Использование магнитного метода контроля для оценки зазоров в болтовых стыках рельсового пути

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Периодическая оценка величин зазоров болтовых стыков рельсов позволяет прогнозировать надежность бесстыкового пути и предотвратить его температурные деформации. Цель исследований - поиск простого и надежного способа оценки стыковых зазоров, позволяющего определять искомые величины при высокоскоростном сканировании в автоматическом режиме в широком диапазоне температур. Приведен краткий обзор технических решений и методик оценки стыковых зазоров, основанных на разных физических принципах. В предлагаемом способе использован метод вытеснения магнитного потока (MFL) с размещением электромагнитов на осях колесных пар двухосной тележки. Такие системы намагничивания в настоящее время применяются на вагонах-дефектоскопах и обеспечивают стабильный магнитный поток в контролируемых рельсах. С помощью трехмерной магнитостатической модели отрезка рельса с болтовым стыком исследованы характеристики полей рассеяния при изменении величины стыкового зазора во всем практическом диапазоне. Отобраны характеристики, наиболее чувствительные к изменению зазора и по которым можно установить его величину. При малых значениях величин зазоров в качестве информативного параметра предложено использовать амплитуду сигнала магнитного датчика, а при больших зазорах - расстояние между экстремумами сигнала. Результаты компьютерного моделирования влияния величины стыкового зазора на параметры магнитного сигнала от него качественно совпадают с результатами натурных измерений, выполненных при скоростях контроля до 60 км/ч.

Об авторах

А. Г Антипов

Санкт-Петербургский государственный университет

Санкт-Петербург, Россия

А. А Марков

АО «Радиоавионика»

Email: anarmarkov@gmail.com
Санкт-Петербург, Россия

Е. А Максимова

АО «Радиоавионика»

Санкт-Петербург, Россия

Список литературы

  1. Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути: утв. Распоряжением ОАО "РЖД" от 14.11.2016 г. № 2288р.
  2. Стоянкович Г.М., Пупатенко В.В. Температурные деформации в зоне уравнительных пролетов бесстыкового пути // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 6. С. 34-37.
  3. Черепанов А.Н., Сергеев В.И., Масягутов Р.К., Огарко А.В. Акустический способ обнаружения неисправности рельсового пути / Патент RU 2511644. Опубл. 10.04.2014. Бюл. № 10.
  4. Snead E. de S. Rail stress detection system and method / Патент US 8934007B2. 2012.
  5. Архангельский С.В., Розенбаум Л.Б., Козин М.П., Шиханов А.А., Мавроди П.Б., Розенбаум Г.Л. Устройство видеоконтроля состояния поверхности рельсов и рельсовых скреплений / Патент RU 101851. Опубл. 27.01.2011. Бюл. № 3.
  6. Шилов М.Н, Третьяков А.А., Алексеев Д.В. Средства и технологии автоматизированной системы видеоконтроля объектов железнодорожной инфраструктуры // Путь и путевое хозяйство. 2021. № 9. С. 11-12.
  7. Goda W., Itoi K., Nagamine N., Tsubokawa Y. Rail Joint Gap Measurement Method using Train Frontal Images Captured by a Handy Video Camcorder // IEEJ Transactions on Industry Applications 2023. V. 143. Iss. 1. P. 46-55.
  8. Yilmazer M., Karakose M., Aydin I. Detection and Measurement of Railway Expansion Gap with Image Processing / 2021 International Conference on Data Analytics for Business and Industry. 2021. P. 515-519.
  9. Mizuno T., Mochizuki D., Kawasaki S., Watanabe S., Enoki S., Yamada H. Measurement of singular joint gap of the rails by means of rail joint gap sensor with detecting coil which is crossed to the exciting coil / IEEE International Magnetics Conference. 2002. P. FV2.
  10. Архангельский С.В., Козин М.П., Розенбаум Л.Б., Шиханов А.А. Устройство для величины стыковых зазоров и вертикальных ступенек железнодорожного пути / Патент RU 55716. Опубл. 27.08.2006. Бюл. № 24.
  11. Запускалов В.Г., Егиазарян А.В., Редькин В.И., Рябцев В.К., Туробов Б.В. Устройство для многопараметрового контроля объектов путей сообщения / Патент RU 2082640. Заявка: 96 96108055. 05.05.1996.
  12. Туборов Б.В., Дрындрожик Д.Э., Дегтярев О.Ю. Устройство для измерения тепловых зазоров в стыках рельсов железнодорожного пути / Патент RU 2192982. Опубл. 20.11.2002. Бюл. № 32.
  13. Инструкция по оценке состояния рельсовой колеи путеизмерительными средствами и мерам по обеспечению безопасности движения поездов: утв. Распоряжением ОАО "РЖД" от 28.02.2020 № 436р.
  14. Machado M., Ricci E.L.B. System and method for detecting a break in a railway track / Патент US 11130509B2. 2018.
  15. Антипов А.Г., Марков А.А. Выявляемость дефектов в рельсах магнитным методом // Дефектоскопия. 2019. № 4. С. 21-29.
  16. Антипов А.Г., Марков А.А. Сравнительный анализ методов активного и остаточного намагничивания в дефектоскопии рельсов // Дефектоскопия. 2016. № 3. С. 35-42.
  17. Park J.M., Beak Y.S., Choi J.H. Inductive sensor for the measurement of the rail joint gap // Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference. 2010. P. 733-734.
  18. Blair S. Method and System for Detecting a Material Discontinuity in a Magnetisable Article / Патент US 11249047B2. 2022.
  19. Антипов А.Г., Марков А.А. Оценка глубины выявления поперечных трещин магнитодинамическим методом в дефектоскопии рельсов // Дефектоскопия. 2014. № 8. С. 57-68.
  20. Зацепин H.H., Щербинин В.Е. К расчету магнитостатического поля поверхностных дефектов. Ч. 1. Топография полей моделей дефектов // Дефектоскопия. 1966. № 5. С. 50-59.
  21. Щербинин В.Е., Пашагин А.И. Влияние протяженности дефекта на величину его магнитного поля // Дефектоскопия. 1972. № 4. С. 74-82.
  22. Antipov A.G, Markov A.A. Using a Tail Field in High-Speed Magnetic Flux Leakage Testing // Journal of Nondestructive Evaluation. 2022. V. 41. Art. No. 2

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».