Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии неразрушающего контроля напряженного состояния рельсовых плетей бесстыкового пути на основе акусто-упругого эффекта с лазерными источниками ультразвука

Номер контракта: 14.576.21.0013

Руководитель: Суслов Олег Александрович

Должность: Заведующий лабораторией

Организация: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта"
Организация докладчика: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
бесстыковой путь, фактическая температура закрепления, нейтральная температура

Цель проекта:
Проект направлен на решение важной и продолжающей оставаться актуальной задачи неразрушающего оперативного контроля напряженного состояния рельсового пути. Для решения поставленной задачи предлагается использовать акусто-упругий эффект, позволяющий контролировать распределение напряжений не только в приповерхностном слое, но и по глубине в головке рельса. В отличие от известных методик диагностики напряжений в настоящем проекте предлагается использовать лазерные источники ультразвука, позволяющие получать узкие пучки коротких ультразвуковых импульсов с хорошо повторяемой гладкой временной формой. Это позволяет измерять скорость ультразвука в объекте контроля с прецизионной стабильностью на базе измерений в единицы сантиметров.

Основные планируемые результаты проекта:
• создание экспериментального макета установки для неразрушающего ультразвукового контроля механических напряжений в головке рельсов в лабораторных и цеховых условиях;
• протоколы проведенных лабораторных испытаний экспериментального макета на образцах рельсов;
• техническое задание на опытно-конструкторский образец системы неразрушающего ультразвукового контроля механических напряжений в головке рельсов.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
В результате лабораторных экспериментальных исследований макета прибора получена ранее неизвестная константа акусто-упругой связи между изменением напряжений в рельсовых плетях и изменением скорости прохождения ультразвука в металле 1 рельса. Полученная константа не зависит от типа рельсовой стали и технологии изготовления рельсов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты ПНИ могут быть применены для разработки новых средств неразрушающего контроля во всех областях науки и техники.
Наиболее значимой перспективой внедрения результатов ПНИ является разработка и применение в практике эксплуатации прибора для
непрерывного контроля температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути.
Применение лазерно-ультразвукового прибора для контроля напряжений в бесстыковых плетях позволит повысить безопасность движения поездов,
сократить издержки, связанные с ликвидацией последствий нарушения температурного режима бесстыковых плетей в процессе их эксплуатации.
Планируемый объем сокращения издержек – 4 млн. руб. в год.

Текущие результаты проекта:
За счет средств субсидии:
- На основе выполненного анализа и патентных исследований обоснован лазерный метод получения ультразвуковых волн в металле рельса, как наиболее перспективного.
- Разработан комплект эскизной конструкторской документации на макет прибора, реализующий лазерный метод получения ультразвуковых волн и программное обеспечение к нему.
- В лабораторных условиях подтверждена работоспособность макета прибора и применимость лазерного метода получения ультразвуковых волн.
- Изготовлен макет прибора, позволяющий выполнять измерения одним оператором. По результатам лабораторных испытаний получена точность измерения напряжений в рельсовых образцах на уровне 3-5 Мпа. Минимальная разрешающая способность макета прибора – 7 Мпа.
- На основании разработанной программы и методик выполнены лабораторные экспериментальные исследования макета прибора для ультразвукового контроля напряженного состояния рельсовых плетей с использованием изготовленных образцов рельсов.
-По результатам испытаний скорректированы конструкторская документация и программное обеспечение макета прибора.
- На основании разработанной программы и методик натурных испытаний макета прибора будут проведены натурные испытания макета прибора в условиях действующей железнодорожной линии.
За счет внебюджетных средств:
По откорректированной конструкторской документации доработан макет прибора. Составлен акт доработки макета прибора.
На основе результатов лабораторных экспериментальных исследований макета проверена и подтверждена возможность измерения напряженного состояния рельсовых плетей неразрушающим методом в лабораторных условиях. Разрешающая способность макета прибора составляет 7 МПа при минимальном пороге чувствительности прибора 10 МПа.
В результате лабораторных экспериментальных исследований макета прибора получена ранее неизвестная константа акусто-упругой связи между изменением напряжений в рельсовых плетях и изменением скорости прохождения ультразвука в металле 1 рельса. Полученная константа не зависит от типа рельсовой стали и технологии изготовления рельсов.
Габаритные размеры и масса макета прибора позволяют выполнять измерения одним оператором.
Интерфейс программного обеспечения отвечает современным требованиям.