Сравнение функциональных возможностей совмещенных вагонов-дефектоскопов, действующих на сети железных дорог ОАО "РЖД"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

аттестационная работа

Тема

Сравнение функциональных возможностей совмещённых вагонов-дефектоскопов, действующих на сети железных дорог ОАО «РЖД».

.

Введение

Железнодорожный транспорт по абсолютному числу чрезвычайных происшествий и количеству погибших в них людей является одним из наиболее безопасных видов транспорта по сравнению с автомобильным и воздушным транспортом. Помимо этого железнодорожный транспорт из вышеперечисленных видов транспорта является самым массовым.

Залогом безопасности перевозочного процесса является безаварийная доставка: пассажиров без нарушения их здоровья, груза без его повреждения - в заданное время и место без отрицательных последствий.

Железнодорожные рельсы в процессе эксплуатации по мере наработки тоннажа подвергаются повреждениям и естественному износу, приводящим к образованию в них дефектов вызывающих отказы рельсов. Дефект рельса характеризуется нарушением, вызвавшим любое отклонение его геометрии или качественных свойств от установленных норм, соблюдение которых обеспечивает работоспособное состояние рельса.

Неразрушающий контроль рельсов имеет особое значение в обеспечении безопасности движения на железнодорожном транспорте. Потребность в неразрушающем контроле рельсов в процессе их эксплуатации растёт по мере увеличения осевой нагрузки, интенсивности и скорости движения поездов.

В обеспечении безопасности движения поездов огромную роль играет предотвращение аварийных и катастрофических ситуаций, которые могут возникнуть из-за наличия в пути рельсов с опасными дефектами, путём проведения своевременного, достоверного и надёжного дефектоскопирования.

Повышение эффективности неразрушающего контроля и улучшение эксплуатационных характеристик аппаратуры неразрушающего контроля рельсов возможно на базе сочетания современной дефектоскопической аппаратуры, компьютерных систем обработки информации, совершенствования аппаратных и программных компонентов системы, профессионального отбора и регулярного повышения уровня квалификации обслуживающего персонала.

Актуальность темы

Для выявления дефектов в рельсах, наряду со съемными дефектоскопными тележками применяются мобильные средства НК, к которым относятся ультразвуковые и совмещённые вагоны-дефектоскопы, а также дефектоскопные автомотрисы.

Одной из важных характеристик любого средства сплошного НК рельсов является схема прозвучивания рельсов. Используемые в настоящее время схемы прозвучивания, не в полной мере обеспечивают надёжное выявление опасных дефектов, что может привести к серьёзным авариям и крушениям. Оптимизация схем прозвучивания рельсов является актуальной задачей, поскольку эффективность выявления конкретных дефектов в первую очередь определяется схемой прозвучивания рельсов.

В данной работе рассматриваются схемы прозвучивания совмещённых вагонов-дефектоскопов выпускаемых НПП «Вигор», ЗАО «Фирма Твема», ОАО «Радиоавиника».

Функциональные возможности совмещенных вагонов-дефектоскопов вышеприведённых организаций декларируются одинаковыми, а фактически имеют существенные отличия от задаваемых в технической документации.

Данная работа ставит своей целью определить различия фактических и декларированных функциональных возможностей совмещённых вагонов-дефектоскопов, сравнить эти возможности и наметить пути повышения эффективности совмещённых вагонов-дефектоскопов.

1. Анализ существующей системы НК рельсов

контроль рельс совмещенный вагон

Основным документом, регламентирующим работу СНК на сети ж.д. РФ, является «Положение о системе неразрушающего контроля рельсов и эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии в путевом хозяйстве железных дорог Российской Федерации» утвержденное приказом МПС России от 25 февраля 1997 года №2ЦЗ.

Настоящее Положение регулирует отношения в области неразрушающего контроля рельсов железнодорожных путей, находящихся в ведении федерального железнодорожного транспорта, и является основным нормативно-техническим документом, определяющим принципы, технические параметры и нормативы использования средств рельсовой дефектоскопии, требования к материально-технической базе по их обслуживанию и ремонту, исходя из условий обеспечения безопасности движения поездов и эффективности использования материальных, трудовых и финансовых ресурсов, основные права работников рельсовой дефектоскопии, требования к их квалификации.

Система предусматривает постепенный переход к установлению периодичности неразрушающего контроля уложенных в путь рельсов с учетом фактического состояния пути и прогнозированием его на длительный период.

Неразрушающий контроль рельсов в пути должен обеспечивать своевременное выявление в них опасных дефектов и представляет собой трехуровневую систему:

а) средства первичного сплошного контроля (дефектоскопные автомотрисы, двухниточные съемные дефектоскопы);

б) средства вторичного сплошного контроля (вагоны-дефектоскопы);

в) 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).

Основной объем работы приходится на средства первичного контроля рельсов - дефектоскопные автомотрисы и двухниточные съемные дефектоскопы. На 01.01.06 г. на сети дорог было занято первичным контролем 3414 единицы двухниточных съемных дефектоскопов и 73 дефектоскопные автомотрисы.

Средства вторичного контроля - вагоны-дефектоскопы - предназначены для инспекционного контроля, т.е. должны выявлять те же дефекты, что и средства первичного контроля, а также определять причины пропуска дефектов средствами первичного контроля. На сегодня используется 40 единиц совмещенных вагонов-дефектоскопов (СВД), 5 ультразвуковых вагонов-дефектоскопов (УЗВД) и 20 магнитных (МВД).

1.1 Объект контроля и нормативно-техническая документация на него

Объектом контроля являются рельсы железнодорожные, предназначенные для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог и для производства стрелочных переводов по ГОСТ Р 51685-2000.

