УДК 62

ЗНАЧЕНИЕ ВИЗУАЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ПРИ ДЕФЕКТОСКОПИИ РЕЛЬСОВОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ

Попов Алексей Александрович1, Баранец Андрей Степанович2, Губанов Дмитрий Валерьевич3, Петухов Виталий Леонидович4
1ООО «Центр экспертизы промышленной безопасности», управляющий
2ООО «Центр экспертизы промышленной безопасности», инженер-эксперт
3ООО «Центр экспертизы промышленной безопасности», инженер-эксперт
4ООО «Центр экспертизы промышленной безопасности», инженер-эксперт

Аннотация
Данная статья определяет место визуально-измерительного контроля при техническом диагностировании железнодорожных путей. Авторы подчёркивают исключительность данного вида контроля при обследовании рельсов железнодорожного пути.

Ключевые слова: визуально-измерительный контроль, железнодорожный рельс, техническое диагностирование, типы дефектов железнодорожных рельсов


THE VALUE OF VISUAL CONTROL FOR MEASURING RAIL RAILWAY TRACK INSPECTION

Popov Alexey Alexandrovich1, Baranets Andrey Stepanovich2, Gubanov Dmitry Valerievich3, Petukhov Vitaly Leonidovich4
1LLC "Center of Expertise of industrial safety", general manager
2LLC "Center of Expertise of industrial safety", expert engineer
3LLC "Center of Expertise of industrial safety", expert engineer
4LLC "Center of Expertise of industrial safety", expert engineer

Abstract
This article defines the place visually and measurement control in technical diagnosis of railways. The authors emphasize the uniqueness of this type of control during the examination of the rails of railway track.

Библиографическая ссылка на статью:
Попов А.А., Баранец А.С., Губанов Д.В., Петухов В.Л. Значение визуально-измерительного контроля при дефектоскопии рельсового железнодорожного пути // Современная техника и технологии. 2016. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2016/01/9223 (дата обращения: 26.05.2017).

При определении соответствия рельсов железнодорожного пути необщего пользования требованиям промышленной безопасности значительную роль играет визуально-измерительный контроль.

Руководство предприятий, имеющих собственные подъездные пути, обязано особое внимание уделять техническому состоянию сооружений железнодорожного хозяйства.

В соответствии со статьей 9 Федерального закона № 116-ФЗ от 21 июля 1997 года организация, эксплуатирующая опасный производственный объект, обязана обеспечивать проведение экспертизы промышленной безопасности зданий, сооружений и технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, а также проводить диагностику, испытания, освидетельствование сооружений и технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте, в установленные сроки и по предъявляемому в установленном порядке предписанию федерального органа исполнительной власти в области промышленной безопасности, или его территориального органа.

Проверка соответствия железнодорожного пути необщего пользования требованиям безопасной эксплуатации включает в себя важную составляющую диагностики – дефектоскопию рельсов железнодорожного пути. В соответствии с «Правилами технической эксплуатации железных дорог РФ» рельсы и стрелочные переводы железнодорожных путей должны проходить периодическую дефектоскопию рельсов. При дефектоскопии рельсов пути применяются два основных метода контроля: визуально-измерительный и ультразвуковой с помощью дефектоскопического оборудования.

Ультразвуковую дефектоскопию рельсов железнодорожных путей необщего пользования имеют право проводить только лаборатории неразрушающего контроля (НК), аттестованные в системе Ростехнадзора России в соответствии с ПБ 03-372-00 «Правила аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля». Требования к подготовке и сертификации персонала лаборатории НК изложены в ПБ-03-440-02 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля».

Идентификация обнаруживаемых специалистами лаборатории НК при визуальном и ультразвуковом контроле дефектов рельсового железнодорожного пути производится в соответствии с классификатором дефектов «Классификация дефектов рельсов. Каталог дефектов рельсов. Признаки дефектных и остродефектных рельсов» (НТД/ЦП-(1-3)-93), принятом Министерством путей сообщения Российской Федерации.

