Дефектоскопия рельсов: инструкция, оборудование и методы проведения
Ежегодно из-за несвоевременного выявления дефектов в рельсах происходят десятки железнодорожных аварий. Регулярная дефектоскопия позволяет предотвратить большинство из них. В этой статье мы подробно разберем методы, оборудование и порядок проведения дефектоскопии рельсов.
Классификация дефектов рельсов
Существует 38 классифицированных типов дефектов рельсов. Все они приведены в Классификации дефектов рельсов НДТ/ЦП-1-93 . К основным относят:
- расслоения;
- трещины;
- коррозия;
- изломы.
Каждый дефект кодируется трехзначным числом. Первая цифра обозначает место дефекта: головка, шейка или подошва. Вторая - тип дефекта и причину возникновения. Третья - расположение по длине рельса. Например:
- 11.1 - поперечная трещина в головке рельса в зоне стыка.
- 52.2 - поперечное расслоение в шейке рельса вне зоны стыка.
- 69.3 - коррозия подошвы рельса в зоне сварного стыка.
Буквы "В" и "Г" после номера указывают на вертикальное или горизонтальное расслоение.
Причины возникновения дефектов рельсов
Учет выхода рельсов позволяет определить распределение дефектов и их причины в зависимости от эксплуатационных условий.
Наибольший выход рельсов происходит из-за недостаточной прочности металла, бокового износа в кривых, коррозии, выкрашиваний, поперечных трещин, вызванных боксованием или юзом, а также прохода колес с большими ползунами или выбоинами.
Выход рельсов также зависит от времени года: зимой-весной он в 2-3 раза выше, чем летом, из-за повышенной хрупкости металла при низких температурах.
Основные причины появления дефектов рельсов:
- Недостаточная контактно-усталостная прочность металла.
- Интенсивный боковой износ головки в кривых участках пути.
- Коррозия подошвы из-за плохих дренажных свойств балластного слоя.
- Удары и неровности от прохода колес с дефектами.
Чаще всего в рельсах образуются трещины в головке и шейке от усталости металла, а также расслоения и коррозия подошвы.
Эффективная очистка балласта от воды и грязи, контроль состояния колес подвижного состава, использование рельсов с оптимальными характеристиками способны существенно снизить вероятность возникновения дефектов.
Методы выявления дефектов рельсов
Для обнаружения дефектов рельсов применяют два основных метода:
- Визуальный осмотр.
- Ультразвуковая дефектоскопия рельсов.
Визуальный контроль позволяет выявить лишь видимые наружные дефекты. Для поиска скрытых внутренних дефектов используется ультразвуковая дефектоскопия рельсов.
При ней на рельс воздействуют ультразвуковыми волнами с частотой 2,5 МГц. Применяются три основных метода:
- Теневой - по ослаблению прошедшего сигнала.
- Зеркально-теневой - по ослаблению отраженного от подошвы сигнала.
- Эхо-метод - по отраженному от дефекта сигналу.
Также для контроля рельсов применяется магнитная дефектоскопия рельсов. Она основана на регистрации магнитного поля дефекта при намагничивании рельса. Используется на участках, где затруднен контакт датчиков.
Ультразвуковой метод более универсален и позволяет выявить большее количество опасных дефектов на ранней стадии.
Оборудование для дефектоскопии рельсов
Для проведения дефектоскопии применяются:
- дефектоскопные тележки;
- вагоны-дефектоскопы;
- ручные ультразвуковые дефектоскопы.
Наиболее производительным является применение вагонов-дефектоскопов, оснащенных комплексами ультразвуковых и магнитных датчиков с системой позиционирования. Они позволяют контролировать рельсы в движении со скоростью до 120 км/ч.
Для контроля стрелочных переводов и коротких участков пути используют дефектоскопные тележки с набором ультразвуковых преобразователей. Ручные дефектоскопы применяют для уточняющей диагностики отдельных дефектов.
Современные цифровые дефектоскопы с программным обеспечением для распознавания дефектов значительно упрощают работу дефектоскопистов.
Порядок проведения дефектоскопии рельсов
Перед началом дефектоскопии проводят визуальный осмотр пути и очистку рельсов от грязи в местах контакта датчиков.
