Особенности выявления трещин, развивающихся от поджогов в сварных стыках

  • Автор темы В мире НК
  • Дата начала
Ответить
В

В мире НК

Guest
Особенности выявления трещин, развивающихся от поджогов в сварных стыках эксплуатируемых рельсов

Об авторах
Сотрудники НИИ мостов и дефектоскопии,
Санкт-Петербург:

Необходимо войти для просмотра
Гурвич Анатолий Константинович
Главный научный сотрудник, III уровень квалификации по акустическому виду НК.

Этинген Илья Зусевич
Заведующий лабораторией, II уровень квалификации по акустическому виду НК.

Поджог является одним из типов дефектов сварного стыка и возникает из-за плохого контакта рельса и губки рельсосварочной машины при попадании между ними, например, частиц грата. В последние годы на ряде железных дорог ОАО «РЖД» наблюдается выход рельсов по усталостным трещинам, развивающимся от мест поджога, что, по-видимому, связано со снижением технологического уровня процесса сварки.

Такие усталостные трещины (рис. 1) развиваются нормально к нижней поверхности подошвы и по своей конфигурации аналогичны трещинам, причиной образования которых являются коррозионные повреждения подошвы.

Необходимо войти для просмотра
Рис. 1. Излом рельса, произошедший из-за трещины, возникшей от поджога на подошве рельса​

Из анализа причин изломов, произошедших из-за таких дефектов, следует, что трещины, развивающиеся от поджогов, являются критическими при размере 3 х 4 мм и более и располагаются в большинстве случаев в перьях подошвы, реже - в области проекции шейки на расстояниях 100 - 280 и 500 - 600 мм от сварного стыка.

При УЗК сварного стыка в соответствии с ТИ 07.42-2004 «Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю сварных стыков рельсов в рельсосварочных предприятиях и в пути» пределы перемещения ПЭП с углом ввода α = 50° составляют 100 мм, что, естественно, не обеспечивает возможности обнаружения развившихся от поджогов трещин при контроле рельсов в пути. Исключение составляют трещины, расположенные в подошве под шейкой, которые могут быть выявлены многоканальными дефектоскопами сплошного контроля рельсов с поверхности катания головки рельса каналом ПЭП с углом ввода луча α ~ 45°. Для выявления трещины от поджогов в зоне перьев подошвы приходится вводить дополнительный ручной УЗК перьев с их верхних поверхностей тем же наклонным ПЭП (α = 50°) в зонах, где возможно развитие таких трещин.

Трещина от поджога образует с нижней плоскостью подошвы угловой отражатель, ребро которого лежит в плоскости поперечного сечения рельса. Для достижения максимальной амплитуды эхо-сигнала от такого углового отражателя плоскость падения ультразвукового луча должна быть нормальна к поперечному сечению рельса (к грани углового отражателя). Учитывая, что верхняя плоскость перьев подошвы (контактная поверхность) имеет уклон, необходимо в процессе поиска трещин разворачивать ПЭП в сторону кромки пера подошвы на некоторый угол у (рис. 2).

Необходимо войти для просмотра
Рис. 2. Распространение упругих колебаний в пере подошвы рельса: 1 - нижняя плоскость подошвы; 2 - верхняя поверхность пера​

Естественно, угол разворота у зависит от угла ввода луча а. Анализ геометрии распространения упругих колебаний в пере подошвы показывает, что:*

Необходимо войти для просмотра

Вывод:
при поиске трещин от поджогов в перьях подошвы рекомендуется использовать ПЭП с углом ввода α ~ 50°, перемещая его по верхней поверхности перьев подошвы в пределах 600 мм в обе стороны от середины сварного стыка, развернув его при этом в сторону края пера на угол γ ~ 12°, шаг поперечно-продольного сканирования 3 - 4 мм.

*Выражение получено проф. В. Ф. Тарасовым, зав. кафедрой «Начертательная геометрия» ПГУПС.
 

Вложения

  • 00.jpg
    00.jpg
    19.8 KB · Просмотры: 333
  • 1.jpg
    1.jpg
    19.4 KB · Просмотры: 330
  • 2.jpg
    2.jpg
    23 KB · Просмотры: 328
  • 3.jpg
    3.jpg
    19.7 KB · Просмотры: 326

admin

Admin
Регистрация
16.04.2012
Сообщения
6,682
Реакции
1,805
Адрес
Омск
Гурвич А.К., Этинген И.З. Особенности выявления трещин, развивающихся от поджогов в сварных стыках эксплуатируемых рельсов. − В мире НК. – Декабрь 2007 г. − № 4 (38). − С. 66. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
 

Вложения

  • 38_66.pdf
    38_66.pdf
    658.5 KB · Просмотры: 32

Paromshik

Профессионал
Регистрация
09.02.2013
Сообщения
502
Реакции
40
Особенности выявления трещин, развивающихся от поджогов в сварных стыках эксплуатируемых рельсов

Об авторах
Сотрудники НИИ мостов и дефектоскопии,
Санкт-Петербург:

Необходимо войти для просмотра
Гурвич Анатолий Константинович
Главный научный сотрудник, III уровень квалификации по акустическому виду НК.