Разберём данный классификатор и определим долю каждого из методов контроля в общем процессе рельсовой дефектоскопии.

1. Дефекты отслоения и выкрашивания металла на поверхности катания головки рельса или дефекты «первой» группы.

Отслоение и выкрашивание металла на поверхности катания головки из-за недостатков технологии изготовления рельсов волосовин, закатов, плен

Выкрашивание металла на боковой рабочей выкружке головки из-за недостаточной контактно-усталостной прочности металла

Пробоксовка рельсов колесами локомотивов

Отслоение и выкрашивание металла на поверхности катания в закаленном слое головки (при отсутствии наплавки)

Выкрашивание наплавленного слоя на поверхности катания головки рельса

Дефекты этой группы обнаруживаются исключительно визуальным контролем. Определение степени дефекта и установление возможности эксплуатации при его наличии производится посредством измерительного контроля, при этом параметры дефекта (глубина, длина) являются определяющими для выбора параметров эксплуатации рельсов, его ремонта или замены.

Дефекты данной группы могут служить причиной образования трещин в головке рельса, поэтому нужно проводить сплошной или выборочный контроль зоны дефекта ультразвуковым дефектоскопом.

2. Поперечные трещины в головке рельса и изломы из-за них или дефекты «второй» группы.

Поперечные трещины в головке в виде светлых или темных пятен и изломы из-за них, вызванные внутренними пороками (флокенами, газовыми пузырями и др.)

Поперечные трещины в головке в виде светлых или темных пятен и изломы из-за них вследствие недостаточной контактно-усталостной прочности металла

Поперечные трещины в головке и изломы из-за них вследствие боксования, юза, прохода колес с ползунами или выбоинами

Поперечные трещины в головке и изломы из-за них вследствие ударов по рельсу (инструментом, рельсам о рельс) и других механических повреждений

Поперечные трещины в головке из-за нарушения технологии сварки рельсов

Закалочные трещины в закаленном слое металла головки

Дефекты этой группы обнаруживаются визуальным контролем только если край трещины выходит на поверхность головки рельса. Как правило, трещины в головке рельсов определяются при сплошном ультразвуковом контроле железнодорожного пути. Измерение степени развития дефекта (размеров, формы, глубины залегания) возможно только ультразвуковым методом.

Рельс, имеющий поперечную трещину любого размера, является остродефектным и подлежит замене без промедления.

3. Продольные горизонтальные и вертикальные трещины в головке рельса или дефекты «третьей» группы.

Вертикальное расслоение головки из-за остатков усадочной раковины

Горизонтальное расслоение головки из-за наличия скоплений неметаллических включений

Трещины в головке в месте приварки рельсовых соединителей

Дефекты этой группы так же, как и «второй» группы, обнаруживаются визуальным контролем только если край трещины выходит на поверхность головки рельса. Данные трещины в головке рельсов определяются при сплошном и выборочном ультразвуковом контроле железнодорожного пути. Измерение степени развития дефекта (размеров, формы, глубины залегания) возможно только ультразвуковым методом (как правило, при вторичном контроле).

4. Пластические деформации (смятие), вертикальный, боковой и неравномерный износ головки рельса или дефекты «третьей» группы.

Волнообразная деформация головки рельса (длинные волны)

Смятие и вертикальный износ головки из-за недостаточной прочности металла

Смятие головки внутреннего рельса в кривой из-за его перегруза

Боковой износ головки рельсов сверх допускаемых норм

Смятие головки из-за неравномерности механических свойств металла в месте сварного стыка

Смятие головки в виде седловины в зоне болтового стыка

Короткие (3-12 см) волнообразные неровности на головке рельсов – рифли

Дефекты этой группы обнаруживаются визуальным контролем. Определение степени дефекта и установление возможности эксплуатации при его наличии производится посредством измерительного контроля, при этом параметры дефекта (глубина, длина) являются определяющими для выбора параметров эксплуатации рельсов, его ремонта или замены.

