Проверка дефектоскопными средствами рельс ж/д путей

Все дефекты классифицируются в Классификации дефектов рельсов НДТ/ЦП-1-93.

В процессе эксплуатации железнодорожного пути в рельсах под воздействием подвижного состава, природных и других факторов образуются дефекты и повреждения, угрожающие безопасности движения поездов, в большинстве случаев эти повреждения и дефекты скрыты о человеческого взгляда и их можно обнаружить только с использованием средств дефектоскопии.

Перед заключением договора на эксплуатацию железнодорожного пути необщего пользования или договора на подачу и уборку вагонов перевозчик совместно с владельцем инфраструктуры, владельцем, пользователем или контрагентом железнодорожного пути необщего пользования производит обследование железнодорожного пути необщего пользования и его технической оснащенности.

Периодичность, сроки, объекты и средства технической диагностики изложены в пунктах 3.13 и 3.14 главы 3 «Правил технической эксплуатации промышленного железнодорожного транспорта» (утвержденных Министерством транспорта РФ 29 марта 2001 года за № АН-22 и согласованных с Госгортехнадзором России 21 марта 2001 года за № 03-35/96). В правилах указано, что для контроля и оценки технического состояния путей и сооружений на промышленном железнодорожном транспорте должны применяться дефектоскопные средства, включая ультразвуковые дефектоскопы, путеизмерительные тележки и другое необходимое оборудование. Рельсы на главных и приемоотправочных путях и путях перевозки горячих грузов следует проверять дефектоскопными средствами периодически, в соответствии с графиком, утвержденным руководителем подразделения железнодорожного транспорта организации, но не реже двух раз в год, а на остальных путях - не менее одного раза в год.

Дефектоскопия железнодорожных путей производится неразрушающими методами контроля визуально-измерительным и ультразвуковым (ультразвуковая дефектоскопии рельсов). Ультразвуковая дефектоскопия железнодорожных путей включает в себя оценку рельсов и элементов стрелочных переводов, их качества в эксплуатационных условиях, и направлена на своевременное обнаружение внутренних скрытых дефектов. Учет выхода рельсов в дефектные и анализ результатов ультразвуковой дефектоскопии рельсов позволяет определить распределение дефектов по видам, выявить причины их образования в зависимости от эксплуатационных условий и качества металла, разрабатывать мероприятия по продлению сроков службы и повышению общей надежности пути.

Средства дефектоскопии рельсов

Дефектоскопия рельсов осуществляется методом неразрушающего контроля и определяет:

• нарушения однородности структуры;
• однородность материала;
• места поражения коррозией;
• несоответствие начальному химическому составу;
• отклонения в размере и другие дефекты.

Ультразвуковая дефектоскопия рельсов

Ультразвуковая дефектоскопия рельсов и различных заготовок из металла проводится согласно требований ГОСТ 15467-79, ГОСТ 23667-85, ГОСТ 23829-85, а также других стандартов и нормативных актов.

Наиболее эффективным способом, позволяющим максимально достоверно определить наличие и выявить скрытые дефекты, является ультразвуковая дефектоскопия рельсов. Проводится она перед(!) вводом рельсового полотна в эксплуатацию. Главным образом уз дефектоскопия рельсов направлена на контроль целостности рельсового полотна, которые нельзя обнаружить с помощью ВИК (визуально-измерительного контроля). Неразрушающий контроль рельсов представляет собой трехуровневую систему: первичный сплошной контроль - дефектоскопные автомотрисы и двухниточные съемные дефектоскопы ; вторичный сплошной контроль - вагоны-дефектоскопы ; средства локального контроля - переносные дефектоскопы для контроля сварных стыков, однониточные съемные дефектоскопы для контроля стрелочных переводов, выборочного контроля по показаниям дефектоскопных автомотрис и вагонов-дефектоскопов.  Дефектоскопия рельсов на рельсо-сварочных поездах включает проведение входного контроля, а также пооперационного и приемочного контролей после обработки рельсов и сварных стыков. Средства первичного контроля используются в пределах дистанции пути, вторичного контроля в пределах железной дороги. Для эксплуатации дефектоскопных средств на дистанциях пути организуются участки дефектоскопии.
Участок должен быть оборудован контрольным тупиком с эталонными дефектами в рельсах для проверки работоспособности дефектоскопов и обучения операторов дефектоскопных тележек. На дистанции пути выделяется также помещение для хранения, технического обслуживания и экипировки дефектоскопной автомотрисы, которая должна быть укомплектована однониточным съемным дефектоскопом и дефектоскопом для контроля сварных стыков.

При контроле рельсов используют ультразвуковые колебания с частотой 2,5 МГц. При ультразвуковой дефектоскопии в зависимости от признака обнаружения дефекта в основном применяют три метода: теневой, зеркально-теневой и эхо-метод.

По теневому методу признак обнаружения дефекта - уменьшение интенсивности амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей через изделие от излучающего искателя И к приемнику П. По зеркально-теневому методу признак обнаружения дефекта - уменьшение интенсивности амплитуды, отраженной от противоположной поверхности изделия: например, подошвы рельса ультразвуковой волны, излучаемой искателем И и принимаемой приемником П.

Противоположную поверхность, зеркально отражающую ультразвук, называют донной поверхностью, а отраженный от нее импульс - донным импульсом. По эхо-методу признаком обнаружения дефекта является прием искателем П эхо-импульса, отраженного от данного дефекта.

Магнитная дефектоскопия рельсов

Магнитный способ определения дефектов применяется на тех участках, где затруднена работа ультразвуковых средств контроля из-за отсутствия акустического контакта и при низких отрицательных температурах. При намагничивании рельсов в движении постоянным магнитным полем в них возникают вихревые токи и дефекты выявляются при одновременном действии двух физических факторов: изменения намагниченности магнитного потока в зоне дефекта и плотности вихревых токов, обтекающих трещину. На поверхности рельса в зоне дефекта появляется местное изменение магнитодинамического поля, которое называется магнитодинамическим полем дефекта. Дефектоскоп-вагон или автомотриса оснащен искательным устройством индукционного типа в виде одиночной катушки, реагирующей на изменение продольной составляющей магнитного поля над рельсом.

Магнитный метод является скоростным методом дефектоскопии рельсов в пути.
Максимальная рабочая скорость при существующей конструкции и параметрах дефектоскопической аппаратуры - 70 км/ч.

Для железнодорожных рельс характерно появление следующих дефектов: расслоения, трещины и выкрашивание шейки рельса, а также разлом и коррозия подошвы рельса.

Всего же насчитывается 38 классифицированных видов дефектов. Все дефекты рельсов кодированы трехзначным числом; при этом первая цифра указывает вид дефекта и место его появления по элементам сечения рельса (головка, шейка, подошва), вторая цифра определяет разновидность дефекта с учетом основной причины его зарождения и развития, третья цифра указывает на место расположения дефекта по длине рельса. Наибольшее количество приходится на головку рельсов (дефекты 10.1-2; 11.1-2,…47.1, 49) в виде выкрашиваний и отслоений металла на поверхности катания, поперечных трещин и изломов, продольных трещин с расслоением головки, смятия и неравномерного износа.

Дефекты, номера которых начинаются с цифры «5» (50.1-2, 52.1 -2. 59) относятся к шейке рельсов в виде расслоений, трещин и коррозии. Шестая группа объединяет дефекты и повреждения подошвы рельсов в виде трещин, выколов и коррозии.

Дефекты седьмой группы – в основном поперечные изломы рельсов по всему сечению, дефекты 85 и 86 определяются остаточным изгибом рельсов.

Прочие дефекты относятся к девятой группе и обозначаются 99.1-3. Буквы «В» и «Г» после номера дефекта (например, 30.В или 30.Г) индексируют соответственно вертикальное или горизонтальное расслоение головки рельсов. При расположении дефекта в любом месте по всей длине рельса его код обозначается двумя цифрами (например, 14; 25; 44); при расположении в стыке (на расстоянии до 75 см от торца рельса) после номера дефекта ставится единица (например, 10.1; 11.1; 17.1; 21.1); вне стыка – двойка (10.2; 11.2; 17.2; 20.2 и т.д.); в сварном стыке (на расстоянии до 10 см в обе стороны от сварного шва) – тройка (56.3; 66.3; 99.3) Наибольший выход рельсов в дефектные, а соответственно их одиночное изъятие и замена происходят из-за недостаточной контактно-усталостной прочности металла (дефекты 11, 21), чрезмерного бокового износа головки в кривых (дефект 44), коррозии подошвы рельсов (дефект 69); выкрашиваний и поперечных трещин в головке вследствие боксования или юза, а также прохода колес с большими ползунами или выбоинами (дефекты 14, 17, 24).