Οι μη καταστροφικές δοκιμές (NDT) είναι η οικογένεια των μεθόδων επιθεώρησης που χρησιμοποιούνται για την εξέταση της εσωτερικής και επιφανειακής κατάστασης μιας σιδηροτροχιάς χωρίς να την κόψουμε ή να τροποποιήσουμε τις ιδιότητες λειτουργίας της. Σε ένα μύλο σιδηροτροχιών και σε μια αποθήκη συγκόλλησης τροχιάς, το NDT είναι ο έλεγχος που καταγράφει αυτό που δεν μπορεί να δει η μέτρηση διαστάσεων και η οπτική επιθεώρηση: εσωτερικές ασυνέχειες στο τμήμα έλασης, ρωγμές στην κεφαλή ή τον ιστό και ελαττώματα που αφήνονται πίσω σε μια συγκολλημένη άρθρωση.
Γιατί το NDT έχει σημασία στη σιδηροδρομική παραγωγή και στις εργασίες τροχιάς
Μια σιδηροτροχιά φέρει πολύ υψηλές τάσεις επαφής σε μια μικρή επιφάνεια κίνησης και ένα ελάττωμα που είναι ακίνδυνο σε μια στατική κατασκευή μπορεί να αναπτυχθεί γρήγορα κάτω από επαναλαμβανόμενα φορτία τροχού. Συνεπώς, το NDT εφαρμόζεται σε πολλά σημεία της εφοδιαστικής αλυσίδας:
Στο χαλυβουργείο και το ελασματουργείο, για να επιβεβαιώσετε ότι η άνθηση και η τελική ράγα δεν έχουν εσωτερικές ασυνέχειες.
Στο εργοστάσιο συγκόλλησης, για να επιθεωρήσετε τις συγκολλήσεις φλας πριν απελευθερωθεί η χορδή για τοποθέτηση τροχιάς.
Στο σημείο συγκόλλησης τροχιάς, για έλεγχο αλουμινοθερμικών συγκολλήσεων και κλεισίματος.
Κατά τη διάρκεια της υπηρεσίας, με τρένα δοκιμών υπερήχων και χειροκίνητες μονάδες-που παρακολουθούν γνωστούς τύπους ελαττωμάτων στο κεφάλι και τον ιστό.
Ο σκοπός δεν είναι μόνο η απόρριψη ενός ελαττωματικού κομματιού. Τα δεδομένα NDT ανατροφοδοτούν επίσης τη διαδικασία έλασης και συγκόλλησης, έτσι ώστε η αιτία μιας επαναλαμβανόμενης ένδειξης να μπορεί να διορθωθεί αντί να ταξινομηθεί κομμάτι-κομμάτι.
Οι κύριες μέθοδοι NDT που εφαρμόζονται στον σιδηρόδρομο
Κάθε μέθοδος ανταποκρίνεται σε διαφορετική κατηγορία ελαττώματος και σε διαφορετική κατάσταση υλικού, επομένως τα προγράμματα επιθεώρησης σιδηροδρομικών γραμμών σχεδόν πάντα συνδυάζουν περισσότερες από μία τεχνικές.
| Μέθοδος | Φυσική αρχή | Ανιχνεύει | Τυπική εφαρμογή σιδηροδρόμων |
|---|---|---|---|
| Δοκιμή υπερήχων (UT) | Ηχητικά κύματα υψηλής-συχνότητας που αντανακλώνται από ακουστική διεπαφή | Εσωτερικές ρωγμές, εγκλείσματα, έλλειψη τήξης στις συγκολλήσεις | Κεφαλή και ιστός σιδηροτροχιάς, φλας και αλουμινοθερμικές συγκολλήσεις |
| Δοκιμή μαγνητικών σωματιδίων (MT) | Διαρροή μαγνητικής ροής σε επιφανειακή ασυνέχεια | Επιφανειακές και σχεδόν{0}}επιφανειακές ρωγμές από σιδηρομαγνητικό χάλυβα | Κολάρες συγκόλλησης, άκρα σιδηροτροχιών, τρυπημένες οπές για μπουλόνια |
| Δοκιμή διεισδυτικού υλικού (PT) | Τριχοειδής δράση χρωστικής ή φθορίζοντος υγρού | Ανοιχτή επιφάνεια-ελαττώματα θραύσης | Συγκολλήστε δάχτυλα, περιοχές εδάφους, κατεργασμένα άκρα σιδηροτροχιών |
| Δοκιμή δινορρευμάτων (ET) | Αλλαγή στην σύνθετη αντίσταση ενός πηνίου συζευγμένου με την επιφάνεια | Επιφανειακά και σχεδόν{0}}ελαττώματα επιφάνειας, διακύμανση σκληρότητας | Έλεγχοι επιφάνειας λειτουργίας, αυτοματοποιημένος-επιθεώρηση γραμμής |
| Ακτινολογικός έλεγχος (RT) | Διαφορική εξασθένηση της ακτινοβολίας | Ογκομετρικά ελαττώματα, πορώδες σε συγκολλήσεις | Επιλεγμένη πιστοποίηση συγκόλλησης και ανάλυση αστοχίας |
Λεπτομερείς Δοκιμές Υπερήχων
Η δοκιμή υπερήχων είναι η ραχοκοκαλιά της επιθεώρησης των σιδηροδρομικών μεταφορών. Ένας μορφοτροπέας στέλνει έναν σύντομο παλμό υψηλής-συχνότητας στη ράγα. Ο παλμός ταξιδεύει μέσω του χάλυβα μέχρι να συναντήσει μια αλλαγή ακουστικής αντίστασης, όπως το πίσω τοίχωμα του τμήματος ή μια ρωγμή, και μέρος της ενέργειας ανακλάται πίσω στον καθετήρα. Το όργανο μετρά τον χρόνο ταξιδιού και το πλάτος κάθε ηχούς.
Ο χρόνος ταξιδιού δίνει το βάθος του ανακλαστήρα, επειδή η ταχύτητα του ήχου στον χάλυβα είναι γνωστή. Το πλάτος δίνει μια ένδειξη του μεγέθους και του προσανατολισμού του ανακλαστήρα, καθώς μια επίπεδη ρωγμή κάθετη στη δέσμη επιστρέφει πολύ περισσότερη ενέργεια από ένα μικρό στρογγυλεμένο περίβλημα. Από αυτές τις δύο πληροφορίες, ο χειριστής μπορεί να τοποθετήσει ένα ελάττωμα στο κεφάλι, τον ιστό ή το πόδι της ράγας και να εκτιμήσει την έκτασή του.
Η σιδηροδρομική επιθεώρηση χρησιμοποιεί πολλές διατάξεις ανιχνευτή σε ένα πέρασμα:
Κανονικοί ανιχνευτές δέσμης κατευθυνόμενοι κάθετα για να βρουν οριζόντια ελαττώματα όπως οριζόντιες ρωγμές στην κεφαλή.
Οι ανιχνευτές γωνιακής δέσμης ρυθμίζονται στις 35 έως 70 μοίρες για να βρουν εγκάρσιες ρωγμές και κεκλιμένα ελαττώματα στην κεφαλή και τον ιστό.
Διπλοί-κρυσταλλικοί ανιχνευτές για σχεδόν-επιφανειακή ανάλυση όπου η νεκρή ζώνη ενός μόνο κρυσταλλικού καθετήρα θα έκρυβε ένα ελάττωμα.
Ανιχνευτές συστοιχίας φάσεων, οι οποίοι κατευθύνουν και εστιάζουν τη δέσμη ηλεκτρονικά και παράγουν έναν οπτικό χάρτη του επιθεωρούμενου όγκου.
Η σύζευξη είναι κρίσιμη. Ο καθετήρας πρέπει να παραμένει ακουστικά συνδεδεμένος με την επιφάνεια κύλισης, γι' αυτό η επιθεώρηση πραγματοποιείται συνήθως με μια μεμβράνη νερού, μια πάστα σύνδεσης ή στο μύλο με τη ράγα ακόμα βρεγμένη από την ψυκτική κλίνη.
Μέθοδοι επιφανείας: Δοκιμή μαγνητικών σωματιδίων και διεισδυτικών ουσιών
Η δοκιμή μαγνητικών σωματιδίων χρησιμοποιείται όταν μια ρωγμή έχει φτάσει ή σχεδόν φτάσει στην επιφάνεια του σιδηρομαγνητικού χάλυβα σιδηροτροχιάς. Το συστατικό μαγνητίζεται και τα λεπτά σωματίδια σιδήρου εφαρμόζονται ως ξηρή σκόνη ή ως εναιώρημα. Η διαρροή ροής σε μια ασυνέχεια έλκει τα σωματίδια και σχηματίζει μια ένδειξη που μπορεί να φανεί κάτω από κατάλληλο φωτισμό. Η μέθοδος είναι γρήγορη, χρειάζεται μόνο φορητό εξοπλισμό και είναι κατάλληλη για κολάρα συγκόλλησης, άκρα σιδηροτροχιών και διάνοιξη οπών μπουλονιών.
Η δοκιμή διεισδυτικών ουσιών χρησιμοποιείται σε επιφάνειες που δεν είναι κατάλληλες για μαγνήτιση ή όπου αρκεί ένας απλός ανοιχτός έλεγχος ελαττωμάτων. Εφαρμόζεται ένα χρωματιστό ή φθορίζον υγρό και αφήνεται να παραμείνει έτσι ώστε να εισέλθει σε οποιοδήποτε άνοιγμα-διακοπής. Το υπερβολικό διεισδυτικό αφαιρείται, ένας προγραμματιστής ανασύρει το παγιδευμένο υγρό προς τα έξω και η ένδειξη διαβάζεται κάτω από λευκό ή υπεριώδες φως. Η δοκιμή διεισδυτικού αποκαλύπτει μόνο το άνοιγμα της επιφάνειας, επομένως συμπληρώνει αντί να αντικαθιστά την επιθεώρηση με υπερήχους.
Προσωπικό, Πρότυπα και Αποδοχή
Η αξιοπιστία ενός αποτελέσματος NDT εξαρτάται τόσο από τη διαδικασία και από τον χειριστή όσο και από τον εξοπλισμό. Το διεθνώς αναγνωρισμένο πλαίσιο είναι:
ISO 9712 για την πιστοποίηση προσωπικού NDT στα επίπεδα 1, 2 και 3, με τη μέθοδο και τον τομέα που αναφέρονται στο πιστοποιητικό.
ISO 16810 για τις γενικές αρχές των δοκιμών υπερήχων.
EN ISO 9934-1 για δοκιμή μαγνητικών σωματιδίων και EN ISO 3452-1 για δοκιμή διεισδυτικών.
Συγκόλληση{0}}ειδικών διαδικασιών για την αλουμινοθερμική διεργασία EN 14730 και τη σειρά EN 14587 για συγκόλληση σιδηροτροχιών με φλας.
Μια έκθεση επιθεώρησης πρέπει να αναφέρει τη μέθοδο, το πρότυπο και την αναθεώρηση που χρησιμοποιήθηκε, τις λεπτομέρειες του εξοπλισμού και του καθετήρα, τις αναφορές βαθμονόμησης, την κάλυψη που επιτεύχθηκε και τα κριτήρια αποδοχής που εφαρμόστηκαν. Χωρίς αυτές τις πληροφορίες, ένα αποτέλεσμα δεν μπορεί να συγκριθεί με μια προηγούμενη επιθεώρηση ή να υπερασπιστεί σε μια διαφωνία, και μια επανάληψη ένδειξης δεν μπορεί να τείνει με την πάροδο του χρόνου.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Τι είναι ο μη-μη καταστροφικός έλεγχος;
Είναι μια ομάδα τεχνικών επιθεώρησης που αποκαλύπτουν εσωτερικά ή επιφανειακά ελαττώματα σε ένα εξάρτημα χωρίς να το καταστρέφουν, χρησιμοποιώντας αρχές όπως ο υπέρηχος, η μαγνητική ροή, τα διεισδυτικά υγρά, τα δινορεύματα και η ακτινοβολία.
Ε: Ποια μέθοδος NDT χρησιμοποιείται περισσότερο για σιδηροτροχιές;
Η δοκιμή υπερήχων είναι η κύρια μέθοδος, επειδή μπορεί να εντοπίσει εσωτερικά ελαττώματα βαθιά μέσα στο κεφάλι και τον ιστό και μπορεί να εφαρμοστεί τόσο στο μύλο όσο και στην τροχιά με δοκιμαστικά τρένα ή μονάδες χειρός-.
Ε: Μπορεί η δοκιμή υπερήχων να βρει μια ρωγμή μέσα στην κεφαλή της ράγας;
Ναί. Μια ρωγμή αντανακλά μέρος του ηχητικού παλμού πίσω στον καθετήρα και ο χρόνος διαδρομής και το πλάτος της ηχούς υποδεικνύουν τη θέση και το κατά προσέγγιση μέγεθος του ανακλαστήρα.
Ε: Γιατί χρησιμοποιείται η δοκιμή μαγνητικών σωματιδίων στις συγκολλήσεις;
Οι συγκολλήσεις και τα άκρα των σιδηροτροχιών είναι επιρρεπείς σε επιφανειακές ρωγμές-και ο μαγνήτης του χάλυβα προκαλεί μια σαφή, γρήγορη ένδειξη σε κάθε ασυνέχεια που φτάνει στην επιφάνεια.
Ε: Χρειάζονται πιστοποίηση οι χειριστές NDT;
Ναί. Οι χειριστές είναι συνήθως πιστοποιημένοι κατά ISO 9712 στη συγκεκριμένη μέθοδο και τομέα, γεγονός που επιβεβαιώνει την εκπαίδευση, την εμπειρία και το ιστορικό εξετάσεών τους για τη συγκεκριμένη τεχνική.
Ε: Η δοκιμή διείσδυσης αντικαθιστά τη δοκιμή υπερήχων;
Όχι. Η δοκιμή διεισδυτικού αποκαλύπτει μόνο ελαττώματα που φτάνουν στην επιφάνεια, επομένως χρησιμοποιείται παράλληλα με τη δοκιμή υπερήχων για την κάλυψη τόσο των επιφανειακών όσο και των εσωτερικών συνθηκών.