Rail Base Point Inspection Using the Mirror through Transmission Testing Technique on Multiple Reflections
DOI:
https://doi.org/10.22213/2413-1172-2019-4-38-45Keywords:
ultrasonic testing settings, ultrasonic path, artificial defectAbstract
The possibility of P65 rail base point inspection to detect defects of 69.2 type was discussed. The purpose of the study is the justification of the possibility of using the mirror through transmission testing technique on multiple reflections to control rail base point and select its parameters. The acoustic path of the propagation of transverse waves in a defective and defective-free rail base point at various input angles was calculated. The calculated acoustic path showed that the optimum input angle when installing the transducer on the rail web is the angle of 58°, because it provides the propagation of the transverse wave to the very edge of the rail base point with a minimal amount of uninformative reflections from the geometric profile of the rail. The largest number of the ultrasonic wave re-reflections is observed in the presence of a defect with a diameter of 3.5 mm and a depth of 7 mm. The increasing of the defect size influence on the nature of the reflections, however, the wave spends more time and experiences a greater discrepancy than in the case of a beam in a nondefective section.
The experimental study with using transverse waves and the mirror through transmission testing technique on multiple reflections was carried out to confirm the possibility of detecting P65 type of defects in the rail base point. An ultrasonic flaw detector UD2-70 “Luch” was used as a measuring tool, a piezoelectric transducer with a variable input angle was also used to excite and receive ultrasonic waves. According to the results of the experiment, it was confirmed that the optimum input angle for detecting defects in the rail base point is 58º. The selected parameters provide a minimum of non-informative reflections and higher amplitude of the repeatedly reflected signal in the nondefective section. The presence of a defect leads to an amplitude attenuation by more than 2 times.References
Опыт приемочного акустического контроля и упрочнения насосных штанг при сервисном обслуживании / Г. А. Буденков, О. В. Недзвецкая, Н. А. Кокорин, В. А. Стрижак // В мире неразрушающего контроля. 2007. № 4 (38). С. 14–19.
Xincan J. A measurement and evaluation method for wheel-rail contact forces and axle stresses of high-speed train. Measurement, 2020, vol. 149, p. 106983. DOI: 10.1016/j.measurement.2019.106983.
Pathak M., Alahakoon S., Spiryagin M., Cole C. Rail foot flaw detection based on a laser induced ultra-sonic guided wave method. Measurement, 2019, vol. 148, p. 106922. DOI: 10.1016/j.measurement.2019.
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. DOI: 10.1134/S01303082190100020.
Исследование напряженного состояния рельса с использованием акустоупругости и тензометрии / Л. Н. Степанова, С. А. Бехер, А. Н. Курбатов, Е. С. Тенитилов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2013. № 7 (655). С. 103–109.
Электромагнитно-акустический метод исследования напряженно-деформированного состояния рельсов / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, В. А. Куликов // Дефектоскопия. 2016. № 7. С. 12–20.
Исследования структурного и напряженно-деформированного состояния рельсов текущего производства методом акустоупругости / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, И. В. Булдакова, Л. В. Гущина // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2018. Т. 21, № 2. С. 13–23. DOI: 10.22213/
-1172-2018-2-13-23.
Связь внутренних напряжений и механических свойств дифференцированно упрочненных рельсов с параметрами акустических волн / В. В. Муравьев, Л. В. Волкова, А. В. Платунов, Л. В. Гущина // Сталь. 2018. № 10. С. 64–67.
Исследование двухосного напряженного состояния в рельсах Р65 методом акустоупругости / В. В. Муравьев, А. В. Якимов, Л. В. Волкова, А. В. Платунов // Интеллектуальные системы в производстве. 2019. Т. 17, № 1. С. 19–25. DOI: 10.22213/2410-9304-2019-1-19-25.
Контроль качества пруткового проката электромагнитно-акустическим методом / Г. А. Буденков, М. В. Татаркина, А. В. Лукин, Н. А. Черных, Л. З. Вадретдинова // Дефектоскопия. 2009. № 4. С. 50–60.
