تشخیص عیب اولتراسونیک در ریل: اصول و نقش ها

1. چرا ریل ها به بازرسی داخلی نیاز دارند

ریل قطار را روی سطح خود حمل می کند، اما ایمنی آن به آنچه در داخل آن است بستگی دارد. در طول ساخت، نورد و سرد کردن می‌تواند منافذ، آخال‌ها، انقباض و ریز{1}}ترک‌هایی را در فولاد ایجاد کند. در طول سرویس، رشد خستگی می تواند یک نقص داخلی کوچک را به یک شکستگی عرضی تبدیل کند، و شکستگی های عرضی کلاس نقص ریل هستند که اغلب منجر به شکستگی ریل می شوند. بازرسی سطحی نمی تواند این ویژگی های داخلی را ببیند، به همین دلیل است که آزمایش اولتراسونیک ستون فقرات کنترل کیفیت ریل در آسیاب، در محل ساخت و ساز و در مسیر است.

تست اولتراسونیک یک روش غیرمخرب بر اساس امواج مکانیکی بالای 20 کیلوهرتز است. امواج از طریق فولاد راه آهن با جهت دهی خوب حرکت می کنند. هنگامی که آنها با یک رابط با امپدانس آکوستیک متفاوت، مانند یک ترک، منفذ یا درگیری مواجه می شوند، بخشی از انرژی منعکس می شود. کاوشگر پالس ها را منتشر می کند، پژواک ها را دریافت می کند، و ابزار آنها را به عنوان یک سیگنال اسکن A یا به عنوان یک تصویر اسکن B-اسکن/C- نمایش می دهد. موقعیت اکو عمق نقص را نشان می دهد، دامنه کلاس اندازه آن را نشان می دهد و شکل اکو به اپراتور کمک می کند تا در مورد ماهیت بازتابنده قضاوت کند. اصول کلی روش از ISO 16810 پیروی می کند و آزمایش ریل در مسیر از EN 16729-1 پیروی می کند که در آن مشخصات کاربرد راه آهن اعمال می شود.

2. کلاس های نقص و پیکربندی تست

فرکانس پروب با وضوح در مقابل نفوذ انتخاب می‌شود: پروب‌های 2-4 مگاهرتز برای اسکن‌های بخش کامل در جایی که به نفوذ نیاز است، رایج هستند، در حالی که فرکانس‌های بالاتر وضوح بهتری برای نقص‌های کوچک نزدیک-سطح ارائه می‌دهند. تنظیم واقعی، از جمله زاویه پروب، فرکانس ها و سطوح پذیرش، توسط مشخصات پروژه، EN 16729-1 برای آزمایش در مسیر، و روش آزمایش کارخانه سازنده ریل برای ریل های جدید تعریف شده است.

3. نقش در کنترل کیفیت تولید

در آسیاب، ریل ها در طول کامل و سطح مقطع کامل خود پس از نورد نهایی و خنک شدن اسکن می شوند. اسکن عیوب غلتشی مانند منافذ، انقباض و انقباضاتی را که با هیچ بازرسی سطحی مشخص نمی شود، تشخیص می دهد. عیوب بالاتر از سطح پذیرش مشخص شده، بریده شده و بخش راه آهن کاهش یافته یا از بین می رود. نشانه های کوچکتر در پرونده ردیابی راه آهن ثبت می شود. اسکن اولتراسونیک بخشی از آزمایش رهاسازی همراه با بررسی ابعاد، سختی و کشش است و نتیجه از طریق شماره حرارتی و سیستم ردیابی شماره ریل، ریل را به محل می رساند. این اولین خط دفاعی است: عیوب متوقف شده در آسیاب هرگز به یک مسیر نمی رسد.

4. نقش در ساخت و ساز و پذیرش اتصالات جوشی

پس از تخمگذار، ریل ها در اثر حمل و نقل، جابجایی، بلند کردن و جوشکاری آسیب می بینند. اتصال جوش داده شده بحرانی ترین ناحیه است: جوش های لبه دار و آلومینوگرمیک می توانند حاوی همجوشی ناقص، منافذ، سرباره و ترک هایی باشند که از بیرون نامرئی هستند. آزمایش اولتراسونیک هر اتصال جوش داده شده پس از جوشکاری، معمولاً در همان روز یا در پنجره پذیرش، مرحله پذیرش استاندارد است. اسکن ناحیه جوش و ناحیه تحت تاثیر حرارت را با پروب های زاویه دار و معمولی پوشش می دهد. نشانه های بالاتر از سطح پذیرش مستلزم برش و جوش مجدد-جوش است. اسکن کامل-راه‌آهن‌های تازه‌گذاشته‌شده در رسیدگی به آسیب‌ها و تأیید می‌کند که ریل تحویل‌شده، ریلی است که در کارخانه تأیید شده است.

5. نقش در نظارت بر خدمات و جلوگیری از شکست ریل

در حین کار، ریل با هر چرخی برخورد می‌کند و در معرض خمش، تنش دمایی و در خطوط سنگین بارهای محوری بسیار زیاد-را قرار می‌گیرد. نقص های داخلی رشد می کنند: یک چک کوچک سر یا نقص وب می تواند به یک شکستگی عرضی در عرض چند میلیون تن ناخالص تبدیل شود. آزمایش منظم اولتراسونیک الگوی اکو طول هر ریل را در طول زمان مقایسه می کند. یک نشانه رو به رشد در بازه زمانی کوتاه تری مجدداً-آزمایش می‌شود و ریل‌هایی با نشانه‌های بالاتر از حد مجاز قبل از شکستن جایگزین می‌شوند. در راهروهای حمل‌ونقل سنگین، آزمایش بر اساس تناژ برنامه‌ریزی می‌شود تا تقویم: برای مثال یک گشت هر چند میلیون تن ناخالص با واگن‌های پیاده‌روی-سرعت، همراه با وسایل نقلیه اولتراسونیک خودکششی که هر دو ریل را با سرعت بالاتر اسکن می‌کنند. سابقه بازرسی بخشی از پایگاه داده دارایی مسیر است و چرخه برنامه ریزی جایگزینی ریل را تغذیه می کند.

