×
  • Meranie zvyškových napätí v ráfikoch železničných kolies
  • Meranie zvyškových napätí v ráfikoch železničných kolies Slovcert
  • Slovcert Meranie zvyškových napätí v ráfikoch železničných kolies
  • Meranie zvyškových napätí v ráfikoch železničných kolies
  • Meranie zvyškových napätí v ráfikoch železničných kolies Slovcert
  • Slovcert Meranie zvyškových napätí v ráfikoch železničných kolies

Meranie zvyškových napätí v ráfikoch železničných kolies

DEBBIE Ultrasonic Stress Meter
prenosný prístroj, napájaný vstavanou batériou, s jednoduchým ovládaním, vyrobený pre rýchle nedeštruktívne meranie zvyškového napätia v leme / obruči monoblokov kovaných - valcovaných železničných kolies.

DEBBIE je určený pre výrobcov alebo opravárenské dielne.

Meranie je založené na princípe merania napätia okraja ráfika akustickou dvojlomovou sondou podľa :
ERRI B-169 Report 6
EN 13262 Annex D

  • Je dobre známe, že stav zvyškových pnutí v leme odliatkov (monoblokov) železničných súkolí je jedným z najdôležitejších faktorov vplývajúcich na životnosť súkolí. Zvyškové pnutia  sú často zodpovedné  za predčasný lom kôl.

     

    Je pravidlom, že obvodové zvyškové pnutia v leme/obruči nového kola sú tlakové a tieto zastavia šírenie trhlín na povrchu lemu než sa stanú kritickými. V EU podľa normy EN 13262 tlakové pnutia na obvode v nových súkoliach by mali byť v rozmedzí –80 až –150 MPa. Vplyv tepla počas brzdenia vplýva na vznik opačných ťahových pnutí a rozvoj týchto pnutí spôsobí rýchle šírenie trhliny, vedúce k zlomeniu kola.

     

    Silné brzdenie vlečným trením sa zvyčajne využíva pre pribrzdenie vlakov na trati, ale môže vzniknúť aj bez pričinenia rušňovodiča, napr. pokiaľ sa zasekne brzda na niektorom súkolí.

     

    Aby sme sa vyhli katastrofickému vykoľajeniu vplyvom vysokých ťahových pnutí, tieto musia byť odstránené pri údržbe. V Európe sú akceptačné kritériá pre ťahové pnutia rôznych typov kôl udávané  v medzinárodnom  predpise (ORE) Document UIC 510-2.

    Odhaliť tepelne poškodené kolá pomocou nedeštruktívnej techniky je preto nevyhnutné.  Pokusy so zmenou farby povrchu platne kola, analýza magnetického šumu podľa Barkhausena a magneto-akustický efekt boli prezentované, ale nakoniec sa ukázalo, že nie sú spoľahlivé a vhodné pre servisné organizácie.

     

    Uplatnenie a široké aplikácie použitia ultrazvukovej techniky pre meranie zvyškových pnutí v leme železničných kôl sú výsledkom úspešného výskumného programu zabezpečeného výborom  UIC ORE B-169 ::

     

    • UIC ORE B169 Štúdia 2,  Utrecht 1989, “Efekt pravidelného brzdenia na vznik polí zvyškových pnutí v leme kola”, popis potvrdenia platnosti vybraných metód pre meranie zvyškových pnutí v leme liatych kôl.

     

    • ERRI B169 Štúdia 6,  “Normalizácia súkolí. Monitorovanie liatych kôl pri opravách. Nedeštruktívne ultrazvukové určenie zvyškových pnutí v leme liatych kôl”.  European Rail Research Institute (ERI),  Utrecht 1995.

     

    Počas veľkého počtu testov bola ultrazvuková metóda overená porovnaním s dobre známou rtg difrakciou a deštrukčnými skúškami. Predpis DB 907.0801 v súčasnosti doporučuje ultrazvukové meranie obvodových pnutí v prípade servisných kontrol a opravách súkolí ako aj v prípade vykoľajenia vplyvom vysokej teploty.

    V USA šírenie ťahových obvodových pnutí v odliatkoch kôl  a ultrazvukové meranie hodnôt pnutí boli skúmané Národným inštitútom pre normalizáciu  a technológie. Tieto sú popísané v správach:

     

    • NISTIR 5038, Správa č. 28,Residual Stress in Induction Heated railroad Wheels Ultrasonic and Saw Cut Measurements”, National Institute of Standards and Technology, Boulder, Colorado, May 1995.

     

    • NISTIR 5043, Spáva č. 30,  “DynamometerInduced Residual Stress in Railroad Wheels: Ultrasonic and Saw Cut Measurements”, National Institute of Standards and Technology, Boulder, Colorado, March1996.

     

    PRINCÍPY ULTRAZVUKOVÉHO MERANIA ZVYŠKOVÝCH PNUTÍ S PRÍSTROJOM DEBBIE


    Ultrazvukové meranie zvyškových pnutí vyžaduje použitie poznatkov o šírení ultrazvukových vĺn a ich akusticko-elastického fenoménu. Tlakové pnutia umožňujú rýchlejšie šírenie ultrazvukových vĺn. Ťahové pnutia naopak znižujú rýchlosť šírenia ultrazvuku. Pravidlom je, že závislosť rýchlosti šírenia ultrazvuku a pnutia v materiále je lineárna. Veľmi dôležité pre ultrazvuk je, že okrem povrchových pnutí meria zvyškové napätia aj v objeme.


    Pre meranie obvodových zvyškových pnutí v leme/obrube železničného kola je využité šírenie priečnych vĺn v smere šírky lemu / obruče kola.  Viacmeničová meracia sonda, osadená 2 MHz piezoelektrickými meničmi, priložená na povrch lemu kola vysiela priečne polarizované vlny v radiálnom a tangenciálnom smere do obruče. Vlny prechádzajú cez materiál a odrazia sa od protiľahlej steny lemu/obruče späť do sondy. Vlny polarizované v tangenciálnom smere sú citlivé na obvodové pnutia, vlny polarizované v radiálnom smere nie. Zmena rýchlosti šírenia týchto dvoch typov vĺn je priamo úmerná hodnote obvodových pnutí.

    DEBBIE meria čas prechodu ultrazvukových pulzov medzi stenami obruče kola, používajúc alogaritmus a hodnoty akusticko-elastických konštánt uložených v pamäti prístroja. Na základe nich vypočíta hodnotu zvyškových pnutí. Vypočítaná hodnota pnutí je priemerná vzhľadom na šírku obruče a zodpovedá celkovej tlakovej sile.

    Akusticko-elastický jav je veľmi slabý, preto čas prechodu ultrazvukových impulzov musí byť meraný veľmi precízne. Nárast v rozdiele doby šírenia pri jednej nanosekunde zodpovedá zmene cca 1,7 MPa. V prípade liatych kôl, vplyvom procesu odlievania na akustické vlastnosti obruče kola je doporučené vykonať meranie vo viacerých pozíciách po celom obvode kola a vypočítať priemernú hodnotu. DEBBIE vypočíta priemernú hodnotu automaticky.

    DEBBIE sonda je vybavená piezoelektrickými meničmi. Pri meraní je potrebné použiť špeciálne väzobné medium, kontaktnú živicu.  Táto živica sa vyrába v širokom rozmedzí teplôt, pre zabezpečenie riadnej viskozity a tým aj presnosti merania.


    Zväzok ultrazvukových vĺn generovaných sondou prístroja DEBBIE je úzky. Vykonaním merania v rôznych pozíciách v radiálnom smere obruče kola sa zmerajú obvodové zvyškové pnutia.

    Nameraná hodnota je zobrazená na displeji a uložená do pamäte. Po ukončení merania je možné namerané dáta preniesť do PC a analyzovať ich.  

     

Táto webová stránka používa súbory cookies. Využívaním cookies nedochádza k spracúvaniu osobných údajov podľa GDPR. Prehliadaním webovej stránky návštevník akceptuje využívanie cookies. Viac informácií o využívaní cookies a možnostiach ich vypnutia nájdete tu.

