Н.А. Семернин – магистр, ст.преподаватель ТарГУ им.М.Х.Дулати

Н.А. Семернин – магистр, ст.преподаватель ТарГУ им.М.Х.Дулати
А.Н. Семернин - канд. техн. наук, профессор ТарГУ им.М.Х.Дулати
Н.С. Наурызбаев - инженер-электрик, ведущий специалист ТОО «ПКФ «ФАН», г. Тараз
ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО
КОНТРОЛЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
В статье рассматриваются существующие методы неразрушающего контроля
подвижного состава. Предложено применение акустико-эмиссионного метода
неразрушающего контроля при диагностике котлов железнодорожных цистерн ТОО
«Казфосфат» Жамбылской области.
Ключевые слова: неразрушающий контроль,
акустико-эмиссионный метод, диагностика, дефекты.
железнодорожный
транспорт,
Изучение средств и методов неразрушающего контроля при эксплуатации, ремонте
и прогнозировании остаточного ресурса железнодорожных средств на ремонтных заводах
и в депо показало, что на сегодняшний день по ряду контролируемых параметров узлов,
агрегатов и деталей железнодорожных средств не существует надёжных средств для
полного контроля.
Наиболее распространённым методом является магнитопорошковая дефектоскопия,
на втором месте стоит ультразвуковой контроль, далее идёт вихретоковой метод.
Сложилась парадоксальная ситуация. Приведём пример: одной из причин изломов
деталей тележек в эксплуатации - наличие литейных дефектов, в том числе внутренних,
которые не были выявлены на заводах- изготовителях. А выявлять эти дефекты при
изготовлении или в эксплуатации деталей тележек незачем.
Для повышения безопасности движения необходимо иметь достаточный набор
средств для выявления внутренних дефектов и повышения эффективности выявления
поверхностных дефектов деталей тележек.
Теперь рассмотрим современную систему неразрушающего контроля подвижного
состава:
1. Как известно, диагностика представляет собой систему вида «контроль +
прогноз остаточного ресурса». Первая часть этой системы не представляет собой большой
проблемы, если применяемый метод контроля хорошо изучен и обоснован для
конкретного объекта контроля; есть небольшая проблема с датчиками. Так как от их
работы зависит полнота и достоверность получаемой информации.
Если не используется система восстановления деталей или узлов и агрегатов
железнодорожных средств, то неразрушающий контроль работает по принципу «исправен
- неисправен».
Восстановление изделий используется лишь тогда, когда в них есть достаточный
неиспользованный ресурс и это изделие доводится до работоспособного состояния при
производстве, как правило, плановых ремонтов.
Проблемной является вторая составляющая диагностической системы - прогноз
остаточного ресурса.
2. На сегодня существует много попыток создать инженерные методы
прогнозирования, наиболее известными из которых являются аналитический,
вероятностный и статистический методы. Следует отметить, что существующие методы
прогнозирования еще недостаточно разработаны и имеют пока малую практическую
ценность. Это объясняется, прежде всего, необходимостью получения огромной
информации, её обобщением и реакцией на происходящие изменения. Поэтому все
работы в создании методов оценки остаточного ресурса являются чрезвычайно нужными
и актуальными.
Анализ состояния парка грузовых вагонов ТОО «Казфосфат» Жамбылской области
показывает, что средний возраст основных типов грузового подвижного состава
превышает 20 лет при назначенном сроке службы 32 года. Порядок проведения работ по
продлению срока службы регулируется «Положением о продлении срока службы
грузовых вагонов, курсирующих в международном обращении», а также «Едиными
методическими указаниями
рефрижераторных вагонов».
по
техническому
диагностированию
грузовых
и
1 - обечайка; 2 - днище; 3 - горловина; 4-14 - первичные
преобразователи
Рис. 1. Пример схемы расстановки датчиков при проведении
акустико - эмиссионного контроля подземного резервуара
Последний документ предлагает в качестве основных методов неразрушающего
контроля использовать магнитопорошковую и ультразвуковую дефектоскопию.
Указанные методы неразрушающего контроля относятся к активным методам, т.е.
основаны на активном взаимодействии сигнала дефектоскопа с металлом конструкции,
при этом информация о напряженном состоянии объекта контроля носит косвенный
характер. Также использование указанных методов неразрушающего контроля сопряжено
с большими временными затратами.
Применение для технической диагностики методов пассивного контроля,
основанных на использовании самого дефекта материала в качестве источника
регистрирующего физического поля, позволяет оценить фактическое напряжённодеформированное состояние конструкции. К пассивным методам неразрушающего
контроля относится метод акустико - эмиссионной диагностики.
Акустическая эмиссия представляет собой испускание объектом контроля
акустических волн, вызванных внезапной перестройкой в структуре материала.
Регистрация волн и их преобразование при помощи пьезоэлектрических датчиков
позволяет судить о происходящих в материале процессах [1, 2].
Широкое распространение метод получил в области диагностирования
трубопроводов, сосудов, работающих под давлением.
Рассмотренный метод предлагается применить при диагностировании котлов
железнодорожных цистерн ТОО «Казфосфат» в Жамбылской области. Необходимость
нагружения объекта контроля силой или давлением для генерации в нём источников
акустической эмиссии позволяет объединить акустико-эмиссионный контроль с
проведением гидравлических испытаний котла цистерны. Метод акустической эмиссии
позволяет контролировать весь объект при помощи неподвижной системы датчиков, что
сокращает затраты времени и средств. Количество датчиков может изменятся в довольно
широких пределах (от 2 до 80) (рис. 1) [2], что позволяет обеспечить качественный
неразрушающий контроль особенно ответственных котлов железнодорожных цистерн.
Единственным ограничением применения метода акустической эмиссии для
диагностирования котлов железнодорожных цистерн является трудность выделения
сигналов акустической эмиссии из помех и интерпретаций сигналов, что связано с тем,
что сигналы акустической эмиссии являются шумоподобными [1]. Данный недостаток,
очевидно, будет устранён путём наработки каталога эталонных дефектов, которые
необходимо будет сравнивать с фактической картиной напряжённо- деформированного
состояния котлов железнодорожных цистерн при проведении акустико-эмиссионной
диагностики.
Метод акустико-эмиссионной диагностики подвижного состава является наиболее
перспективным с точки зрения возможности определения остаточного ресурса котлов
железнодорожных цистерн ТОО «Казфосфат» на основании фактической наглядной
картины напряженно-деформированного состояния объекта контроля.
На основании проведённого анализа может быть предложено проведение
следующих комплексных мероприятий:
1. Создание на базе одного из подрядных предприятий ТОО «Казфосфат»
экспериментально-диагностического центра, оснащенного всеми существующими видами
испытательного и диагностического оборудования для полного комплексного
неразрушающего контроля и исследования новых и находящихся в эксплуатации
железнодорожных средств.
2. Проведение поиска, исследований, верификации и сертификации новых наиболее
эффективных методов неразрушающего контроля котлов железнодорожных цистерн по
всему их объёму.
3. Утверждение
перечня основных и дублирующих методов (средств)
неразрушающего контроля для выявления всех видов дефектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
2.
ГОСТ 20415-82. Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие
положения [Текст]. - [?].
РД 03-131-97. Правила организации и проведения акустикоэмиссионного контроля
сосудов, аппаратов, котлов и технологических трубопроводов [Текст]. - М.: НПО
ОБТ, - 2000. - 15 с.