб донного сигнала канала ЗТМ с донным сигналом (рисунок 9). Регулятором усиления ЗТМ правого канала установить чувствительность 10 - 14 dB, при этом звук низкого тона в головных телефонах должен исчезнуть.

Проверить ручные ПЭП, подключая их последовательно к соответствующим разъемам на задней панели дефектоскопа и включив дефектоскоп в режим ручного контроля тумблером РУЧН. Условная чувствительность ручного наклонного ПЭП должна быть не менее чувствительности указанной в таблице 4.

Таблица 4 - Условная чувствительность ручного наклонного ПЭП

Угол ввода,	45	50	55	65	70
Условная чувствительность по ОСО-3Р, dB	20	18	18	20	20
Мертвая зона, мм	8	6	6	3	3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9 - Проверка каналов ЗТМ

Примечания:

- угол ввода и мертвую зону необходимо проверять, а условную чувствительность настраивать ежедневно перед проведением УЗК, и в случае замены ПЭП в оответствии с таблицей 3;

- условную чувствительность эхо-метода для ПЭП с углом ввода =70 необходимо настраивать по боковому цилиндрическому отверстию диаметром 6 мм, расположенном в ОСО-3Р на глубине 15 мм;

-условную чувствительность эхо-метода для ПЭП с углами ввода =55 (58), 45, 0 необходимо настраивать по боковому цилиндрическому отверстию диаметром 6 мм, расположенном в ОСО-3Р на глубине 44 мм;

-если в процессе УЗК температура окружающего воздуха изменилась более чем на 10 С относительно температуры, при которой осуществлялась проверка (настройка) дефектоскопа, необходимо проверить угол ввода и настройку условной чувствительности для всех используемых ПЭП;

-записать в память дефектоскопа и рабочий журнал результаты настройки (проверки) основных параметров контроля.

1.2.6 Проведение сплошного контроля рельсов

Перед проведением УЗК рельсов подготовить дефектоскоп к работе в соответствии с указаниями «Руководства по эксплуатации ультразвукового дефектоскопа УДС2-РДМ-2».

Записать исходные данные (дата и время начала проведения УЗК, фамилию (табельный номер) оператора, номер пути, начальную путейскую координату контроля) в память регистратора. Эти же данные, а также фамилии руководителя работ и сигналиста(ов) записать в рабочий журнал дефектоскопа.

Установить съемный дефектоскоп на рельсы в начале контролируемого участка пути на заведомо бездефектном участке. Установить знак безопасности на дефектоскопную тележку. Привести блоки ПЭП в рабочее положение на рельсах, открыть краны подачи контактной жидкости в блоки ПЭП, обеспечив смачивание поверхности катания рельсов.

Включить дефектоскоп. Проверить наличие акустического контакта. Последовательно вывести индикацию левого и правого канала РС ПЭП в многоканальном режиме. Убедиться в наличии донного сигнала от подошвы рельса. Совместить строб донного сигнала с донным сигналом (рисунок 10). Установить передний блок преобразователей (лыжу) дефектоскопа напротив места начала записи (обычно это километровый или пикетный столб). Реборды колес дефектоскопной тележки должны быть прижаты к рабочим граням головки рельса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10 - Сигнал от подошвы рельса

1.2.7 Контроль рельсов вне зоны болтового стыка

Установить многоканальный режим индикации на экране ЭЛТ, в котором включены звуковые сигналы всех каналов, а на экран выведена развертка первого канала левого или правого рельса (рисунок 10).

Перемещая дефектоскоп по рельсам, прослушивать в телефонах звуковые сигналы высокого тона (каналы 2, 3, 4, 5) или низкого (канал 1). Звуковая индикация дублируется миганием цифр на экране ЭЛТ установленной условной чувствительности соответствующего канала. Возможно несколько вариантов звуковой индикации:

- непрерывный сигнал низкого тона является причиной уменьшения донного сигнала в каналах ЗТМ;

- прерывистый сигнал низкого тона является причиной появления эхо-сигнала в канале 1 с РС ПЭП;

- непрерывный сигнал высокого тона является причиной появления эхо-сигнала в каналах 2 и 5, контролирующих головку рельса. Определить какой из каналов является причиной индикации можно по миганию на экране ЭЛТ цифр условной чувствительности соответствующего канала;

- прерывистый сигнал высокого тона является причиной появления эхо-сигнала в каналах 3 и 4, контролирующих шейку рельса.

При появлении непрерывного звукового сигнала низкого тона выполнить следующие операции:

- вывести на экран ЭЛТ соответствующий развертку первого канала (левый или правый);

- проверить центровку блоков ПЭП. Если донный сигнал виден на экране, но находится вне своего строба, необходимо подстроить строб канала ЗТМ рельса соответствующим регулятором ТР (тип рельса). После исчезновения звукового сигнала необходимо проверить настройку канала на условную чувствительность;

- если на экране ЭЛТ донный сигнал отсутствует, необходимо откатить дефектоскопную тележку на небольшое расстояние. Если в этом случае донный сигнал появляется в зоне строба, то следует тщательно осмотреть место, где наблюдалось пропадание донного сигнала. Причиной индикации может служить загрязнение поверхности катания, коррозия подошвы рельса в зоне подкладки, сварной стык или наличие дефекта.

Идентифицировать дефект, обнаруженный по ЗТМ, можно по следующим признакам:

- если в стробе донного сигнала наблюдаются хаотичные сигналы небольшой амплитуды, изменяющиеся при незначительном перемещении дефектоскопной тележки - это признак коррозионного повреждения подошвы рельса (рисунок 11);

- если донный сигнал отсутствует, а в стробе эхо-метода наблюдаются эхо-сигналы (при этом появляется прерывистый звук низкого тона) (рисунок 12) - это может свидетельствовать о выявлении горизонтальной трещины. Для определения типа дефекта необходимо включить одноканальный режим и измерить глубину залегания трещины, для чего следует совместить маркер с первым эхо-сигналом (для уточнения типа дефекта следует использовать ручной ПЭП);

- если донный сигнал отсутствует, а в стробе эхо-метода не наблюдаются эхо-сигналы - это может свидетельствовать о выявлении вертикальной трещины, для подтверждения которой необходимо провести контроль ручным ПЭП с боковых поверхностей рельса.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 11 - Коррозия подошвы рельса

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 12 - Горизонтальная трещина

При появлении непрерывного звукового сигнала высокого тона следует выполнить следующие операции:

- определить по мигающим цифрам значений условной чувствительности канал, в котором появилась звуковая индикация (каналы 2 и/или 5);

- подключить соответствующий ручной ПЭП и проконтролировать подозрительный участок головки рельса в режиме РУЧНОЙ КОНТРОЛЬ.

При появлении прерывистого звукового сигнала высокого тона выполнить следующие операции:

- определить по мигающим цифрам значений условной чувствительности канал, в котором появилась звуковая индикация (каналы 3 и/или 4);

- вывести индикацию этого канала на экран ЭЛТ в одноканальном режиме, получить устойчивый эхо-сигнал, подвести под него маркер и определить глубину Н отражателя (рисунок 13);

- подключить соответствующий ручной ПЭП и проконтролировать подозрительный участок шейки или подошвы рельса в режиме РУЧНОЙ КОНТРОЛЬ.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 13 - Определение глубины Н отражателя

1.2.8 Контроль рельсов в зоне болтового стыка

При подходе к болтовому стыку (первый блок резонаторов находится над началом накладки) следует отключить звуковую индикацию каналов 1, 3, 4, однократным кратковременным нажатием кнопки ЗВУК (вместо цифр условной чувствительности этих каналов появятся знаки ХХ - звуковое отключение сигнализации каналов, рисунок 14) и проконтролировать рельс в области головки.

При появлении непрерывного звукового сигнала высокого тона (кроме отражений от торцов рельса) следует выполнить следующие операции:

- определить по мигающим цифрам значений условной чувствительности канал, в котором появилась звуковая индикация (каналы 2 и/или 5);

- подключить соответствующий ручной ПЭП и проконтролировать подозрительный участок головки рельса в режиме РУЧНОЙ КОНТРОЛЬ.

Возвратиться в многоканальный режим, откатить дефектоскопную тележку назад к началу болтового стыка, отключить индикацию наклонных каналов 2 и 5 однократным кратковременным нажатием кнопки ЗВУК (вместо цифр условной чувствительности этих каналов появятся знаки ХХ) и проконтролировать болтовые отверстия.

Примечание:

- особенностью работы каналов 3 и 4 (при отключенных каналах 2 и 5) является то, что звуковая и световая индикации срабатывают только при наличии в стробе двух эхо-сигналов (расстояние между эхо-сигналами (416 мкс) - от болтового отверстия и трещины (дефект кода 53.1). При этом эхо-канал 1 контролирует только головку и шейку рельса до зоны болтовых отверстий.

При появлении прерывистого звукового сигнала высокого тона выполнить следующие операции:

- определить по мигающим цифрам значений условной чувствительности канал, в котором появилась звуковая индикация (каналы 3 и/или 4);

- вывести индикацию этого канала на экран ЭЛТ в одноканальном режиме;

- получить устойчивые эхо-сигналы, подведя маркер последовательно под эхо-сигналы, и определить глубину Н отражателей (рисунок 15);

- подключить соответствующий ручной ПЭП и проконтролировать подозрительный участок рельса в режиме РУЧНОЙ КОНТРОЛЬ.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 14 - Отключение звуковой индикации каналов 1, 3, 4

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 15 - Определение глубины Н отражателя

После контроля болтового стыка нажатием в течении (3-4) секунд кнопки ЗВУК установить на экране ЭЛТ основной режим индикации (рисунок 9).

При вторичном контроле участков рельсов, выданных по результатам контроля предыдущего проезда, следует подвергнуть ручному УЗК.

При проходе километрового или пикетного столба следует установить точно напротив него передний блок ПЭП и установить на регистраторе действительное значение путейской координаты.

В процессе УЗК также следует:

- проводить проверку лежащих в пути ДР ручными ПЭП. Для дефектов первой группы (отслоение и выкрашивание металла на поверхности катания головки рельса) с помощью линейки и штангенциркуля необходимо измерять геометрические размеры и глубину отслоения или выкрашивания металла, а также проверять соответствие действующих и допустимых скоростей движения поездов по данному ДР;

Примечание:

- измерение геометрических параметров ДР проводится при каждом проходе дефектоскопной тележки;

- проводить визуальный осмотр рельсов ПКЗ на предмет наличия маркировки в зоне болтового стыка и неснятых фасок болтовых отверстий;

- вводить служебные отметки в память регистратора.

При невозможности УЗК зоны болтового стыка с поверхности катания из-за поверхностных дефектов - рельс считается контроленепригодным, а при наличии наплавки, следует проводить визуальный осмотр со снятием накладок (операцию по снятию накладок организует сопровождающий бригадир или дорожный мастер).

При выявлении торцов рельсов, обрезанных автогеном, отверстий, вырезанных автогеном, или сварных швов в зоне менее 3 м от торца рельса присваивать рельсу код 99.1- маркировать как ОДР и выдавать извещение о его замене.

При прохождении стрелочного перевода оператору необходимо заблокировать остряк с помощью специального вкладыша.

УЗК элементов стрелочных переводов проводят только в прямом направлении по ходу движения дефектоскопа.

При УЗК элементов стрелочных переводов контролю подлежат:

- рамные рельсы и соединительные рельсы по всей длине;

- усовики - только в рельсовой части переднего вылета крестовины до начала литого сердечника (а в сварных крестовинах - рельсовую часть хвостовиков);

- остряки - от корня до места, где плоский кант головки не менее 20 мм и параллелен подошве (острие остряка контролируется визуально). Высокая корневая часть остряка, в пределах от выпрессовки и до его ближнего конца проверяется согласно технологии контроля зоны болтовых стыков рельсов используемым типом дефектоскопа. Средняя корневая часть остряка, расположенная между выпрессовкой и сечение, где ширина плоского наката не менее 20 мм, контролируется всеми каналами, реализующими эхо-метод и ЗТМ. При этом следует настроить зону контроля канала ЗТМ РС-ПЭП на высоту контролируемой части остряка.

В зоне болтовых отверстий (рамного и ходового рельса, переднего вылета крестовины, болтовых стыков) УЗК проводится за два раза: в режиме сплошной проверки проводится контроль головки, в режиме проверки болтовых стыков - контроль шейки.

По мере продвижения дефектоскопа вдоль строганной части остряка необходимо следить за положением блоков ПЭП и при смещении блоков с поверхности остряка необходимо производить корректировку его положения с помощью регулировочного винта.

При УЗК изолирующего стыка необходимо следить за тем, чтобы искательная система или датчик путейской координаты регистратора находились на стыке не более 3 секунд. При необходимости, болтовые отверстия в зоне изолирующих стыков необходимо проверять ручными ПЭП.

Если при проведении УЗК рельсов появляются посторонние шумы одного или нескольких дефектоскопических каналов, то оператор может уменьшать условную чувствительность этих каналов, но не ниже значений, указанных в таблице 3.

Если и после уменьшения условной чувствительности до минимально возможной будут продолжаться фиксироваться шумы, которые не позволяют провести достоверный контроль, то такой участок пути признается контроленепригодным для съемных дефектоскопов (по конкретным дефектоскопическим каналам) и меняется в течение 5 суток.

После завершения УЗК оператор обязан:

- доложить начальнику участка дефектоскопии или работнику, назначенному дежурным по дистанции пути, о проделанной работе, обнаруженных ДР, ОДР, рельсов ПКЗ без маркировки, а также других замечаниях по проверенному участку пути. При несоблюдении графика контроля указать причины;

- уточнить у начальника участка дефектоскопии задание на следующий рабочий день;

- в соответствии с графиком организовать передачу результатов УЗК в дистанцию пути и на ftp-сервер.

1.2.9 Уточнение результатов контроля

Вторичный контроль отдельных участков рельсов выполняется в режиме "РУЧНОЙ КОНТРОЛЬ". Для проведения "РУЧНОГО КОНТРОЛЯ" после визуального осмотра участка рельса, выполнить следующие операции:

- включить тумблер РУЧН на передней панели дефектоскопа;

- подключить ручной ПЭП к соответствующим разъемам на задней панели дефектоскопа;

- нажатием кнопки РЕЖ-1 установить угол ввода УЗК подключенного ПЭП (рисунок 16);

- зачистить от грязи и балласта в пределах 200 мм участок контролируемого рельса, протереть поверхность и покрыть слоем минерального масла для обеспечения надежного акустического контакта;

- определить опорный уровень чувствительности канала для подключенного ПЭП, для чего установить соответствующий преобразователь через слой контактирующей жидкости на ОСО-3Р в положение максимума амплитуды эхо-сигнала от эталонного отражателя. Регулятором усиления РУЧН установить амплитуду эхо-сигнала на уровне срабатывания индикатора (рисунок 16), запомнить уровень опорного сигнала. На рисунке

- регулятором усиления РУЧН установить усиление максимально возможным, при котором реверберационные шумы при перемещении ручного ПЭП по рельсу не превышают половины уровня опорного сигнала(половины амплитуды маркера), занести в журнал условную чувствительность;

- установить регулятором ВРЧ уровень сигналов внутренних шумов ПЭП в ближней зоне (при поднятом ручном ПЭП) также не более половины опорного уровня;

- проконтролировать подготовленный участок рельса;

- при обнаружении дефекта измерить его координаты (Н и L), условные размеры (H, L) и коэффициент выявляемости (Кд). Измеренные данные занести в рабочий журнал.

Для измерения координат дефекта, условных размеров и коэффициента выявляемости следует выполнить следующие операции:

- установить ПЭП в положение максимума амплитуды сигнала от дефекта; регулятором МАРКЕР совместить маркер с эхо-сигналом от дефекта (рисунок 17). Во второй строке индикации считать значение глубины залегания дефекта Н и расстояния до дефекта L. Перемещая ПЭП вперед и назад перпендикулярно плоскости дефекта относительно положения максимума амплитуды сигнала от дефекта, считать значения (совмещая регулятором МАРКЕР каждый раз маркер с эхо-сигналом от дефекта) Hmin, Hmax, Lmin, Lmax, когда амплитуда эхо-сигнала от дефекта уменьшается до опорного уровня (рисунок 17);

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

H = Hmax - Hmin L = Lmax - Lmin

Рисунок 17 - Измерение координат дефекта

- для определения коэффициента выявляемости (сравнение амплитуды эхо-сигнала от дефекта с амплитудой эхо-сигнала от эталонного отражателя).

Кд = Uд - Uо dB

Если эхо-сигнал от дефекта меньше эхо-сигнала от эталонного отражателя, то, занести это значение в журнал с отрицательным знаком. Если эхо-сигнал от дефекта больше по амплитуде эхо-сигнала от эталонного отражателя. занести это значение в рабочий журнал с положительным знаком.

При контроле отдельных участков рельсов для уточнения кода дефекта следует использовать следующие схемы прозвучивания:

- для обнаружения дефектов кода 20.1-2, 21.1-2, 24, 25, 27.1-2, 30В.1-2, 30Г.1-2, 38.1:

1) с обеих боковых поверхностей рельса и с поверхности катания РС ПЭП П112-2,5;

2) с обеих боковых поверхностей рельса ПЭП П121-2,5-50;

3) с поверхности катания рельса ПЭП П121-2,5-70;

- для обнаружения дефектов кода 53.1 - с поверхности катания рельса ПЭП П121-2,5-45;

- для обнаружения дефектов кода типа 69 - с поверхности катания рельса ПЭП П121-2,5-45;

- для обнаружения дефектов кода 52.1-2, 55 - с поверхности катания рельса ПЭП П121-2,5-45, РС ПЭП П112-2,5;

- для обнаружения дефектов кода 52.1 - с поверхности катания рельса ПЭП П121-2,5-45;

- для обнаружения дефектов кода 50.1-2 - с поверхности шейки рельса РС ПЭП 112-2,5;

- для обнаружения дефектов кода 60.1-2, 69 - с поверхности перьев подошвы рельса ПЭП П121-2,5-50.

1.2.10 Использование режима работы “ПО СЛОЯМ”

...