BADANIA NIENISZCZĄCE I ICH ODPOWIEDZIALNOŚĆA ... · Pszczyna, 02-04 luty, 2011r. Badanie UT szyn...

BADANIA NIENISZCZĄCE I ICHODPOWIEDZIALNOŚĆ A BEZPIECZEŃSTWO TRANSPORTU SZYNOWEGO

Badanie ultrad źwiękowe elementówkolejowych

Ireneusz Mikłaszewicz

Warszawa 15.04.2014r.

_______________________________________________________________________________________________________

Pszczyna, 02-04 luty, 2011r.

BADANIA NIENISZCZ ĄCE I ICH ODPOWIEDZIALNOŚĆ A BEZPIECZEŃSTWO TRANSPORTU SZYNOWEGO

1. Badania ultrad źwiękowe

2. Badania magnetyczno-proszkowe

3. Badania penetracyjne

4. Badania wiropr ądowe

5. Badania radiologiczne


Badanie UT osi zestawów kołowych

1. Specyfikacja BN-77/3518-02/04 Badania ultrad źwiękowe osi zestawów

kołowych w wagonach eksploatowanych,

2. Specyfikacja BN-75/3518-02/01 Badania ultrad źwiękowe osi zestawów

kołowych elektrycznych zespołów trakcyjnych,

3. PN EN 13261:2011 (E) Kolejnictwo – Zestawy kołowe i wózki – Osie –

Wymagania dotycz ące wyrobu,

4. ISO 5948:1994 Materiał taboru kolejowego – ultrad źwiękowe badania

odbiorcze

5. Specyfikacja BN-75/3518- 02/00 Nieniszcz ące metody bada ń.

Wytyczne przeprowadzania bada ń ultrad źwiękowych cz ęści pojazdów

szynowych i elementów stalowej nawierzchni kolejowe j,


Warszawa 15.04.2014r .

_______________________________________________________________________________________________________


Badanie UT kół monoblokowych i obr ęczy kół

1. Specyfikacja BN-84/3518-02/15 Badania ultrad źwiękowe wie ńców

bezobr ęczowych kół wagonów,

2. Specyfikacja BN-85/3518-02/06 Metoda badania ult radźwiękowe

obręczy wagonowych zestawów kołowych ,

3. PN EN 13262:2011 Kolejnictwo – Zestawy kołowe i w ózki – Koła –

Wymagania dotycz ące wyrobu,

4. ISO 5948:1994 Materiał taboru kolejowego – ultrad źwiękowe badania

odbiorcze.

5. Specyfikacja BN-75/3518- 02/00 Nieniszcz ące metody bada ń. Wytyczne

przeprowadzania bada ń ultrad źwiękowych cz ęści pojazdów

szynowych i elementów stalowej nawierzchni kolejowe j,



_______________________________________________________________________________________________________


Badanie UT szyn i zł ączy szynowych

- PN EN 13674-1:2011 Kolejnictwo – Tor – Szyna –Cz ęść 1: Szyny

kolejowe Vignole´a o masie 46 kg/m i wi ększej

- WTWiO nr Id-112:2013 Warunki techniczne wykonania i odbioru

zgrzein w szynach kolejowych nowych ł ączonych zgrzewarkami

stacjonarnymi. Wymagania i badania

- Id-17:2005 Instrukcja bada ń defektoskopowych szyn, spoin i zgrzein

w torach kolejowych – Warszawa 2005

- Specyfikacja BN-75/3518- 02/00 Nieniszcz ące metody bada ń.

Wytyczne przeprowadzania bada ń ultrad źwiękowych cz ęści pojazdów

szynowych i elementów stalowej nawierzchni kolejowe j.



BADANIA NIENISZCZ ĄCE I ICH ODPOWIEDZIALNOŚĆ A

BEZPIECZEŃSTWO TRANSPORTU SZYNOWEGO


_______________________________________________________________________________________________________




_______________________________________________________________________________________________________


Obci ąŜenia osi podczas eksploatacji -

powodują momenty sił zginające i skręcające:

1. Nacisk pojazdu na czopy – momenty sił zginaj ące oś

2. Siły bezwładno ści pojazdu przy hamowaniu i przyspieszaniu działaj ące na czopy – momenty siłzginaj ące i skr ęcające oś

3. Siły od środkowe na zakr ętach, rozjazdach i zwrotnicach – momenty sił zginaj ące oś (koło jezdne – podpia ście)

4. Momenty sił skr ęcające oś wywoływane przez aktywne elementy układów hamulcowych i nap ędowych


Warszawa 15.04.2014r

_______________________________________________________________________________________________________




Miejsce wyst ępowania p ęknięć

zmęczeniowych w osiach zestawów

kołowych

_______________________________________________________________________________________________________




_______________________________________________________________________________________________________




Metody badania osi zestawów kołowych

- Badania uproszczone - osie w zestawach są zamontowane pod

pojazdem, następuje odsłonięcie powierzchni czołowych czopa, skąd

przeprowadzane są badania. Badania te oznaczono symbolem -U.