6. باورهای غلط رایج

"اگر سطح ریل خوب به نظر برسد، ریل سالم است."نادرست ترک های خستگی و نقص های تولید در داخل رشد می کنند. ظاهر سطح معیاری برای یکپارچگی داخلی نیست، به همین دلیل است که آزمایش اولتراسونیک برای پذیرش و نظارت ریل اجباری است.

"تست اولتراسونیک هر نقصی را پیدا می کند."هیچ روشی هر نقصی را پیدا نمی کند. حساسیت به جهت گیری نقص، موقعیت، انتخاب پروب و مهارت اپراتور بستگی دارد. نشانه های زیر سطح پذیرش توسط طراحی مجاز است و محدودیت ها توسط مشخصات تعیین می شود.

"یک اتصال جوش داده شده که آزمایش اولتراسونیک را پشت سر گذاشته است هرگز شکست نمی خورد."نادرست آزمایش وضعیت مشترک را در زمان آزمایش تأیید می کند. خستگی، خوردگی و نگهداری ضعیف می تواند بعداً عیوب جدیدی ایجاد کند، بنابراین در{1}}سرویس{2}}آزمایش مجدد جوش ها همچنان ضروری است.

"فرکانس تست را می توان به تنهایی توسط تقویم تنظیم کرد."نادرست در خطوط حمل و نقل سنگین، تناژ انباشته، محرک صحیح فواصل آزمایش است. یک برنامه زمانی-بر اساس تقویم یا روی-خطوط ساکت و یا زیر-خطوط شلوغ را آزمایش می‌کند.

فرکانس کاوشگر بالاتر همیشه بهتر است.نادرست فرکانس بالاتر وضوح را بهبود می بخشد اما نفوذ را کاهش می دهد و بیشتر تحت تأثیر شرایط سطح قرار می گیرد. فرکانس برای کلاس نقص و محدوده عمق کار بازرسی انتخاب می شود.

سوالات متداول

Q1: آزمایش اولتراسونیک در داخل ریل چه چیزی را تشخیص می دهد؟

بازتابنده های داخلی مانند منافذ، آخال ها، انقباض، چک کردن سر، شکستگی شبکه، ترک-سوراخ و عیوب جوش. موقعیت پژواک به عمق، دامنه کلاس اندازه می دهد و شکل به شناسایی ماهیت بازتابنده کمک می کند.

Q2: کدام استانداردها بر تست ریل اولتراسونیک نظارت دارند؟

اصول کلی تست اولتراسونیک از ISO 16810 پیروی می کند. در{1}}شرایط بازرسی راه آهن از EN 16729-1 در صورت لزوم پیروی کنید. تست آسیاب و پذیرش جوش مطابق با مشخصات محصول و ساخت و ساز مربوطه سازمان راه آهن است.

Q3: چرا اتصالات ریلی جوش داده شده بلافاصله پس از جوشکاری آزمایش می شوند؟

زیرا عیوب جوش مانند همجوشی ناقص، منافذ و ترک ها در طول فرآیند جوش ایجاد می شوند و از سطح قابل مشاهده نیستند. آزمایش در پنجره پذیرش، جوش‌های معیوب را در حالی که هنوز می‌توان برش داد و{1}}دوباره به لحاظ اقتصادی جوش داد، می‌گیرد.

Q4: ریل ها هر چند وقت یک بار در یک خط حمل و نقل سنگین آزمایش می شوند؟

آزمایش بر اساس تناژ انباشته، معمولاً هر چند میلیون تن ناخالص، با -کالسکه‌های با سرعت پیاده‌روی برای بخش‌های دقیق و وسایل نقلیه اولتراسونیک با سرعت بالاتر- برای مسیرهای طولانی، برنامه‌ریزی می‌شود. این فاصله زمانی کوتاه می شود که نشانه هایی پیدا شود یا شرایط مسیر بدتر شود.

Q5: آیا آزمایش اولتراسونیک می تواند از شکستن ریل جلوگیری کند؟

نمی تواند رشد ترک را متوقف کند، اما نشانه های در حال رشد را به موقع تشخیص می دهد تا قبل از اینکه ترک به اندازه بحرانی برای شکستگی عرضی برسد، برنامه جایگزینی را برنامه ریزی کند. آزمایش منظم با داده های روند مستند، هسته اصلی پیشگیری از شکست ریل در خطوط اصلی است.

Q6: چه کسی تست اولتراسونیک را انجام می دهد و چه مدرکی لازم است؟

آزمایش توسط پرسنل گواهی NDT (معمولاً واجد شرایط ISO 9712 سطح 2 یا معادل آن برای آزمایش اولتراسونیک) با استفاده از تجهیزات کالیبره شده انجام می شود. اپراتور نشانه ها را ثبت می کند و مرجع پیگیری پاسخ را از آزمایش مجدد تا تعویض فوری تصمیم می گیرد.