DD253677A1 - METHOD FOR DETERMINING THERMALLY SAVED RAILWAYS - Google Patents

METHOD FOR DETERMINING THERMALLY SAVED RAILWAYS Download PDF

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DD253677A1
DD253677A1 DD29640386A DD29640386A DD253677A1 DD 253677 A1 DD253677 A1 DD 253677A1 DD 29640386 A DD29640386 A DD 29640386A DD 29640386 A DD29640386 A DD 29640386A DD 253677 A1 DD253677 A1 DD 253677A1
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DD29640386A
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Hartmut Hintze
Karl-Otto Edel
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Verkehrswesen Forsch Inst
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung von thermisch geschaedigten Eisenbahnraedern. Mit Hilfe der magnetinduktiven Wirbelstrompruefung nach dem Tastspulverfahren werden Permeabilitaetsaenderungen erfasst. Der Stoerpegel der Impedanzaenderung auf mehreren Pruefbahnen wird ausgewertet und mittels Auswertediagrammen ueber die Weiterverwendung entschieden.The invention relates to a method for detecting thermally damaged railroad wheels. Permeability changes are detected with the aid of magnetic induction eddy current testing according to the tactile pulse method. The interference level of the impedance change on several test tracks is evaluated and decided by means of evaluation diagrams on the further use.

Description

Kompensation der durch Tastspulen erzeugten Wirbelstromfelder ein Nullabgleich der Spulenimpedanz eintritt, der gezielt durch Oberflächenrisse und Permeabilitätsänderungen des Werkstoffes in Prüfrichtung gestört wird, wobei als Maß der Permeabilitätsänderung die Höhe der gestörten Grundimpedanz als Störpegel herangezogen wird. Die Empfindlichkeit des Prüfsystems wird dabei mit Hilfe eines Etalons aus dem entsprechenden Radkranzwerkstoff mit definiert eingebrachten Permeabilitätsänderungen vorgenommen. Vorzugsweise eignet sich zur Verfahrensdurchführung eine mehrspulige Tastspulkombination, wodurch die Tastspulen definierte Prüfbahnen beschreiben und entsprechend den Bereichen mit dem höchsten thermischen Belastungen angeordnet sind.Compensation of the eddy current fields generated by scanning coils enters a zero balance of the coil impedance, which is specifically disturbed by surface cracks and permeability changes of the material in the test direction, being used as a measure of permeability change, the height of the faulted ground impedance as a noise level. The sensitivity of the test system is made using a Etalons from the corresponding Radkranzwerkstoff with defined introduced permeability changes. Preferably, a multi-coil Tastspulkombination is suitable for performing the method, whereby the Tastspulen describe defined test tracks and are arranged according to the areas with the highest thermal loads.

Die gefügeabhängigen Permeabilitätsänderungen werden prüfbahnabhängig auf Meßschiebern erfaßt, als Störpegelhöhe ausgewertet, auf die Empfindlichkeit des Prüfkanals bezogen und entsprechend der Anzahl der verwendeten Prüfbahnen als Summe in Form des Störpegelverhältnisses ermittelt. Das Störpegelverhältnis liefert mit Hilfe eines Bewertungsdiagramms den thermischen Schädigungsgrad und die Verwendungsklasse des Eisenbahnrades.The bond-dependent permeability changes are determined on the test track depending on calipers, evaluated as noise level, based on the sensitivity of the test channel and determined according to the number of test tracks used as the sum in the form of the noise level ratio. The interference level ratio provides the thermal damage degree and the use class of the railway wheel with the aid of an evaluation diagram.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigtThe invention will be explained below with reference to an embodiment with reference to a drawing. In the drawing shows

Fig. 1: Blockschaltbild einer Meßapparatur für das erfindungsgemäße Verfahren Fig.2: Ermittlung der Störpegelhöhe bei einer leichten thermischen Schädigung mit Riß im Radkranz Fig.3: Ermittlung der Störpegelhöhe bei einer hohen thermischen Schädigung Fig.4: Bewertungsdiagramm zur Feststellung des thermischen Schädigungsgrades und der VerwendungsklasseFig. 1: Block diagram of a measuring apparatus for the method according to the invention Fig. 2: Determination of the interference level height with slight thermal damage with crack in the wheel rim Fig. 3: Determination of the interference level height with high thermal damage Fig. 4: Evaluation diagram for determining the thermal damage degree and the use class

Zunächst wird ein vierkanaliges, magnetinduktives Oberflächenrißprüfgerät 3 mit der Tastspulenkombination 2 und dem Registriergerät 4 zusammengeschaltet. An einem Testkörper mit unterschiedlichen Schnitten definierter Tiefe wird zu Beginn der Prüfung ein Kontrollschrieb mit allen vier Tastspulen aufgenommen und die prüf bah nabhäng ige Höhedes2mm tiefen Testschnittes Hjs2M ermittelt. Anschließend erfolgt am Radkranz 1 die magnetinduktive Prüfung des Eisenbahnrades. Dabei werden von jeder Prüfbahn während einer Umdrehung des Rades mit dem Registriergerät 4 die Permeabilitätsänderungen und Rißanzeigen aufgezeichnet. An den erhaltenen Meßschrieben nach Fig. 2 und 3 werden bei der Prüfungsauswertung die prüfbahnabhängigen Störpegelhöhen HPBlJ ermittelt und das ebenfalls prüfbahnabhängige StörpegelverhältnisFirst, a four-channel magnetic induction Oberflächenrißprüfgerät 3 with the Tastspulenkombination 2 and the recording device 4 is interconnected. At the beginning of the test, a control record with all four probe coils was recorded on a test body with different cuts of defined depth and the test-dependent height of the 2 mm deep test cut Hjs2 M was determined. Then takes place on the rim 1, the magnetic inductive testing of the railway wheel. In this case, the permeability changes and crack indicators are recorded by each test track during one revolution of the wheel with the recording device 4. On the obtained Meßschrieben according to FIGS. 2 and 3, the test track-dependent Störpegelhöhen H PBlJ are determined in the test evaluation and also the test track-dependent Störpegelverhältnis

gebildet. Die Summe der Störpegel Verhältnisse von allen Prüf bahnen ergibt mit Hilfe des Bewertungsdiagrammes nacheducated. The sum of the noise levels ratios of all test tracks results using the evaluation diagram after

Fig.4 den thermischen Schädigungsgrad, der mit dem Eigenspannungszustand im Radkranz im direkten Zusammenhang steht. Der thermische Schädigungsgrad ergibt nach Fig.4 die Verwendungsklasse des Eisenbahnrades, wobei entsprechend den vorgegebenen Klassengrenzen fünf Verwendungsklassen möglich sind.4 shows the thermal damage degree, which is directly related to the residual stress state in the wheel rim. The thermal degree of damage results according to Figure 4, the use class of the railway wheel, which according to the predetermined class limits five use classes are possible.

Claims (1)

