Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

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

Markov A.A., Ivanov G.A.

Abstract


The paper presents the results of studies of the method for detecting longitudinal cracks by ultrasonic waves in a rail head. Up to 80% of modern rails defects are longitudinal cracks. Analysis of the envelope of signals from the lower fillet of the rail head (ZTM) allows us to determine the extent of the crack along the length of the rail. For the practical implementation of the proposed method, it is advisable to form three time zones for the selection of informative signals, the position of which depends on the current height of the rail head. The short travel time of ultrasonic vibrations (up to 100 μs) allows to increase the probe pulses sending frequency by 2…2.5 times as compared to the current values (about 4…10 kHz), which removes the scanning speed restrictions.

The proposed technical solution allows to detect sections of rails with longitudinal internal cracks; evaluate their dimensions, both the width and the length along the rail head; determine the depth of horizontal longitudinal cracks; evaluate the quality of acoustic contact of the transducers; increase the sampling rate of sounding pulses, contributing to increase the speed of control.

The possibility of classifying a detected defect in accordance with the current regulatory and technical documentation is considered in order to further automate the monitoring of rails. To implement the proposed method in real conditions, taking into account the possible wear of the rail head, it is suggested to monitor the temporary selection zones relative to the temporary position of the echo signal.

The performed studies allow to test the method in the field at operating speeds of removable flaw detectors (up to 6 km/h) and diagnostic systems (up to 100 km/h).

Keywords


rails, longitudinal cracks, ultrasonic testing, echo method, mirror shadow method

Full Text

Galleys

PDF (Русский)
References References

Муравьев В. В., Байтеряков А. В. Влияние эксплуатационной грузонапряженности рельсов на акустические структурные шумы // Дефектоскопия. 2016. № 11. С. 50–58.

Thomas Hempe, René Heyder, Lars Lücking, Ronald Krull, Manfred Zacher. Der Schienenfehler Head Check - aktuelle Erkenntnisse und Möglichkeiten der Beherrschung. Eisenbahn Ingenieur Kalender, 2012, Ausgabe 01, pp. 31-61.

Antipov A. G., Markov A. A. 3D simulation and experiment on high speed rail MFL inspection. NDT & E International, 2018, vol. 98, pp. 177-185.

Муравьев В. В., Тапков К. А., Леньков С. В. Неразрушающий контроль внутренних напряжений в рельсах при изготовлении с использованием метода акустоупругости // Дефектоскопия. 2019. № 1. С. 10–16.

Марков А. А., Кузнецова Е.А. Дефектоскопия рельсов. Формирование и анализ сигналов : Практическое пособие в двух книгах. СПб. : КультИнформ-Пресс, 2010. Кн. 1. Основы. 292 с.

Эволюция повреждаемости рельсов дефектами контактной усталости / Е. А. Шур, А. И. Борц, А. В. Сухов, А. Ю. Абдурашитов [и др.]. // Вестник ВНИИЖТ. 2015. № 3. С. 3–9.

Комплексный подход к прогнозированию работоспособности и ресурса рельсов нового поколения / И. Г. Горячева, С. М. Захаров, А. Я. Коган [и др.] // Бюллетень ОУС ОАО «РЖД». 2017. № 5-6. С. 16–26.

Шур Е. А. Повреждения рельсов. М. : Интекст, 2012. 192 с.

Марков А. А., Максимова Е. А. Анализ эффективности ультразвуковых и магнитных каналов дефектоскопических комплексов при контроле рельсов // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2019. Т. 22, № 2. С. 22–32.

Марков А. А., Максимова Е. А., Антипов А. Г. Анализ развития дефектов рельсов по результатам многоканального периодического контроля // Дефектоскопия. 2019. № 12. С. 3–15.

Бели Я., Немеет И. Контактно-усталостные микротрещины головки рельса // Путь и путевое хозяйство. 2011. № 5.С. 8–12.

Марков А. А., Мосягин В. В., Кескинов М. В. Программа трехмерного моделирования сигналов ультразвукового контроля изделий // Дефектоскопия. 2005. № 12. С. 7–23.

Марков А. А., Кескинов М. В. Обнаружение дефектов в головке рельса зеркальным методом при многократном отражении ультразвуковых колебаний // Дефектоскопия. 2008. № 7. С. 12–27.

Лисицын А. И., Абдурашитов А. Ю. О продлении межремонтного эксплуатационного ресурса рельсов // Путь и путевое хозяйство. 2019. № 2. С. 2–6.

Куклин В. А. Опыт использования дефектоскопа АВИКОН-31 // Путь и путевое хозяйство. 2018. № 11. С. 12–15.




DOI: http://dx.doi.org/10.22213/2413-1172-2019-4-46-56

Article Metrics

Metrics Loading ...

Metrics powered by PLOS ALM


Copyright (c) 2019 Bulletin of Kalashnikov ISTU

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


ISSN 1813-7903 (Print)
ISSN 2413-1172 (Online)