20 октября 2020 18:17

фото: ЦТЕХ

Изучение без разрушения

Для обеспечения безопасности движения в компании совершенствуются средства диагностики

В ОАО «РЖД» применяется эффективная система диагностики и мониторинга инфраструктуры, обеспечивающая высокую безопасность движения. Полученные от современных средств диагностики данные позволяют сформировать конструктивные предложения по сокращению затрат на техническое обслуживание объектов инфраструктуры и уменьшению потерь от простоев в результате отказов и преждевременных ремонтов.
Ярослав Климов, ведущий специалист Департамента технической политики ОАО «РЖД»
Современные условия роста скоростей движения поездов и грузонапряжённости являются мощным драйвером к совершенствованию диагностических средств, проведению всесторонних научно-технических исследований и внедрению новых средств диагностики пути и дефектоскопии рельсов. Новые технические решения позволяют сформировать взвешенные управленческие решения и эффективнее использовать ограниченные ресурсы в рамках планирования текущего содержания и ремонта устройств инфраструктуры в соответствии с их техническим состоянием.

Хотелось бы подробнее рассказать о некоторых реализуемых в настоящее время проектах в ОАО «РЖД».

Проводится работа по созданию комплексных систем диагностики объектов инфраструктуры на самоходных подвижных единицах (по примеру СМДЛ на 2ТЭ116, ЧС200, ВЛ11). Это техническое решение позволяет не только увеличить скорость контроля станционной инфраструктуры, но также решить задачу по получению данных в условиях реального взаимодействия пути и эксплуатируемого локомотива, что значительно повышает достоверность получаемых данных о фактическом состоянии пути. Так, на Куйбышевской дороге уже сейчас реализуется совместный проект ОАО «РЖД» и НПЦ «Инфотранс» по внедрению автономной информационно-измерительной системы на базе маневрового тепловоза ТЭМ18. Проект получил высокую оценку руководства компании при первичной демонстрации на станции Кинель в октябре 2019 года.

В ходе его реализации решается задача автоматизации диагностики станционной инфраструктуры. Осуществляется комплексное решение по контролю геометрии рельсовой колеи станционных, подъездных и горочных путей, поперечных и продольных профилей рельсов, а также стрелочных переводов и продольного профиля пути. Это решение позволит исключить технологически сложную проверку станционных путей с помощью вагонов-путеизмерителей, полностью уйти от ручного труда при проверке стрелочных переводов, повысить объективность и достоверность получаемой информации.

Система наряду с «классическими» параметрами (ширина колеи, уровень, рихтовка и просадки) позволяет одновременно определять длинные неровности и продольный профиль пути, короткие неровности на поверхности катания рельсов и все виды износов, параметры стрелочных переводов. Диагностическая система работает полностью в автоматическом режиме, устанавливается под кузовом без вмешательства в штатные системы маневрового тепловоза. Оценка фактического состояния объектов инфраструктуры может вестись непосредственно на борту в режиме реального времени при выполнении тепловозом работы как штатной подвижной единицы. Прорабатывается вопрос расширения функциональности в части комплексирования с автономными системами контроля габаритов, автоматики и телемеханики, что позволит сформировать полную и функционально законченную комплексную автономную систему диагностики станционной инфраструктуры. Такой подход позволяет исключить выделение отдельного локомотива и организации специальной работы по проверке станционных путей, значительно сократить эксплуатационные расходы. Перечисленное позволяет сказать, что проект становится технологически оптимальным и экономически эффективным.

Аналогами этого проекта являются реализации автономных систем контроля в рамках создания информационно-измерительной системы «Инфотранс-Ласточка», установленной на скоростной поезд ЭС2Г «Ласточка». Прототипом системы является информационно-измерительная система «Инфотранс-Веларо Rus», интегрированная в поезд «Сапсан». Вместе с тем в феврале 2020 года инициирован процесс установки систем диагностики на электропоезд «Иволга», курсирующий на Московских центральных диаметрах Одинцово – Лобня и Подольск – Нахабино.

Рельсовая дефектоскопия – одна из основных составляющих системы диагностики и мониторинга инфраструктуры. В современных условиях функционирования железнодорожного транспорта всё больше внимания уделяется неразрушающему контролю рельсов. Применение инновационных технических решений с использованием современных методик, высокопроизводительной вычислительной техники и программного обеспечения открывает неограниченные возможности для совершенствования методов диагностики.

Одной из основных задач развития неразрушающего контроля на 2019–2020 годы стало выявление дефектов в зоне перьев подошвы рельсов по коду 69 (коррозия подошвы рельсов и коррозийно-усталостные трещины), которые при повышенных динамических воздействиях приводят к появлению поперечных усталостных трещин и изломов. Существующие типы дефектоскопов, применяемые в ОАО «РЖД», позволяют выявлять дефекты, расположенные в головке, шейке и проекции шейки на подошву рельсов, уложенных в пути с поверхности катания, но не дают возможности сканировать рельсы в пути по всему сечению (включая перья подошвы).

ОАО «РЖД» совместно с ООО «Научно-промышленная компания «Техновотум» разрабатывают многоэлементный преобразователь, позволяющий проводить контроль перьев подошвы с поверхности катания рельса. Система поиска построена на базе дефектоскопа УД4-ТМ и сканирующего устройства типа «клюшка» по выявлению дефектов в перьях подошвы (код 69) с композиционным многослойным преобразователем (аналог фазированной решётки). На Северной дороге проводится апробация дефектоскопа по выявлению искусственных дефектов в лабораторных и естественных условиях эксплуатации по коду 69. При апробации дефектоскопа подтверждена возможность выявления дефектов по коду 69. В настоящее время апробация возможностей дефектоскопа «Томографик» УД4-ТМ инициирована на Октябрьской дороге.

В настоящее время на сети для проверки состояния сварных стыков рельсов применяется ручной ультразвуковой контроль. Трудоёмкость выполнения контроля стыков и влияние человеческого фактора ведёт к пропускам опасных дефектов и последующим изломам рельсов. Для решения проблемы ООО «Научно-промышленная компания «Техновотум» по заказу ОАО «РЖД» разработало опытный образец технического средства нового типа для обнаружения дефектов в стыках рельсов, сваренных электроконтактной и алюминотермитной сваркой, – дефектоскоп «Хамелеон 32+» («Кальмар 16/64»). Он является новейшим автоматизированным средством неразрушающего контроля сварных стыков рельсов.

Устройство, содержащее механические приспособления, обеспечивающие расстановку ультра-звуковых преобразователей по отдельным сечениям рельса относительно центра сварного шва, выполненное с механизмом фиксации средства на рельсе, отличается от применяемых в настоящее время тем, что содержит ультразвуковые датчики для контроля с поверхности катания с боковой грани, а также шейки и перьев подошвы с рабочей и нерабочей граней, выполненные в виде многоэлементных фазированных решёток, с возможностью направления ультразвуковых пучков под различными углами и фокусировки на любой глубине рельса. При этом устройство выполнено с механизмом перемещения ультразвуковых датчиков вдоль и в поперечном сечении рельса.

«Хамелеон 32+» ведёт автоматическое распознавание положения сварного стыка в пути; автоматизированное сканирование каждого сварного стыка; многоканальную сплошную регистрацию дефектоскопической информации контроля сварных стыков в режиме реального времени; автоматическую привязку GPS-координатов к каждому проконтролированному стыку. В итоге дефектоскоп позволяет повысить достоверность обнаружения дефектов, а также сэкономить время на проведение контроля сварных стыков в 1,5 раза. Опытный образец в настоящее время проходит эксплуатационные испытания на Северо-Кавказской дороге. В этом году также планируется провести приёмочные испытания и ввод в эксплуатацию на Московской дороге.

В ОАО «РЖД» разрабатывают новые съёмные и мобильные средства контроля, модернизируют и переоснащают существующие устройства для их надёжной эксплуатации и обеспечения устойчивого акустического контакта в условиях низких температур. Развивается направление по формированию предиктивного анализа состояния инфраструктуры. За 2019 год создана и сдана в постоянную эксплуатацию ЕКАСУИ СДМИ (Информационно-аналитическая система комплексной диагностики и мониторинга железнодорожной инфраструктуры), позволяющая повысить эффективность планирования ремонтов и технического содержания инфраструктуры, а также управлять рисками, ресурсами при обеспечении безопасности движения.

На 2020 год поставлена задача по формированию инфраструктуры для обработки данных диагностики (Big Data) и созданию возможности прогноза состояния верхнего строения пути на основе физико-статистического моделирования взаимодействия колесо – рельс.
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
    1 2 3 4 5
6 7 8 9 10 11 12
13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26
27 28 29 30 31