RU2813672C1 - Device for ultrasonic inspection of local sections of rails - Google Patents

Device for ultrasonic inspection of local sections of rails Download PDF

Info

Publication number
RU2813672C1
RU2813672C1 RU2023128179A RU2023128179A RU2813672C1 RU 2813672 C1 RU2813672 C1 RU 2813672C1 RU 2023128179 A RU2023128179 A RU 2023128179A RU 2023128179 A RU2023128179 A RU 2023128179A RU 2813672 C1 RU2813672 C1 RU 2813672C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rail
ultrasonic
frame
rails
cis
Prior art date
Application number
RU2023128179A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Аркадиевич Марков
Георгий Александрович Иванов
Екатерина Алексеевна Максимова
Original Assignee
Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА" filed Critical Акционерное общество "РАДИОАВИОНИКА"
Application granted granted Critical
Publication of RU2813672C1 publication Critical patent/RU2813672C1/en

Links

Abstract

FIELD: measurement and control; rail vehicles.
SUBSTANCE: use for ultrasonic inspection of local sections of rails. Essence of the invention consists in the fact that device for ultrasonic inspection of local sections of rails comprises a frame enclosing an ultrasonic wheel search system with an elastic shell, filled with an immersion liquid and equipped with a set of electroacoustic transducers, angles of entry, the number of which is selected based on the required resolution and completeness of sounding of the controlled section, a support roller and a displacement sensor placed on opposite ends of the frame, wherein design of device is made with possibility of scanning various surfaces of rail, frame is equipped with retractable and folding support elements and is equipped with a constant handle, which enables to move the wheel search system along the selected rail surface.
EFFECT: improving reliability of ultrasonic inspection of local sections of rails with simultaneous increase of inspection efficiency and reduction of device weight.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к акустическому виду неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковом контроле локальных участков рельсов по показаниям скоростных и съемных средств дефектоскопии.The invention relates to an acoustic type of non-destructive testing and can be used in ultrasonic testing of local sections of rails according to indications of high-speed and removable flaw detection equipment.

Несмотря на развитее автоматизированного контроля рельсов с помощью вагонов-дефектоскопов, диагностических комплексов и автомобилей на комбинированном ходу (дефектоскопических средств - ДС) с большой производительностью, на железных дорогах все еще востребованы ультразвуковые (УЗ) приборы локального контроля. Обнаруженные в процессе сплошного скоростного сканирования дефектные сечения рельсов требуют уточнения с помощью переносных УЗ дефектоскопов для выявления степени опасности дефекта и принятия соответствующих мер [1]. По действующей технологии для этого используют одноканальные УЗ дефектоскопы с подключенным к нему ручным электроакустическим преобразователем (ЭАП). Путем перемещения ЭАП по поверхностям рельса, дефектное сечение сканируют с разных сторон, определяют наличие дефекта, уточняют его параметры и координаты по сечению рельса. При этом требуется последовательное сканирование сечения ручными ЭАП с разными углами ввода УЗ колебаний [1].Despite the development of automated inspection of rails using flaw detector cars, diagnostic complexes and combined vehicles (flaw detection means - DS) with high productivity, ultrasonic (US) local inspection devices are still in demand on railways. Defective rail sections discovered during continuous high-speed scanning require clarification using portable ultrasonic flaw detectors to identify the degree of danger of the defect and take appropriate measures [1]. According to the current technology, single-channel ultrasonic flaw detectors with a hand-held electroacoustic transducer (EAT) connected to it are used for this purpose. By moving the EAP along the surfaces of the rail, the defective section is scanned from different sides, the presence of a defect is determined, its parameters and coordinates along the rail cross-section are specified. In this case, sequential scanning of the cross-section with hand-held EAPs with different angles of input of ultrasonic vibrations is required [1].

Из-за шероховатой (необработанной) поверхности не все поверхности рельса (например, поверхности перьев подошвы) пригодны для сканирования ручным преобразователем. Процесс вторичного контроля может занимать значительное (до 30 мин) время, что не всегда возможно и допустимо. Например, на ж.д. линии Москва - Санкт-Петербург временной интервал между поездами иногда составляет всего 15 мин, а значит, возможное время на уточняющий контроль не должно превышать 5 мин.Due to the rough (untreated) surface, not all rail surfaces (for example, the surfaces of the soleplate) are suitable for scanning with a hand-held transducer. The secondary control process can take considerable time (up to 30 minutes), which is not always possible or acceptable. For example, on the railway on the Moscow - St. Petersburg line, the time interval between trains is sometimes only 15 minutes, which means that the possible time for clarification control should not exceed 5 minutes.

Для ускорения процесса УЗ контроля локальных участков рельсов предложены разные устройства. Например, известные устройства УЗ контроля рельсов [2 - 7] содержат скользящие (Sliding probe unit (SL) по поверхности катания и боковым поверхностям головки рельса группы (линейки) ЭАП, осуществляющей ввод и прием УЗ колебаний в контролируемое сечение под разными углами. Недостатком известных устройств является низкая достоверность контроля и ограниченная область применения, связанная с тем. что устройства предназначены только для поиска (уточнения) дефектов в головке рельсов. С помощью традиционных систем скольжения SL сложно обеспечить акустический контакт на неровных и поврежденных поверхностях, что характерно для зон (участков рельсов) образования внутренних дефектов рельсов.To speed up the process of ultrasonic testing of local sections of rails, various devices have been proposed. For example, known devices for ultrasonic testing of rails [2 - 7] contain a sliding probe unit (SL) along the rolling surface and lateral surfaces of the rail head of a group (ruler) of EAP, which inputs and receives ultrasonic vibrations into the controlled section at different angles. The disadvantage of the known devices is a low reliability of control and a limited scope of application due to the fact that the devices are intended only to search (clarify) defects in the rail head. Using traditional SL sliding systems, it is difficult to ensure acoustic contact on uneven and damaged surfaces, which is typical for zones (sections rails) formation of internal rail defects.

Недостатки систем скольжения частично компенсируются во втором типе системы ввода и приема УЗ колебаний, которая обозначается как «система колесного типа», «система качения», «роликовые поисковые блоки» (Roller search unit - RSU) или «колесные искательные системы» (КИС) [8]. В КИС излучатели-приемники УЗ колебаний позиционируются внутри колесообразного контейнера, наполненного контактной жидкостью и катящегося по рельсам, причем колесо имеет упругую оболочку, которая способна адаптироваться к неровностям на поверхности рельсов [9]. В колесных системах сопротивление трения заменяется сопротивлением качения, что обеспечивает долговечность конструкции и защиту основных элементов искательных узлов - УЗ преобразователей (преимущественно, ЭАП на основе пьезоэффекта). Причем, более стабильный контакт по сравнению с системой скольжения SL, удается обеспечивать с существенно (на 30%) меньшим расходом контактирующей жидкости, подаваемой к зоне контакта упругой оболочки с поверхностью рельса [10, 11].The disadvantages of sliding systems are partially compensated for in the second type of system for input and reception of ultrasonic vibrations, which is designated as a “wheel-type system”, “rolling system”, “Roller search units” (Roller search unit - RSU) or “wheeled search systems” (WIS). [8]. In CIS, emitters-receivers of ultrasonic vibrations are positioned inside a wheel-shaped container filled with contact fluid and rolling along rails, and the wheel has an elastic shell that can adapt to unevenness on the surface of the rails [9]. In wheeled systems, friction resistance is replaced by rolling resistance, which ensures the durability of the structure and protection of the main elements of the search units - ultrasonic transducers (mainly EAP based on the piezoelectric effect). Moreover, a more stable contact compared to the SL sliding system can be achieved with a significantly (30%) lower consumption of the contacting liquid supplied to the contact zone of the elastic shell with the rail surface [10, 11].

Известны устройства [12 - 14], реализуемые с помощью одного или двух КИС и обеспечивающие ввод и прием УЗ колебаний через поверхность катания контролируемого рельса. Известные устройства обладают ограниченной областью применения и недостаточной достоверностью контроля (не предусмотрен контроль перьев подошвы, контроль головки и шейки рельса с боковых поверхностей).There are known devices [12 - 14], implemented using one or two CIS and providing input and reception of ultrasonic vibrations through the tread surface of the controlled rail. Known devices have a limited scope and insufficient control reliability (there is no control of the sole feathers, control of the head and neck of the rail from the side surfaces).

Известны устройства УЗ контроля ж.д. рельсов по всему сечению с помощью КИС, размещаемых на нескольких поверхностях (поверхности катания и боковых поверхностях головки, шейки и подошвы) контролируемого рельса [15 - 16]. Однако они имеют громоздкую конструкцию, в основном предназначены для контроля рельсов в стационарных условиях при их производстве и сварке и не могут быть применены для оперативного контроля локальных участков рельсов, уложенных в путь.Ultrasonic monitoring devices for railways are known. rails over the entire cross section using CIS placed on several surfaces (rolling surface and side surfaces of the head, neck and sole) of the controlled rail [15 - 16]. However, they have a bulky design, are mainly intended for monitoring rails in stationary conditions during their production and welding and cannot be used for operational monitoring of local sections of rails laid on the track.

Известен УЗ устройство контроля локальных участков рельса [17], содержащий сонаправленные наклонные ЭАП в виде линеек пьезопластин в роликовых преобразователях с упругой оболочкой, устанавливаемые в окрестности предполагаемого дефекта на нижние грани и на поверхность катания головки рельса и реализующие теневой метод УЗ контроля. Недостатком известного устройства является ограниченная область применения, вызванная пригодностью устройства только для оценки дефектов головки рельсов. Причем использование нескольких КИС, жестко связанных между собой для реализации сонаправленности ЭАП, увеличивает габариты устройства.An ultrasonic device for monitoring local sections of a rail is known [17], containing co-directional inclined EAPs in the form of lines of piezoplates in roller transducers with an elastic shell, installed in the vicinity of the expected defect on the lower faces and on the rolling surface of the rail head and implementing the shadow method of ultrasonic testing. The disadvantage of the known device is the limited scope of application caused by the suitability of the device only for assessing rail head defects. Moreover, the use of several CIS, rigidly interconnected to implement the co-directionality of the EAP, increases the dimensions of the device.

Известно устройство ультразвукового контроля локальных участков рельсов [18], содержащее КИС с упругой оболочкой, содержащие набор ЭАП, углы ввода и количество которых выбирают, исходя из требуемой разрешающей способности и полноты озвучивания контролируемого сечения, синхронно перемещают КИС по сканируемым поверхностям рельса, периодически зондируют дефектное сечение принимают пришедшие через контролируемое сечение рельса УЗ сигналы (теневой метод контроля), и принимают решение о наличии дефекта в головке рельса. Недостатком известного устройства, является ограниченная область применения (только для поиска дефектов в головке рельса), сложность реализации, низкая достоверность и производительность контроля.A device for ultrasonic testing of local sections of rails is known [18], containing a CIS with an elastic shell, containing a set of EAPs, the input angles and number of which are selected based on the required resolution and completeness of sounding of the inspected section, the CIS is synchronously moved along the scanned rail surfaces, and the defective part is periodically probed. The section is received by ultrasonic signals arriving through the controlled section of the rail (shadow method of control), and a decision is made about the presence of a defect in the rail head. The disadvantage of the known device is its limited scope of application (only for searching for defects in the rail head), complexity of implementation, low reliability and testing performance.

Известно ручное ультразвуковое дефектоскопическое устройство [19] для контроля локальных участков рельсов, состоящее из рамы с двумя опорными колесами, КИС с набором ЭАП, расположенной на раме между опорными колесами, из двух боковых плит, охватывающих раму, на платформе между плитами размещена емкость для контактирующей жидкости, а верхние концевые части боковых пластин снабжены поручнями (ручками) для толкания однониточного устройства по рельсовой нитке. Недостатком известного устройства [19], принятого за прототип, является ограниченная область применения и низкая достоверность контроля, вызванные возможностью ввода УЗ колебаний при контроле локальных участков рельсов только с поверхности катания контролируемого рельса.A hand-held ultrasonic flaw detection device [19] is known for monitoring local sections of rails, consisting of a frame with two support wheels, a CIS with a set of EAP located on the frame between the support wheels, two side plates covering the frame, on the platform between the plates there is a container for contacting liquid, and the upper end parts of the side plates are equipped with handrails (handles) for pushing the single-thread device along the rail thread. The disadvantage of the known device [19], adopted as a prototype, is the limited scope and low reliability of control, caused by the possibility of introducing ultrasonic vibrations when testing local sections of rails only from the rolling surface of the controlled rail.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства УЗ контроля локальных участков рельсов с возможностью выявления дефектов по всему сечению с одновременным повышением достоверности и производительности контроля.The problem to be solved by the claimed invention is the creation of a device for ultrasonic testing of local sections of rails with the ability to detect defects throughout the entire section while simultaneously increasing the reliability and performance of testing.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в устройстве УЗ контроля локальных участков рельсов, содержащем раму, охватывающую колесную искательную систему с упругой оболочкой, наполненную иммерсионной жидкостью и содержащую набор электроакустических преобразователей, углы ввода и количество которых выбирают исходя из требуемой разрешающей способности и полноты озвучивания контролируемого сечения, размещенные на противоположных концах рамы опорный ролик и датчик перемещения, контактные поверхности которых находятся на одном уровне с контактной поверхностью КИС, причем конструкция колеса выполнена с возможностью сканирования различных поверхностей контролируемого рельса, рама оснащена выдвижными и откидными опорными элементами и постоянной ручкой, позволяющими перемещать КИС на требуемым поверхностям рельса. Дополнительно на раме КИС размещен датчик фиксации маркера, установленного на поверхности рельса, электрические выводы датчика фиксации маркера, датчика перемещения и ЭАП подключены к электронному блоку УЗ дефектоскопа.The solution to the problem is ensured by the fact that in a device for ultrasonic testing of local sections of rails, containing a frame covering a wheel search system with an elastic shell, filled with immersion liquid and containing a set of electroacoustic transducers, the input angles and number of which are selected based on the required resolution and completeness of sounding of the monitored sections located at opposite ends of the frame, a support roller and a displacement sensor, the contact surfaces of which are on the same level with the contact surface of the CIS, and the wheel design is made with the ability to scan various surfaces of the controlled rail, the frame is equipped with retractable and folding support elements and a permanent handle that allows you to move CIS on the required rail surfaces. Additionally, a sensor for fixing a marker installed on the surface of the rail is located on the frame of the CIS; the electrical leads of the sensor for fixing the marker, the displacement sensor and the EAP are connected to the electronic unit of the ultrasonic flaw detector.

