RU2370391C2 - Ultrasonic method for detection of cracks in walls of bolt openings of railway rails that are non-testable from rolling surface - Google Patents
Ultrasonic method for detection of cracks in walls of bolt openings of railway rails that are non-testable from rolling surface Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370391C2 RU2370391C2 RU2007145729/11A RU2007145729A RU2370391C2 RU 2370391 C2 RU2370391 C2 RU 2370391C2 RU 2007145729/11 A RU2007145729/11 A RU 2007145729/11A RU 2007145729 A RU2007145729 A RU 2007145729A RU 2370391 C2 RU2370391 C2 RU 2370391C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- echo
- neck
- walls
- cracks
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии, а более конкретно к ультразвуковому (УЗ) контролю болтовых отверстий (б/о) железнодорожных рельсов (ж.д.) с поверхностными дефектами.The invention relates to ultrasonic inspection, and more particularly to ultrasonic (ultrasound) inspection of bolt holes (b / o) of railway rails (railways) with surface defects.
Усталостная радиальная трещина, выходящая из болтового отверстия в шейке рельса (дефект 53.1 по «Классификации дефектов рельсов НТД /ЦП-1-93». М.: Транспорт, 1993, с.10), является одной из причин изъятия рельса из пути. В результате развития такой трещины с торца выкалывается кусок головки рельса, что может привести к сходу подвижного состава (Тырин В. П. и др. Трещиностойкость рельса в зоне болтовых отверстий. //Вестник ВНИИЖТа, 1991, N 6, с.36-40). Поэтому разработка способов своевременного обнаружения указанных усталостных трещин является важнейшей задачей. Изобретение не имеет аналогов, т.к. все известные способы УЗ контроля болтовых отверстий ж.д. рельсов применимы только с поверхности катания и не годятся для дефектных рельсов, которых в пути очень много (дефекты 10.1, 17.1, 18.1, 47.1, 49.1 по «Классификации дефектов рельсов НТД/ЦП-1-93», с.5, 6, 9). Эти болтовые отверстия долгое время (до плановой замены рельсов) остаются не проверенными, что небезопасно для движения поездов.Fatigue radial crack emerging from the bolt hole in the neck of the rail (defect 53.1 according to the "Classification of defects of rails NTD / CP-1-93. M .: Transport, 1993, p.10), is one of the reasons for removing the rail from the track. As a result of the development of such a crack, a piece of the rail head is punctured from the end, which can lead to the rolling stock coming off (V. Tyrin et al. Crack resistance of the rail in the area of bolt holes. // Vestnik VNIIZhTa, 1991, N 6, p. 36-40 ) Therefore, the development of methods for the timely detection of these fatigue cracks is the most important task. The invention has no analogues, because all known methods of ultrasonic testing of bolt holes rails are applicable only from the rolling surface and are not suitable for defective rails, which are very numerous in the way (defects 10.1, 17.1, 18.1, 47.1, 49.1 according to the "Classification of rail defects NTD / CP-1-93", p.5, 6, 9 ) These bolt holes for a long time (before the planned replacement of the rails) remain unverified, which is unsafe for the movement of trains.
Первая цель изобретения - повышение безопасности движения путем дополнительного контроля болтовых отверстий, которые в настоящее время не проверяются. Кроме того, все известные способы помехонеустойчивы к нарушениям технологии сверления (двойное сверление, овальность, натертость, заусенцы, не снятые фаски, лишние отверстия, глубокие маркировочные знаки) и во избежание перебраковки требуют дополнительной проверки (в настоящее время визуальной). Учитывая, что не каждая трещина может быть выявлена визуально, вторая цель изобретения - повышение достоверности и упрощение процесса обнаружения трещин в стенках болтовых отверстий.The first objective of the invention is to improve traffic safety by additionally monitoring bolt holes that are not currently being tested. In addition, all known methods are noise-resistant to violations of drilling technology (double drilling, ovality, rubbing, burrs, not chamfered, extra holes, deep marking marks) and require additional verification (currently visual) to avoid rejection. Given that not every crack can be detected visually, the second objective of the invention is to increase the reliability and simplify the process of detecting cracks in the walls of bolt holes.
Поставленная цель достигается тем, что импульсные ультразвуковые колебания возбуждают с поверхности шейки рельса, а не с поверхности катания, что во-первых, исключает влияние поверхностных дефектов, а во вторых, позволяет не обращать внимание на помехи из-за нарушения технологии сверления, так как озвучивается не само болтовое отверстие, а металл шейки рядом с ним. Кроме того, УЗ метод надежнее визуального.This goal is achieved by the fact that pulsed ultrasonic vibrations excite from the surface of the neck of the rail, and not from the rolling surface, which, firstly, eliminates the influence of surface defects, and secondly, allows you to not pay attention to interference due to violation of drilling technology, as It is not the bolt hole itself that is voiced, but the metal of the neck next to it. In addition, the ultrasound method is more reliable than the visual one.
