Жармаганбет Р.У.

Казахский университет путей сообщения

Контроль железнодорожных рельсов на излом

Наиболее опасными отказами при эксплуатации пути являются изломы рельсов. Для их предупреждения действует система неразрушающего контроля, которая позволяет выявить трещины в металле на равней стадии развития и обеспечить изъятие потенциально опасных рельсов до их разрушения.

Отечественная дефектоскопия зарождалось в середине 30-х годов прошлого столетия, когда появились первые съемные вихретоковые дефектоскопы ДС-163 [1]. В этот же период нагрузка на ось локомотивов выросла в 1,5 раза, а средняя масса рельса составляла всего 32,2 кг/м. В начале 50-х годов количество изломов рельсов на 100 км главного пути достигло 230-280 шт. в год. В 1952 году были разработаны феррозондовые дефектоскопы МРД-52. Тогда же впервые начато применение ультразвуковых дефектоскопов УРД – 52 с использованием зеркально- теневого метода для контроля болтовых стыков, а в1956 году ультразвуковых дефектоскопов сплошного контроля УРД - 56 и УРД - 58. В эти же годы созданы первые магнитные вагоны - дефектоскопы.

Важнейшим фактором упорядочения содержания рельсов явилось введение в 1934 году классификация их дефектов и повреждений. В последующие годы проведены теоретические исследования новых методов и схем прозвучания рельсов, принципов эталонирования основных параметров контроля и настройки дефектоскопов, что в значительной степени повысило уровень выявляемости дефектов [2].

C 1998 года железные дороги начали оснащаться средствами проверки рельсов нового поколения: дефектоскопными тележками серий РДМ и АВИКОН, вагонами и автомотрисами, сочетающими ультразвуковой и магнитный методы контроля. Фиксация результатов проверки на мобильных средствах производится бортовыми компьютерами.

Рельсовая дефектоскопия входит в общую систему диагностики пути и должна, наряду с повышением надежности выявления опасных дефектов, обладать возможностью решения определения рациональной периодичности контроля. Затраты на рельсовую дефектоскопию составляют около 3% эксплуатационных расходов путевого хозяйства.

Одиночный выход рельсов зависит от многих факторов, лавными из которых являются мощность, конструкция и качество содержания пути, служебные свойства самих рельсов, уровень и интенсивность силового воздействия на путь, температурный режим. Динамика изменения одиночного выхода рельсов в сочетании с ростом мощности пути и воздействия на него за последние 40 лет приведены в таблица 1.

Таблица 1 Динамика изменения одиночного выхода рельсов в 1960 – 2000 годах

Показатели	Годы
	1960	1970	1980	1990	2000
Масса рельса, кг/м	45,6	52,3	57,0	61,8	63,8
Средняя эпюра шпал, шт./км	1684	1795	1814	1850	1857
Грузонапряженность, млн. т брутто на км в год	18,9	29,0	34,6	39,8	21,9
Средняя грузоподъемность грузового вагона, т	48,4	58,2	62,4	64,8	66,7
Техническая скорость грузовых поездов, км/ч	40,4	46,4	43,6	43,8	45,8
Одиночный выход рельсов на км пути в год, шт	2,52	1,17	1,18	1,20	0,50
Среднегодовой выход рельсов на км, шт. в год / млн. т	0,133	0,04	0,034	0,031	0,023

При увеличении за последние 40 лет массы рельса на 40% и почти таком же росте грузоподъемности вагонов, близких параметрах грузонапряженности и скоростей движения устойчивость рельсов к одиночному выходу выросла более чем в 5 раз, что свидетельствует о существенном улучшении их служебных свойств и эксплуатационных характеристик пути.

Основным средством сплошного контроля рельсов в настоящее время продолжают оставаться съемные дефектоскопы.

Действующая технология контроля рельсов основана на проведении серии проверок, целью которых является выявление опасного дефекта до наступления излома. Причем обнаружению дефекта предшествует, как правило, несколько «пустых» проверок. Так в 2006 году на один остродефектный рельс, выявленный съемными дефектоскопами, в среднем приходилось три таких проверки. Обусловлено это тем, что часть проверок осуществляется в период, когда дефект еще не зародился или степень его развития не позволяет обнаружить повреждения в металле при конкретной проверке. Назовем серию проверок, которая увенчалась обнаружением остродефектного рельса, циклом контроля рельсов –Т_ц (рисунок 1).

Рисунок 1

Для определения числа проверок в различных эксплуатационных условиях необходимо установить ряд зависимостей.

Так как на появление остродефектного рельса, развитие и обнаружение трещины влияют многие факторы, продолжительность цикла можно рассматривать как случайную величину, в связи, с чем надо найти закон ее распределения.

Для нормирования числа проверок на конкретном участке пути необходимо установить взаимосвязь между числом проверок в цикле контроля и фактическим выходом остродефектных рельсов.

Требуется установить зависимость между количеством проверок в цикле и вероятностью выявления соответствующими средствами дефектоскопии трещины в металле на разных стадиях ее развития.

Оптимальное число проверок в цикле должно удовлетворять условию обнаружения трещины на докритических стадиях ее развития, обеспечивающее гарантированную. Целостность рельса до его изъятия из пути.

Литература

1. Марков Д. П. Задир боковых поверхностей рельсов и гребней колес // Вестник ВНИИЖТ. 2004. № 4. С. 40 … 43.

2. Каменский В.Б. Периодичность контроля рельсов. / Ж-ж транспорт. Сер. «Путь и путевое хозяйство»: - ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС. Вып.2. 2001.С.1 - 30.