Испытательный рельсовый участок для проверки работоспособности дефектоскопов

Полезная модель относится к области железнодорожной техники. Испытательный рельсовый участок включает по меньшей мере один, выполненный с обеспечением возможности установки на нем средства неразрушающего контроля на основе дефектоскопа, контрольный отрезок рельса (1). В контрольном отрезке рельса (1) выполнены искусственные дефекты, которые образованы отражателями с обеспечением возможности идентичности их отражающих свойств отражающим свойствам естественных дефектов. Отражатели выполнены в виде моделей естественных дефектов, включающих модели дефектов в сварных стыках, модели дефектов продольных трещин, модели дефектов поперечных трещин и модели дефектов взаимосвязанных (совмещенных, взаимовлияющих) продольных и поперечных трещин в рельсах (1). Испытательный участок может содержать дополнительные контрольные отрезки рельсов (1). Испытательный участок может быть выполнен в виде по меньшей мере одной путевой рельсовой нити. Для моделирования естественных дефектов в контрольных отрезках рельса (1) могут быть выполнены цилиндрические отверстия (2), (11), поперечные пропилы (5), (8), (9), продольные пропилы (6). Такое выполнение испытательного рельсового участка обеспечивает повышение его эксплуатационной эффективности за счет возможности более полной настройки дефектоскопов и проверки их работоспособности в условиях имитации естественных дефектов. 11 з.п. ф-лы. 6 ил.

Полезная модель относится к области железнодорожной техники и может использоваться для проверки работоспособности мобильных и съемных дефектоскопов.

Известны различные устройства и способы для настройки дефектоскопов (например, RU 2057333 C1, 1996; RU 2378645 C1, 2010; RU 42664 U1, 2004). Однако все они не обеспечивают полной настройки дефектоскопов, поскольку применяемые эталоны не позволяют проверить работоспособность дефектоскопов, в результате которой могли бы не только выявляться, но и точно идентифицироваться и оцениваться по степени опасности основные естественные дефекты в рельсах. Это связано с тем, что применяемые эталоны по своим отражающим свойствам не в полной мере соответствуют естественным дефектам.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является испытательный рельсовый участок для проверки работоспособности дефектоскопов (контрольный тупик), включающий по меньшей мере один, выполненный с обеспечением возможности установки на нем средства неразрушающего контроля на основе дефектоскопа, контрольный отрезок рельса, в котором выполнены искусственные дефекты (В.С. Лысюк, В.М. Бугаенко. Повреждения рельсов и их диагностика. М., «Академкнига», 2006, с. 551-560).

Преимущественная конструкция участка включает 15 отрезков рельсов типа Р65 с обработанной поверхностью катания. Реальные естественные дефекты в рельсах моделируются со схожими искусственными дефектами в виде плоскодонных отверстий и частично в виде плоских пропилов. При этом не моделируются дефекты в сварных электроконтактных стыках и взаимосвязанные (совмещенные, взаимовлияющие) дефекты в рельсах. Это не позволяет проверить в полной мере работоспособность дефектоскопов, поскольку используемые модели дефектов не идентичны естественным дефектам по отражающим свойствам и не охватывают все виды естественных дефектов в рельсах. Искусственные дефекты в известном устройстве не полностью соответствуют наиболее распространенным естественным дефектам.

Задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании испытательного рельсового участка, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной эффективности испытательного рельсового участка за счет повышения качества и степени полноты настройки и проверки работоспособности дефектоскопов.

Это достигается тем, что в испытательном рельсовом участке для проверки работоспособности дефектоскопов, включающем по меньшей мере один, выполненный с обеспечением установки на нем средства неразрушающего контроля на основе дефектоскопа, контрольный отрезок рельса, в котором выполнены искусственные дефекты, искусственные дефекты образованы отражателями с обеспечением возможности идентичности их отражающих свойств отражающим свойствам естественных дефектов, при этом отражатели выполнены в виде моделей естественных дефектов, включающих модели дефектов в сварных стыках, модели дефектов продольных трещин в рельсах, модели дефектов поперечных трещин в рельсах и модели дефектов взаимосвязанных продольных и поперечных трещин в рельсах. Испытательный рельсовый участок может содержать дополнительные контрольные отрезки рельсов. Контрольные отрезки рельсов могут быть выполнены в виде по меньшей мере одной путевой рельсовой нити. Модель дефектов в сварных стыках может быть выполнена в виде цилиндрического отверстия в зоне сварного стыка в головке рельса с центром на продольной оси симметрии рельса. Модель дефектов в сварных стыках может быть выполнена в виде имеющего форму сегмента поперечного пропила в сварном шве в подошве рельса с центром на продольной оси симметрии рельса. Модель дефектов продольных трещин может быть выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее рабочей боковой грани. Модель дефектов продольных трещин может быть выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее нерабочей боковой грани. Модель дефектов поперечных трещин может быть выполнена в виде поперечного пропила в форме сегмента в головке рельса с центром на продольной оси симметрии рельса. Модель дефектов поперечных трещин может быть выполнена в виде поперечного пропила по форме дуги окружности в головке рельса между поверхностью катания и рабочей боковой гранью головки рельса. Модель дефектов поперечных трещин может быть выполнена в виде поперечного пропила по форме дуги окружности в головке рельса между поверхностью катания и нерабочей боковой гранью головки рельса. Модель дефектов взаимосвязанных продольных и поперечных трещин может быть выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее рабочей боковой грани и продольного цилиндрического отверстия, параллельного продольному горизонтальному пропилу и размещенного под ним. Модель дефектов взаимосвязанных продольных и поперечных трещин может быть выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее нерабочей боковой грани и продольного цилиндрического отверстия, параллельного продольному горизонтальному пропилу и размещенного под ним.

Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков, при этом все признаки независимого пункта формулы полезной модели находятся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи. Сущность полезной модели как технического решения выражается в виде исчерпывающей совокупности существенных признаков, характеризующих устройство и находящихся в причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом.

Классификация дефектов рельсов определена действующей в Российской Федерации нормативно-технической документацией (Классификация дефектов рельсов. НТД/ЦП-1-93. Главное управление пути МПС РФ, М., 1993). К наиболее опасным и наиболее часто встречающимся дефектам относятся:

- поперечные трещины в головке из-за нарушения технологии сварки рельсов (обозначение 26.3),

- трещины в подошве из-за нарушения технологии сварки рельсов (обозначение 66.3),

- горизонтальное расслоение головки из-за наличия скоплений неметаллических включений (обозначения 30Г1, 30Г2),

- поперечные трещины в головке в виде светлых или темных пятен и изломы из-за них вследствие недостаточной контактно-усталостной прочности металла (обозначения 21.1, 21.2),

- поперечные трещины в головке и изломы из-за них вследствие буксования, юза, прохода колес с ползунами или выбоинами (обозначение 24).

Кроме того, к ним относятся дефекты взаимосвязанных продольных и поперечных трещин (обозначения 21, 30Г). Все эти естественные дефекты в виду их опасности должны моделироваться с обеспечением полного соответствия их отражающих свойств отражающим свойствам соответствующих искусственных дефектов.

На фиг. 1 показан поперечный разрез рельса с моделью дефекта в виде цилиндрического отверстия в зоне сварного стыка. На фиг. 2 показан поперечный разрез рельса с моделью дефекта в виде поперечного пропила в форме сегмента в сварном шве в подошве рельса. На фиг. 3 показан поперечный разрез рельса с моделью дефекта в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее боковой грани. На фиг. 4 показан поперечный разрез рельса с моделью дефекта в виде поперечного пропила в форме сегмента в головке рельса с центром на его продольной оси симметрии. На фиг. 5 показан поперечный разрез рельса с моделью дефекта в виде поперечного пропила по форме дуги окружности в головке рельса между поверхностью катания и боковой поверхностью головки рельса. На фиг. 6 показан поперечный разрез рельса с моделью дефекта в виде продольного горизонтального пропила и продольного цилиндрического отверстия в головке рельса.