Заявленный способ использует зеркально-теневой метод (ЗТМ) УЗ контроля. Способ заключается в том, что в контролируемом рельсе с помощью прямого раздельно-совмещенного (PC) ПЭП, расположенного рядом с отверстием так, что электроакустический экран лежит на условной линии, проходящей через центр отверстия, перпендикулярно поверхности шейки рельса излучают продольные УЗ колебания, принимают отраженные от противоположной поверхности шейки эхо-сигналы, перемещают PC ПЭП по поверхности шейки рельса вокруг отверстия. При отсутствии трещины на экране дефектоскопа присутствует «донный» эхо-сигнал. В тот момент, когда радиальная трещина оказывается между излучающей и принимающей пьезопластинами, «донный» сигнал исчезает или уменьшается, что является признаком обнаружения трещины. Во втором варианте используют два наклонных пьезоэлектрических преобразователя с углом ввода α, работающих в раздельном режиме излучения-приема, расположенных рядом с отверстием таким образом, что акустические оси преобразователей проходят по касательной к стенке отверстия.The claimed method uses a mirror shadow method (ZTM) ultrasonic control. The method consists in the fact that in a controlled rail with the help of a direct separate-aligned (PC) probe located near the hole so that the electro-acoustic screen lies on a conditional line passing through the center of the hole, longitudinal ultrasonic vibrations are perpendicular to the surface of the neck of the rail, receive reflected from the opposite neck surface, echoes move the PC probe over the rail neck surface around the hole. If there is no crack on the screen of the flaw detector there is a "bottom" echo signal. At the moment when the radial crack is between the emitting and receiving piezoelectric plates, the “bottom” signal disappears or decreases, which is a sign of crack detection. In the second embodiment, two inclined piezoelectric transducers with an input angle α are used, operating in a separate radiation-reception mode, located next to the hole so that the acoustic axes of the transducers are tangent to the wall of the hole.
Преобразователи направляют навстречу друг другу, чтобы эхо-сигнал, отраженный от противоположной поверхности шейки, попадал на приемник. Расстояние между ПЭП зависит от угла ввода B=tg(α°)H2, где α - угол ввода УЗ колебаний;The transducers are directed towards each other so that the echo signal reflected from the opposite surface of the neck, fell on the receiver. The distance between the probes depends on the input angle B = tg (α °) H2, where α is the input angle of ultrasonic vibrations;
Н - толщина шейки.H is the thickness of the neck.
При отсутствии трещины на экране дефектоскопа присутствует «донный» эхо-сигнал. В тот момент, когда радиальная трещина оказывается между преобразователями, «донный» сигнал исчезает или уменьшается, что является признаком обнаружения трещины.If there is no crack on the screen of the flaw detector there is a "bottom" echo signal. At the moment when the radial crack is between the transducers, the “bottom” signal disappears or decreases, which is a sign of crack detection.
На чертеже представлена схема прозвучивания отверстия с радиальными трещинами.The drawing shows a sounding scheme of holes with radial cracks.