Рельсы подразделяют:

по типам: Р50, Р65, Р65К (для наружных нитей кривых участков пути), Р75;

по категориям качества: В-рельсы термоупрочненные высшего качества, T1, T2 - рельсы термоупрочненные, Н - рельсы нетермоупрочненные;

по наличию болтовых отверстий: с отверстиями на обоих концах, без отверстий;

по способу выплавки стали: М - из мартеновской стали, К - из конвертерной стали, Э- из электростали;

по виду исходных заготовок: из слитков, из непрерывно-литых заготовок (НЛЗ);

по способу противофлокенной обработки: из вакуумированной стали, прошедшие контролируемое охлаждение, прошедшие изотермическую выдержку.

Форма и основные (контролируемые) размеры поперечного сечения рельсов должны соответствовать приведенным на рисунке 1.1 и в таблице 1.1.

Рисунок 1.1 - Основные размеры поперечного сечения рельса

Таблица 1.1 В миллиметрах

Наименование размера поперечного сечения	Значение размера для типа рельса
	Р50	Р65	Р65К	Р75
Высота рельса Н	152	180	181	192
Высота шейки h	83	105	105	104,4
Ширина головки b	72	75	75	75
Ширина подошвы В	132	150	150	150
Толщина шейки е	16	18	18	20
Высота пера т	10,5	11,2	11,2	13,5

Расположение, количество и диаметр болтовых отверстий в шейке на концах рельсов должны соответствовать приведенным на рисунке 1.2 и в таблице 1.2.



Рисунок 1.2 - Расположение болтовых отверстий

Таблица 1.2. Размеры в миллиметрах

Тип рельса	Значение размера	Допускаемое отклонение для рельса категории
	d	t	l1	l2	l3	В	T1, T2, Н
Р50	34	68,5	66	216	356	± 0,8	± 1,0
Р65, Р65К	36	78,5	96	316	446
Р75	36	80,4	96	316	446
Примечание - Размер t приведен для настройки сверлильных агрегатов; на готовых рельсах его не контролируют.

Болтовые отверстия должны быть перпендикулярны к вертикальной продольной плоскости рельса.

На кромках болтовых отверстий должна быть фаска шириной от 1,5 до 3,0 мм под углом около 45°.

Основным документом определяющим виды дефектов рельсов является НТД/ЦП-1-2-3-93, который содержит следующие разделы: «Классификацию дефектов рельсов», «Каталог дефектов рельсов» и «Признаки дефектных и остродефектных рельсов».

«Классификация дефектов рельсов» предназначена для статистического учета, анализа уровня эксплуатационной стойкости и надежности рельсов.

«Каталог дефектов рельсов» дает подробное описание каждого дефекта с его изображением, объясняет причину появления и развития дефекта в рельсах, а также способ его выявления. Также Каталог содержит указания по эксплуатации дефектных рельсов.

Раздел «Признаки дефектных и остродефектных рельсов» определяет степень опасности конкретных дефектов рельсов для движения поездов.

В НТД/ЦП-93 все дефекты рельсов кодированы трехзначным числом. Использована следующая структура кодового обозначения (Х Х. Х):

· Первая цифра кода определяет тип дефекта рельсов и место его появления по элементам сечения рельса (головка, шейка, подошва);

· Вторая цифра определяет разновидность дефекта рельсов с учетом основной причины его зарождения и развития;

· Третья цифра указывает на место расположения дефекта по длине рельса.

Первые две цифры кода дефектов рельсов отделяются от третьей цифры точкой.

Данный способ обозначения дефекта избавляет от необходимости употребления полного описания дефекта с указанием причины его появления и развития. Так же в данном документе представлено деление по признаку пригодности к дальнейшей эксплуатации объекта с дефектом (ОДР и ДР) и частично указаны признаки различия между ОДР и ДР.

Отрицательным моментом является то, что в НТД/ЦП-93 не учитывается:

· расположение дефекта по сечению рельса;

· размеры и свойства отражающей поверхности дефекта;

· наличие в зоне дефекта конструктивных и неконструктивных отражателей.

Еще одним большим недостатком является то, что некоторые причины происхождения дефектов указываются не точно, а зачастую и не верно.

1.2 Методы НК применяемые при сплошном контроле рельсов, основные параметры контроля

Эхо-метод ультразвуковой дефектоскопии основан на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов и регистрации эхо-сигнала, отраженного от дефекта. Временной интервал между зондирующим и эхо-импульсами пропорционален глубине залегания дефекта, а амплитуда, в определенных пределах, - отражающей способности (размеру) дефекта.

К преимуществам эхо-метода относятся:

- односторонний доступ к изделию;

- относительно большая чувствительность к внутренним дефектам;

- высокая точность определения координат дефектов.

К недостаткам эхо-метода можно отнести:

- низкую помехоустойчивость к поверхностным отражателям;

- резкую зависимость амплитуды эхо-сигнала от ориентации дефекта;

- невозможность контроля качества акустического контакта в процессе перемещения ПЭП, так как при отсутствии дефектов на выходе отсутствуют какие-либо сигналы.

Несмотря на указанные недостатки, эхо-метод является наиболее распространенным методом ультразвуковой дефектоскопии изделий. С помощью этого метода обнаруживают более 90% дефектов в железнодорожных рельсах.

Зеркально-теневой метод можно реализовывать как с помощью прямых (осуществляющих ввод ультразвуковых колебаний нормально к поверхности сканирования), так и наклонных ПЭП). В съемных (дефектоскопах и при ручном контроле железнодорожных рельсов при реализации ЗТМ в основном применяют прямые ПЭП.

При любом способе контроля амплитуда донного эхо-импульса в процессе перемещения искателя несколько меняется из-за нарушений акустического контакта и спадает ниже порога срабатывания индикаторов при обнаружении дефекта.

Зеркально-теневой метод является одним из основных способов, применяемых для обнаружения дефектов в виде вертикальных расслоений в рельсе. Этим методом можно контролировать только плоскопараллельные объекты.

Зеркальный метод ультразвукового контроля применяется при поиске дефектов, ориентированных перпендикулярно к поверхности сканирования, например, некоторых контактно-усталостных трещин в головке рельсов (код дефекта 21.1-2), контроль одним наклонным преобразователем не всегда дает достаточно надежные показания. Это связано с тем, что ультразвуковой луч, падая на дефект, в основном зеркально отражается от его плоскости практически не возвращается на излучаемый ПЭП. Для повышения эффективности обнаружения вертикально ориентированных поперечных трещин обычно дополняют эхо-метод ультразвукового контроля зеркальным методом. Он реализуется при прозвучивании изделия двумя ПЭП, которые размещены на поверхности сканирования таким образом, чтобы фиксировать одним ПЭП сигнал, излучаемый другим ПЭП. Сигнал переотражаясь от противоположной поверхности изделия и от плоскости дефекта, поступает на приемную пьезопластину.

Таблица 1.3. Основные параметры контроля

Аппаратуры	Метода
Частота f, МГц;	Длина волны , мм;
Чувствительность: условная Ку, мм или дБ;	Чувствительность: Уровни фиксации, поисковый, браковки;
Размеры преобразователя а, мм;	Направленность поля преобразователя , град;
Угол призмы , град;	Угол ввода , град;
Погрешность глубиномера А%;	Точность измерения координат;
Длительность: зондирующего импульса , мкс; помех преобразователя п, мкс;	Мертвая зона h, мм;
Разрешающая способность прибора;	Лучевая разрешающая способность r, мм;
Параметры сканирования: шаг сканирования s, мм; скорость перемещения V, мм/с;	Плотность сканирования (неравномерность чувствительности по поверхности изделия);
Дисперсия опорного сигнала.	Стабильность акустического контакта.

Основные параметры определяют достоверность контроля. Их выбирают так, чтобы с минимальной ошибкой оценить качество изделия.

Перечень параметров, подлежащих проверке, их числовые значения и периодичность проверки должны устанавливаться в каждом конкретном случае в технической документации на контроль.

1.3 Средства вторичного контроля рельсов

На сети железных дорог для сплошного контроля рельсов в 2005 году использовались три основных типа совмещённых вагонов-дефектоскопов - СВД - В (НПП «Вигор»), СВД - Т (ЗАО «Фирма Твема»), СВД - Р (ОАО «Радиоавионика»).

СВД (Вигор)

Рис. 1.3 Схема прозвучивания СВД-В

Эксплуатируемые комплексы скоростного ультразвукового контроля рельсов - вагоны-дефектоскопы оснащены многоканальной дефектоскопической аппаратурой, реализующей эхо- и зеркально-теневой методы контроля при импульсном излучении ультразвуковых колебаний. Независимо от типа дефектоскопической аппаратуры и системы регистрации, установленной на борту подвижной единицы, потенциальные возможности ультразвуковых комплексов в основном определяются принятой схемой прозвучивания.

Пятиканальная схема прозвучивания сечения рельса реализуется с помощью следующих пьзопреобразователей (ПЭП):

· ПЭП 1 с углами ввода ультразвукового (УЗ) луча в сталь =58;

· ПЭП 3 с углами ввода =38, смонтированные в едином корпусе;

· ПЭП 2 с углом ввода =0.

ПЭП 1и 3 реализуют эхо-метод контроля и включены по совмещённой схеме (каждый ПЭП выполняет роль излучателя и приёмника УЗ колебаний). ПЭП 2 одновременно реализует зеркально-теневой и эхо - методы контроля. В отличие от первых ПЭП он функционирует в раздельно-совмещённом режиме: одна пластина только излучает УЗ колебания, вторая работает в качестве приёмника. Причём эти пластины совмещены в едином корпусе. Озвучивание сечения головки рельса осуществляется с помощью ПЭП 1 и 2. С целью обнаружения различно ориентированных дефектов в головке рельса эти ПЭП излучают УЗ колебания во взаимно противоположных по длине рельса направлениях. Кроме того, ПЭП 1 развёрнуты относительно продольной оси рельса на угол 34 в сторону рабочей грани головки. В результате УЗ пучок распространяется до нижней выкружки головки рельса и, переотражаясь, озвучивает зону головки, где наиболее вероятно образование различных дефектов. ПЭП 3 - предназначены для озвучивания шейки и подошвы (в проекции шейки) рельса и осуществляют ввод УЗ колебаний также во взаимно противоположных по длине рельса направлениях. Угол ввода УЗ лучей для этих ПЭП =38 выбран исходя из оптимального обнаружения возможных дефектов в указанной зоне. Размещение двух пьезопластин в одном типовом корпусе потребовало некоторого уменьшения их размеров по сравнению с используемыми в ПЭП 1. Это, в свою очередь, приводит к расширению диаграммы направленности УЗ пучка в плоскости падения луча, что благоприятно сказывается при обнаружении радиальных трещин от болтовых отверстий (код дефекта 53.1).

