Экспериментальное исследование чувствительности ультразвукового контроля осей колесных пар подвижного состава железных дорог

Алексей Леонидович Бобров; Сергей Алексеевич Бехер; Дарья Ивановна Школина; Евгений Сергеевич Тенитилов

doi:10.22213/2413-1172-2026-2-79-85

Авторы

А. Л. Бобров Сибирский государственный университет путей сообщения
С. А. Бехер Сибирский государственный университет путей сообщения
Д. И. Школина Сибирский государственный университет путей сообщения
Е. С. Тенитилов Сибирский государственный университет путей сообщения

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2026-2-79-85

Ключевые слова:

импульс, неопределенность, ось, сегментный отражатель, ультразвуковой контроль, чувствительность, эхоимпульсный метод, эхосигнал

Аннотация

Ультразвуковой контроль осей колесных пар подвижного состава железных дорог направлен на выявление усталостных и производственных дефектов, учитывая размеры этих деталей и значительные расстояния, которые проходят ультразвуковые волны в стали, требует адекватной оценки чувствительности для обеспечения достоверности используемых методик контроля. Поэтому анализ чувствительности к отражателям известных размеров полезен для определения путей повышения надежности методик ультразвукового контроля осей. Исследования в этом направлении являются актуальными. В статье исследовано влияние акустических характеристик объекта и отражателей на формирование отраженных от этих отражателей импульсов при ультразвуковом контроле объектов осей колесных пар вагонов. Для исследований были использованы оси колесных пар грузовых вагонов типа РУ-1Ш и РВ2Ш, в качестве отражателей выступали пропилы, представляющие собой сегменты в заданном сечении. Результаты измерений показывают, что на больших расстояниях от преобразователя источника и приемника импульсов изменения размеров отражателя вносят небольшой вклад в формирование отраженного импульса. Такие результаты характерны как для различных расстояний от 160 до 1900 мм и для случаев контроля как прямым, так и наклонным преобразователями. Учитывая существенные колебания чувствительности, предлагается корректировать порог чувствительности контроля в зависимости от уровня шумов с целью повышения надежности ультразвукового контроля осей подвижного состава железных дорог. Применение такой методики позволит адекватно оценивать чувствительность контроля каждой оси на разных участках и фиксировать ее для дальнейшего сравнительного контроля состояния каждой детали в процессе ее эксплуатации.

Биографии авторов

А. Л. Бобров, Сибирский государственный университет путей сообщения

доктор технических наук, доцент кафедры физики, электротехники, диагностики и управления в технических системах, руководитель научноисследовательской группы «Сертификационный центр «Неразрушающий контроль» научно-исследовательской лаборатории «Физические методы контроля качества»

С. А. Бехер, Сибирский государственный университет путей сообщения

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры физики, электротехники, диагностики и управления в технических системах

Д. И. Школина, Сибирский государственный университет путей сообщения

кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры физики, электротехники, диагностики и управления в технических системах, руководитель научно-исследовательской группы «Лаборатория неразрушающего контроля и технической диагностики» научно-исследовательской лаборатории «Физические методы контроля качества»

Е. С. Тенитилов, Сибирский государственный университет путей сообщения

кандидат технических наук, доцент

Библиографические ссылки

Кретов Е. Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении : монография. М. : Спектр, 2014. 312 с.

Ермолов И. Н., Ланге Ю. В. Ультразвуковой контроль. Неразрушающий контроль : справочник / под общ. ред. В. В. Клюева. М. : Спектр, 2008. Т. 3. 864 с.

Зеркально-теневой метод ультразвукового контроля осей железнодорожных колесных пар с использованием электромагнитно-акустического способа излучения-приема волн / А. В. Платунов, В. В. Муравьев, О. В. Муравьева, П. А. Никитина // Дефектоскопия. 2023. № 12. С. 3-11. DOI: 10.31857/S0130308223120011

Бояркин Е. В., Бехер С. А., Тарновская А. Е. Анализ выявляемости дефектов в средней и подступичной части оси локомотива волнами Рэлея // Южно-Сибирский научный вестник. 2023. № 4 (50). С. 22-26. DOI: 10.25699/SSSB.2023.50.4.002

Патент РФ № 2777471 C1, 04.08.2022. Способ ультразвукового контроля колесной пары рельсового транспорта и стенд для его осуществления / А. В. Дубина.

