RU198395U1 - Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы - Google Patents
Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы Download PDFInfo
- Publication number
- RU198395U1 RU198395U1 RU2019141003U RU2019141003U RU198395U1 RU 198395 U1 RU198395 U1 RU 198395U1 RU 2019141003 U RU2019141003 U RU 2019141003U RU 2019141003 U RU2019141003 U RU 2019141003U RU 198395 U1 RU198395 U1 RU 198395U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sole
- rail
- feathers
- defects
- ultrasonic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/04—Analysing solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для неразрушающего контроля с помощью ультразвуковых (УЗ) волн для визуализации внутреннего строения объекта и обнаружения дефектов коррозийного и электрокорозийного типа в подошве и в перьях подошвы рельса при сплошном и выборочном контроле рельсов, уложенных в путь. Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов содержит, по крайней мере, одну подвижную платформу с ультразвуковыми преобразователями, выполненную с возможностью обеспечения перемещения вдоль рельса по поверхности катания рельса в процессе измерений, при этом на платформе размещена, по крайней мере, одна пара ультразвуковых преобразователей, первый преобразователь пары выполнен с возможностью излучения сдвиговых ультразвуковых волн под углом с поверхности катания, через головку в шейку рельса, а второй преобразователь этой пары - с возможностью приема отраженных от дефектов эхосигналов волн, излученных первым преобразователем, поступающих к нему по шейке и головке рельса от дефектов в подошве и в перьях подошвы рельса, при этом излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи расположены вдоль оси рельса на расстоянии друг от друга, определяемом углами раскрытия диаграмм направленности и для угла ввода 50 градусов, равным 90-110мм. Технический результат: расширение арсенала устройств для визуализации внутреннего строения и обнаружения внутренних дефектов в подошве и в перьях подошвы рельса. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Полезная модель относится к области неразрушающего контроля, в том числе, с помощью ультразвуковых (УЗ) волн для визуализации внутреннего строения объекта и обнаружения дефектов коррозийного и электрокорозийного типа в подошве и в перьях подошвы рельса при сплошном и выборочном контроле рельсов уложенных в путь.
Известно, что подошва уложенных в путь рельсов подвержена коррозионным повреждениям, которые в основном возникают в местах соприкосновения рельса со шпальными подкладками. Эти места наиболее подвержены атмосферному влиянию, воздействию химических и абразивных веществ, утечкам тягового тока (электрокоррозия) и т.п. В местах коррозии подошвы возможны появления усталостных трещин и изломов.
Известен способ ультразвукового контроля подошвы рельсов по патенту РФ на изобретение № 2436080 (опубликован 10.12.2011), заключающийся в том, что ультразвуковой контроль подошвы рельсов осуществляют путем прозвучивания зоны контроля совмещенным наклонным преобразователем, перемещаемым по плоскости катания рельса, принимают им эхо-сигналы и регистрируют их, при этом дополнительно прозвучивают область контроля и принимают эхо-сигналы вторым совмещенным наклонным преобразователем, перемещаемым по плоскости катания, причем акустические оси обоих преобразователей ориентированы вдоль продольной оси рельса, но в противоположные стороны, регистрируют вторым преобразователем эхо-сигналы, сдвигают дефектограмму одного из преобразователей относительно дефектограммы другого на расстояние, равное расстоянию между акустическими осями преобразователей в зоне контроля в один и тот же момент времени, скорректированное на разность времен задержки преобразователей, и по временному совпадению эхо-сигналов на смещенных дефектограммах определяют наличие трещины.
Недостатком известного способа является отсутствие возможности обнаружения дефектов в зоне перьев подошвы рельса, так как обнаруживаются только дефекты, расположенные в зоне проекции шейки рельса на подошву рельса.
