10 Глава

1)

Дефекты классифицируются и делятся на группы (всего 9 групп):

1 группа: Отслоение или выкрашивание металла на поверхности катания. К данной группе можно отнести такие дефекты, как выкрашивание материала на боковой рабочей выкружке головки (11,1), пробуксовка колёсами локомотива (14,1) и т.д. Как правило, данные дефекты выявляются внешним осмотром или различными измерительными приборами. Причины появления таких дефектов, как правило, служат воздействие колёс подвижного состава, неудовлетворительная закалка рельсов на заводе-изготовителе, вызванной в нарушении технологии правки.

2 группа: Поперечные трещины в головке и изломы на них. К данной группе относятся следующие дефекты: поперечные трещины в головке (в виде светлых или тёмных пятен) и изломы из-за них (20.1-2, 21.1-2, 26.3-8 и т.д.). Основной причиной возникновения и распространения данного дефекта являются флокены. Флокен – это зернистый надрыв, от которого под действием нагрузки от подвижного состава радиально развиваются усталочные трещины. Также причиной могут стать неравномерный нагрев и охлаждения в процессе закалки и др. Как правило, рельсы с такими дефектами незамедлительно подлежат замене.

3 группа: Продольные горизонтальные и вертикальные трещины в головке. К 3 группе можно отнести вертикальные и горизонтальные расслоения головки, трещины

в головке близ приварного рельсового соединителя (38.1). Причины появления и развития такого дефекта заключены в наличии в рельсах остатков усадочной раковины, крупных скоплений неметаллических включений, а также неправильная приварка рельсовых соединителей. Выявить такие дефекты возможно с помощью рельсового осмотра или проверкой дефектоскопами. При всех дефектах, относящихся к 3 классу, рельс следует незамедлительно заменить.

4 группа: Смятие и неравномерный износ головки (длинные волны и рифли). Волнообразная деформация головки (40.1), смятие головки внутреннего рельса в кривой (43,1-2), сверхнормативный боковой износ головки (44.2) – всё это дефекты рельсы, относящиеся к 4 классу. Данные дефекты возможно выявить либо наружным осмотром пути, либо специальными измерительными приборами. Как правило, дефект 40.1 устраняется при помощи шлифовки головки рельсошлифовальным поездом, рельсы, имеющий дефект 43.1, заменяются при плановой замене пути.

5 группа: Дефекты и повреждения шейки. К дефектам рельса этой группы относятся: расслоение шейки (50.1-2), продольные трещины и выколы из-за неё в местах перехода от головки в шейку (52,1), коррозия шейки и др. Внешний осмотр и проверка пути дефектоскопом поможет выявить эти нарушения. Рельс в таких случаях заменяют немедленно, за исключением коррозии шейки (59.1), где необходимо вести тщательный контроль за состоянием рельс. Рельсы, пораженные на глубину 4 мм и более считаются дефектными, их заменяют в плановом порядке.

6 группа: Дефекты и повреждения подошвы. К дефектам рельс этой группы можно отнести коррозию подошвы (69,1), трещины и выколы подошвы (65.1) и другие дефекты. Выявляются дефекты дефектоскопами и внешним осмотром состояния пути. Рельс при данном дефекте следует незамедлительно заменить. Как правило, дефекты такого типа возникают при нарушении технологии производства, также существенную роль в возникновении дефектов данного типа играют атмосферные явления.

7 группа: Изломы по всему сечению. (исключая изломы, учитываемые во 2 группе). К 7 группе относятся, как правило, поперечные изломы (70.1, 74.1-2 и др).Причиной появления и развития данного дефекта является наличие шлаковых или других посторонних включений , попадающих в металл при изготовлении рельсов. Выявление этих недостатков производится визуальным осмотром участка или дефектоскопом. Рельсы с дефектами этой группы заменяют без промедления.

8 группа: Изгибы в вертикальных и горизонтальных плоскостях. К этой группе относятся дефекты такие, как изгиб при выгрузке из подвижного состава (85.1), а также нарушения в прямолинейности в сварном стыке (86,3). При этом, в случае с дефектом 85.1, причиной его появления служит небрежная погрузка, выгрузка или перевозка. Рельсы в данном случае можно выпрямить непосредственно в пути гидравлическим прессом или другими приспособлении.

9 группа: Прочие дефекты и повреждения. К этой группе дефектов относятся другие дефекты и повреждения, неподходящие к группам 1-8.