Вагон-дефектоскоп фирмы Твема

Рис. 1.4 Схема прозвучивания СВД-Т

Таблица 1.4 Основные технические характеристики СВД

№ п/п	Наименование параметра	Значение параметра
1	Максимальная чувствительность дефектоскопа СВД по стандартному образцу СО-1, мм, не менее, с ультразвуковыми преобразователями: П121-2,5-55-Р П121-2,5-40-Р П112-2,5 - Р П133-2,5-45/40-Р П133-2,5-55/70-Р	55 55 55 55 55
2	Частота УЗК преобразователей П121-2,5-55-Р; П121-2,5-40-Р; П112-2.5-Р; П133-2,5-45/40-Р; П133-2,5-55/70-Р, MГц.	2,50,25
3	Частота следования зондирующих импульсов вырабатываемых синхронно со скоростью контроля, Гц задаваемых синхронизатором дефектоскопа	0-4000
4	Угол ввода УЗК, град., для преобразователей: П121-2,5-55-Р П121-2.5-40-Р П133-2,5-45/40-Р П133-2,5-55/70-Р	552 392 45/402 55/701
5	Угол разворота оси УЗ луча относительно продольной оси рельса, град., для преобразователей: П121-2,5-55-Р П121-2.5-40-Р П121-2,5-45-Р	342 0 0
6	Основная относительная погрешность определения путейской координаты, %	1
7	Минимальная условная протяженность отражателя, выявляемого в рельсе, мм, не более	30
8	Усилие прижатия следящей лыжи к рельсу, N	250-350
9	Усилие прижатия искательной лыжи, N, не более	600
10	Усилие прижатия блока преобразователей к поверхности катания головки рельса, N	30-40
11	Заглубление следящей лыжи, мм	24 1
12	Боковой люфт в прорезях рамки искательной лыжи, мм, не более	0,2
13	Вылет конца усовика следящей лыжи за реборду колеса при полном ходе штока поршня пневмокамеры, мм, не более	2
14	Питание дефектоскопа и комплекса «КРУЗ-М»: однофазный переменный ток частотой, Гц напряжение, В коэффициент высших гармоник, %, не более	50 1,25 220 2233 5
15	Электрооборудование: Дизель-генератор трехфазного тока с напряжением 220В, мощностью, кВA, не менее	200
16	Мощность потребляемая энергопотребляющими устройствами автомотрисы должна составлять: При питании от дизель-генератора, кВA, не более При питании от внешнего источника, не более, кВA	150 30
17	Запас контактирующей жидкости (вода), м3	1,5
18	Давление воздуха в пневмомагистрали управления прижатием следящей и искательной систем, Мра	0,45 - 0,55
19	Время установления рабочего режима с момента включения дефектоскопа, мин, не более	5
20	Время непрерывной работы, ч, не менее	8

В СВД используется четырехканальная схема прозвучивания (рис. 1.8) с помощью следующих ПЭП:

- два ПЭП (1) с углами ввода 55°, развернутые относительно продольной оси рельса на 34° и контролирующие головку рельса;

- Для контроля шейки рельса, а также зоны проекции шейки в головке и подошве, используются два ПЭП (2) раздельно-совмещенного типа, с углом ввода 45 и углом разворота 0. Лучи этих ПЭП направлены навстречу друг другу и реализуют схему контроля по эхо- и по зеркально-теневому методу.

ЗТМ осуществляется двумя наклонными ПЭП с использованием поперечных волн, что не позволяет выявлять продольные вертикальные расслоения (дефекты кода 50 и 60). Однако стоит заметить, что в мобильных средствах НК по каналу ЗТМ не делают заключения о наличии дефекта в связи с плохим качеством акустического контакта. Нет разбиения канала по зонам рельса.

Совмещенный вагон-дефектоскоп (АВИКОН-03).

Рис. 1.5. Схема прозвучивания СВД - Р

Автоматизированным средством нового поколения, предназначенным для скоростного контроля железнодорожных рельсов, является совмещённый вагон-дефектоскоп, основанный на трёх ультразвуковых и магнитном методах контроля. При разработке схемы прозвучивания использованы ПЭП, широко применяемые в практике ультразвукового скоростного контроля и работающие в импульсном режиме излучения-приёма, а также новые, работающие в режиме непрерывной генерации и пассивного приема акустических колебаний.

К преобразователям, реализующим традиционные схемы прозвучивания, относятся:

· ПЭП 1 и 1 (с углами ввода УЗ луча =58) - для контроля головки рельса по эхо-методу, озвучивающие одновременно рабочую и нерабочую грани рельса (схема РОМБ);

· ПЭП 3 и 3 (=41-49) - для контроля шейки, головки и подошвы (в зоне проекции шейки) рельса по эхо-методу;

· ПЭП 2 и 2 (=0) - для контроля зоны шейки, головки и подошвы (в зоне проекции шейки) рельса зеркально-теневым методом (ЗТМ) и эхо-методом.

Причём впервые в практике УЗ контроля рельсов использованы ПЭП 3 и 3 с двух лепестковой диаграммой направленности, что позволяет получать одновременно два эхо-сигнала от болтового отверстия с радиальной трещиной в одном цикле излучения-приёма.

К преобразователям, реализующим новые схемы озвучивания контролируемого сечения, следует отнести:

· ПЭП 4 и 4 (=58), работающие в режиме пассивного приёма и реализующие совместно с ПЭП 1 и 1 зеркальный метод УЗ контроля;

1.4 Персонал и организация контроля рельсов

В соответствии с положением о системе неразрушающего контроля рельсов и эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии в путевом хозяйстве железных дорог Российской Федерации (к приказу 2ЦЗ):

Неразрушающий контроль уложенных в путь рельсов должен обеспечивать своевременное выявление в них опасных дефектов и представляет собой трехуровневую систему:

а) средства первичного сплошного контроля (дефектоскопные автомотрисы, двухниточные съемные дефектоскопы);

б) средства вторичного сплошного контроля (вагоны-дефектоскопы);

в) 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).