Известен способ ультразвукового контроля подошвы рельсов по патенту РФ на изобретение №2353924 (опубликован 27.04.2009), заключающийся в том, что ультразвуковые колебания излучают с поверхности катания рельса лучом, угол раскрытия которого обеспечивает облучение радиусных переходов от шейки рельса к подошве отраженными от опорной плоскости подошвы ультразвуковыми колебаниями. Ультразвуковые колебания, последовательно переотраженные опорной плоскостью подошвы, радиусным переходом от шейки рельса к подошве, возможным дефектом в подошве, кромкой пера подошвы, принимают группой принимающих преобразователей, включая излучающий, расположенных вдоль продольной оси рельса.
Недостатком известного способа является низкая помехозащищенностью и достоверностью контроля, поскольку принимаемые сдвиговые ультразвуковые сигналы, отраженные от потенциальных дефектов в перьях подошвы имеют недопустимо низкие амплитуды и в большинстве случаев оказываются ниже уровня помех.
Техническим результатом, на получение которого направлена полезная модель, является расширение арсенала устройств для визуализации внутреннего строения и обнаружения внутренних дефектов в подошве и в перьях подошвы рельса.
Технический результат достигается в устройстве, которое содержит, по крайней мере, одну подвижную платформу, выполненную с возможностью обеспечения перемещения вдоль рельса по поверхности катания рельса в процессе измерений, на которой размещена, по крайней мере, одна пара ультразвуковых преобразователей, первый преобразователь пары выполнен с возможностью излучения сдвиговых ультразвуковых волн под углом с поверхности катания, через головку в шейку рельса, а второй преобразователь этой пары с возможностью приема отраженных эхосигналов волн излученных первым преобразователем, поступающих к нему по шейке и головке рельса от дефектов в подошве и в перьях подошвы рельса, при этом излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи расположены вдоль оси рельса на расстоянии друг от друга, определяемом углами раскрытия диаграмм направленности и для угла ввода 50 градусов, равным 90-110мм.
Предпочтительно выполнение ультразвукового преобразователя с возможностью излучения сдвиговых ультразвуковых волн с поверхности катания под углом в диапазоне 50-55 градусов.
Предпочтительно выполнение ультразвукового преобразователя с возможностью приема отраженных ультразвуковых эхосигналов с поверхности катания под углом в диапазоне 50-55 градусов.
В одном из вариантов выполнения устройства ультразвуковые преобразователи конструктивно оформлены в виде моноблока.
В одном из вариантов выполнения устройства ультразвуковые преобразователи конструктивно оформлены в виде отдельных блоков.
Предпочтительно выполнение подвижной платформы с закрепленной шарнирно штангой для передвижения подвижной платформы вдоль рельса, при этом штанга снабжена рукояткой, а к штанге прикреплены емкость с контактной жидкостью, блок управления и экран для визуализации результатов.
В одном из вариантов выполнения устройства в виде однониточного дефектоскопа, подвижная платформа выполнена с центрирующей системой для регулировки положения на продольной оси рельса, а также с опорными подшипниками для легкого перемещения по головке рельса.
На фиг. 1 показан общий вид устройства, выполненного в виде однониточного дефектоскопа, содержащего подвижную платформу с двумя ультразвуковыми преобразователями, где 1 - штанга; 2 - электронный блок; 3 - модуль электронного управления дефектоскопом; 4 - емкость с контактной жидкостью; 5 - подвижная платформа с установленным оборудованием; 6 - рельс железнодорожный.
На фиг.2 показана схема подвижной платформы устройства, где 7 - подвижная платформа; 8 - подшипники центрирующей системы; 9 - ультразвуковой преобразователь, излучатель; 10 - ультразвуковой преобразователь, приемник; 11 - датчик пути; 12 - шарнир.
На фиг.3 показана схема прозвучивания рельса, где 13 - сдвиговая волна; 14 - волна Лэмба в подошве рельса, 15 - отраженная волна Лэмба, 16 - дефект.
На фиг.4 показана схема прохождения ультразвуковой волны в рельсе, где 13 - сдвиговая волна; 14 - волна Лэмба, 15 - угол входа в поверхность рельса сдвиговой волны.