Cookies

  • Uvedené informácie poskytujú návštevníkovi webovej stránky www.slovcert.sk (ďalej len „webová stránka“) bližší prehľad o využívaných cookies.
  • Prevádzkovateľ webovej stránky si prostredníctvom tohto dokumentu a nastavením webovej stránky plní zákonné povinnosti, ktoré mu vyplývajú z § 55 ods. 5 zákona č. 351/2011 Z. z. o elektronických komunikáciách v znení neskorších predpisov.
  • Na tejto webovej stránke dochádza k využívaniu základných a funkčných cookies, zaisťujú najmä výkon základných funkcií webovej stránky a jej samotné fungovanie. Účelom využívania cookies je aj možnosť uskutočniť analýzu návštevnosti webovej stránky a určiť správanie návštevníka.
  • Súbory cookies, ktoré sú na webovej stránke používané nepredstavujú spracúvanie osobných údajov podľa Nariadenia Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2016/679 o ochrane fyzických osôb pri spracúvaní osobných údajov a o voľnom pohybe takýchto údajov.
  • Cookies predstavujú malé textové súbory, ktoré môžu byť do internetového prehliadača odosielané pri návšteve webových stránok a ukladané do zvoleného zariadenia návštevníka. Ich uloženie sa realizuje do prehliadača návštevníka webovej stránky. Ich význam spočíva v tom, že pri ďalšej návšteve webovej stránky umožní webový prehliadač znovu načítať súbory cookies a tieto informácie odošle späť webovej stránke, ktorá pôvodne cookies vytvorila.
  • Návštevníkovi je po načítaní webovej stránky oznámené, že táto používa súbory cookies. Prehliadaním webovej stránky návštevník používanie súborov cookies akceptuje a vyjadruje svoje súhlas. Takéto vyjadrenie súhlasu je spĺňa požiadavku udelenia súhlasu prostredníctvom použitia príslušného nastavenia webového prehliadača. Návšteva webovej stránky a poskytnutie informácií o využívaní súborov cookies na webovej stráne bez toho, aby návštevník uskutočnil zmeny vo využívaní cookies v rámci svojho prehliadača, je považované za takéto akceptovanie cookies a vyjadrenie súhlasu s podmienkami ich využívania
  • Návštevník webovej stránky je oprávnený v ktoromkoľvek štádiu jej prehliadania zmeniť nastavenia využívania cookies a tieto v celom rozsahu alebo v časti zmeniť zablokovať. Takéto opatrenia návštevník webovej stránky realizuje prostredníctvom svojho prehliadača, kde je mu zároveň umožnené získať bližšie informácie o využívaných cookies. Návštevník však v zmysle týchto informácií berie na vedomie, že blokovaním cookies môže dôjsť k zníženiu funkčnosti webovej stránky, čo môže návštevníkovi webovej stránky spôsobiť komplikácie pri prehliadaní webovej stránky. Inštrukcie na zmenu cookies a ich prípadné blokovanie nájdete v časti „pomoc“ každého prehliadača. Pri využívaní rozličných zariadení návštevníka webovej stánky sa odporúča nastaviť každý prehliadač v rámci týchto zariadení osobitne, a tým prispôsobiť prezeranie webových stránok preferenciám návštevníka.
  • Webová stránka obsahuje a/alebo môže obsahovať aj pluginy jednotlivých sietí tretích subjektov. Pokiaľ na logá nekliknete nebudú prenesené žiadne údaje do sociálnych sietí. Kliknutím na tieto logá akceptujete komunikáciu so servermi sociálnej siete. Bližšie informácie o následnom využívaní cookies poskytujú tieto tretie subjekty osobitne, a to najmä informácie o účeloch využívania cookies, rozsahu údajov zhromažďovaných prostredníctvom týchto sietí tretích subjektov, ako aj informácie o ich ďalšom spracúvaní a využívaní údajov takouto sieťou tretieho subjektu.
  • Webová stránka využíva cookies potrebné pre zaistenie funkčnosti služieb Google Analytics, ktoré umožňujú získavať štatistické údaje najmä o návštevnosti webovej stránky a správaní návštevníka na webovej stránke. Prostredníctvom služieb Google Analytics nedochádza k spracúvaniu osobných údajov návštevníka webovej stránky. Návštevník môže zamedziť tomu, aby jeho prehliadanie internetových stránok bolo ukladané do analytických súborov cookies. (Google Analytics: https://policies.google.com/privacy?hl=sk).
  • Cookies využívané na webovej stránke nezhromažďujú o návštevníkovi webovej stránky žiadne informácie, ktoré by mali charakter osobných údajov, a ktoré by sa dali využiť v rámci marketingovej činnosti alebo pre využitie behaviorálnej reklamy. Webová stránka nespracúva a nearchivuje IP adresu návštevníka, prípadne ju nespracúva tak, aby bola umožnená identifikácia návštevníka webovej stránky.
  • Tieto informácie o využívaní súborov cookies je prevádzkovateľ webovej stránky oprávnený kedykoľvek meniť, a to v súvislosti so zmenami prijatými pri používaní cookies.