Средства первичного сплошного контроля (дефектоскопные автомотрисы, съемные и переносные дефектоскопы) применяются для контроля рельсов в пределах дистанций пути; средства вторичного сплошного контроля (вагоны-дефектоскопы) применяются для контроля рельсов в пределах железной дороги. Дефектоскопная автомотриса может применяться для контроля рельсов на нескольких дистанциях пути. Порядок использования дефектоскопной автомотрисы в этом случае определяется приказом начальника службы пути.

Специалист по дефектоскопии службы пути совместно с начальником дорожной лаборатории дефектоскопии разрабатывает годовые планы проведения технической учебы и занятий по технике безопасности во всех подразделениях рельсовой дефектоскопии и осуществляет постоянный контроль за их проведением

Специалист по дефектоскопии службы пути, начальник дорожной лаборатории дефектоскопии, начальник передвижной вагон-лаборатории дефектоскопии имеют право запрещать работу неисправных средств рельсовой дефектоскопии.

Периодичность контроля уложенных в путь рельсов и элементов стрелочных переводов должна быть не ниже значений, приведенных в таблице 1.5.

Классы путей устанавливаются в соответствии с приказом МПС России от 16.08.94 г. №12Ц.

При невозможности контроля ультразвуковыми дефектоскопами из-за низких температур (при температуре ниже -30°C) контроль осуществляется магнитными дефектоскопами (магнитными вагонами-дефектоскопами, совмещенными вагонами-дефектоскопами), а также натурным осмотром рельсов.

Таблица 1.5 Нормы периодичности контроля рельсов средствами НК

			Минимальная периодичность проверки
Классы путей	Тип рельсов	Средний выход	ультразвуковыми съемными	вагонами-дефектоскопами
		рельсов	дефектоскопами	магнитными	ультра- звуковыми
		до 0,3 вкл	2 раза в месяц	2 раза в квартал	2 раза в квартал
1,2	Р65, Р75	св 0,3 до 2 вкл	3 раза в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		св 2 до 5 вкл	4 раза в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		св 5	5 раз месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		до 0,3 вкл	2 раза в месяц	2 раза в квартал	2 раза в квартал
3, 4	Р50	св 0,3 до 2 вкл	3 раза в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		св 2 до 5 вкл	4 раза в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		св 5	5 раз в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		до 0,3 вкл	2 раза в месяц	2 раза в квартал	2 раза в квартал
3,4	Р65, Р75	св 0,3 до 2 вкл	3 раза в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		св 2 до 5 вкл	3 раза в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц
		св 5	4 раза в месяц	1 раз в месяц	1 раз в месяц

Примечания:

1. Выход рельсов - количество остродефектных рельсов, выявленных в течение месяца на участке пути длиной 10 км.

2. Контроль совмещенным вагоном-дефектоскопом приравнивается к одновременному контролю магнитным и ультразвуковым вагонами-дефектоскопами.

Контроль ультразвуковыми вагонами-дефектоскопами производится при наличии их на железных дорогах. Объемы проверки определяются службой пути с учетом месячных норм проверки и количества их на железных дорогах. При этом в первую очередь контролю подлежат участки с более высоким выходом рельсов и более высокого класса.

С вводом в эксплуатацию дефектоскопных автомотрис на этих участках периодичность контроля уложенных в путь рельсов и элементов стрелочных переводов должна быть не ниже значений, приведенных в таблице 1.5. При этом контроль дефектоскопной автомотрисой приравнивается к контролю съемным дефектоскопом. В течение одного года с начала ввода в эксплуатацию дефектоскопной автомотрисы на путях 1-го и 2-го классов одна из месячных проверок должна осуществляться съемным дефектоскопом, на путях 3-го и 4-го классов такая проверка должна производиться не менее одного раза в 2 месяца.

При проведении паспортизации рельсов периодичность контроля может уточняться службами пути по согласованию с ОАО «РЖД».

Для участков пути со средним выходом рельсов свыше 0,3 штук на 10 км в месяц и пропустившим тоннаж свыше 700 миллионов тонн брутто включительно для бесстыкового пути, до 600 миллионов тонн брутто включительно для звеньевого пути (для рельсов Р65 и Р75) и до 350 миллионов тонн брутто включительно для рельсов Р50 назначается один дополнительный проход в месяц ультразвуковым съемным дефектоскопом или дефектоскопной автомотрисой. Для участков пути со средним выходом рельсов свыше 2 штук на 10 км в месяц и пропустившим тоннаж, превышающий вышеперечисленные значения, назначается два дополнительных прохода в месяц дефектоскопной автомотрисой или ультразвуковым съемным дефектоскопом.

Вновь уложенные рельсы подлежат контролю средствами первичного сплошного контроля (дефектоскопными автомотрисами, ультразвуковыми съемными дефектоскопами) после укладки и обкатки до устранения следов проката на поверхности катания (входной контроль).

Для участков скоростного движения поездов, для которых установлены скорости движения пассажирских поездов 141-160 и 161-200 км/час, периодичность проверки рельсов средствами первичного сплошного контроля (дефектоскопными автомотрисами, ультразвуковыми съемными дефектоскопами) должна быть не менее четырех раз в месяц, ультразвуковыми вагонами-дефектоскопами - не менее одного раза в месяц, магнитными вагонами-дефектоскопами - не менее одного раза в месяц, стрелочных переводов - не менее двух раз в месяц, сварных стыков - не менее двух раз в год в первый год после укладки и не менее одного раза в год в дальнейшем.