2) Физические основы ультразвуковой дефектоскопии

Выявление скрытых дефектов основано на распространении упру-

гих волн и их изменении при наличии дефектов. Ультразвуковые ко-

лебания так же, как и звуковые, представляют собой механические ко-

лебания частиц упругой среды. Ультразвуковыми называются упругие

колебания, частота которых больше 20 кГц, то есть выше частоты слы-

шимого человеком звука. Упругие колебания могут быть возбуждены

в газообразной, жидкой и твердой средах. Колебательное движение воз-

бужденных частиц благодаря наличию упругих связей вызывает ульт-

розвуковые волны.

Для получения ультразвука частот (1–5 мГц) применяют пьезоэлек-

трические, магнито-стрикционные, электромагнитно-акустические

и другие преобразователи. наибольшее распространение получили пье-

зоэлектрические преобразователи (ПЭП), в которых активными являют-

ся пьезоэлементы, изготовленные из монокристалла кварца или пьезо-

керамических материалов – титаната бария, цирконат титаната свинца

и др. Для изготовления преобразователей (вставок, резонаторов) рель-

совых дефектоскопов чаще всего используют ПЭП из цирконат титана-

та свинца марки 19 (цТС-19). на плоские поверхности пьезоэлементов

наносят тонкие слои серебра, служащие электродами. При подведении

к электродам знакопеременного электрического напряжения пьезо-

элемент совершает вынужденные механические колебания (растягива-

ется и сжимается, как это показано на рис. 10.6) с частотой подаваемо-

го электрического напряжения. Данное явление называется обратным

пьезоэффектом.

Конструкция пьезоэлемента представляет собой некую электрическую

емкость, изменяющуюся при изменении размеров элемента. Таким обра-

зом, можно изменять электрические параметры датчика, что формирует

высокочастотные (ультразвуковые) импульсы, необходимые для работы

ультразвуковых дефектоскопов.

При воздействии на пьезоэлемент упругих механических колебаний на

его электродах возникает знакопеременное электрическое напряжение,

величина которого пропорциональна прилагаемому к пьезоэлементу уси-

лию (рис. 10.7). Это явление носит название прямого пьезоэффекта.

3) Физические основы магнитных методов дефектоскопии

Скрытые дефекты в стальных железнодорожных рельсах обнаружи-

ваются магнитными и электромагнитными методами. Для этого рельсы

намагничивают электромагнитом или постоянным магнитом. характер

намагниченности рельсовых нитей, как и методы обнаружения внут-

ренних дефектов, отличаются при разных скоростях перемещения на-

магничивающего поля. Для большей надежности выявления дефектов

в рельсах один и тот же участок пути периодически контролируют при

двух скоростях перемещения магнитного поля относительно рельса: 4–5

и 60–70 км/ч. Поэтому каждый из них может классифицироваться как

метод, имеющий самостоятельное значение.

В случае перемещения магнитного поля относительно рельса со ско-

ростью 4–5 км/ч условия намагничивания рельсов близки к статическим.

над головкой рельса с внутренним поперечным дефектом возникает ме-

стное магнитное поле – поле рассеяния дефекта.

Метод, основанный на индикации поля рассеяния дефекта при статиче-

ском намагничивании рельсов в пути, называется магнитным.

Перемещение магнитного поля относительно рельсов со скоростью

60–70 км/ч вызывает появление в них замкнутых контуров вихревых то-

ков. Поэтому наличие дефекта приводит не только к местному измене-

нию намагниченности рельса, но и к местному изменению в нем контуров

вихревых токов и их плотности. При совместном действии этих факто-

ров в зоне дефекта над поверхностью рельса возникает местное измене-

ние поля – магнитодинамическое поле дефекта.

Метод дефектоскопирования рельсов в пути, основанный на индикации

магнитодинамического поля, называется магнитодинамическим.

Принцип работы электромагнитного дефектоскопа для обнаружения

дефектов (например, волосовин или закатов с недопустимыми размера-

ми) основан на вихретоковом методе, при котором анализируется изме-

нение параметров возбуждающей системы, находящейся в переменном

магнитном поле при помещении ее вблизи дефекта рельса.

4) схема страница 40 рис 10.1

5) Особое значение имеют комиссионные осмотры, которые проводятся

ежемесячно под председательством начальника станции с участием до-

рожного мастера и представителей ШЧ и ЭЧ. О дате проведения комис-

сионного осмотра дорожный мастер предупреждается письменно не позд-

нее, чем за два дня до начала осмотра. Результаты комиссионного осмотра с указанием сроков устранения

выявленных отступлений не позднее следующего дня после проведения

— 60 —

осмотра заносятся в журнал ДУ-46 «Осмотр устройств СцБ, связи и кон-

тактной сети» и в книги ПУ-28 или ПУ-29 дорожного мастера.

6) все методы измерения

7) В практике контроля металлических конструкций используют

теневой, зеркально-теневой и эхо-импульсный методы ультразвуковой де-

фектоскопии и метод ультразвукового структурного анализа.