Отока А. Г., Холодилов О. В. Влияние температуры контактной среды на иммерсионный ультразвуковой контроль колесных пар вагонов при ремонте // Известия Транссиба. 2023. № 3 (55). С. 24-33. EDN XDKMWG

Киреев А. Н., Витренко В. А. Совершенствование ультразвукового контроля осей колесных пар подвижного состава железных дорог // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. 2016. Т. 75, № 2. С. 116-122. DOI: http://dx.doi.org/10.21780/2223-9731-2016-75-2-116-122. EDN VXQAUJ

Киреев А. Н., Ливцов Ю. В., Киреева М. А. Настройка функции временной регулировки чувствительности ультразвуковой аппаратуры по боковому цилиндрическому отражателю при диагностировании деталей подвижного состава // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2024. № 2 (62). С. 66-73. DOI: 10.20291/2079-0392-2024-2-66-73

Патент РФ № 2744644 C1, 12.03.2021. Автоматизированный комплекс неразрушающего контроля колесных пар вагонов / А. Т. Казаченко.

Кондратенко Е. В., Брылова Т. Б. Совершенствование технологии контроля оси колесной пары ультразвуковым методом на основе дефектоскопов с антенными решетками // Приборы. 2022. № 9 (267). С. 42-53.

Данилов В. Н. О некоторых особенностях ультразвукового контроля осей колесных пар подвижного состава с боковой поверхности // Тяжелое машиностроение. 2019. № 10. С. 19-25. EDN SZVDXQ

Перспективные методы структуроскопии и дефектоскопии материалов и изделий / В. В. Муравьев, О. В. Муравьева, С. А. Баранникова [и др.] ; под ред. В. В. Муравьева. Ижевск : Изд-во УИР ИжГТУ имени М. Т. Калашникова, 2025. 300 с.

Суюндиков М. М., Беркета В. В. Исследования ультразвукового метода оценки зернистости металла // Знание. 2020. № 5 (81). С. 86-93.

Мелешко Н. В., Иванченко К. Д., Жуков А. Д. Оценка фактических размеров отражателей по их акустическим изображениям // Дефектоскопия. 2025. № 11. С. 14-27.

Зубарев А. С., Козловский В. Н. Анализ дефектов образцов с искусственным отражателем типа плоскодонное отверстие и причин их появления // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2025. № 3. С. 54-65. DOI: 10.24412/2071-6168-2025-3-54-55

Романко А. А. Меры ультразвукового неразрушающего контроля: регламентация технических требований // Измерительная техника. 2023. № 3. С. 55-60. DOI: 10.32446/0368-1025it.2023-3-55-60

Опыт применения ультразвуковой технологии TOFD при диагностировании резервуаров / Л. Ю. Могильнер, Н. В. Крысько, М. Т. Идрисов, А. Г. Кусый // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13, № 5. С. 411-421. EDN XJSLAJ

Дымкин Г. Я., Коншина В. Н., Йениш Г. Р. Оперативная характеристика обнаружения как метод оценки достоверности неразрушающего контроля // В мире неразрушающего контроля. 2021. Т. 24, № 2(92). С. 23-26. DOI: 10.12737/1609-3178-2021-23-26

Сравнительный анализ характеристик механических свойств и трещиностойкости металла годных и забракованных по прозвучиваемости осей колесных пар / А. Г. Казанцев, А. И. Рымкевич, А. А. Силаев [и др.] // Вестник Магнитогорского государственного технического университета имени Г. И. Носова. 2010. № 3 (31). С. 35-41.

Муравьев В. В., Коробейникова О. В., Кадикова М. Б. Анализ факторов, влияющих на результаты контроля зеркально-теневым методом // Дефектоскопия. 2007. № 9. С. 44-54.