Периодичность проверки приемо-отправочных путей, примыкающих к главным путям 1-го и 2-го класса, средствами первичного контроля должна быть не менее 2 раз в месяц и не менее 1 раза в месяц для приемо-отправочных путей, примыкающих к главным путям 3-го и 4-го классов.

Периодичность проверки участков пути с типом рельсов легче Р-50 устанавливается начальником дистанции пути в зависимости от состояния рельсов и интенсивности движения поездов, но не реже, чем для путей 4-го класса с рельсами типа Р50.

Средний выход рельсов на 10 км пути в месяц определяется по формуле:

Р = (Нх10)/(ЛхК), где

Р - средний выход рельсов на 10 км в месяц (шт.),

Н - выход рельсов на участке пути за предыдущий год,

Л - длина участка в км (протяженность участка пути перегона с одинаковым

пропущенным тоннажем за предыдущий год),

К - количество месяцев, за которое берется выход рельсов (при расчете за год К=12);.

При необходимости расчета среднего выхода рельсов за меньший промежуток времени (полугодие, квартал, месяц) Н - выход рельсов за этот промежуток времени.

В соответствии с приказом 2ЦЗ рекомендован следующий штат СВД:

1. Начальник вагона - 1 чел.

2. Зам. начальника - 1 чел.

3. Инженер - 4 чел.

4. Наладчик - 4 чел.

5. Проводник - 4 чел.

Вагон-дефектоскоп обслуживается на линии одной сменой. Второй смене в это время предоставляется отдых в домашних условиях. В поездке непрерывная продолжительность рабочего времени не должна превышать 12 часов.

При передаче смены производится сдача и приём аппаратуры и механизмов вагона-дефектоскопа с указанием в специальном журнале их технического состояния.

Для эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии на дистанциях пути организовываются участки дефектоскопии, укомплектованные соответствующим штатом и необходимым оборудованием в зависимости от требуемых объемов контроля рельсов.

Работа средств рельсовой дефектоскопии дистанции пути выполняется согласно графику, ежемесячно разрабатываемому руководителем участка дефектоскопии и утверждаемому начальником дистанции пути.

График работы средств рельсовой дефектоскопии составляется на основании месячных норм проверки рельсов, которые не должны превышать значения, приведенные в Таблице 1.5, и утвержденной периодичности контроля. Выписки из графика заносятся в рабочие журналы дефектоскопных автомотрис и дефектоскопов.

Месячные нормы проверки рельсов, частное отделение которых на количество рабочих дней в отчетном месяце дает усредненную норму контроля. Такая норма не учитывает ряд факторов, что завышает (а в ряде случаев занижает) необходимые сменные нормы, отрицательно влияя на надежность НК рельсов.

Указанные недостатки устраняются переходом от месячных норм к сменным. При этом максимально допустимые сменные (а не месячные) нормы НК рельсов для средств различного класса должны:

учитывать затраты времени на все сопутствующие операции, гарантируя при этом надежное обнаружение потенциально опасных дефектов;

не зависеть от периодичности контроля рельсов на дистанции пути;

рассчитываться руководителем участка (мастером цеха) дефектоскопии и утверждаться начальником дистанции пути на определенный предстоящий период времени;

учитывать время на ручной контроль контроленепригодных участков.

Категорически запрещается отвлечение работников рельсовой дефектоскопии на работы, не связанные с контролем рельсов.

Анализ использования средств рельсовой дефектоскопии предоставляется начальником дистанции пути в Центры диагностики пути и службу пути железной дороги (далее службу пути) не позднее 5-го числа следующего за отчетным месяцем. Годовой анализ представляется до 10 января следующего за отчетным годом.

2. Анализ эффективности использования СВД на сети железных дорог России за 2005 год

На сети дорог РФ для дефектоскопии рельсов применяются средства более 10 типов и все они обладают различной эффективностью. При анализе Департаментом пути ОАО «РЖД» (ЦП) используется несколько критериев эффективности.

2.1 Реальная эффективность выявления дефектов

Наибольшее распространение нашли следующие:

1. Отношение числа ОДР, выявленных средством дефектоскопии к общему числу критических дефектов, в том числе и приведших к излому рельсов (2.1):

контроль рельс совмещенный вагон

(%), где	(2.1)

n - число выявленных за определенный период времени (например, год) критических дефектов (ОДР) в рельсах средством дефектоскопии;

N - число изломов рельсов за соответствующий период времени на железных дорогах по дефектам, не выявленным системой НК.

При сравнении эффективности использования средств НК рельсов по этому критерию существует ряд недостатков:

· нет данных по дефектам, приведших к изломам рельса и не выявленных определенным средством дефектоскопии, для расчета критерия используется общее количество изломов, допущенных на контролируемом участке за расчетный период. Иногда вместо общего количества изломов используют количество изломов, допущенных по вине оператора, но при этом не учитываются изломы, не выявленные средством дефектоскопии не по вине дефектоскописта;

· не учитываются периодичность контроля, количество средств дефектоскопии определенного типа, число фактически проконтролированных километров рельсового пути, характеристики проконтролированного пути (класс, интенсивность движения, среднемесячный выход ОДР на 10 км и т.д.);

· одинаковая эффективность использования средств НК при отсутствии изломов.

Таким образом, эффективность использования по данному критерию определяется количеством выявленных ОДР и наибольшая у тех средств, которые наиболее распространены на сети дорог.