- Badanie częściowo uproszczone - osie w zestawach są

wymontowane spod pojazdu – badanie przeprowadzane jest z

powierzchni czołowych czopa i części środkowej osi po zdjęciu farby.

Badania te oznaczono symbolem -CU.

- Badania szczegółowe - osie w zestawach są wymontowane spod

pojazdu, badanie przeprowadzane jest z powierzchni bocznych

czopów ,oraz z części środkowej osi po zdjęciu warstwy

zabezpieczającej. Badania te oznaczono symbolem -S.

_______________________________________________________________________________________________________




Metody badania osi ciąg dalszy.

- badanie osi nowej – przeprowadza się na osi jeszcze nie

eksploatowanej przed montaŜem kół. Badanie wykonuje się głowicą

normalną zgodnie z PN EN 13261:2011 (ISO 5948:1994). Wykonuje

się takŜe badanie przenikalności ultradźwiękowej materiału osi

zgodnie z PN EN 13261:2011 (ISO 5948:1994).

- badanie osi eksploatowanej i osi nowej po zmontowaniu zestawu -

przeprowadza się po wtłoczeniu kół na oś. Badaniu podlega

powierzchnia podpiaścia osi głowicą skośną 45°i 55°. Badania

ultradźwiękowe wykonywane są zgodnie z zaleceniem PN EN

13261:2011.



Aparatura badawcza

- defektoskop ultradźwiękowy, spełniający wymagania norm dotyczące

defektoskopów UT,

- głowice normalne na fale podłuŜne o częstotliwości 2MHz, głowice skośne o

kącie 45º i 55º na fale poprzeczne o częstotliwości 2MHz, (do powierzchni

cylindrycznych stosować moŜna nakładki profilowane na głowice)

- wzorzec nr 1 (W1), wzorzec E1,

- próbka odniesienia osi (wzorzec osi),

- wybrane nakładki kątowe z pleksiglasu na głowice normalne o kącie: 3º; 5º; 7º

10º; 12º lub innym kacie,

- celem usprawnienia badań stosować moŜna uchwyt prowadzący (tarczę),

słuŜącą do zamocowania głowic ultradźwiękowych



Zakres obserwacji

- (0 ÷ 2,5) m – przy okre ślaniu tłumienia fal ultrad źwiękowych przez materiał osi i

wykrywaniu wad wewn ętrznych podczas bada ń z powierzchni czołowej czopa osi

układem defektoskop – głowica normalna,

- (0 ÷ 2,0) m – przy wykrywaniu wad podczas bada ń osi z powierzchni czołowej czopa

układem defektoskop – głowica normalna z nakładkami,

- (0 ÷ 1,0) m – przy wykrywaniu wad podczas bada ń osi z powierzchni czołowej czopa

układem defektoskop – głowica normalna z nakładkami oraz badaniu głowic ą skośną

z powierzchni bocznej osi z drugiego odbicia,

- (0 ÷ 0,5) m – przy wykrywaniu wad głowic ą normaln ą z nakładkami k ątowymi z

powierzchni czołowej czopa i powierzchni bocznej os i, a tak Ŝe z powierzchni bocznej

osi głowic ą skośną na fale poprzeczne,

- (0 – 0,25) m – przy wykrywaniu wad podczas bada ń osi z powierzchni bocznej

czopa układem defektoskop - głowica sko śna i normalna.

_______________________________________________________________________________________________________




Sposób post ępowania przy badaniu osi zestawów kołowych

I. Badanie wad wewn ętrznych osi (głowica normalna)

- Kalibrujemy aparaturę na wzorcu Nr 1 (W1) lub E1 (głowica normalna) na

wybrany zakres obserwacji np. 250 mm ustawiając 1-sze echo na 0,4H,

przyjmując wzmocnienie dB jako czułość odniesienia

- - Zmieniamy zakres obserwacji na 2500 mm i na próbce porównawczej (wzorcu)

osi ustawiamy echo dna na 1H wysokości ekranu. Ustawione wzmocnienie jest

czułością badania

- Badamy osie eksploatowane lub nowe z powierzchni czołowej w minimum 4-ech

przyłoŜeniach głowicy, wykrywając wady na drodze przebiegu fal. Wysokość echa

dna nie powinna spadać poniŜej 0,8H.

- Wykryte wady wewnętrzne w osi badamy z powierzchni bocznej, zmieniając

zakres obserwacji na 250 mm i oceniając wielkość wad metodą porównawczą

DAC lub DGS.