Verfahren zur Feststellung von thermisch geschädigten Eisenbahnrädern im montierten und demontierten Zustand des Radsatzes mittels der an sich bekannten magnetinduktiven Wirbelstromprüfung nach dem mehrspuligenTastspulverfahren in Verbindung mit der Oberflächenrißprüfung, gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich zum Effekt der Rißprüfung der Effekt der Perrrjeabilitätsänderung aus dem örtlich wärmebeeinflußten Gefüge in der Impedanzebene mehrerer Tastspulen aufgenommen, aus dem Störpegel der Prüfbahnen ein Störpegelverhältnis als Summe von allen Prüfbahnen gebildet und mit Hilfe einer Justierkurve ein Maß für den thermischen Schädigungsgrad eines Eisenbahnrades festgelegt wird, das über die weitere Verwendung des Eisenbahnrades in Verwendungsklassen entscheidet.Method for detecting thermally damaged railway wheels in the assembled and disassembled condition of the wheelset by means of the known magnetic induction eddy current test according to the multi-coil sensing pulse method in conjunction with the surface crack test, characterized in that, in addition to the effect of the crack test, the effect of the change in the permeability of the locally heat affected structure in the Recorded impedance of several probe coils, formed from the noise level of the test tracks a Störpegelverhältnis as the sum of all test lanes and using a Justierkurve a measure of the thermal damage degree of a railway wheel is determined, which decides on the further use of the railway wheel in use classes. Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft das Gebiet der zerstörungsfreien'Werkstoff prüfung. Es wurde ei η Verfahren zur Feststellung von thermisch geschädigten Eisenbahnrädern im montierten und demontierten Zustand des Radsatzes entwickelt.The invention relates to the field of non-destructive material testing. A method has been developed for detecting thermally damaged railway wheels in the assembled and disassembled condition of the wheelset. Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art Thermisch geschädigter Radwerkstoff stellt eine Hauptursache der Rißbildung in Eisenbahnrädern dar. Wenn die thermische Schädigung und die dam it verbundene Anrißbildung nicht rechtzeitig erkannt wird, kann als Folge davon ein Radscheibenbruch mit Entgleisung des Fahrzeuges auftreten. . .Thermally damaged wheel material is a major cause of cracking in railway wheels. If the thermal damage and the associated it tearing is not detected in time, as a result, a disc break with derailment of the vehicle occur. , , Thermisch geschädigte Eisenbahnräder werden üblicherweise durch eine visuelle Kontrolle des Farbabbrandes im Bereich des oberen Scheibenblattes erkannt und aus dem Betrieb aussortiert. Dieses Verfahren wird bei mehreren Bahnverwaltungen in der Praxis angewandt. Bei der Japanischen Eisenbahn erfolgt eine Einschätzung des Spannungszustandes im Radkranz, der sich in Abhängigkeit von der Überhitzung ergibt, mit dem Röntgen-Goniometer-Verfahren. Die visuelle Kontrolle des Farbabbrandes basiert im wesentlichen auf das Verbrennen der Korrosionsschutzfarbe infolge erhöhter Wärmeentwicklung im Radkranz durch eine langanhaltende Einwirkung der Klotzbremse. Dabei können sich im Scheibenblatt Temperaturen bis 4000C ergeben. Das Abbrennen der Farbe des Scheibenblattes hinterläßt eine sichtbare Markierung, die zur Aussonderung des Radsatzes führt. Da bei diesem Verfahren die im Rißausgangsbereich herrschenden Temperaturen und die Radkranzstärke nicht berücksichtigt werden, ist diese Methode sehr ungenau und sagt wenig über den wirklichen Schädigungszustand des Radkranzwerkstoffes aus. '.,. Thermally damaged railway wheels are usually detected by a visual control of color erosion in the region of the upper disc sheet and sorted out of the operation. This method is used in practice at several railway administrations. In the Japanese railway, an assessment of the state of stress in the rim, which is a function of the overheating, is carried out with the X-ray goniometer method. The visual control of the color erosion is based essentially on the burning of the anticorrosion paint as a result of increased heat development in the wheel rim by a long-lasting action of the block brake. It can result in temperatures up to 400 0 C in the disc blade. The burning off of the color of the disc leaves a visible mark, which leads to the separation of the wheelset. Since this method does not take into account the temperatures and wheel rim thickness prevailing in the crack exit area, this method is very inaccurate and says little about the actual damage state of the wheel rim material. '.,. Mit dem Röntgen-Goniometer-Verfahren können die an der Oberfläche des Radkranzes herrschenden Spannungszustände erfaßt und durch Interpolation der Gesamtzustand des Radkranzes bestimmt werden. Die Anwendung dieses Verfahrens scheiterte in der Praxis bisher am hohen technischen Aufwand und an der ungenauen Aussage über den wirklichen Spannungszustand im Radkranz.With the X-ray goniometer method, the stress states prevailing on the surface of the wheel rim can be detected and the overall condition of the wheel rim can be determined by interpolation. The application of this method failed in practice so far on the high technical complexity and the inaccurate statement about the actual state of stress in the rim. Ziel der ErfindungObject of the invention Die Verschrottung von Eisenbahnrädern mit sichtbarem Abbrand der Korrosionsschutzfarbe im Scheibenblatt führt dazu, daß ein bisher unbekannter Anteil von nicht thermisch geschädigten Rädern ausgemustert und so ein zusätzlicher volkswirtschaftlicher Schaden verursacht wird. Das Ziel der Erfindung besteht darin, daß durch die Anwendung eines Prüfverfahrens alle nicht thermisch geschädigten Eisenbahnräder erkannt und weiterverwendet werden können.The scrapping of railway wheels with visible erosion of the anticorrosive paint in the disc blade causes a previously unknown proportion of non-thermally damaged wheels scrapped and so additional economic damage is caused. The object of the invention is that by applying a test method, all non-thermally damaged railway wheels can be recognized and reused. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Feststellung von thermisch geschädigten Eisenbahnrädern unter Nutzung von magnetinduktiven Wechselfeldern für den Betriebseinsatz zu entwickeln, das zerstörungsfrei und unabhängig vom Montagezustand des Eisenbahnrades arbeitet. Durch die Wahl einer geeigneten Meßgeschwindigkeit und der frequenzabhängigen Eindringtiefe des magnetinduktiven Wechselfeldes soll über eine entsprechende Signalfilterung erreicht werden, daß der Effekt der veränderlichen Gefügepermeabilität infolge einer örtlich hohen Wärmeeinwirkung deutlich als Meßergebnis registriert werden kann und zur Auswertung gelangt.The invention has for its object to develop a method for detecting thermally damaged railway wheels using magnetic induction alternating fields for operational use, which works non-destructive and independent of the mounting state of the railway wheel. By choosing a suitable measuring speed and the frequency-dependent penetration depth of the magnetic induction alternating field is to be achieved via a corresponding signal filtering that the effect of variable microstructure permeability can be registered as a result of a locally high heat exposure as a result of measurement and passes to the evaluation. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Anwendung der an sich bekannten magnetinduktiven Wirbelstromprüfung nachdem Tastspulverfahren in Verbindung mit der Oberflächenrißprüfung dadurch gelöst, daß durch eine örtliche, zeitverzögerteAccording to the invention, the object is achieved by using the known magnetic induction eddy current test after Tastspulverfahren in conjunction with the Oberflächenrißprüfung characterized in that by a local, time-delayed
DD29640386A 1986-11-19 1986-11-19 METHOD FOR DETERMINING THERMALLY SAVED RAILWAYS DD253677A1 (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19913127A1 (en) * 1999-03-23 2000-09-28 Siemens Ag Method of monitoring railway vehicle
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