Дефектоскопный комплекс устанавливают на рельсы, включают излучение и сканирование на заданных частотах и режимах. При прохождении датчиков по рельсу на дисплее отображаются показания о наличии и параметрах дефектов.
По амплитуде сигнала судят об опасности дефекта. Например, ослабление на 6 дБ соответствует трещине глубиной 1 мм. Дефекты с потерей 12 дБ и более считаются остродефектными.
На основании полученных данных оценивают состояние рельсов и вырабатывают рекомендации по необходимым ремонтным работам или замене.
Периодичность дефектоскопии рельсов
Согласно нормативным документам, контроль рельсов должен проводиться:
- На главных и приемоотправочных путях - не реже 2 раз в год.
- На прочих путях - не реже 1 раза в год.
Для участков с интенсивным движением рекомендуется увеличить периодичность до ежемесячной дефектоскопии.
График контроля корректируют по результатам выявления опасных дефектов. Если обнаружено много остродефектных рельсов, срок до следующей проверки сокращают.
Требования к оформлению результатов дефектоскопии
По итогам дефектоскопии составляются следующие документы:
- График проведения работ по дефектоскопии.
- Акт обследования пути дефектоскопными средствами.
- Ведомость выявленных дефектов.
- Предписание о замене или ремонте дефектных рельсов.
В них указывают дату проверки, участок пути, тип дефектоскопа, все выявленные дефекты с их параметрами, а также необходимые меры и сроки их устранения.
Требования к квалификации дефектоскопистов
Специалисты по дефектоскопии рельсов должны иметь высшее или среднее профильное образование. Также необходимо пройти специальную подготовку с получением удостоверения.
Программа обучения включает изучение устройства дефектоскопов, методов контроля, классификации дефектов. Проверяются практические навыки выявления и оценки дефектов.
Для подтверждения квалификации требуется периодически проходить аттестацию - не реже 1 раза в 5 лет.
Особенности дефектоскопии трамвайных рельсов
От обычных железнодорожных рельсов трамвайные отличаются меньшим весом, более легким профилем и способом закрепления в пути.
Из-за особенностей городских условий они подвержены повышенному износу и коррозии. Чаще встречаются дефекты головки и верхней части шейки.
Дефектоскопию трамвайных путей рекомендуется проводить не реже 2 раз в год с обязательной проверкой стыковых зон.
Тенденции развития технологий дефектоскопии
Современные дефектоскопы оснащаются цифровыми ЭМА-датчиками, позволяющими быстрее обрабатывать данные и выявлять дефекты на ранних стадиях.
Перспективно внедрение автоматизированных роботизированных комплексов для дефектоскопии без участия оператора.
Разрабатываются бесконтактные оптические методы контроля рельсов на основе лазеров и георадаров.
Применение новых технологий повысит производительность и достоверность дефектоскопии.
Организации, осуществляющие подготовку дефектоскопистов
Подготовку и аттестацию специалистов по дефектоскопии рельсов проводят специализированные учебные центры и лаборатории неразрушающего контроля.
Крупнейшие из них:
- Учебный центр ЦНИИТМАШ в Москве.
- Учебно-методический центр Ростехнадзора в Москве.
- Учебный комбинат ОАО "РЖД" в Санкт-Петербурге.
- Лаборатория ВНИИЖТ в Коломне.
Обучение проводится на базе этих организаций с выездом преподавателей на места. Также возможно дистанционное онлайн обучение.
Порядок аттестации дефектоскопистов
Аттестация специалистов по дефектоскопии рельсов проводится аттестационными центрами, аккредитованными в Ростехнадзоре.
В процессе аттестации проверяются:
- Знание нормативных документов.
- Владение методами и средствами контроля.
- Умение выявлять и оценивать дефекты.
По результатам выдается удостоверение установленного образца сроком на 5 лет. Для продления срока действия необходимо пройти повторную аттестацию.
Требования к охране труда при дефектоскопии рельсов
К основным опасным факторами при проведении дефектоскопии относятся:
- Движущийся подвижной состав.
- Высокое напряжение в контактной сети.
- Падение с высоты на неровной поверхности.
Для обеспечения безопасности необходимо соблюдать требования охраны труда, применять средства защиты, проходить инструктаж.