Дефекты данной группы могут служить причиной образования трещин в головке рельса, при этом определение трещин сплошным ультразвуковым контролем в зоне данных дефектов весьма затруднительно, так как нарушена геометрия поверхности катания. Поэтому, при наличии признака трещины, полученного при сплошном контроле, необходим вторичный контроль ручными искателями.

5. Дефекты и повреждения шейки рельса или дефекты «пятой» группы

Расслоение шейки вследствие дефектов технологии изготовления рельсов

Продольные трещины и выколы из-за них в местах перехода головки в шейку

Трещины в шейке от болтовых и других отверстий в рельсах

Трещины в шейке от маркировочных знаков, ударов по шейке и других механических повреждений и выколы из-за них

Трещины в шейке в месте сварного шва вследствие дефектов сварки и обработки сварного шва

Коррозия шейки рельсов

Дефект по коду 59 обнаруживается визуальным контролем. Определение степени дефекта производится посредством измерительного контроля, при этом глубина поражения ржавчиной шейки рельса является определяющей для его выбраковки и замены.

Дефекты по коду 55, 56.3, 50.2, 52.2, 53.2 обнаруживаются визуальным контролем только если край трещины становится заметным на шейке (как правило, возникает «ржавый» ореол вокруг краёв трещины). Данные трещины определяются при сплошном и выборочном ультразвуковом контроле железнодорожного пути. Измерение степени развития дефекта (размеров, формы, глубины залегания) возможно только ультразвуковым методом (как правило, при вторичном контроле).

Дефекты по коду 50.1, 52.1, 53.1 не обнаруживаются (или трудно обнаружимы) при сплошном визуальном контроле. Следы данных трещин, обнаруженные при сплошном ультразвуковом контроле железнодорожного пути, требуют подтверждения посредством использования ручного ультразвукового дефектоскопа и снятием стыковых накладок (разборкой стыка) с визуальным контролем узла и зоны возможного дефекта. Измерение степени развития дефекта (размеров, формы, глубины залегания) возможно ультразвуковым методом (при вторичном контроле) и измерением длины трещины после разбора стыка.

Рельсы с трещинами в шейке являются остродефектными и подлежат замене.

6. Дефекты и повреждения подошвы рельса или дефекты «шестой» группы

Волосовины в подошве, трещины, выколы части подошвы и изломы из-за этих дефектов

Выколы в подошве без видимых дефектов в изломе из-за некачественной ее обработки

Трещины и выколы подошвы из-за ударов и других механических повреждений

Трещины в подошве из-за нарушений технологии сварки рельсов

Коррозия подошвы рельсов и коррозионно-усталостные трещины

Дефекты этой группы, как правило, не обнаруживаются при сплошном ультразвуковом контроле (любым видом дефектоскопа), если только они не попадают в проекцию ультразвукового датчика, ограниченную толщиной шейки рельса. Данные дефекты (кроме части дефектов по коду 66.3 и 69) обнаруживаются при визуальном контроле рельсового пути.

Рельсы с выколом подошвы, а также с трещинами подошвы в продольном или поперечном направлении являются остродефектными и подлежат замене.

Эксплуатация рельсов с не развитым дефектом по коду 69 зависит от глубины коррозии, измеренной от края подошвы «ручным» измерением.

7. Изломы рельса по всему сечению (исключая изломы, учитываемые в структуре кода под цифрой 2).

Поперечные изломы рельсов из-за шлаковых включений и других дефектов макроструктуры

Поперечные изломы рельсов вследствие прохода колес с большими ползунами или выбоинами

Поперечные изломы рельсов без видимых пороков в изломе

Изломы рельса, как правило видимы при визуальном контроле, однако не во всех случаях (пример – излом от болтового отверстия под накладкой к подошве, не выходящий на головку рельса). При сплошном ультразвуковом контроле излом, как правило, не только отчётливо виден, но и имеется возможность его предотвратить при контроле дефектоскопом при значительном развитии трещины (в условиях, когда ультразвуковая дефектоскопия проводится владельцем пути редко).