2.2 Выполнение плана контроля (2.2)

, где	(2.2)

l - число фактически проконтролированных километров рельсового пути средством дефектоскопии за определенный период времени (например, год);

L - план контроля рельсового пути средством дефектоскопии за соответствующий период времени.

При сравнении эффективности использования средств НК рельсов по этому критерию также присутствует ряд недостатков:

· не учитываются причины не выполнения плана контроля;

· не учитывается смещение между проверками рельсового пути, вызванное отказом средства НК и контролем этого участка пути этим или другим средством в другой день;

· перевыполнение плана контроля не обязательно приводит к повышению надежности средств НК, так как из-за завышенных в ряде случаев сменных норм контроля операторы (как съемных, так и мобильных) средств дефектоскопии для выполнения плана вынуждены нарушать требования нормативно-технической документации на НК рельсов в пути.

2.3 Количество выявленных ОДР на 1000 км проконтролированного пути

ОДР/1000 км - количество выявленных критических дефектов средством дефектоскопии за расчетный период, приведенное на 1000 километров проверенного пути за этот же период. Это наиболее объективный критерий эффективности фактического использования средств дефектоскопии рельсов в пути, однако и у него есть ряд недостатков:

· не учитываются интервалы между соседними проверками одного и того же участка пути (так если проконтролировать один и тот же участок одним и тем же средством с интервалом в один день, то эффективность по этом критерию может упасть в 2 раза, если же средства дефектоскопии будут разные, то у средства, проверяющего участок позже, эффективность может быть близка к нулю);

· количество средств дефектоскопии учитывается через число проконтролированных километров, а число ОДР, выявленных средством, обычно выбирается усредненным для средств одного типа, что приводит к необъективным оценкам эффективности использования вновь вводимых средств, применяемых на ж.д. в небольшом количестве;

· также нарушает достоверность оценки то, что не берется в учет характеристика проконтролированного пути (например, не смотря на не большой выход ОДР малодеятельные участки должны проверяться не менее 2 раз в месяц).

Не смотря на все выше перечисленные недостатки последний критерий представляется наиболее показательным для оценки эффективности работы съемных средств дефектоскопии пути.

Для сравнительной оценки анализа эффективности работы совмещённых вагонов-дефектоскопов рассмотрим статистические данные по сети железных дорог ОАО «РЖД».

Рис. 2.1 Соотношение выявления ОДР на 1000 км между совмещёнными вагонами-дефектоскопами и для примера съёмным дефектоскопом ПОИСК - 10Э на сети железных дорог России в 2005 году

Рис. 2.2 Максимальное количество ОДР на 1000 км, выявленных СВД по сети железных дорог России в 2005 году



Рис. 2.3 Минимальное количество ОДР на 1000 км выявленных СВД по сети железных дорог России в 2005 году

Анализ приведенных выше данных показывает, что устаревшее съёмное средство неразрушающего контроля рельсов Поиск-10Э, по фактической технической эффективности лучше большинства современных мобильных средства, обладающих куда более высокой потенциальной технической эффективностью.

3. Анализ потенциальной технической эффективности СВД

В общем случае эффективность средств сплошного ультразвукового контроля (УЗК) рельсов предопределяется:

а) схемой прозвучивания рельса;

б) значениями основных параметров контроля;

в) алгоритмом выделения полезных сигналов об обнаружении дефектов из совокупности ложных.

Под схемой прозвучивания понимается не только схема ориентации акустических лучей в рельсе для всех каналов дефектоскопа, но и методы УЗК, реализуемые в каждом канале.

Схемы прозвучивания, заложенные в действующих средствах дефектоскопии сплошного контроля, были рассмотрены на рис. 1.3-1.6. Приведенные схемы базируются на пьезоэлектрических преобразователях (ПЭП), работающих на частоте 2,5 МГц, с углами ввода луча б? 0^о, 41-49^о,22, 55^о. На этих же ПЭП и на тех же методах ультразвукового контроля в действующих средствах при определенной их модернизации могут быть реализованы другие, более эффективные схемы прозвучивания.

Для сравнения эффективности схем прозвучивания допустимо использовать условную потенциальную техническую эффективность схемы прозвучивания D_j, вычисляемую по выражениям:

;	(3.1),
,	(3.2),
где:
P*1(Bk/Dj) - условная потенциальная вероятность выявления дефекта типоразмера k посредством одного канала схемы Dj: P*n(Bk/Dj) - условная потенциальная вероятность выявления дефекта типоразмера k посредством n каналов схемы Dj;
P*1(Bk/Dj)=0.9	P*2(Bk/Dj)=0.99	P*3(Bk/Dj)=0.999

f(k) - частость (вероятность) образования дефекта типоразмера k. Распределение частостей f(k) образования дефектов типоразмера k на некотором участке рельсового пути, подлежащего НК, рассчитывается по статистическим данным за некоторый длительный промежуток времени (например, за год) о числе Nk выявленных по данным НК и осмотра изломов рельсов дефектов типоразмера k к общему числу N? выявленных дефектов типоразмеров k=1ч k0:

f(k)=Nk / N?; при этом

Распределение дефектов по типам (кодам) за 2005 г. по сети железных дорог России

Рис. 3.2 Распределение дефектов, выявленных и пропущенных средствами дефектоскопии на сети ж.д. России в 2005 г., по кодам

Распределение f(k) дефектов по типоразмерам k определялось по данным, заимствованным из рис. 3.2, в соответствии с «Классификатором типоразмеров дефектов в рельсах».

