Дефектоскопия. 
Методы обнаружения дефектов рельсов. 
Рельсовые дефектоскопы

Дефекты в рельсах, их классификация

Дефекты в рельсах образуются в процессе их работы под поездами, а также при нарушении правил и технологии изготовления, транспортировки, укладки рельсов в путь, производства ремонтов и текущего содержания пути. Различия в происхождении дефектов, местах их расположения в поперечном сечении и по длине рельса учтены введенной с 1 января 1977 г. единой для стран-членов ОСЖД и СЭВ классификацией дефектов и повреждений рельсов (рис. 1). В классификации все дефекты, повреждения и изломы занумерованы двузначным основным числом и вспомогательной третьей цифрой, например, 17.1; 21.2; 26.3 и т. д.

Первая цифра характеризует вид дефекта или повреждения рельса и место его расположения по сечению рельса (головка, шейка или подошва). Виды дефектов или повреждений рельсов обозначаются следующим образом:

• · 1-отслоение или выкашивание металла по поверхности катания головки рельса;
• · 2-поперечные трещины в головке рельса и изломы из-за них;
• · 3-продольные, вертикальные и горизонтальные трещины в головке рельса;
• · 4-смятие и неравномерный износ головки рельса;
• · 5-дефекты и повреждения шейки рельса;
• · 6-дефекты и повреждения подошвы рельса;
• · 7-изломы рельса по всему сечению;
• · 8-изгибы рельса в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
• · 9-прочие дефекты и повреждения рельса.

Вторая цифра обозначает разновидность дефекта или повреждения рельса и указывает па причину их возникновения:

• · 0-на недостатки и нарушения в технологии изготовления рельсов;
• · 1-на недостаточную контактно-усталостную прочность металла рельсов;
• · 2-на недостатки профиля рельсов;
• · 3-па недостатки текущего содержания пути;
• · 4-на усиленное воздействие на рельсы подвижного состава (боксование, ползуны и др.);
• · 5-на механическое воздействие на рельсы (удары по рельсам инструмента и пр.);
• · 6-па недостатки и нарушения технологии сварки;
• · 7-на недостатки и нарушения технологии закалки;
• · 8-на недостатки и нарушения технологии наплавки рельсов или приварки рельсовых соединителей;
• · 9-на другие причины.

Третья цифра (стоящая после точки) указывает па место расположения дефекта или повреждения по длине рельса:

• · 1 -в стыке (на расстоянии до 75 см от торца);
• · 2-вне стыка;
• · 3 в месте электроконтактной сварки.

Обведенная кружком буква Г, имеющаяся на некоторых рисунках дефектов рельсов, указывает на распространение на данный дефект гарантий завода-изготовителя (поставщика).

В зависимости от вида и степени повреждения рельсы подразделяются на:

• — остродефектные (имеют дополнительное обозначение ОД), подлежащие немедленной смене;
• — дефектные, заменяемые в плановом порядке.

К дефектным рельсам па главных и приемоотправочлых путях наряду с указанными на рис. 1 без дополнительного обозначения ОД относятся рельсы, имеющие приведенный износ более тех значений, которые указаны в табл.1. или деформации, превышающие указанные в табл. 2.

Таблица1. Износ рельсов, при превышении которого они считаются дефектными, мм.

дефект рельс вагон деформация Таблица2. Деформация рельсов, при превышении которых они считаются дефектными, мм.

На сети железных дорог распространены тележечные магнитные дефектоскопы МРД-52 и МРДИндивидуальные конструктивные особенности дефектоскопов каждого типа заключаются в количестве феррозондов, объединяемых в искателях, количестве искателей и их размещении на рельсе. В дефектоскопе МРД-52 на головке рельса располагаются два искателя, состоящие каждый из двух феррозондов. Все четыре феррозонда включены по дифференциальной схеме и смонтированы на лыже из немагнитного материала, скользящей по рельсу. Когда один из феррозондов оказывается в суммарном магнитном поле над дефектом, равновесие дифференциальной схемы нарушается, возникают колебания с частотой 2 f, проходящие в резонансный усилитель и вызывающие индикацию дефекта. У МРД-52 есть дополнительные искатели, предназначенные для контроля основных путем прохода под головкой рельса (подголовочные искатели). Они включаются при этом вместо основных.

В дефектоскопе МРД-66 искатели включены по мостовой схеме, обладающей повышенной чувствительностью к дефектам.

В ультразвуковых тележечных дефектоскопах УРД-52 и УРД-58 используется зеркально-теневой метод обнаружения дефектов. Обе модели не имеют между собой принципиальных отличий. Однониточный (переносной) дефектоскоп УРД-63 применяется для выборочного контроля при работе вагона-дефектоскопа. Дефектоскопы УРД-52 и УРД-58 смонтированы на тележках и обеспечивают возможность проверять одновременно обе рельсовые нити. Универсальный рельсовый дефектоскоп УЗД-НИИМ-6М также тележечный. Он отличается от других возможностью одновременного контроля головки рельса эхо-методом и шейки-зеркально-теневым методом; при этом импульсы ультразвука направляются и принимаются по обеим нитям совмещенными искателями. Это позволяет одновременно выявлять все те дефекты, которые способны обнаружить каждый из трех перечисленных выше дефектоскопов в отдельности.

Индикаторами дефектов в дефектоскопах УРД-52 служат электронно-лучевая трубка; УРД-58-миллиамперметр, головные телефоны; УРД-63 и УЗД-НИИМ-6М — головные телефоны.

Вагоны-дефектоскопы электромагнитного типа обеспечивают полюсное намагничивание рельсовых нитей при скоростях движения до70 км/ч, выявляя при этом дефекты в виде поперечных и продольных трещин, горизонтальных и вертикальных расслоений металла головки рельсов вне механических и сварных стыков. Оборудование размещено в специально приспособленном четырехосном пассажирском вагоне, имеющем дополнительную кондукторную тележку. Тележка служит для подвески П-образных электромагнитов, между полюсами которых размещена лыжа с искательными катушками. При прохождении катушки над дефектом она пронизывается магнитным потоком, значительно большим, чем над здоровыми участками рельсов, за счет образования в таких местах потоков рассеяния. Возникающие при этом импульсы ЭДС поступают на усилитель, а из него — на вибраторы осциллографа. Запись сигналов, преобразованных в световые, ведется на кинопленку, протягиваемую в осциллографе с постоянной скоростью 50 мм/с. Кривую импульсов ЭДС (осциллограмму) для каждой рельсовой нити затем расшифровывают. По характеру импульсов определяют стыковые зазоры, подкладки, раковины, боксовины и опасные дефекты, дающие импульсы определенного вида и знака. При наличии сомнительных импульсов производится натурная проверка рельса тележечным или переносным дефектоскопом.

Наибольшими возможностями обнаружения дефектов обладают ультразвуковые вагоны-дефектоскопы, проверяющие рельсы зеркально-теневым и эхо-методом при скоростях движения до 50−60 км/ч с записью сигналов искателей на кинопленку. При более высоких скоростях движения вагонов-дефектоскопов этого типа снижается надежность акустического контакта с рельсом, достигаемая смачиванием поверхности катания водой (как и у всех тележечных дефектоскопов). Вагоны-дефектоскопы способны обнаруживать практически все дефекты головки и шейки рельса.

Заключение

В лабораторной работе мы ознакомились с принципами маркировки дефектов, видами дефектов, основными средствами для дефектоскопии рельсов.