Экспериментальная разработка методики испытания и диагностики для ультразвукового магнитного дефектоскопа Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Experimental design methods of diagnosis and testing for ultrasound

magnetic flaw Kurmangalieva K.1, Taymanova G.2 Экспериментальная разработка методики испытания и диагностики для ультразвукового магнитного дефектоскопа Курмангалиева К. А.1, Тайманова Г. К.2

1 Курмангалиева Куралай Амангелдыевна /Kurmangalieva Kuralay - магистрант; 2Тайманова Гульнар Кабжановна / Taymanova Gul'nar - кандидат технических наук, доцент, кафедра транспорта, транспортной техники и технологии, транспортно-энергетический факультет, Евразийский национальный университет им. Л. Н. Гумилева, г. Астана, Республика Казахстан

Аннотация: от обеспечения точности измерений и содержания средств диагностики железнодорожного пути в технически исправном состоянии напрямую зависит обеспечение безопасности движения. В связи с чем вопросам технического обслуживания, планово-предупредительного ремонта и поверки средств диагностики железнодорожного пути должно уделяться первостепенное внимание. Методика испытания и диагностики - это совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых дает возможность для прогнозирования тех или иных данных, а также обеспечивающих получение необходимых результатов испытания с установленными показателями точности. Разрабатываемая методика испытания и диагностики вагона-дефектоскопа устанавливает методы и средства первичной и периодической поверок для дефектоскопов типа УМ-1 (ультразвуковой магнитный дефектоскоп) [1 ].

Abstract: from ensuring measurement accuracy and content of the diagnostics of railway track in good technical condition depends ensure traffic safety. In this connection, the issues of maintenance, preventive maintenance and calibration of the railway track diagnostic tools should be given high priority. Methods of testing and diagnostics - is a set of specifically described operations, the implementation of which allows for the prediction of certain data, and provides the necessary test results with the established performance accuracy. The developed method of testing and diagnosing the flaw detector car sets the methods and means of initial and periodic verifications to flaw type UM-1 (ultrasonic flaw detector magnetic).

Ключевые слова: методика испытания, ультразвуковой магнитный дефектоскоп, рельсовая колея, магнитный метод, дефектограмма, неразрушимый контроль.

Keywords: test method, ultrasonic flaw detector magnetic, rail track, a magnetic method, defectogram, indestructible control.

Ультразвуковой магнитный дефектоскоп УМ -1 относится к приборам, использующим магнитный метод неразрушающего контроля по классификации ГОСТ 18353 -79. Дефектоскоп предназначен для регистрации, визуализации, записи и хранения сигналов магнитного вагона-дефектоскопа, данных путевого отметчика, дефектограмм и служебной информации, воспроизведения записи дефектограмм и служебной информации на экране дисплея поста шифрации для выявления дефектов. Область применения - диагностика состояния рельсовой колеи.

Обеспечение безопасности движения на железнодорожной магистрали, обновление и модернизация средств диагностики пути является главнейшей задачей с учетом увеличения скорости перевозок и объема перевозимых грузов, а также расширением международного транзита по территории Казахстана [2]. Создание отечественной импортозамещающей производственной базы по выпуску специализированных вагонов (путеизмерителей и дефектоскопов) повысило оперативность, гибкость, качество, клиентоориентированность сервиса, сняло зависимость от импорта в данной сфере, а также повлекло в свою очередь созданию новых рабочих мест для высококвалифицированных научных и инженерных кадров. Комбинирование методов подразумевает не только использование нескольких методов, но и чередование их в определенной последовательности (технологии). Вместе с тем, стоимость применения метода контроля или их совокупности должна быть по возможности ниже.

Во время движения вагона-дефектоскопа, рельсы намагничиваются П-образными электромагнитами постоянного тока [3]. Искательные катушки прижимаются к рельсам в межполюсном пространстве П-образных магнитов и регистрируют магнитодинамическое поле. Сигналы напряжения с искательных катушек вагона-дефектоскопа поступают на входы дифференциальных усилителей, где они усиливаются и ограничиваются на случай превышения максимально допустимого уровня сигнала.

Испытания проводились с использованием средств измерений и испытательного оборудования. Для проведения испытаний был отобран один образец дефектоскопа цифрового УМ-1, имеющего следующие характеристики: измерение сигналов напряжения постоянного тока в диапазоне от 1 мВ до 4 В с погрешностью ± 10 мВ; диапазон рабочих температур от -45°С до + 45°С; температура в салоне вагона-путеизмерителя (25±10)°С; скорость движения вагона-путеизмерителя (20-80) км/ч; температура хранения (- 45 ч* + 45)°С; относительная влажность (30-70)%; атмосферное давление (84-106,7) кПа; зав. № 03. Испытания дефектографа цифрового УМ-1 проведены в соответствии с программой разработанной методики испытания и диагностики для вагона-дефектоскопа. В результате проведенных испытаний установлено, что образец ультразвуковой магнитный дефектоскоп УМ-1 соответствует требованиям, установленным в стандартах и технической документации изготовителя.

Комплекс дефектоскопический УМ-1 (далее - комплекс) предназначены для проведения скоростного неразрушающего контроля железнодорожных рельсов типа Р50, Р65, Р75 по ГОСТ Р51685-2000, уложенных в путь, акустическими и магнитным методами неразрушающего контроля в диапазоне скоростей движения от 5 до 60 км/ч, с целью обнаружения дефектов в обеих нитях железнодорожного пути по длине и сечению, за исключением перьев подошвы и зон шейки над, а также под болтовыми отверстиями, измерения координат обнаруженных дефектов. Область применения - контроль состояния рельсов, уложенных в железнодорожные пути на транспорте.

УМ-1 являются программно-аппаратным устройствами контроля рельсов и используют ультразвуковой и магнитный методы неразрушающего контроля.

Принцип действия магнитного канала основан на магнитодинамическом методе контроля. Он состоит в том, что при намагничивании рельсов в движении постоянным магнитным полем в них возникают вихревые токи и дефекты выявляются при одновременном действии двух физических факторов: изменении намагниченности (магнитного потока) в зоне дефекта и плотности вихревых токов, обтекающих трещину.

При существующей конструкции и параметрах аппаратуры вагона, максимальная рабочая скорость составляет 70 км/ч. При этой скорости дефектоскопом могут быть выявлены внутренние дефекты в виде поперечных трещин в головке рельсов, которые поражают более 30—35% площади сечения головки и залегающие в глубине до 5—6 мм от поверхности ее катания.

Методика испытания и диагностики ультразвукового магнитного вагона-дефектоскопа УМ-1 выполняет следующие функции: измерение и оценка состояния параметров рельсовой колеи (рихтовка, просадки, уровень и т. п.); дефектоскопия рельсов; георадиолокационное сканирование балластной призмы; контроль приближения габаритов строения; контроль состояния контактной сети; видеопаспортизация; геодезическая съемка пути; маркировка пути; объединение всех полученных данных.

Литература

1. Устройство и ремонт тепловозов: Учебник для нач. проф. образования / Л. А. Собенин, В. И. Бахолдин, О. В. Зинченко, А. А. Воробьев. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 416 с.

2. Афонин Г. С. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава: Г. С. Афонин, В. Н. Барщенков, Н. В. Кондратьев. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 304 с.

3. Клюев В. В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. М.: Машиностроение, 1986.

4. Гетьман А. Ф., Козин Ю. Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления. М.: Энергоатомиздат, 1997.