В частном случае рама КИС оснащена быстросъемной штангой с емкостью для контактирующей жидкости, на цилиндрической поверхности опорного ролика предусмотрены форсунки, а на торцевой части - штуцер для подключения шланга, соединяющего ролик с емкостью для жидкости.In a particular case, the CIS frame is equipped with a quick-release rod with a container for the contacting liquid, nozzles are provided on the cylindrical surface of the support roller, and on the end part there is a fitting for connecting a hose connecting the roller to the liquid container.

Авторам, кроме [17 -19], не удалось найти технические решения, направленные на ручной контроль локальных участков рельсов с помощью КИС. Видимо это связано тем, что типовые УЗ колеса для контроля рельсов имеют размер 6 или 8 дюймов (203 мм!) и, соответственно, значительную массу. Из-за своих размеров они не позволяют осуществлять сканирование с боковых поверхностей головки и поверхностей шейки и пера подошвы рельса. Большая масса КИС обуславливает использование более массивных сопутствующих элементов конструкции (рамы, опорного ролика и др.) сканера. В результате ручной сканер получается громоздким, с ограниченными возможностями и не пригодным для использования оперативного уточняющего контроля локальных участков рельсов.The authors, except for [17 -19], were unable to find technical solutions aimed at manual control of local sections of rails using CIS. Apparently this is due to the fact that typical ultrasonic wheels for rail inspection have a size of 6 or 8 inches (203 mm!) and, accordingly, a significant weight. Due to their size, they do not allow scanning from the side surfaces of the head and the surfaces of the neck and feather of the rail base. The large mass of the CIS determines the use of more massive accompanying structural elements (frame, support roller, etc.) of the scanner. As a result, a hand-held scanner turns out to be bulky, with limited capabilities and not suitable for the use of operational, clarifying inspection of local sections of rails.

В заявляемом устройстве предлагается использовать КИС уменьшенного размера и выполненного из облегченных материалов, что совместно с другими техническими решениями позволяет повышать достоверность и производительности контроля локальных участков рельсового пути.The claimed device proposes to use a CIS of reduced size and made of lightweight materials, which, together with other technical solutions, makes it possible to increase the reliability and performance of monitoring local sections of the rail track.

Существенными отличиями заявляемого устройства по сравнению с прототипом являются:Significant differences of the proposed device compared to the prototype are:

1. Конструкция колесной искательной системы выполнена с возможностью сканирования различных поверхностей контролируемого рельса. Выполнение данного требования позволяет с одной стороны, повысить производительность контроля (нет затрат времени на подключение разных сканеров для разных поверхностей), с другой - существенно облегчить массу, габариты и стоимость носимого комплекта оператора (дефектоскописта) вторичного контроля. В прототипе конструкция КИС позволяет осуществлять сканирование только с поверхности катания рельса.1. The design of the wheeled search system is made with the ability to scan various surfaces of the controlled rail. Fulfilling this requirement allows, on the one hand, to increase the inspection productivity (there is no time wasted on connecting different scanners for different surfaces), on the other hand, to significantly reduce the weight, dimensions and cost of the wearable set of the operator (flaw detector) of secondary inspection. In the prototype, the CIS design allows scanning only from the rolling surface of the rail.

2. Рама КИС оснащена выдвижными и откидными опорными элементами. Выполнение опорных элементов выдвижными или откидными позволяет с одной стороны осуществлять сканирование с какой-либо поверхности (например, с поверхности катания рельса) соблюдая заданную траекторию движения КИС, с другой не мешать УЗ сканированию при перестановке КИС на иные поверхности (например, на перо подошвы) рельса.2. The CIS frame is equipped with retractable and folding support elements. Making the support elements retractable or folding allows, on the one hand, scanning from any surface (for example, from the rolling surface of a rail) while observing the specified trajectory of the CIS, and on the other hand, does not interfere with ultrasonic scanning when moving the CIS to other surfaces (for example, to a sole feather) rail.

3. На раме КИС размещен датчик фиксации маркера, установленного на поверхности рельса. Авторам не известны устройства УЗ контроля локальных участков, фиксирующим наличие и координаты маркера на объекте контроля одновременно с эхо-сигналами от дефекта. В прототипе вопросы контроля рельса с иных, чем поверхность катания, поверхностей не рассматриваются.3. On the frame of the CIS there is a sensor for fixing the marker installed on the surface of the rail. The authors are not aware of ultrasonic testing devices for local areas that record the presence and coordinates of a marker on the test object simultaneously with echo signals from the defect. In the prototype, issues of rail control from surfaces other than the rolling surface are not considered.

4. Электрические выводы датчика фиксации маркера, датчика перемещения и ЭАП подключаются к электронному блоку УЗ дефектоскопа. Совместная обработка в блоке дефектоскопа сигналов от маркера, одометра (датчика перемещения) и эхо-сигналов от искомого дефекта позволяет корректно синхронизировать измерительные данные, полученные с разных поверхностей рельса и создает условие для формирования подробного образа внутреннего дефекта рельса.4. The electrical terminals of the marker fixation sensor, displacement sensor and EAP are connected to the electronic unit of the ultrasonic flaw detector. Joint processing in the flaw detector unit of signals from the marker, odometer (displacement sensor) and echo signals from the desired defect allows for correct synchronization of measurement data obtained from different surfaces of the rail and creates the condition for the formation of a detailed image of the internal defect of the rail.

5. Рама КИС оснащена быстросъемной штангой с емкостью для контактирующей жидкости. Наличие штанги расширяет область применения заявляемого устройства, а возможность его быстрого присоединения/отсоединения к раме КИС повышает достоверность получаемых результатов УЗ контроля. При сканировании относительно протяженного участка с помощью КИС со штангой и обнаружения локального участка с подозрением на внутренний дефект, имеется возможность оперативно переходить на тщательный контроль дефектного сечения с разных поверхностей рельса, а после оценки дефектного сечения - незамедлительно (быстро) переходить на сплошное сканирование.5. The CIS frame is equipped with a quick-release rod with a container for contacting liquid. The presence of a rod expands the scope of application of the proposed device, and the ability to quickly attach/detach it to the CMS frame increases the reliability of the obtained ultrasonic testing results. When scanning a relatively extended area using a CIS with a rod and detecting a local area with a suspected internal defect, it is possible to quickly switch to careful monitoring of the defective section from different surfaces of the rail, and after assessing the defective section, immediately (quickly) switch to continuous scanning.

6. На цилиндрической поверхности опорного ролика предусмотрены форсунки, а на торцевой части оси опорного ролика - штуцер для подключения шланга, соединяющего ролик с емкостью для жидкости. Данный отличительный признак является оригинальным техническим решением, позволяющим при ограниченных габаритах и массе устройства за счет выполнения нескольких функций одним из узлов устройства получить дополнительный результат: нанесение контактирующей жидкости по всей ширине сканируемой поверхности повышая надежность и достоверность контроля.6. There are nozzles on the cylindrical surface of the support roller, and on the end part of the support roller axis there is a fitting for connecting a hose connecting the roller to the liquid container. This distinctive feature is an original technical solution that allows, with limited dimensions and weight of the device, by performing several functions by one of the device components, to obtain an additional result: applying a contacting liquid over the entire width of the scanned surface, increasing the reliability and reliability of control.

Совокупность существенных признаков предлагаемого устройства позволяет получить технический результат: повышение достоверности контроля локальных участков рельсов с одновременным повышением производительности контроля и снижением массы сканера (носимого комплекта дефектоскописта).The combination of essential features of the proposed device allows us to obtain a technical result: increasing the reliability of inspection of local sections of rails while simultaneously increasing inspection performance and reducing the weight of the scanner (portable flaw detector set).

Заявляемое устройство иллюстрируется следующими графическими материалами:The claimed device is illustrated by the following graphic materials:

Фиг. 1. Конструкция сканера на основе КИС (вид сбоку), где:Fig. 1. Design of a scanner based on CIS (side view), where:

1 - колесо с упругой оболочкой (колесная искательная система);1 - wheel with an elastic shell (wheel search system);

2 - поверхность рельса;2 - rail surface;

3 - рама;3 - frame;

4 - ось КИС;4 - CIS axis;

5 - опорный ролик с форсунками и со штуцером для подачи контактирующей жидкости;5 - support roller with nozzles and a fitting for supplying contacting liquid;

6 - датчик перемещения;6 - displacement sensor;

7 -постоянная (дугообразная) ручка;7 - constant (arched) handle;

8 - быстросъемная штанга;8 - quick-release rod;

9 - выдвижной ограничитель поперечного перемещения;9 - retractable lateral movement limiter;

10 - фиксатор выдвижного ограничителя; 19 - датчик фиксации маркера.10 - retractable stopper; 19 - marker fixation sensor.

Фиг. 2. Конструкция сканера на основе КИС (вид сверху), где:Fig. 2. Design of a scanner based on CIS (top view), where:

11 - моноблок с ЭАП (преимущественно пьезопластинами);11 - monoblock with EAP (mainly piezoelectric plates);

12 - ролик ограничения;12 - restriction roller;

13 - откидной упор (в нерабочем положении).13 - folding stop (in non-working position).

Фиг. 3. Положение КИС на поверхности катания рельса, где:Fig. 3. Position of the CIS on the rail rolling surface, where:

10 - фиксатор выдвижного ограничителя;10 - retractable stopper;

14 - головка рельса.14 - rail head.

Фиг. 4. Положение КИС на боковой поверхности головки рельса.Fig. 4. Position of the CIS on the side surface of the rail head.

Фиг. 5. Положение КИС на пере подошвы, где:Fig. 5. The position of the CIS on the forefoot, where:

15 - шейка рельса;15 - rail neck;

16 - перо подошвы.16 - sole feather.

Фиг.6. Устройство при контроле протяженного участка пути, где:Fig.6. A device for monitoring an extended section of track, where:

17 - фиксатор съемной штанги;17 - removable rod clamp;

18 - емкость для контактирующей жидкости.18 - container for contacting liquid.

Основой сканера является УЗ колесо (КИС) 1 (фиг.1), устанавливаемое на сканирую поверхность 2 рельса и охватываемое рамой 3. Ось 4 колеса закрепляется на выступе рамы 3. По концам рамы 3 размещены опорный ролик 5 и датчик перемещений (одометр) 6. Указанные узлы 1, 5 и 6 устройства выполнены с возможностью качения по сканируемой поверхности 2 контролируемого рельса, а их контактные поверхности находятся на одном уровне (на сканируемой поверхности рельса).The basis of the scanner is an ultrasonic wheel (USW) 1 (Fig. 1), mounted on the scanning surface 2 of the rail and covered by a frame 3. The axis 4 of the wheel is fixed to the protrusion of the frame 3. At the ends of the frame 3 there is a support roller 5 and a displacement sensor (odometer) 6 The specified units 1, 5 and 6 of the device are designed to roll along the scanned surface 2 of the controlled rail, and their contact surfaces are at the same level (on the scanned surface of the rail).

Возможность сканирования различных поверхностей контролируемого рельса (головки с 3 х поверхностей определяется основными геометрическими параметрами КИС: диаметром D и шириной К. С одной стороны, ширина КИС должна обеспечивать возможность размещения внутри достаточного количества ЭАП, позволяющих в процессе однократного сканирования охватить все контролируемое сечение. С другой стороны - необходимость сканирования боковых поверхностей головки и шейки рельса, верхних поверхностей перьев подошвы, ограничивает максимально возможные размеры колеса с упругой оболочкой. В общем случае целесообразно ориентироваться на величину ширины F головки рельса (К ≈ 0,8F).The ability to scan various surfaces of the controlled rail (heads from 3 surfaces is determined by the main geometric parameters of the CIS: diameter D and width K. On the one hand, the width of the CIS should provide the ability to place inside a sufficient number of EAPs, allowing the entire controlled section to be covered in the process of a single scan. C On the other hand, the need to scan the side surfaces of the rail head and neck, the upper surfaces of the sole stays, limits the maximum possible dimensions of a wheel with an elastic shell.In the general case, it is advisable to focus on the width F of the rail head (K ≈ 0.8F).

Диаметр D колеса должна выбирается исходя из следующих условий:Wheel diameter D should be selected based on the following conditions:

- при поиске дефектов в перьях подошвы габаритные размеры колеса не должны быть задевать нижнюю грань головки рельса;- when searching for defects in the sole feathers, the overall dimensions of the wheel should not touch the lower edge of the rail head;

- ЭАП, размещенные внутри колеса, обуславливают достаточно большое время пробега УЗ колебаний до контактной поверхности рельса. Поэтому ожидаемое время появления эхо-сигналов от внутренних дефектов смещается относительно зондирующего импульса на величину распространения УЗ колебаний в иммерсионной жидкости и в толще упругой (полиуретановой) оболочки КИС. Критичным здесь является озвучивание рельса по всей высоте Н прямым ЭАП с углом ввода УЗ колебаний 0° (фиг.1). С целью исключения неоднозначности выделения донного сигнала (от подошвы рельса), диаметр колеса D выбирается условия, полученного из геометрических соображений и учета времени пробега УЗ колебаний внутри колеса и в рельсе:- EAPs placed inside the wheel cause a fairly long travel time for ultrasonic vibrations to the contact surface of the rail. Therefore, the expected time of appearance of echo signals from internal defects is shifted relative to the probing pulse by the amount of propagation of ultrasonic vibrations in the immersion liquid and in the thickness of the elastic (polyurethane) shell of the CIS. Critical here is the sounding of the rail over the entire height H by a direct EAP with an input angle of ultrasonic vibrations of 0° (Fig. 1). In order to eliminate the ambiguity of isolating the bottom signal (from the base of the rail), the diameter of the wheel D is selected from the conditions obtained from geometric considerations and taking into account the travel time of ultrasonic vibrations inside the wheel and in the rail:

где - высота головки (head) и подошвы (bottom) рельса;Where - height of the head and bottom of the rail;

- высота рельса (180 мм для рельса типа Р65); - rail height (180 mm for rail type P65);

- скорость распространения УЗ колебаний в иммерсионной жидкости в колесе (около 1,5 мм/мкс, зависит от состава жидкости); - the speed of propagation of ultrasonic vibrations in the immersion liquid in the wheel (about 1.5 mm/μs, depending on the composition of the liquid);

- скорость продольной УЗ волны в металле рельса (5,9 мм/мкс). - speed of longitudinal ultrasonic wave in the metal of the rail (5.9 mm/μs).

Для экспериментальных исследований предлагаемого устройства по полученному выражению, для размеров рельса типа Р65, параметры КИС выбраны: диаметр D=110 мм, ширина K=60 мм (фиг.1 и 2). В общем случае реализация устройства может быть осуществлена и при использовании КИС с другими размерами, удовлетворяющими выражению (1).For experimental studies of the proposed device using the obtained expression, for the dimensions of the P65 type rail, the CIS parameters were selected: diameter D=110 mm, width K=60 mm (Figs. 1 and 2). In the general case, the device can be implemented using CIS with other dimensions that satisfy expression (1).

Несмотря на то, что в процессе УЗ контроля локального участка рельса управление устройством производится с помощью постоянной ручки 7 вручную, для сохранения прямолинейной траектории перемещения КИС вдоль рельса предусмотрены соответствующие вспомогательные ограничители (п.9 на фиг.1) и упоры 12 и 13. При вводе УЗ колебаний с поверхности катания рельса используется выдвижной ограничитель 9 поперечного перемещения с фиксатором 10 (фиг.1 - 3). При сканировании с боковых поверхностей головки 14 используется откидной упор 13 (фиг.4), при контроле перьев подошвы 16 рельса - ролик ограничения 12 (фиг.2 и 5). При сканировании с поверхности шейки 15 рельса можно обойтись без вспомогательных ограничителей.Despite the fact that in the process of ultrasonic testing of a local section of the rail, the device is controlled using a constant handle 7 manually, to maintain a straight trajectory of the CIS movement along the rail, corresponding auxiliary limiters (item 9 in Fig. 1) and stops 12 and 13 are provided. When introducing ultrasonic vibrations from the rolling surface of the rail, a retractable transverse movement limiter 9 with a lock 10 is used (Fig. 1 - 3). When scanning from the side surfaces of the head 14, a folding stop 13 is used (Fig. 4); when monitoring the feathers of the rail sole 16, a limit roller 12 is used (Figs. 2 and 5). When scanning from the surface of the 15th rail journal, you can do without auxiliary limiters.

Для сплошного сканирования рельса с поверхности катания на протяженном участке пути (20 - 100 м) предусмотрена возможность временного крепления быстросъемной штанги 8. Штанга 8 требуется также при контроле элементов стрелочных переводов и протяженных контроленепригодных, для традиционных систем скольжения, участков рельсового пути. При ручном контроле локального сечения рельса штанга отсоединяется от сканера.For continuous scanning of the rail from the rolling surface over a long section of track (20 - 100 m), the possibility of temporarily attaching a quick-release rod 8 is provided. Rod 8 is also required when inspecting elements of turnouts and extended sections of the rail track that are unsuitable for inspection for traditional sliding systems. When manually checking the local section of the rail, the rod is disconnected from the scanner.

Определенной проблемой при контроле протяженных участков сканером для локального контроля является подача контактирующей жидкости на сканируемые поверхности. Оригинальный опорный ролик 5 со штуцером и с отверстиями-форсунками, размещенными равномерно по диаметру, одновременно служит и для подачи контактирующей жидкости из емкости 18, прикрепленной на штангу 8 (фиг.6).A certain problem when monitoring extended areas with a scanner for local control is the supply of contacting liquid to the scanned surfaces. The original support roller 5 with a fitting and nozzle holes placed evenly along the diameter also serves to supply contacting liquid from a container 18 attached to the rod 8 (Fig. 6).

Внутри колеса 1 с упругой оболочкой, заполненной иммерсионной жидкостью, размещен моноблок 11 с набором пьезопластин (ЭАП) с разными углами ввода УЗ колебаний в контролируемый рельс через пятно контакта колесо/рельс (фиг.2). В качестве примера показан набор из 9 пьезопластин: 70° (3×2 ЭАП), 42° (3×2 ЭАП) и 0°. В общем случае, в зависимости от решаемых задач, количество пьезопластин может быть иным (одна или более) с необходимыми углами ввода УЗ колебаний в контролируемый объект.Inside the wheel 1 with an elastic shell filled with immersion liquid, there is a monoblock 11 with a set of piezoelectric plates (PEP) with different angles of input of ultrasonic vibrations into the controlled rail through the wheel/rail contact patch (Fig. 2). As an example, a set of 9 piezoelectric plates is shown: 70° (3×2 EAP), 42° (3×2 EAP) and 0°. In general, depending on the problems being solved, the number of piezoelectric plates may be different (one or more) with the required angles of input of ultrasonic vibrations into the controlled object.

При контроле головки или пера подошвы в работе участвуют по три пьезопластины с углом 70° наезжающие и (или) отъезжающие (70 Н или 70 От).When monitoring the head or feather of the sole, three piezoplates with an angle of 70° are involved in the work, moving and (or) moving away (70 N or 70 From).

Использование пьезопластин 70° практически по всей ширине головки (фиг.3) и, при необходимости, дополнительное сканирование с боковых поверхностей головки (фиг.4), позволяет зафиксировать практически все возможные дефекты в головке рельса.The use of 70° piezoplates across almost the entire width of the head (Fig. 3) and, if necessary, additional scanning from the side surfaces of the head (Fig. 4), allows us to detect almost all possible defects in the rail head.

При контроле с поверхности катания рельса зоны шейки и подошвы (в проекции шейки) подключаются также три пьезопластины с углами 0°, 42°Н и 42°От.When monitoring the neck and sole zones of the rail from the rolling surface (in the projection of the neck), three piezoelectric plates with angles of 0°, 42°H and 42°F are also connected.

Использование пластин с углом 70° (или 42°) для сканирования в межшпальных пространствах перьев подошвы (фиг.5) позволит обнаруживать поперечные трещины в подошве, в том числе и под промежуточными рельсовыми скреплениями. В настоящее время эта технология является новой и направлена на решение одной из главных проблем железных дорог по изломам из-за дефектов в подошве (до 34% изломов в год [20]).The use of plates with an angle of 70° (or 42°) for scanning in the intersleeper spaces of the sole feathers (Fig. 5) will make it possible to detect transverse cracks in the sole, including under intermediate rail fastenings. Currently, this technology is new and is aimed at solving one of the main problems of railways regarding fractures due to defects in the sole (up to 34% of fractures per year [20]).

Работа устройства очевидна из приведенных положений КИС на фиг.3-5. Как правило, начальную координату возможного дефекта в рельсе получают после сплошного контроля рельсового пути с помощью скоростного ДС. При этом указывается и предполагаемая зона залегания дефекта (в головке, в шейке или в подошве) рельса. Оператор вторичного (уточняющего) контроля выходит на эту координату пути переносным УЗ дефектоскопом (на фиг. не показан) оснащенным заявляемым устройством (колесным сканером). Предпочтительно использование многоканального УЗ дефектоскопа.The operation of the device is obvious from the provisions of the CIS in Figs. 3-5. As a rule, the initial coordinate of a possible defect in the rail is obtained after continuous monitoring of the rail track using a high-speed DS. At the same time, the estimated zone of occurrence of the defect (in the head, neck or foot) of the rail is also indicated. The operator of the secondary (clarification) control goes to this path coordinate with a portable ultrasonic flaw detector (not shown in the figure) equipped with the inventive device (wheel scanner). It is preferable to use a multichannel ultrasonic flaw detector.