Испытательный рельсовый участок включает по меньшей мере один контрольный отрезок рельса 1, выполненный с обеспечением возможности установки на нем средства неразрушающего контроля на основе дефектоскопа. Контрольный отрезок рельса 1 выполнен преимущественно из рельса Р65-К76 по ГОСТ Р 51685-2000 длиной 1,5 м. В нем выполнены искусственные дефекты, образованные отражателями с обеспечением возможности идентичности их отражающих свойств отражающим свойствам естественных дефектов. В каждом контрольном отрезке рельса 1 может быть выполнен, например, по меньшей мере один искусственный дефект. Отражатели выполнены в виде моделей естественных дефектов, включающих модели дефектов в сварных стыках, модели дефектов продольных трещин в рельсах, модели дефектов поперечных трещин в рельсах и модели дефектов совмещенных продольных и поперечных трещин в рельсах, т.е. охватывают наиболее опасные и наиболее часто встречающиеся естественные дефекты. Количество типов таких моделируемых дефектов может составлять преимущественно девять. Испытательный рельсовый участок может содержать дополнительные контрольные отрезки рельсов 1. Они могут быть выполнены преимущественно в виде путевых рельсовых нитей. Модели дефектов в сварных стыках могут быть выполнены в виде цилиндрического отверстия 2 в зоне сварного стыка в головке 3 рельса 1 (фиг. 1) и в виде выполненного в сварном шве в подошве 4 рельса 1 поперечного пропила 5 в форме сегмента (фиг. 2). Цилиндрическое отверстие 2 выполнено, например, диаметром 13 мм и на глубину 26 мм. Поперечный пропил выполнен, например, шириной 24 мм, высотой 12 мм и с раскрытием 2 мм. Модели дефектов продольных трещин могут быть выполнены в виде продольного горизонтального пропила 6 в головке 3 рельса 1 со стороны ее рабочей или нерабочей боковых граней 7 (фиг. 3). Продольный горизонтальный пропил 6 выполнен, например, шириной 43 мм и протяженностью 72 мм с раскрытием 3 мм на расстоянии 735 мм от торца рельса 1 на глубине 8 мм. Модели дефектов поперечных трещин могут быть выполнены в виде поперечного пропила 8 в форме сегмента в головке 3 рельса 1 с центром на продольной оси симметрии рельса 1 (фиг. 4). Поперечный пропил 8 выполнен, например, шириной 24 мм и глубиной 12 мм с раскрытием 2,5 мм. Модели дефектов поперечных трещин могут быть выполнены в виде поперечного пропила 9 по форме дуги окружности в головке 3 рельса 1 между поверхностью катания 10 и рабочей или нерабочей боковой гранью 7 головки 3 рельса 1 (фиг. 5). Поперечный пропил 9 выполнен, например, диаметром 28 мм на глубине 6,5 мм от поверхности катания 10 на расстоянии 32,5 мм от продольной оси симметрии рельса 1 под углом 48° с раскрытием 2 мм. Модели дефектов взаимосвязанных продольных и поперечных трещин могут быть выполнены в виде продольного горизонтального пропила 6 в головке 3 рельса 1 со стороны ее рабочей или нерабочей боковой грани 7 и продольного цилиндрического отверстия 11, параллельного продольному горизонтальному пропилу 6 и размещенного под ним (фиг. 6). При этом продольный горизонтальный пропил 6 выполнен, например, шириной 43 мм и протяженностью 72 мм с раскрытием 3 мм, на расстоянии 735 мм от торца рельс 1, а цилиндрическое отверстие 11 выполнено диаметром 6 мм и глубиной 43 мм на расстоянии 738 мм от торца рельса 1 и 20 мм от поверхности катания 10.

На контрольный отрезок рельса устанавливают мобильное или съемное средство неразрушающего контроля на основе дефектоскопа и осуществляют настройку и проверку работоспособности дефектоскопа. При этом настройка и проверка дефектоскопа проводится на моделях дефектов, идентичных основным естественным дефектам по своим отражающим характеристикам, т.е. имитирующих естественные дефекты. Это позволяет в полной мере обеспечить качественную настройку и объективность проверки работоспособности дефектоскопов для последующего выявления и идентификации естественных дефектов в рельсах 1. Выбор конкретных моделей дефектов осуществлен экспериментально на соответствие основным естественным дефектам.

Пример реализации. Испытательный рельсовый участок в виде контрольного тупика содержит пять путевых рельсовых нитей, в отрезках рельсов 1 которых выполнены девять моделей основных дефектов - в сварных стыках, продольных и поперечных трещин и взаимосвязанных продольных и поперечных трещин. Испытания, проведенные на участке дефектоскопии дистанции пути ЗАО «Фирма ТВЕМА», показали высокую эксплуатационную эффективность испытательного рельсового участка.

Испытательный рельсовый участок позволяет эффективно настраивать и проверять работоспособность дефектоскопов и отрабатывать навыки операторов по выявлению рельсовых дефектов широкой номенклатуры, включающей основные естественные дефекты в сварных стыках, продольных и поперечных трещин, а также взаимосвязанных продольных и поперечных трещин. Это в свою очередь позволяет снизить количество отказов рельсов 1 в эксплуатации и повысить надежность средств рельсовой дефектоскопии.

Испытательный рельсовый участок, выполненный в соответствии с полезной моделью, имеет более высокую эксплуатационную эффективность по сравнению с известными аналогичными.

1. Испытательный рельсовый участок для проверки работоспособности дефектоскопов, включающий по меньшей мере один выполненный с обеспечением возможности установки на нем средства неразрушающего контроля на основе дефектоскопа контрольный отрезок рельса, в котором выполнены искусственные дефекты, отличающийся тем, что искусственные дефекты образованы отражателями с обеспечением возможности идентичности их отражающих свойств отражающим свойствам естественных дефектов, при этом отражатели выполнены в виде моделей естественных дефектов, включающих модели дефектов в сварных стыках, модели дефектов продольных трещин в рельсах, модели дефектов поперечных трещин в рельсах и модели дефектов взаимосвязанных продольных и поперечных трещин в рельсах.

2. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что он содержит дополнительные контрольные отрезки рельсов.

3. Испытательный рельсовый участок по п.2, отличающийся тем, что контрольные отрезки рельсов выполнены в виде по меньшей мере одной путевой рельсовой нити.

4. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов в сварных стыках выполнена в виде цилиндрического отверстия в зоне сварного стыка в головке рельса с центром на продольной оси симметрии рельса.

5. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов в сварных стыках выполнена в виде имеющего форму сегмента поперечного пропила в сварном шве в подошве рельса с центром на продольной оси симметрии рельса.

6. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов продольных трещин выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее рабочей боковой грани.

7. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов продольных трещин выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее нерабочей боковой грани.

8. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов поперечных трещин выполнена в виде поперечного пропила в форме сегмента в головке рельса с центром на продольной оси симметрии рельса.

9. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов поперечных трещин выполнена в виде поперечного пропила по форме дуги окружности в головке рельса между поверхностью катания и рабочей боковой гранью головки рельса.

10. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов поперечных трещин выполнена в виде поперечного пропила по форме дуги окружности в головке рельса между поверхностью катания и нерабочей боковой гранью головки рельса.

11. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов взаимосвязанных продольных и поперечных трещин выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее рабочей боковой грани и продольного цилиндрического отверстия, параллельного продольному горизонтальному пропилу и размещенного под ним.

12. Испытательный рельсовый участок по п.1, отличающийся тем, что модель дефектов взаимосвязанных продольных и поперечных трещин выполнена в виде продольного горизонтального пропила в головке рельса со стороны ее нерабочей боковой грани и продольного цилиндрического отверстия, параллельного продольному горизонтальному пропилу и размещенного под ним.