Полагая, что основные параметры контроля во всех каналах схем D_j выбраны верно, для сравнения условной потенциальной технической эффективности схем D_j прозвучивания допустимо принять, что условная потенциальная вероятность выявления дефекта типоразмера k некоторым каналом составляет P^*1(B_k /D_j)=0,9, если дефект озвучивается при его поиске; в противном случае P^*1(B_k / D_j)=0.

Тогда при озвучивании дефекта двумя каналами условная потенциальная вероятность P^*2(B_k/D_j) выявления дефекта типоразмера k составит:

P^*2(B_k/D_j)=1 - [1 - P^*1(B_k/D_j)] [1-P^*1(B_k/D_j)]= 0,99, а при озвучивании тремя каналами - P^*3(B_k/D_j) = 0,999 и т.д.

С учетом изложенного нетрудно рассчитать условную потенциальную техническую эффективность схем прозвучивания, если задано распределение f(k).

Для проведения расчетов разобьем дефект кода 21.1-2 на 4 типоразмера (Рис. 3.3):

· k₁ - дефект на ранней стадии развития, площадь S_д ? (0,05 ч 0,07) S _{головки,} поверхность диффузно отражающая;

· k₂ - дефект на средней стадии развития, S_д?(0,1 ч 0,2) S _{головки,} поверхность по краям дефекта диффузно и в средней части зеркально отражающая;

· k₃ - дефект на значительной стадии развития, при этом дефект не заходит в зону проекции шейки на поверхность катания рельса, отражающая поверхность зеркальная;

· k₄ - дефект на поздней стадии развития, заходит в зону проекции шейки на поверхность катания рельса, отражающая поверхность зеркальная.

Так как для оценки реальной эффективности мы использовали совокупность способов выявления усталостных поперечных трещин, то и для оценки потенциальной технической эффективности будем использовать совокупности способов, применяемые в схемах прозвучивания рельсов в пути cовмещёнными вагонами-дефектоскопами:

Схема* - СВД - В

Схема** - СВД - Р

Схема*** - СВД - Т

Рис. 3.4. Характерные типоразмеры и способы выявления дефектов кода 21.1-2

В соответствии с выражением (3.2) для схемы ^* получим (рис. 3.4):

,	(3.5)
где f(k1) - вероятность возникновения типоразмера k1 дефекта кода 21; f(k1) = 1-f(k2) - f(k3) - f(k4) f(k2) - вероятность возникновения типоразмера k2 дефекта кода 21; f(k2) = 0.1f(k1) f(k3) - вероятность возникновения типоразмера k3 дефекта кода 21; f(k3) = 0.1f(k2) = 0,001f(k1) f(k4) - вероятность возникновения типоразмера k4 дефекта кода 21; f(k4) = 0.1f(k3) = 0,0001f(k1)

Вероятность возникновения типоразмера k1 составляет 19964/51930= 0,3844.

Подставив это значение в 3.5. получим:

Техническую эффективность для СВД - «Вигор»:

Так как схема прозвучивания головки рельса у СВД - «Твема» идентична схеме прозвучивания головки рельса СВД - «ВИГОР», то и техническая эффективность не будет отличаться.

Техническая эффективность для СВД - «Радиоавионика»:

Из расчетов видно, что _**>_*=_***.

Таким образом и по потенциальным возможностям схема прозвучивания совмещённого вагона-дефектоскопа Авикон - 03 лучше приспособлена для выявления дефектов кода 21.1-2, чем схемы прозвучивания СВД - «Вигор» и СВД - «Твема» (рис. 3.3).



Рис. 3.3 Условная потенциальная техническая эффективность схем прозвучивания СВД и Поиск-10Э.

Заключение

В данной работе перед нами были поставлены следующие задачи:

· Сравнить функциональные возможности СВД.

· Определить причины различия функциональных возможностей.

· Наметить пути повышения функциональных возможностей.

Для решения первой задачи был проведён анализ статистических данных по использованию совмещённых вагонов-дефектоскопов на сети железных дорог России за 2005 год. Он показал что, реальная техническая эффективность использования совмещённых вагонов-дефектоскопов, при высокой потенциальной технической эффективности, имеет низкое значение. Кроме, при сравнении фактической технической эффективности совмещённых вагонов-дефектоскопов НПП «Вигор», ЗАО «Фирма Твема» и ОАО «Радиоавионика» с эффективностью съёмного дефектоскопа Поиск-10Э, мы выяснили что устаревший дефектоскоп Поиск-10Э обладает большей эффективностью чем СВД «Вигор» и СВД «Радиоавионика», и лишь немного уступает СВД «Твема».

При решения второй задачи мы пришли к выводу, что причинами различия функциональных возможностей совмещённых вагонов-дефектоскопов являются:

1. Недостаточный, а в ряде случаев недопустимо низкий уровень квалификации работников СВД.

2. Недостатки в организации работы СВД, связанных с невозможностью, по ряду причин, проведения вторичного контроля предполагаемых дефектов, выдача их на осмотр и подтверждение работниками участка дефектоскопии и как следствие поступление их в зачёт участка дефектоскопии.

Чтобы решить третью задачу нужно исключить вышеприведённые недостатки:

1. Организовывать периодическое повышение квалификации и проверку знаний среди работников совмещённых вагонов-дефектоскопов.

2. Ввести в отчётность пункт: «ОДР, выявленные по показаниям вагонов - дефектоскопов.» чтобы наиболее полно оценивать работу вагонов-дефектоскопов.

3. На участках с большим числом выхода ОДР вводить дополнительное время для проведения натурного осмотра.

4. Необходимо улучшить систему контроля за состоянием акустического контакта.

Размещено на Allbest.ru