Использование магнитного метода контроля для оценки зазоров в болтовых стыках рельсового пути

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Периодическая оценка величин зазоров болтовых стыков рельсов позволяет прогнозировать надежность бесстыкового пути и предотвратить его температурные деформации. Цель исследований - поиск простого и надежного способа оценки стыковых зазоров, позволяющего определять искомые величины при высокоскоростном сканировании в автоматическом режиме в широком диапазоне температур. Приведен краткий обзор технических решений и методик оценки стыковых зазоров, основанных на разных физических принципах. В предлагаемом способе использован метод вытеснения магнитного потока (MFL) с размещением электромагнитов на осях колесных пар двухосной тележки. Такие системы намагничивания в настоящее время применяются на вагонах-дефектоскопах и обеспечивают стабильный магнитный поток в контролируемых рельсах. С помощью трехмерной магнитостатической модели отрезка рельса с болтовым стыком исследованы характеристики полей рассеяния при изменении величины стыкового зазора во всем практическом диапазоне. Отобраны характеристики, наиболее чувствительные к изменению зазора и по которым можно установить его величину. При малых значениях величин зазоров в качестве информативного параметра предложено использовать амплитуду сигнала магнитного датчика, а при больших зазорах - расстояние между экстремумами сигнала. Результаты компьютерного моделирования влияния величины стыкового зазора на параметры магнитного сигнала от него качественно совпадают с результатами натурных измерений, выполненных при скоростях контроля до 60 км/ч.

Об авторах

А. Г Антипов

Санкт-Петербургский государственный университет

Санкт-Петербург, Россия

А. А Марков

АО «Радиоавионика»

Email: anarmarkov@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

Е. А Максимова

АО «Радиоавионика»

Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути: утв. Распоряжением ОАО "РЖД" от 14.11.2016 г. № 2288р.
  2. Стоянкович Г.М., Пупатенко В.В. Температурные деформации в зоне уравнительных пролетов бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 6. С. 34-37.
  3. Черепанов А.Н., Сергеев В.И., Масягутов Р.К., Огарко А.В. Акустический способ обнаружения неисправности рельсового пути / Патент RU 2511644. Опубл. 10.04.2014. Бюл. № 10.
  4. Snead E. de S. Rail stress detection system and method / Патент US 8934007B2. 2012.
  5. Архангельский С.В., Розенбаум Л.Б., Козин М.П., Шиханов А.А., Мавроди П.Б., Розенбаум Г.Л. Устройство видеоконтроля состояния поверхности рельсов и рельсовых скреплений / Патент RU 101851. Опубл. 27.01.2011. Бюл. № 3.
  6. Шилов М.Н, Третьяков А.А., Алексеев Д.В. Средства и технологии автоматизированной системы видеоконтроля объектов железнодорожной инфраструктуры // Путь и путевое хозяйство. 2021. № 9. С. 11-12.
  7. Goda W., Itoi K., Nagamine N., Tsubokawa Y. Rail Joint Gap Measurement Method using Train Frontal Images Captured by a Handy Video Camcorder // IEEJ Transactions on Industry Applications 2023. V. 143. Iss. 1. P. 46-55.
  8. Yilmazer M., Karakose M., Aydin I. Detection and Measurement of Railway Expansion Gap with Image Processing / 2021 International Conference on Data Analytics for Business and Industry. 2021. P. 515-519.
  9. Mizuno T., Mochizuki D., Kawasaki S., Watanabe S., Enoki S., Yamada H. Measurement of singular joint gap of the rails by means of rail joint gap sensor with detecting coil which is crossed to the exciting coil / IEEE International Magnetics Conference. 2002. P. FV2.
  10. Архангельский С.В., Козин М.П., Розенбаум Л.Б., Шиханов А.А. Устройство для величины стыковых зазоров и вертикальных ступенек железнодорожного пути / Патент RU 55716. Опубл. 27.08.2006. Бюл. № 24.
  11. Запускалов В.Г., Егиазарян А.В., Редькин В.И., Рябцев В.К., Туробов Б.В. Устройство для многопараметрового контроля объектов путей сообщения / Патент RU 2082640. Заявка: 96 96108055. 05.05.1996.
  12. Туборов Б.В., Дрындрожик Д.Э., Дегтярев О.Ю. Устройство для измерения тепловых зазоров в стыках рельсов железнодорожного пути / Патент RU 2192982. Опубл. 20.11.2002. Бюл. № 32.
  13. Инструкция по оценке состояния рельсовой колеи путеизмерительными средствами и мерам по обеспечению безопасности движения поездов: утв. Распоряжением ОАО "РЖД" от 28.02.2020 № 436р.
  14. Machado M., Ricci E.L.B. System and method for detecting a break in a railway track / Патент US 11130509B2. 2018.
  15. Антипов А.Г., Марков А.А. Выявляемость дефектов в рельсах магнитным методом // Дефектоскопия. 2019. № 4. С. 21-29.
  16. Антипов А.Г., Марков А.А. Сравнительный анализ методов активного и остаточного намагничивания в дефектоскопии рельсов // Дефектоскопия. 2016. № 3. С. 35-42.
  17. Park J.M., Beak Y.S., Choi J.H. Inductive sensor for the measurement of the rail joint gap // Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference. 2010. P. 733-734.
  18. Blair S. Method and System for Detecting a Material Discontinuity in a Magnetisable Article / Патент US 11249047B2. 2022.
  19. Антипов А.Г., Марков А.А. Оценка глубины выявления поперечных трещин магнитодинамическим методом в дефектоскопии рельсов // Дефектоскопия. 2014. № 8. С. 57-68.
  20. Зацепин H.H., Щербинин В.Е. К расчету магнитостатического поля поверхностных дефектов. Ч. 1. Топография полей моделей дефектов // Дефектоскопия. 1966. № 5. С. 50-59.
  21. Щербинин В.Е., Пашагин А.И. Влияние протяженности дефекта на величину его магнитного поля // Дефектоскопия. 1972. № 4. С. 74-82.
  22. Antipov A.G, Markov A.A. Using a Tail Field in High-Speed Magnetic Flux Leakage Testing // Journal of Nondestructive Evaluation. 2022. V. 41. Art. No. 2

© Российская академия наук, 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах