Investigation of the Detection Method for Longitudinal Cracks in the Head of Rail Tracks

Abstract

Приводятся результаты исследований способа обнаружения продольных трещин ультразвуковыми волнами в головке рельса. В современных рельсах до 80 % дефектов головки рельсов – продольные трещины. Совместный анализ эхосигналов от нижней выкружки и эхосигналов от поверхностей трещины, а также огибающей углового сигнала позволяет сформировать образ дефекта и оценить качество акустического контакта.Для практической реализации предложенного способа целесообразно сформировать три временные зоны селекции информативных сигналов, положение которых зависит от текущей высоты головки рельса. Вследствие короткого времени пробега ультразвуковых волн (до 100 мкс) удается реализовать частоту посылок зондирующих импульсов в 2…2,5 раза больше, чем реализовано в настоящее время (вместо 4…10 кГц), что снимает ограничения по скорости сканирования.Предлагаемое техническое решение позволяет обнаруживать участки рельсов с продольными внутренними трещинами; оценивать их размеры как по ширине, так и вдоль головки рельса; определять глубину залегания продольных трещин горизонтальной ориентации; оценивать качество акустического контакта под преобразователями; повысить частоту посылок зондирующих импульсов, способствуя увеличению скорости контроля.С целью дальнейшей автоматизации контроля рельсов рассмотрена возможность классификации обнаруженного дефекта в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. Для реализации предложенного способа с учетом возможного износа головки рельса следует отслеживать зоны временной селекции относительно временного положения углового эхосигнала.Выполненные исследования позволяют приступить к испытаниям способа в полевых условиях на рабочих скоростях съемных дефектоскопических тележек (до 6 км/ч) и диагностических комплексов (до 100 км/ч).