Полезная модель может быть реализована в устройстве, содержащем подвижную платформу 7, на которой установлены вдоль оси рельса 6 излучатель 10 и приемник 9, выполненные в виде отдельных блоков. Подвижная платформа 7 выполнена с прикрепленной с помощью шарнира 12 штангой 1, на которой закреплены блок управления 2, экран 3 для визуализации результатов, емкость 4 с контактной жидкостью, датчик пути 11, подшипники центрирующей системы 8,
Полезная модель работает следующим образом. В блоке управления 2 формируется электрический сигнал, который подается на излучатель 10, где запускается сдвиговая волна 13 под углом 15 через поверхность катания рельса 6 в головку и далее в шейку рельса 6. На выходе из шейки рельса сдвиговая волна 13 преобразуется в волну Лэмба 14, изменяет направление распространения и расходится симметрично в стороны в подошве рельса. Встречая на своем пути дефект 16, волна Лэмба 14 отражается от дефекта, на выходе из перьев подошвы трансформируется в поперечную волну и, через шейку, и далее головку рельса, попадает в приемник 9. Сигнал от приемника передается в блок управления 2, где проходит обработка эхосигнала, причем оценка степени повреждения объекта контроля производится по анализу амплитуд эхосигналов, и после обработки сигнал подается на модуль электронного управления дефектоскопом 3, на котором визуализируются обнаруженные дефекты. При этом контактная жидкость из емкости 4 подается в зазор между поверхностью рельса 6 и преобразователями 10 (излучателем) и 9 (приемником) для обеспечения звукового контакта. Подшипники центрирующей системы обеспечивают направление сдвиговой волны 13 в шейку рельса 6. Перемещение устройства по оси рельса регистрируется датчиком пути 10.
Таким образом, достигается заявленный технический результат в виде расширения арсенала устройств для визуализации внутреннего строения и обнаружения внутренних дефектов в подошве и в перьях подошвы рельса.
Claims (7)
1. Устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов, содержащее, по крайней мере, одну подвижную платформу с ультразвуковыми преобразователями, выполненную с возможностью обеспечения перемещения вдоль рельса по поверхности катания рельса в процессе измерений, отличающееся тем, что на платформе размещена, по крайней мере, одна пара ультразвуковых преобразователей, первый преобразователь пары выполнен с возможностью излучения сдвиговых ультразвуковых волн под углом с поверхности катания, через головку в шейку рельса, а второй преобразователь этой пары - с возможностью приема отраженных от дефектов эхосигналов волн, излученных первым преобразователем, поступающих к нему по шейке и головке рельса от дефектов в подошве и в перьях подошвы рельса, при этом излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи расположены вдоль оси рельса на расстоянии друг от друга, определяемом углами раскрытия диаграмм направленности и для угла ввода 50 градусов, равным 90–110 мм.
2. Устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов по п.1, отличающееся тем, что излучающий ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью излучения сдвиговых ультразвуковых волн с поверхности катания под углом в диапазоне 50-55 градусов.
3. Устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов по п.1, отличающееся тем, что приемный ультразвуковой преобразователь выполнен с возможностью приема отраженных ультразвуковых эхосигналов, излучаемых с поверхности катания под углом в диапазоне 50-55 градусов.
4. Устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов по п.2, отличающееся тем, что излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи конструктивно оформлены в виде моноблока.
5. Устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов по п.2, отличающееся тем, что излучающий и приемный ультразвуковые преобразователи конструктивно оформлены в виде отдельных блоков.
6. Устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов по п.1, отличающееся тем, что подвижная платформа выполнена с закрепленной шарнирно штангой для передвижения вдоль рельса, при этом штанга снабжена рукояткой, а к штанге прикреплены емкость с контактной жидкостью, блок управления и экран для визуализации результатов.