Рельс с изломом является остродефектным и подлежит немедленной замене. До замены движение по участку пути с неисправным рельсом запрещается.

8. Изгибы рельса в вертикальной или горизонтальной плоскостях.

Изгибы рельсов при выгрузке с подвижного состава, ударах по рельсу и т. п.

Нарушение прямолинейности рельсов, допущенное при сварке

Любые изгибы рельса обнаруживаются при сплошном визуально-измерительном контроле рельсового пути. Дефектоскопия ультразвуком для данного вида не обнаруживает дефекты данного типа.

Эксплуатация, ремонт (выправка, вварка нового стыка или замена) зависит от степени развития дефекта, определённой при измерительном контроле.

9. Прочие дефекты и повреждения рельса.

В данный раздел входят другие дефекты (код 99.1, 99.2, 99.3), кроме перечисленных в пунктах 1-8, наличие которых служит основанием для изъятия неисправного рельса из пути:

- рельсы, имеющие сварные швы в зоне болтовых стыков до 75 см от торца рельса (код 99.3 С);

- рельсы, обрезанные автогеном (99.1 А);

- рельсы и рельсовые плети, имеющие вваренные рубки менее 3-х метров (99.3);

- прочие дефекты, не входящие в первые восемь групп дефектов.

Дефектоскопия данных дефектов может быть эффективна как визуально-измерительном, так и при ультразвуковом контроле пути, в зависимости от вида дефекта и характера повреждения рельса.

Приняв общее количество дефектов, обнаруживаемых по результатам комплексного обследования рельсов железнодорожного пути условно за 100 %, определяем приблизительное количество дефектов, идентификация которых возможна с применением ультразвукового контроля – 38,6 %, а с помощью визуально-измерительного контроля – 61,4 %.

По результатам анализа документации по дефектоскопии железнодорожных путей можно сделать следующие выводы. Безусловно, скрытые дефекты, определяемые при сплошном ультразвуковом контроле рельсов железнодорожного пути, предупреждают развитие трещин и изломов рельсов практически в начальной стадии их развития, тем самым предохраняя владельцев железнодорожного пути от аварий, вызванных этими дефектами. Кроме этого, УЗК относительно недорогой и быстрый метод контроля, выявляющий скрытые дефекты, трещины, находящиеся, например, под накладками стыков или под снегом в зимнее время. Но визуально-измерительный контроль рельсов останется ещё долгое время незаменимым при определении износа и коррозионных дефектов рельсов, поверхностных дефектов и дефектов подошвы рельса в тех зонах, которые невозможно проконтролировать датчиками ультразвукового дефектоскопа. Поэтому полную картину состояния рельсов железнодорожного пути можно установить только комплексной диагностикой при помощи визуально-измерительного и ультразвукового методов контроля.


Библиографический список
  1. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» № 116-ФЗ от 21.07.1997 г. (с изменениями).
  2. «Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации» (ред. от 30.03.2015 г.), утверждены приказом Минтранса России от 21.12.2010 г. № 286.
  3. ГОСТ 18576-96 «Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые» (утв. Постановлением Госстандарта РФ от 04.07.2001 г. № 257-ст).
  4. «Положение о системе неразрушающего контроля рельсов и эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии в путевом хозяйстве железных дорог ОАО “РЖД”», утверждённое распоряжением ОАО “РЖД” от 09.09.2011 г. № 2036р (ред. от 04.10.2011 г.).
  5. НТД/ЦП-1-93 «Классификация дефектов рельсов». Утверждено министерством путей сообщения РФ 22.03.1993 г.
  6. НТД/ЦП-2-93 «Каталог дефектов рельсов». Утверждено министерством путей сообщения РФ 22.03.1993 г.
  7. НТД/ЦП-3-93 «Признаки дефектных и остродефектных рельсов». Утверждено министерством путей сообщения РФ 22.03.1993 г.


Все статьи автора «Губанов Дмитрий Валерьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: