Измерения и неразрушающий контроль на железнодорожном транспорте

VI. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ПРИ РЕМОНТЕ И ТЕХНИЧЕСКОМ ОБСЛУЖИВАНИИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

В.А. СМИРНОВ, заместитель генерального директора — главный инженер ОАО «Научно-исследовательский институт технологии, контроля и диагностики железнодорожного транспорта», кандидат технических наук В.Л. ЛАЗАРЕВ, главный конструктор Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства ОАО «РЖД

»

Н.Ю. ИЛЬЮЩЕНКОВА, начальник сектора неразрушающего контроля Проектно-конструкторского бюро вагонного хозяйства ОАО «РЖД»

На предприятиях по ремонту подвижного состава железных дорог Германии и Франции при­меняются ультразвуковой, магнитопорошковый, вихретоковый, визуальный, капиллярный и рентге­нографический методы неразру­шающего контроля (НК). Основ­ным объектом неразрушающего контроля подвижного состава яв­ляются колесные пары.

При поступлении колесных пар в ремонт на первой позиции технологического процесса на автоматизированной установке ультразвукового контроля с элекромагнитоакустическими преоб­разователями измеряются оста­точные механические напряжения в колесах (для подвижного соста­ва с колодочными тормозами). Забракованные колес­ные пары направляются на тер­мообработку. В дробеструйной установке стальной дробью (диа­метром около 1 мм) очищаются диски колес, а также зоны контак­та ультразвукового преобразова­теля с поверхностью оси. Далее при помощи оптической или лазерной автоматизированной измерительной установки выполняются контроль геомет­рических параметров и обточка колесных пар. Установки измеря­ют диаметры и профили колес по кругу катания, расстояние меж­ду внутренними гранями, ширину обода, длину и диаметр шеек. Колесная пара подъемным уст­ройством устанавливается на стенд и приводится во вращение фрик­ционным роликом. На оптической установке профили обоих колес видны на экране на фоне шаблона стандартного профиля. Лазерная установка обеспечивает автома­тический контроль с электронной паспортизацией данных колесных пар колеи 1435мм диаметром от 630 до 1005мм массой до 2 т. Вре­мя проверки колесной пары - по­рядка 5 мин.

Неразрушающий контроль цельнокатаных колесных пар при ремонте осуществляется с исполь­зованием автоматизированной установки AURA (Фраунгофе-ровский институт НК, Германия), оснащенной манипуляторами со сканирующими устройствами для ультразвукового и вихретокового контроля и многоканальной сис­темой сбора и обработки данных.

Контроль поверхности катания на наличие термических трещин (образуются при торможении ко­лодочными тормозами) осущест­вляется с использованием вихре-токовых преобразователей. Для обеспечения высокой помехоза­щищенности блоки электроники ультразвукового модуля обра­ботки данных помещены в непос­редственной близости от датчиков на манипуляторе сканирующего устройства. В современных мо­дификациях используются мно­гоэлементные преобразователи с фазированными решетками, что позволяет сократить коли­чество датчиков. Перемещение сканирующих устройств, пода­ча контактирующей жидкости (вода) и контрольные операции осуществляются автоматически. Время проверки колесной пары -А—7 мин.

В зависимости от модификации установки контроль осей и колес выполняется раздельно или на од­ной позиции. Контроль оси произ­водится в зонах наиболее вероятного образования трещин (шейка оси, подступичная часть, места посадки тормозных дисков) с по­мощью многоэлементных ультра­звуковых преобразователей, ус­танавливаемых на цилиндрические поверхности оси. Преобразова­тель состоит из 64 чувствительных элементов, каждый из которых имеет определенный угол ввода ультразвука. Время проверки оси — 4—5 мин. В более поздних мо­дификациях установки применяют ультразвуковые преобразовате­ли с фазированными решетками (4 группы преобразователей), поз­воляющие существенно расширить диаграмму направленности (угол ввода луча может изменяться от 28 до 72°).

Использование установки поз­воляет выполнить весь спектр контрольных операций в авто­матическом режиме с элект­ронной паспортизацией данных. Окончательное решение о год­ности колесной пары принимает оператор.

Магнитопорошковый контроль дисков цельнокатаных колес под­вижного состава проводят вруч­ную с применением люминес­центных магнитных индикаторов. Намагничивание колеса произво­дится по секторам соленоидом переменного тока (способом приложенного поля). Размагни­чивание колеса при этом не тре­буется. Качество магнитного ин­дикатора (магнитной суспензии) проверяется на стандартном об­разце — диск со шлифовочными трещинами. Достаточность осве­щения ультрафиолетового облу­чателя проверяется с помощью люксметра. Для лучшей выявляе­мости дефектов в ультрафиоле­товом освещении рабочее место затемнено.

Технология неразрушающего контроля деталей буксового узла ограничена визуальным ос­мотром роликов, сепараторов и колец без разборки подшипников (подшипники на железных доро­гах Германии и Франции не ре­монтируют) . Следует отметить повышенное внимание к качеству очистки подшипников, корпусов букс и других деталей буксо­вого узла перед проведением контроля.

Для проведения контроля ко­лесных пар в процессе эксплуатации в смотровых канавах (на эстакадах) пунктов технического обслуживания высокоскоростных поездов ICE используются уста­новки UFPE. Установки осуществляют ультразвуковой контроль дисков колесных пар методом V-образного прозвучивания, для чего используются 4 группы преобразователей с фа­зированными решетками, работа­ющими на частоте 2 МГц (в первых модификациях установок исполь­зовались 17 и 12 измерительных головок для тяговых и ходовых колесных пар соответственно). В качестве контактной жидкости используется вода.

Для проверки различных типов колесных пар (разный диаметр колес) используют сменные мо­дули и измерительные головки с изменяемой геометрией. Время проверки одной колесной пары менее 10 мин. За последние годы разработаны разные модификации установки, позволяющие проверять одновременно две ко­лесные пары, что обеспечивает повышенную производительность и сокращает время простоя поез­да при ремонте и обслуживании. Установки внедряются в депо по обслуживанию скоростных по­ездов ICE всех модификаций с 2000г. Ежегодно ими выбрако­вывается около 1% проверенных колесных пар.

Контроль полых осей осущест­вляется ультразвуковым методом при помощи автоматизированных мобильных MPS 01 и стационарных MPS 02 установок. В состав мо­бильного комплекса HPS 01 входят держатель головок, телескопичес­кая штанга и тележка для подъезда и установки. Перемещение преоб­разователей осуществляется внут­ри оси по винтовой траектории, угол ввода лучей — 0, 37 или 45° в зависимости от диаметра отверс­тия в оси. Время проверки состав­ляет 20—25 мин.

Первая установка внедрена в 2002г. в депо Гамбург. Всего на предприятиях по ремонту и обслу­живанию высокоскоростных и при­городных поездов используется 16 таких установок. Стационарная ав­томатизированная установка HPS 02 оборудована тремя измери­тельными головками на телескопи­ческом манипуляторе и позволяет контролировать различные типы полых осей диаметром от 30 до 90 мм.

 Скачать реферат