Повышение эффективности мобильных средств дефектоскопии рельсов

ПОВЫСИТЬ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ СРЕДСТВ

ДЕФЕКТОСКОПИИ РЕЛЬСОВ

Н Е О Б Х О Д И М О   И   В О З М О Ж Н О

КАК НИ СТРАННО,  СОВРЕМЕННЫЕ ДЕФЕКТОСКОПНЫЕ АВТОМОТРИСЫ И  СОВМЕЩЕННЫЕ ВАГОНЫ-ДЕФЕКТОСКОПЫ В УСЛОВИЯХ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПО СВОЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУЩЕСТВЕННО УСТУПАЮТ СЪЕМНЫМ ДЕФЕКТОСКОПАМ.

НЕОБХОДИМОСТЬ И ВОЗМОЖНЫЕ  ПУТИ   ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОБИЛЬНЫХ СРЕДСТВ  ДЕФЕКТОСКОПИИ РЕЛЬСОВ АНАЛИЗИРУЮТСЯ  ДОКТОРОМ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОРОМ, ЗАСЛУЖЕННЫМ РАБОТНИКОМ ТРАНСПОРТА РФ АНАТОЛИЕМ  КОНСТАНТИНОВИЧЕМ ГУРВИЧЕМ

Качество рельсов, выпускаемых отечественными  металлургическими комбинатами без должного неразрушающего контроля, сложившаяся технология укладки рельсов в путь, режимы эксплуатации рельсов в пути под воздействием  подвижногого состава и  перепадов температуры предопределяют сравнительно интенсивное развитие в рельсах потенциально опасных дефектов (ОДР) различного типа [1].

Неразрушающий контроль (НК) – наиболее эффективное и, в ряде случаев, единст-венно возможное средство предотвращения аварийных ситуаций  на железных дорогах из-за излома рельсов по дефектам в них. В связи с этим МПС СССР – ОАО «РЖД» уделялось и уделяется особое внимание развитию методов и средств НК рельсов в условиях  их эксплуатации в пути и при восстановлении и сварке на РСП. Не случайно отечественные съемные ультразвуковые  дефектоскопы для сплошного контроля рельсов не имели и не имеют даже близких аналогов в мировой практике,  а мобильные средства дефектоскопии по своим функциональным решениям не уступают зарубежным.

К началу 2005 года на  железных дорогах  России  для сплошного контроля рельсов использовалось3383 съемных ультразвуковых (у.з.) дефектоскопов трех типов (ПОИСК-10Э, РДМ-2, АВИКОН-01), 70 дефектоскопных автомотрис пяти модификаций (АДЭ, АМД1, АМД3, АСД, АС-5 Д),   6 ультразвуковых (УЗВД) и 27 совмещенных ( на базе ультразвуковых и маг-нитного методов НК) вагонов-дефектоскопов трех типов (СВД-В, СВД-Р, СВД-Т). Все пере-численные средства, кроме АВИКОН-01 и СВД-Р, базируются на эхо ( Э ) и зеркально-те-невом ( ЗТМ ) методах ультразвуковой дефектоскопии и содержат от трех  (Поиск-10Э)  до десяти (АВИКОН-03) каналов контроля на одну нить рельсового пути. В АВИКОН-01 и  СВД Р введен третий –зеркальный  ( З ) - метод.

Значительная часть съемных дефектоскопов в последние годы оснащена регистраторами реультатов контроля  с представлением их на эране дефектоскопа или  на мониторе ПК  так же, как и в мобильных средствах контроля. При этом  принципиальное  различие мобильных и  съемных средств сохраняется лишь в скоростях Vс (контроля рельсов и в процедуре принятия решений об обнаружении критических дефектов :

- для мобильных средств Vс = (20 – 60) км/час, принятие решения – по результатам вторичного, сдвинутого по врмени,  у.з. контроля сомнительных участков рельсов;         

- для съемных средств Vс = (3 – 5) км/час, принятие решения – в процессе контроля.                

Техническая эффективность  средств сплошного у.з. контроля рельсов при  одинаковых значениях основных параметров контроля предопределяется  схемой прозвучивания рельсов, заложенной в средство контроля. При этом под «схемой проз-вучивания» понимается не только схема ориентации акустических лучей в рельсе для всех каналов дефектоскопа,  но и методы у.з. контроля, реализуемые в каждом канале [2]. К сожалению, схемы прозвучивания, используемые в действующих съемных и мобильных средствах, не унифицировны (рис.1), что отрицательно сказывается на эффективности системы НК рельсов в целом.

Для  оценки эффективности средств  Djсплошного у.з. контроля рельсов с учетом реализованной в них схемы прозвучивания может быть использован  сформулиро-ванный автором интеграль-ный критерий эффективно-сти средств НК рельсов  с дифференцированием типа дефектов вида ОДР по типоразмерам k [3, 4].

Рис.1.Схемы прозвучивания  в средствах НК рельсов

Интегральный критерий Q отображает соотношение технической эффективности G средства сплошного НК рельсов в пути и суммарных удельных затрат Э∑  на контроль рельсового пути этим средством:  Q = G // Э∑..

Для сравнния схем прозвучивания допустимо использовать условную потенциальную техническую эффективность Gj*,  вычисляемую по выражению из  [3]:

k0

Gj* =∑ Р ( Вк /Dj ). f (k),

k=1 

где :Р ( Вк /Dj ) – условная вероятность выявления дефекта типоразмера k средством Dj. ( Принимается, что  Р ( Вк /Dj ) = 0, если дефект типоразмера k по определению не может быть выявлен средством Dj,и  Р (Вк /Dj ) = 0,9,  если в идеализированных условиях этот дефект должен быть выявлен);

f (k) – частота образования дефектов типоразмера k  ( k = 1, … , k0 ); распределение

f (k) частости образования дефектов типоразмера k устанавливается по данным выхода рельсов по дефектам на сети дорог (или на определенном участке пути) за некоторый период времени, например за год.

Расчетные значения условной потенциальной эффективности  Gj* средствDj на базе  схем прозвучивания, показанных на рис.1,  отображены на рис.2, а.

а)                                        Gj вагоны-дефектоскопы   авто- мотрисы   съемные

На рис.2,б приведены показатели реальной эффективностиRj, характеризующие число дефектов вида ОДР, выявленных  на сети дорог средствами Dj на 1000 км проконтро-лированного в 2004 г. рельсового пути. Из рис.2 видна  качественная корреляция   ус-ловной потенциальной Gj*  и реальной