При использовании одноканального УЗ дефектоскопа, переключения соответствующих ЭАП, в зависимости от сканируемых зон дефектного сечения, выполняется программно-аппаратным способом (мультиплексором) внешнего дефектоскопа. Малая скорость перемещения при ручном сканировании (не более 200 мм/с) и незначительное время распространения УЗ колебаний до искомого дефекта и обратно (порядка 300 мкс), даже с учетом дополнительного времени распространения УЗ в иммерсионной жидкости КИС, позволяет выполнять такие переключения без ущерба дискретности озвучивания по длине рельса и незаметно для оператора.When using a single-channel ultrasonic flaw detector, switching of the corresponding EAP, depending on the scanned areas of the defective section, is performed using a hardware-software method (multiplexer) of the external flaw detector. The low speed of movement during manual scanning (no more than 200 mm/s) and the short time of propagation of ultrasonic vibrations to the desired defect and back (about 300 μs), even taking into account the additional time of propagation of ultrasonic waves in the immersion liquid of the CIS, allows such switchings to be performed without compromising discreteness sounding along the length of the rail and unnoticed by the operator.

При указании ДС на возможное наличие дефекта в головке 14 рельса, в окрестности предполагаемого дефекта на поверхность катания рельса устанавливают КИС 1 со встроенными ЭАП 11, осуществляющими ввод УЗ колебаний в рельс под типовым углом ввода 70° (фиг.3). При этом размеры КИС позволяют разместить по три - четыре пары типовых пьезопластин по ширине КИС, ориентированные по длине рельсов в противоположных направлениях (фиг.2), позволяющим практически охватить большую часть сечения головки рельса.When the DS indicates the possible presence of a defect in the rail head 14, in the vicinity of the supposed defect, a CIS 1 with built-in EAP 11 is installed on the rolling surface of the rail, introducing ultrasonic vibrations into the rail at a typical input angle of 70° (Fig. 3). In this case, the dimensions of the CIS make it possible to place three to four pairs of standard piezoelectric plates along the width of the CIS, oriented along the length of the rails in opposite directions (Fig. 2), making it possible to practically cover most of the section of the rail head.

По мере качения КИС 1 по поверхности катания, дефектное сечение головки рельса озвучивается с одной и другой стороны (по длине рельса), и при наличии дефекта, как минимум один или более вышеназванных ЭАП фиксируют эхо-сигналы от него. Выдвижной ограничитель 9 поперечного перемещения, который при сканировании с других поверхностей рельса переводится в нерабочее положение с помощью фиксатора 10 (фиг.1 - 3), обеспечивает сохранения линейной траектории перемещения КИС по поверхности 2 катания рельса.As the CIS 1 rolls along the rolling surface, the defective section of the rail head is sounded on one side and the other (along the length of the rail), and if there is a defect, at least one or more of the above-mentioned EAPs record echo signals from it. The retractable lateral movement limiter 9, which, when scanning from other surfaces of the rail, is moved to the non-working position using the latch 10 (Fig. 1 - 3), ensures that the linear trajectory of the CIS movement along the rolling surface 2 of the rail is maintained.

При наблюдении сигналов незначительной амплитуды от искомого дефекта, для дополнительного уточнения параметров дефекта, КИС устанавливают на одну из боковых поверхностей головки рельса (фиг.4). Откидной упор 13 устанавливают на поверхность катания 2 рельса и повторяют сканирование (прокатывают КИС) вдоль рельса в окрестности дефектного сечения. Такое сканирование особенно желательно, если поверхность катания рельса повреждена микротрещинами, отслоениями и выкрашиваниями металла (дефекты первой группы по [21]), затрудняющими ввод УЗ колебаний с поверхности катания.When observing signals of insignificant amplitude from the desired defect, to further clarify the parameters of the defect, the CIS is installed on one of the side surfaces of the rail head (Fig. 4). The folding stop 13 is installed on the rolling surface 2 of the rail and scanning is repeated (the CIS is rolled) along the rail in the vicinity of the defective section. Such scanning is especially desirable if the rolling surface of the rail is damaged by microcracks, peeling and spalling of the metal (defects of the first group according to [21]), which make it difficult to introduce ultrasonic vibrations from the rolling surface.

В наиболее сложных ситуациях, вызванных нетипичной ориентацией трещины или значительным износом боковой поверхности головки рельса, аналогичное сканирование производят и с другой боковой поверхности катания рельса.In the most difficult situations caused by an atypical crack orientation or significant wear on the side surface of the rail head, a similar scan is performed on the other side surface of the rail.

Таким образом, при использовании заявляемого устройства, сечение головки рельса в окрестности предполагаемого дефекта озвучивается наиболее тщательным образом с трех поверхностей головки и с двух сторон (относительно продольной оси рельса) дефектного сечения. При наличии дефекта будут зафиксированы все возможные эхо-сигналы, совместный анализ которых позволяет однозначно и достоверно оценить обнаруженный дефект.Thus, when using the inventive device, the section of the rail head in the vicinity of the alleged defect is sounded in the most thorough manner from three surfaces of the head and from both sides (relative to the longitudinal axis of the rail) of the defective section. If there is a defect, all possible echo signals will be recorded, the joint analysis of which allows an unambiguous and reliable assessment of the detected defect.

При средней скорости перемещения (качения КИС) около 100 мм/с и протяженности окрестности дефектного сечения 500 мм, суммарное время сканирования по трем поверхностям не превышает 15 с. В результате применение заявляемого устройства позволяет повысить достоверность обнаружения и оценки параметров дефекта и производительность контроля.With an average speed of movement (rolling of the CIS) of about 100 mm/s and a length of the vicinity of the defective section of 500 mm, the total scanning time over three surfaces does not exceed 15 s. As a result, the use of the proposed device makes it possible to increase the reliability of detection and evaluation of defect parameters and inspection performance.

Дефекты в шейке и в центральной части подошвы (в проекции шейки) могут быть обнаружены с помощью ЭАП в колесе, осуществляющих ввод УЗ колебаний с поверхности катания под углом α=0° (нормальный ввод продольных УЗ колебаний) и разнонаправленными наклонными ЭАП, например, под углом α = ±42°. При необходимости уточнения параметров дефекта в шейке рельса, КИС может устанавливаться на шейку рельса. Аналогичным образом могут быть просканированы и перья подошвы (фиг.5), обычно недоступные для УЗ контроля известными устройствами. При озвучивании сечений перьев подошвы (rail foot area) в процессе сканирования с поверхности перьев могут использоваться ЭАП с углами ввода УЗ колебаний 70°, применяемые при контроле головки рельса.Defects in the neck and in the central part of the sole (in the projection of the neck) can be detected using EAP in the wheel, which introduces ultrasonic vibrations from the rolling surface at an angle α = 0° (normal input of longitudinal ultrasonic vibrations) and multidirectional inclined EAP, for example, under angle α = ±42°. If it is necessary to clarify the parameters of a defect in the rail web, the CIS can be installed on the rail web. The sole feathers (Fig. 5), which are usually inaccessible to ultrasonic testing with known devices, can be scanned in a similar way. When sounding sections of the rail foot area during scanning from the surface of the rails, EAPs with ultrasonic vibration input angles of 70° can be used, used when inspecting the rail head.

Указанные углы вода УЗ колебаний и их сочетания приведены для демонстрации возможности устройства и его эффективности при обнаружении и оценке параметров дефектов практически по всему сечению рельса. В общем случае возможно использование и других ЭАП под иными углами ввода и разворота УЗ колебаний относительно направления сканирования (фиг.5).The indicated angles of ultrasonic vibrations and their combinations are given to demonstrate the capabilities of the device and its effectiveness in detecting and assessing the parameters of defects over almost the entire cross section of the rail. In the general case, it is possible to use other EAPs at other angles of input and rotation of ultrasonic vibrations relative to the scanning direction (Fig. 5).

Датчик 19 фиксации маркера, устанавливаемого оператором уточняющего контроля на указанную ДС координату пути, размещен на раме 3 устройства (фиг.1) и, в зависимости от типа используемого маркера (на фиг. не показан), может иметь соответствующую конструкцию и принцип действия. В качестве маркера могут использоваться любые известные конструкции, например, в виде предварительно намагниченного композиционного материала с высокими пластическими функциями [22, 23]. При этом в качестве датчика 11 фиксации маркера используется магниточувствительный датчик, например, датчик Холла [24], соединенный с электронным блоком дефектоскопа.The sensor 19 for fixing the marker, installed by the operator of the clarifying control at the specified DS coordinate of the path, is placed on the frame 3 of the device (Fig. 1) and, depending on the type of marker used (not shown in the Fig.), may have an appropriate design and principle of operation. Any known structures can be used as a marker, for example, in the form of a pre-magnetized composite material with high plastic functions [22, 23]. In this case, a magnetically sensitive sensor, for example, a Hall sensor [24], connected to the electronic unit of the flaw detector, is used as the marker fixation sensor 11.

Электрические выводы датчика фиксации маркера, датчика перемещения и ЭАП подключаются к электронному блоку УЗ дефектоскопа (на фиг. не показан). Предоставление устройством возможности совместной обработки в блоке дефектоскопа сигналов от маркера, одометра (датчика перемещения 6 на фиг.1) и эхо-сигналов от искомого дефекта позволяет корректно синхронизировать измерительные данные, полученные с разных поверхностей рельса и создает условие для формирования подробного образа внутреннего дефекта в рельсе, и в целом, повышения достоверности контроля.The electrical terminals of the marker fixation sensor, displacement sensor and EAP are connected to the electronic unit of the ultrasonic flaw detector (not shown in the figure). Providing the device with the possibility of joint processing in the flaw detector unit of signals from the marker, odometer (displacement sensor 6 in Fig. 1) and echo signals from the desired defect allows correct synchronization of measurement data obtained from different surfaces of the rail and creates the condition for the formation of a detailed image of the internal defect in rail, and in general, increasing the reliability of control.

С целью расширения области применения устройства предусмотрена возможность прикрепления к раме 3 сканера штанги 8 с помощью фиксатора 17 (фиг.6). Такая конструкция позволяет оперативно контролировать не только отдельные дефектные сечения рельса, но и использовать заявляемое устройство для контроля более протяженных участков рельсового пути (фиг.6): участков с контроленепригодными (для систем скольжения) поверхностями катания рельсов; элементов стрелочных переводов и др. обычно не превышающими по протяженности 35 - 100 м пути. Быстросъемная конструкция штанги позволяет оперативно переходить от сплошного сканирования аномальных участков рельсового пути к контролю локального участка с разных поверхностей рельса вышеизложенным способом. Эта опция также способствует повышению общей производительности контроля рельсов.In order to expand the scope of application of the device, it is possible to attach a rod 8 to the frame 3 of the scanner using a clamp 17 (Fig. 6). This design allows you to quickly monitor not only individual defective sections of the rail, but also use the inventive device to monitor longer sections of the rail track (Fig. 6): sections with unsuitable (for sliding systems) rail rolling surfaces; elements of turnouts, etc., usually not exceeding the length of 35 - 100 m of track. The quick-detachable design of the rod allows you to quickly move from continuous scanning of anomalous sections of the rail track to monitoring a local section from different surfaces of the rail in the above manner. This option also improves overall rail inspection performance.

Экспериментальная проверка устройства выполнена с помощью многоканального УЗ дефектоскопа АГЗИКОН-20, с возможностью отображения сигналов контроля в виде развертки типа В, и КИС диаметром 110 мм производства АО «Радиоавионика» при контроле рельсов с моделями и реальными дефектами.Experimental testing of the device was carried out using a multi-channel ultrasonic flaw detector AGZIKON-20, with the ability to display control signals in the form of a type B sweep, and a CIS with a diameter of 110 mm produced by Radioavionics JSC when testing rails with models and real defects.

Специалисту в данной области техники понятно, что настоящее изобретение не ограничено приведенными примерными вариантами осуществления, описанными выше, и что в рамках настоящего изобретения возможны и другие числовые значения элементов устройства, и параметры реализаций, которые определены прилагаемой формулой.One skilled in the art will understand that the present invention is not limited to the exemplary embodiments described above, and that other numerical values of device elements and implementation parameters are possible within the scope of the present invention, as defined by the appended formulas.

Таким образом, предлагаемое устройство может быть реализовано, позволяет повысить надежность и достоверность обнаружения внутренних дефектов рельсов, увеличивает производительность контроля и имеет незначительную массу, что важно при ручном уточняющем контроле локальных участков рельсового пути по показаниям скоростных ДС.Thus, the proposed device can be implemented, improves the reliability and reliability of detection of internal rail defects, increases inspection performance and has a low mass, which is important for manual clarifying inspection of local sections of the rail track according to high-speed DS readings.

Источники информацииInformation sources

1. Положение о системе неразрушающего контроля рельсов и эксплуатации средств рельсовой дефектоскопии в путевом хозяйстве железных дорог ОАО «РЖД». №1471/р от 26.07 2017 (П.8 с. 76-90).1. Regulations on the system of non-destructive testing of rails and the operation of rail flaw detection equipment in the track facilities of the railways of JSC Russian Railways. No. 1471/r dated July 26, 2017 (P.8 p. 76-90).

2. JP 2007132758.2. JP 2007132758.

3. JP 2016045204.3. JP 2016045204.

4. JP 2015243094.4. JP 2015243094.

5. RU 2340495.5. RU 2340495.

6. RU 2466386.6. RU 2466386.

7. RU 216030.7. RU 216030.

8. Марков А.А., Кузнецова E.A. Дефектоскопия рельсов. Формирование и анализ сигналов. Книга 1. Основы. СПб.: КультИнформПресс, 2010. 290 с. (см. стр. 175-180).8. Markov A.A., Kuznetsova E.A. Flaw detection of rails. Formation and analysis of signals. Book 1. Basics. St. Petersburg: KultInformPress, 2010. 290 p. (see pp. 175-180).

9. US 6604421.9. US 6604421.

10. RU 89235.10. RU 89235.

11. RU 2 677124.11. RU 2 677124.

12. CN 218726915.12.CN 218726915.

13. CN 219016196.13.CN 219016196.

14. US 4174636.14. US 4174636.

15. RU 139458.15. RU 139458.

16. CN 110412137.16.CN 110412137.

17. RU 2783753.17. RU 2783753.

18. RU 2785302.18. RU 2785302.

19. CN 103 175894.19.CN 103 175894.

20. Ваганова O.H. Требования к рельсовым продуктам для удовлетворения текущих и перспективных потребностей ОАО «РЖД» // Путь и путевое хозяйство. 2023, №9. С.6-8.20. Vaganova O.H. Requirements for rail products to meet the current and future needs of JSC Russian Railways // Track and track management. 2023, no. 9. P.6-8.

21. Инструкция "Дефекты рельсов. Классификация, каталог и параметры дефектных и остродефектных рельсов". ОАО "РЖД" №2499 р от 23.10.201421. Instructions "Defects in rails. Classification, catalog and parameters of defective and severely defective rails." JSC "Russian Railways" No. 2499 r dated 10/23/2014

22. RU 2570297.22. RU 2570297.

23. RU 2511787.23. RU 2511787.

24. RU 2696066.24. RU 2696066.

Claims (3)

1. Устройство для ультразвукового контроля локальных участков рельсов, содержащее раму, охватывающую ультразвуковую колесную искательную систему с упругой оболочкой, наполненную иммерсионной жидкостью и снабженную набором электроакустических преобразователей, углы ввода, количество которых выбирают исходя из требуемой разрешающей способности и полноты озвучивания контролируемого сечения; размещенные на противоположных концах рамы опорный ролик и датчик перемещения, отличающееся тем, что конструкция устройства выполнена с возможностью сканирования различных поверхностей рельса, рама оснащена выдвижными и откидными опорными элементами и снабжена постоянной ручкой, позволяющей перемещать колесную искательную систему по выбранной поверхности рельса.1. A device for ultrasonic testing of local sections of rails, containing a frame covering an ultrasonic wheeled search system with an elastic shell, filled with immersion liquid and equipped with a set of electroacoustic transducers, input angles, the number of which is selected based on the required resolution and completeness of sounding of the inspected section; a support roller and a displacement sensor located at opposite ends of the frame, characterized in that the design of the device is made with the ability to scan various surfaces of the rail, the frame is equipped with retractable and folding support elements and is equipped with a permanent handle that allows you to move the wheeled search system along the selected rail surface. 2. Устройство для ультразвукового контроля локальных участков рельсов по п. 1, отличающееся тем, что на раме колесной искательной системы размещен датчик фиксации маркера, установленного на поверхности рельса; электрические выводы датчика фиксации маркера, датчика перемещения и электроакустических преобразователей подключены к электронному блоку внешнего ультразвукового дефектоскопа.2. A device for ultrasonic testing of local sections of rails according to claim 1, characterized in that a sensor for fixing a marker mounted on the surface of the rail is placed on the frame of the wheeled search system; The electrical terminals of the marker fixation sensor, displacement sensor and electroacoustic transducers are connected to the electronic unit of the external ultrasonic flaw detector. 3. Устройство для ультразвукового контроля локальных участков рельсов по п. 1, отличающееся тем, что рама колесной искательной системы оснащена быстросъемной штангой с емкостью для контактирующей жидкости, на цилиндрической поверхности опорного ролика предусмотрены форсунки, а на торцевой части оси ролика - штуцер для подключения шланга, соединяющего ролик с емкостью для жидкости.3. A device for ultrasonic testing of local sections of rails according to claim 1, characterized in that the frame of the wheel search system is equipped with a quick-release rod with a container for contacting liquid, nozzles are provided on the cylindrical surface of the support roller, and a fitting for connecting a hose is provided on the end part of the roller axis connecting the roller to the liquid container.
RU2023128179A 2023-10-30 Device for ultrasonic inspection of local sections of rails RU2813672C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2813672C1 true RU2813672C1 (en) 2024-02-15

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2446971C2 (en) * 2010-07-07 2012-04-10 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" Method of track diagnostics
CN103175894A (en) * 2013-02-06 2013-06-26 合肥超科电子有限公司 Manual wheel type steel rail ultrasonic flaw detection car
RU139458U1 (en) * 2013-11-12 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" DIAGNOSTIC COMPLEX OF RAILWELDING ENTERPRISE
CN205809006U (en) * 2016-07-11 2016-12-14 赵胤波 A kind of skidding probe share supersonic detecting vehicle
CN110412137A (en) * 2019-09-09 2019-11-05 中铁宝桥集团有限公司 A kind of steel rail ultrasonic flaw detecting vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2446971C2 (en) * 2010-07-07 2012-04-10 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" Method of track diagnostics
CN103175894A (en) * 2013-02-06 2013-06-26 合肥超科电子有限公司 Manual wheel type steel rail ultrasonic flaw detection car
RU139458U1 (en) * 2013-11-12 2014-04-20 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" DIAGNOSTIC COMPLEX OF RAILWELDING ENTERPRISE
CN205809006U (en) * 2016-07-11 2016-12-14 赵胤波 A kind of skidding probe share supersonic detecting vehicle
CN110412137A (en) * 2019-09-09 2019-11-05 中铁宝桥集团有限公司 A kind of steel rail ultrasonic flaw detecting vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7882742B1 (en) Apparatus for detecting, identifying and recording the location of defects in a railway rail
US6715354B2 (en) Flaw detection system using acoustic doppler effect
US6424150B2 (en) Magnetostrictive sensor rail inspection system
US20040003662A1 (en) Laser-air, hybrid, ultrasonic testing of railroad tracks
US20030128030A1 (en) Method and device for detection and evaluation of surface damage to laid tracks and points components
CN105699488A (en) Method of and an apparatus for in situ ultrasonic rail inspection of a railroad rail
US20130276539A1 (en) Method for non-destructive condition assessment and structural monitoring of concrete railroad ties in track
US10191014B2 (en) System and method for nondestructive evaluation of a test object
WO2019066192A1 (en) Ultrasonic phased-array rail transducer for railway rail defect inspection
GB2383413A (en) Detecting rail defects using acoustic surface waves
RU2813672C1 (en) Device for ultrasonic inspection of local sections of rails
RU2645818C1 (en) Method for ultrasonic inspection of rail bases
RU2652511C1 (en) Method of micro cracks on the rail head rolling surface ultrasonic detection
RU2613574C1 (en) Method for ultrasound detection of microcracks on operating railhead fillet
RU2446971C2 (en) Method of track diagnostics
RU2818035C1 (en) Method for ultrasonic inspection of local sections of railway rails
Fadaeifard et al. Rail inspection technique employing advanced nondestructive testing and Structural Health Monitoring (SHM) approaches—A review
US5476011A (en) Method and apparatus for ultrasonically testing sheet materials using rotating test heads
RU2545493C1 (en) Method of ultrasound detection of micro fractures at rail head working coving
RU2783753C1 (en) Ultrasonic method for detecting defects in the rail head
Han et al. Development of novel rail non-destructive inspection technologies
RU2785302C1 (en) Ultrasonic method for assessing defects in the rail head and determining the profile of the tread surface
CN109342556A (en) A kind of turnout rail bottom edge chink is from conformal eddy current testing device and method
RU2231783C2 (en) Ultrasonic flaw detector
RU216030U1 (en) Ultrasonic module for measuring longitudinal cracks in the rail head