Этинген Илья Зусевич
Заведующий лабораторией, II уровень квалификации по акустическому виду НК.

Поджог является одним из типов дефектов сварного стыка и возникает из-за плохого контакта рельса и губки рельсосварочной машины при попадании между ними, например, частиц грата. В последние годы на ряде железных дорог ОАО «РЖД» наблюдается выход рельсов по усталостным трещинам, развивающимся от мест поджога, что, по-видимому, связано со снижением технологического уровня процесса сварки.

Такие усталостные трещины (рис. 1) развиваются нормально к нижней поверхности подошвы и по своей конфигурации аналогичны трещинам, причиной образования которых являются коррозионные повреждения подошвы.

Необходимо войти для просмотра
Рис. 1. Излом рельса, произошедший из-за трещины, возникшей от поджога на подошве рельса​

Из анализа причин изломов, произошедших из-за таких дефектов, следует, что трещины, развивающиеся от поджогов, являются критическими при размере 3 х 4 мм и более и располагаются в большинстве случаев в перьях подошвы, реже - в области проекции шейки на расстояниях 100 - 280 и 500 - 600 мм от сварного стыка.

При УЗК сварного стыка в соответствии с ТИ 07.42-2004 «Технологическая инструкция по ультразвуковому контролю сварных стыков рельсов в рельсосварочных предприятиях и в пути» пределы перемещения ПЭП с углом ввода α = 50° составляют 100 мм, что, естественно, не обеспечивает возможности обнаружения развившихся от поджогов трещин при контроле рельсов в пути. Исключение составляют трещины, расположенные в подошве под шейкой, которые могут быть выявлены многоканальными дефектоскопами сплошного контроля рельсов с поверхности катания головки рельса каналом ПЭП с углом ввода луча α ~ 45°. Для выявления трещины от поджогов в зоне перьев подошвы приходится вводить дополнительный ручной УЗК перьев с их верхних поверхностей тем же наклонным ПЭП (α = 50°) в зонах, где возможно развитие таких трещин.

Трещина от поджога образует с нижней плоскостью подошвы угловой отражатель, ребро которого лежит в плоскости поперечного сечения рельса. Для достижения максимальной амплитуды эхо-сигнала от такого углового отражателя плоскость падения ультразвукового луча должна быть нормальна к поперечному сечению рельса (к грани углового отражателя). Учитывая, что верхняя плоскость перьев подошвы (контактная поверхность) имеет уклон, необходимо в процессе поиска трещин разворачивать ПЭП в сторону кромки пера подошвы на некоторый угол у (рис. 2).

Необходимо войти для просмотра
Рис. 2. Распространение упругих колебаний в пере подошвы рельса: 1 - нижняя плоскость подошвы; 2 - верхняя поверхность пера​

Естественно, угол разворота у зависит от угла ввода луча а. Анализ геометрии распространения упругих колебаний в пере подошвы показывает, что:*

Необходимо войти для просмотра

Вывод:
при поиске трещин от поджогов в перьях подошвы рекомендуется использовать ПЭП с углом ввода α ~ 50°, перемещая его по верхней поверхности перьев подошвы в пределах 600 мм в обе стороны от середины сварного стыка, развернув его при этом в сторону края пера на угол γ ~ 12°, шаг поперечно-продольного сканирования 3 - 4 мм.

*Выражение получено проф. В. Ф. Тарасовым, зав. кафедрой «Начертательная геометрия» ПГУПС.
Да в средне статистическом это так, но есть одно но угол расположения самого дефекта это раз, форма это два и наконец сам дефект что не может быть гладким и не иметь отражающей способности это три.
 

PalaginSV

Свой
Регистрация
18.02.2015
Сообщения
17
Реакции
0
Добрый день, поделитесь фотографиями с поджогами в перьях подошвы
 

lona53

Мастер дефектоскопии
Регистрация
22.03.2019
Сообщения
1,442
Реакции
311
Да в средне статистическом это так...
А вот и яркая иллюстрация того, как в хорошо изученном в эксплуатации ОК данным УЗК соответствует дефект определенного типа: усталостная трещина.
Ну , конечно, с оговорками : сначала известно про трещину, а потом под ее параметры - наиболее вероятные границы области зарождения и направление распространения - "затачиваются" параметры УЗК. Конечно, строго говоря, все это справедливо в вероятностном ("средне статистическом") аспекте и на месте этой трещины может оказаться (у коллег железнодорожников спросить надо) несплошность другого типа, или сама конкретная трещина может, вероятно, иметь другие параметры ориентации или отражающей способности.
И, тем не менее, практический интерес ( во всяком случае для меня мнение А.К.Гурвича авторитетно) ,представляет именно такое соответствие параметров УЗК и дефекта - усталостной трещины.
А вот чертежик (рис.2) в статье показался не самым удачным: можно было бы и контур "живого" рельса для наглядности на нем дать. Впрочем, это не принципиально...
 
Сверху