С поверхности шейки рельса 1 с отверстием 2 и радиальными трещинами 3 и 4 излучают с помощью наклонного ПИ ПЭП 5 поперечные УЗ колебания 6. Перемещают ПЭП 5, закрепленный на направляющей 7, по поверхности шейки 1 вокруг б/о 2. При наличии трещины 3 на экране дефектоскопа появляется эхо-сигнал от углового отражателя, образованного поверхностями трещины и шейки рельса.From the surface of the neck of the
С поверхности шейки рельса 1 с отверстием 2 и радиальными трещинами 3 и 4 с помощью прямого PC ПЭП 8 излучают продольные УЗ колебания 9, принимают отраженные от противоположной поверхности шейки эхо-сигналы 10. Перемещают PC ПЭП 8, закрепленный на направляющей 7, по поверхности шейки 1 вокруг б/о 2. В тот момент, когда радиальная трещина 4 оказывается между излучающей 11 и принимающей 12 пьезопластинами, «донный» сигнал исчезает или уменьшается, что является признаком обнаружения трещины.From the surface of the neck of the
Во втором варианте излучают с помощью наклонного ПИ ПЭП 5 поперечные УЗ колебания 6. Эхо-сигнал 13, отраженный от противоположной поверхности шейки, попадает на приемник 14. Систему, состоящую из преобразователей 5 и 14, закрепленных на направляющей 7, перемещают по поверхности шейки 1 вокруг б/о 2. В тот момент, когда радиальная трещина 3 оказывается между преобразователями, «донный» сигнал исчезает или уменьшается, что является признаком обнаружения трещины. Заявленный способ (варианты) успешно используется при проведении натурных осмотров б/о ж.д. рельсов работниками совмещенного вагона дефектоскопа №403 Октябрьской ж.д. Были обнаружены трещины, которые в полевых условиях трудно обнаружить визуально. Для его реализации были собраны приспособления, показанные на прилагаемых фотографиях. На фото 1 приспособление по второму варианту способа. На фото 2 приспособление по первому варианту.In the second embodiment, transverse ultrasonic vibrations 6 are emitted using an inclined PI probe 5. The echo signal 13 reflected from the opposite surface of the neck goes to the receiver 14. The system, consisting of transducers 5 and 14, mounted on the guide 7, is moved along the surface of the
Приспособления собраны из подручных материалов:Devices are assembled from improvised materials:
направляющая диаметром 35 мм, рукоятка произвольной длины и формы, детали крепежа. Использованы типовые ПЭП. Для реализации заявленного способа в практике УЗ контроля ж. д. рельсов без особых затруднений могут быть изготовлены более удобные и красивые приспособления.a guide with a diameter of 35 mm, a handle of arbitrary length and shape, fastener parts. Used typical probes. To implement the claimed method in practice, ultrasonic testing D. rails without much difficulty can be made more convenient and beautiful devices.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007145729/11A RU2370391C2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Ultrasonic method for detection of cracks in walls of bolt openings of railway rails that are non-testable from rolling surface |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007145729/11A RU2370391C2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Ultrasonic method for detection of cracks in walls of bolt openings of railway rails that are non-testable from rolling surface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007145729A RU2007145729A (en) | 2009-06-20 |
RU2370391C2 true RU2370391C2 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41025372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007145729/11A RU2370391C2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Ultrasonic method for detection of cracks in walls of bolt openings of railway rails that are non-testable from rolling surface |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2370391C2 (en) |
-
2007
- 2007-12-10 RU RU2007145729/11A patent/RU2370391C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Балазовский М.Я. Ультразвуковая дефектоскопия. - Москва-Свердловск: Машгиз, 1959, с.125-126, фиг.69а и 69б. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007145729A (en) | 2009-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4700574A (en) | Ultrasonic detection method of the internal defects of a railroad track rail located in the sides of the head of said rail and device to carry it out | |
RU2400743C2 (en) | Method and device for detecting defects in rail head | |
US6862936B2 (en) | Laser-air, hybrid, ultrasonic testing of railroad wheels | |
RU2677124C2 (en) | Mobile ultrasonic rail inspection system and method | |
CN104458919A (en) | Small K-value ultrasonic flaw detection dual-crystal probe and flaw detection method thereof | |
JP2011523070A (en) | Ultrasonic nondestructive inspection method and apparatus for performing the method | |
US20160139081A2 (en) | System and method for a nondestructive testing of metal fusion welds at thin-walled pipes | |
JP2002296244A (en) | Method and device for diagnosing concrete structure | |
RU2370391C2 (en) | Ultrasonic method for detection of cracks in walls of bolt openings of railway rails that are non-testable from rolling surface | |
JP2012215520A (en) | Ultrasonic measuring method and device for surface crack depth | |
RU2184374C1 (en) | Ultrasonic method for controlling rail head | |
JP2009058238A (en) | Method and device for defect inspection | |
JP2001305111A (en) | Ultrasonic rail flaw detector | |
RU2184960C1 (en) | Process of ultrasonic inspection of rail head | |
JP2011529170A (en) | Improved ultrasonic non-destructive inspection using coupling check | |
KR100927249B1 (en) | Measuring the penetration width of laser welding part using ultrasonic wave | |
JP2005083907A (en) | Defect inspection method | |
RU2662464C1 (en) | Method for ultrasonic inspection | |
CN104487838A (en) | Method for characterising an object comprising, at least locally, a plane of symmetry | |
Cerniglia et al. | Application of laser induced ultrasound for rail inspection | |
CN106323207A (en) | Composite billet weld fusion depth detecting device and method | |
JP3729686B2 (en) | Defect detection method for piping | |
RU2052808C1 (en) | Ultrasonic method for detection of cracks in article hole walls | |
JP4761147B2 (en) | Ultrasonic flaw detection method and apparatus | |
RU126141U1 (en) | DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HEAD AND NECK OF RAILS |