Оценка остаточных напряжений в ободьях вагонных колес электромагнитно-акустическим методом / В. В. Муравьев, О. В. Муравьева, В. А. Стрижак, А. В. Пряхин, Е. Н. Балобанов, Л. В. Волкова // Дефектоскопия. 2011. № 8. С. 16–28.
Смирнов А. Н., Муравьев В. В., Хапонен Н. А. Акустический критерий предельного состояния длительно работающего металла технических устройств опасных производственных объектов // Контроль. Диагностика. 2004. № 5. С. 19–23.
Муравьев В. В., Муравьев М. В., Бехер С. А. Применение новой методики обработки сигналов АЭ для повышения точности локализации дефектов // Дефектоскопия. 2002. № 8. С. 53–65.
Fan S.Y., Dixon R.S., Edwards X. Jian Ultrasonic surface wave propagation and interaction with surface defects on rail track head. NDT & E International, 2007, vol. 40, no. 6, pp. 471-477. DOI: 10.1016/j.ndteint.2007.
008.
Yuanye B., Haifeng Zh., Mehdi Ah., Md Afzalul K., H. Felix Wu. Measurements of Young’s and shear moduli of rail steel at elevated temperatures. Ultrason-ics, 2014, vol. 54, no. 3, pp. 867-873. DOI: 10.1016/
j.ultras.2013.10.015.
Марков А. А., Шпагин Д. А., Шилов М. Н. Ультразвуковой многоканальный дефектоскоп для контроля железнодорожных рельсов с регистрацией сигналов // Дефектоскопия. 2003. № 2. С. 24–35.
Муравьев В. В., Бояркин Е. В. Неразрушающий контроль структурно-механического состояния рельсов текущего производства по скорости ультразвуковых волн // Дефектоскопия. 2003. № 3. С. 24–33.
Дымкин Г. Я., Шелухин А. А., Анисимов В. Н. Совершенствование методики эхоимпульсного ультразвукового контроля рельсов при производстве // Дефектоскопия. 2019. № 8. С. 14–23. DOI: 10.1134/
S0130308219080025.
О влиянии условных дефектов, выявленных УЗК, на потребительские свойства рельсов / А. В Головатенко, А. Н. Коновалов, Е. В. Полевой, М. М. Мамонтов, А. М. Юнусов // Сталь. 2019. № 7. С. 72–74.
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. DOI: 10.22213/2413-1172-2019-2-22-32.
Полевой Е. В., Юнин Г. Н., Смирнов Л. А. К вопросу о требованиях к качеству железнодорожных рельсов и методах их контроля (в порядке обсуждения) // Сталь. 2019. № 7. С. 66–68.
Разработка средств мониторинга динамических процессов взаимодействия колес и рельсов в эксплуатации / С. А. Бехер, Т. В. Сыч, А. О. Коломеец, А. С. Кочетков // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2018. № 3 (46). С. 33–42.
Базулин Е. Г. Получение изображений дефектов в перьях подошвы рельсов методом SAFT с учетом многократного отражения ультразвукового им-пульса от границ объекта контроля // Дефектоскопия. 2010. № 2. С. 63–77.
К расчету акустического тракта при акустико-эмиссионном контроле днищ стальных вертикальных резервуаров / О. В. Недзвецкая, Г. А. Буденков, А. В. Соколкин, И. Ю. Иевлев // Дефектоскопия. 2003. № 10. С. 55–66.
Муравьева О. В., Соков М. Ю. Влияние глубины залегания дефекта на параметры многократно-теневого электромагнитно-акустического метода контроля прутков // Вестник ИжГТУ имени М. Т. Калашникова. 2016. Т. 19, № 3. С. 46–50.
Анализ отраженных сигналов при контроле цилиндрических образцов многократным зеркально-теневым методом / О. В. Муравьева, В. В. Муравьев, М. А. Габбасова, И. В. Булдакова, М. Ю. Соков // Автометрия. 2016. Т. 52, № 4. С. 62–70. DOI: 10.15372/AUT20160408.
Муравьева О. В., Муравьев В. В., Габбасова М. А. Вероятностно-статистические параметры сигнала при контроле цилиндрических объектов зеркально-теневым методом многократных отражений // Де-фектоскопия. 2015. № 12. С. 11–19.