_______________________________________________________________________________________________________




Próbka odniesienia do badania osi metod ąporównawcz ą DAC

_______________________________________________________________________________________________________




II. Badanie wad powierzchniowych osi (głowica z nakładką

kątową)

- Kalibrujemy aparaturę na wzorcu Nr 1 (W1) na wybrany zakres obserwacji

np. 250 mm ustawiając 1-sze echo na 0,4H, następnie nakładamy

nakładkę kątową i na otworze 50 mm ustawiamy czułość odniesienia,

natomiast na wzorcu E1 ustawiamy bezpośrednio czułość odniesienia

- Ustawiamy wybrany zakres obserwacji i na próbce porównawczej (wzorcu)

osi, na wadzie sztucznej ustawiamy echo na 0,4H wysokości ekranu i

dodając 6 dB. Ustawione wzmocnienie jest czułością badania osi

eksploatowanych

- Badamy osie eksploatowane z powierzchni czołowej

_______________________________________________________________________________________________________






Kryterium akceptacji badania osi

Przy badaniu wad powierzchniowych osi zestawów

kołowych eksploatowanych i nowych wszystkie

wskazania o wysoko ści echa powy Ŝej 0,1H wysoko ści

ekranu tj. wysoko ści szumów s ą niedopuszczalne i

nieakceptowalne.

Przy badaniu nieci ągłości wewn ętrznych osi wielko ść

wad nie mo Ŝe przekroczy ć ø 3,0 mm.

_______________________________________________________________________________________________________






�Zakres obserwacji:

� 1. Badanie kół i obręczy głowicą normalną

prowadzimy w zakresie obserwacji 50 - 200 mm w

zaleŜności od grubości badanego elementu

� 2. Badanie kół i obręczy głowicą skośną

prowadzimy w zakresie obserwacji 100 – 300 mm.

_______________________________________________________________________________________________________



Średnice wad dopuszczalnych wieńca koła

Opis reflektora Kategoria kół

Średnica wady Kategoria 1 Kategoria 2

standardowej płaskodennej

w mm 1 mm 2 mm 3 mm

Nie dopuszcza się osłabienie echa powrotnego na poziomie równym

4 dB lub większym


_______________________________________________________________________________________________________




Badanie ultrad źwiękowe wie ńca kół głowic ąnormaln ą (próbka odniesienia )

_______________________________________________________________________________________________________




Badanie ultrad źwiękowe wie ńca kółgłowic ą normaln ą (próbka odniesienia)

_______________________________________________________________________________________________________




÷

~

0

Ultrad źwiękowe badanie kół lub obr ęczy głowicami skośnymi (próbka odniesienia )

45


Warszawa, 15.04.2014r.

�Kryterium akceptacji badania kół

monoblokowych i obr ęczy eksploatowanych

głowicami sko śnymi

�Przy badaniu wad powierzchniowych kół

monoblokowych i obr ęczy zestawów kołowych

eksploatowanych głowicami sko śnymi, wszystkie

wskazania o wysoko ści echa powy Ŝej 0,1H wysoko ści

ekranu tj. wysoko ści szumów s ą niedopuszczalne i

nie akceptowalne

�Wady wewn ętrzne kół i obr ęczy – do 3,0 mm

_______________________________________________________________________________________________________



Warszawa, 15.04.2014r.

�Metoda okre ślenia wielko ści wad wewn ętrznych

DAC i DGS

- Polega na porównaniu wielkości reflektora (wady) badanego koła lub

obręczy ze znanymi trzema reflektorami wzorcowymi wykonanymi na próbce

odniesienia (wzorcu) koła lub obręczy z tego samego gatunku stali, obróbki

cieplnej i mechanicznej jak badane koło lub obręcz

- Pozwala ocenić dopuszczalną wielkość nieciągłości w materiale koła lub

obręczy zestawu kołowego. Wielkość ta jest ograniczona krzywą sporządzoną

na podstawie unormowanego wykresu DGS (odległość - wzmocnienie –

rozmiar), który oparty jest na zaleŜnościach wiąŜących parametry głowicy tzn.

pole bliskie z połoŜeniem nieciągłości oraz średnicę równowaŜną reflektora

(wady) ze średnicą skuteczną głowicy.

_______________________________________________________________________________________________________




�Jednootworowa metoda porównawcza

- Stosując jednootworową metodę porównawczą tj.

badanie wykonywane jest na jednym otworze próbki

odniesienia (wzorca), znajdującym się w największej

odległości od głowicy.

- Nastawiona czułość badania winna wynosić 50%

wysokości ekranu, wtedy kaŜdy sygnał wyŜszy od 50%

wysokości ekranu, niezaleŜnie od odległości nieciągłości

od głowicy, naleŜy uznać jako powód do odrzucenia

badanego elementu



�Wykres unormowany DGS

_______________________________________________________________________________________________________




_______________________________________________________________________________________________________



Dziękuj ę za uwagę

Kraków, 15-17.05. 2013r.



Kraków, 15-17.05. 2013r.


Kraków, 15-17.05. 2013r.Warszawa 15.04.2014r.


BADANIA NIENISZCZĄCE I ICH ODPOWIEDZIALNOŚĆA ... · Pszczyna, 02-04 luty, 2011r. Badanie UT szyn...

Documents

Transcript of BADANIA NIENISZCZĄCE I ICH ODPOWIEDZIALNOŚĆA ... · Pszczyna, 02-04 luty, 2011r. Badanie UT szyn...