7. Устройство для обнаружения дефектов в подошве и перьях подошвы рельсов по п.1, отличающееся тем, что подвижная платформа выполнена с центрирующей системой для регулировки положения на продольной оси рельса, а также с опорными подшипниками для легкого перемещения по головке рельса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019141003U RU198395U1 (ru) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019141003U RU198395U1 (ru) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198395U1 true RU198395U1 (ru) | 2020-07-03 |
Family
ID=71510833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019141003U RU198395U1 (ru) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198395U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU222973U1 (ru) * | 2023-05-02 | 2024-01-25 | Ооо "Нпк "Техновотум" | Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4487071A (en) * | 1982-09-22 | 1984-12-11 | Dapco Industries, Inc. | Flaw detection system for railroad rails and the like |
RU2353924C1 (ru) * | 2007-07-31 | 2009-04-27 | Закрытое акционерное общество "Фирма ТВЕМА" | Способ ультразвукового контроля подошвы рельса |
RU2433397C1 (ru) * | 2010-08-31 | 2011-11-10 | Закрытое акционерное общество "Фирма ТВЕМА" | Способ сплошного ультразвукового контроля подошвы рельсов |
RU2645818C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2018-02-28 | Открытое акционерное общество "Радиоавионика" | Способ ультразвукового контроля подошвы рельсов |
-
2019
- 2019-12-11 RU RU2019141003U patent/RU198395U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4487071A (en) * | 1982-09-22 | 1984-12-11 | Dapco Industries, Inc. | Flaw detection system for railroad rails and the like |
RU2353924C1 (ru) * | 2007-07-31 | 2009-04-27 | Закрытое акционерное общество "Фирма ТВЕМА" | Способ ультразвукового контроля подошвы рельса |
RU2433397C1 (ru) * | 2010-08-31 | 2011-11-10 | Закрытое акционерное общество "Фирма ТВЕМА" | Способ сплошного ультразвукового контроля подошвы рельсов |
RU2645818C1 (ru) * | 2016-12-19 | 2018-02-28 | Открытое акционерное общество "Радиоавионика" | Способ ультразвукового контроля подошвы рельсов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU222973U1 (ru) * | 2023-05-02 | 2024-01-25 | Ооо "Нпк "Техновотум" | Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2277037B1 (en) | Method of and an apparatus for in situ ultrasonic rail inspection of a railroad rail | |
US7555954B2 (en) | In-track wheel inspection system | |
CA2856738C (en) | Signal processing of lamb wave data for pipe inspection | |
CN105510441B (zh) | 多通道组合探头联动检测方法 | |
US9217728B2 (en) | Device for inspecting a moving metal strip | |
ES2901473T3 (es) | Inspección ultrasónica de una estructura con una rampa | |
KR101921685B1 (ko) | 결함 검출 장치 및 이를 이용한 결함 검출 방법 | |
Cawley | Guided waves in long range nondestructive testing and structural health monitoring: Principles, history of applications and prospects | |
RU2433397C1 (ru) | Способ сплошного ультразвукового контроля подошвы рельсов | |
RU2645818C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля подошвы рельсов | |
RU2643866C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля алюминотермитного сварного соединения рельсов | |
RU198395U1 (ru) | Устройство для обнаружения дефектов в подошве железнодорожных рельсов и перьях подошвы | |
CN103512953A (zh) | 采用多探头的超声波检验方法 | |
RU2652511C1 (ru) | Способ ультразвукового обнаружения микротрещин на поверхности катания головки рельса | |
JP2006138672A (ja) | 超音波検査方法及び装置 | |
RU2668941C1 (ru) | Способ обнаружения дефектов в рельсах | |
CN106323207A (zh) | 一种复合坯焊缝熔深检测装置和方法 | |
RU2299430C1 (ru) | Электромагнитно-акустический дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов | |
RU46587U1 (ru) | Акустический блок дефектоскопного устройства | |
RU2466386C1 (ru) | Способ оценки дефекта в головке рельса | |
RU2785302C1 (ru) | Ультразвуковой способ оценки дефектов в головке рельсов и определения профиля поверхности катания | |
Kenderian et al. | Laser-air hybrid ultrasonic technique for dynamic railroad inspection applications | |
RU2085936C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля подошвы железнодорожных рельсов | |
RU2299428C1 (ru) | Устройство для ультразвуковой дефектоскопии железнодорожных рельсов | |
RU2801895C1 (ru) | Способ ультразвукового контроля |