Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения

Анализируется парадоксальнаяя ситуация в железнодорожном транспорте — непреднамеренная фальсификация НК наиболее ответственного узла подвижного состава — буксового подшипника. На примере Главного управления вагонного хозяйства показан начальный момент заапуска механизма запланированного железнодорож...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автор:	Тимофеев, В.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2010
Назва видання:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Теми:	Производственный раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102528
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения / В.А. Тимофеев // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 4. — С. 51-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-102528
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1025282016-06-13T03:03:16Z Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения Тимофеев, В.А. Производственный раздел Анализируется парадоксальнаяя ситуация в железнодорожном транспорте — непреднамеренная фальсификация НК наиболее ответственного узла подвижного состава — буксового подшипника. На примере Главного управления вагонного хозяйства показан начальный момент заапуска механизма запланированного железнодорожном проишествия и приемлемые пути решения этой проблемы в отрасли. A paradoxical situation in railway transportation is analyzed, namely unintended falsification of NDT of the most critical component of the rolling stock - the axle bearing. The initial moment of triggering the mechanism of planned railway accident and acceptable ways of solving this problem in the industry are shown in the case of Chief Administration of the Carriage Stock. 2010 Article Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения / В.А. Тимофеев // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 4. — С. 51-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0235-3474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102528 621.120.19 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Производственный раздел Производственный раздел
spellingShingle	Производственный раздел Производственный раздел Тимофеев, В.А. Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Анализируется парадоксальнаяя ситуация в железнодорожном транспорте — непреднамеренная фальсификация НК наиболее ответственного узла подвижного состава — буксового подшипника. На примере Главного управления вагонного хозяйства показан начальный момент заапуска механизма запланированного железнодорожном проишествия и приемлемые пути решения этой проблемы в отрасли.
format	Article
author	Тимофеев, В.А.
author_facet	Тимофеев, В.А.
author_sort	Тимофеев, В.А.
title	Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения
title_short	Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения
title_full	Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения
title_fullStr	Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения
title_full_unstemmed	Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения
title_sort	проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Производственный раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102528
citation_txt	Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения / В.А. Тимофеев // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 4. — С. 51-57. — Бібліогр.: 4 назв. — рос.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT timofeevva problemynerazrušaûŝegokontrolâdetalejbuksovogouzlakolesnojparyiihvliânienabezopasnostʹdviženiâ
first_indexed	2025-07-07T12:27:29Z
last_indexed	2025-07-07T12:27:29Z
_version_	1836991119023407104
fulltext	УДК 621.120.19 ПРОБЛЕМЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ БУКСОВОГО УЗЛА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯ В. А. ТИМОФЕЕВ Анализируется парадоксальнаяя ситуация в железнодорожном транспорте — непреднамеренная фальсификация НК наиболее ответственного узла подвижного состава — буксового подшипника. На примере Главного управления вагонного хозяйства показан начальный момент заапуска механизма запланированного железнодорожном проишествия и приемлемые пути решения этой проблемы в отрасли. A paradoxical situation in railway transportation is analyzed, namely unintended falsification of NDT of the most critical component of the rolling stock - the axle bearing. The initial moment of triggering the mechanism of planned railway accident and acceptable ways of solving this problem in the industry are shown in the case of Chief Administration of the Carriage Stock. Состояние колесных пар, буксовых узлов, надеж- ная работа буксовых подшипников имеют особое значение для безопасности железнодорожного движения и скорости доставки грузов. Работа неисправной колесной пары и ее узлов может за- вершиться не только неплановой остановкой сос- тава, но и аварией и даже катастрофой. В зависимости от веса перевозимого груза от момента отказа буксового подшипника до его пол- ного разрушения и излома шейки оси достаточно 7…30 км пробега колесной пары [1]. Поэтому для объективной оценки состояния буксовых узлов параметры комплексов неразрушающего контроля (НК) должны соответствовать действу- ющим национальным и европейским стандартам. В данной работе рассматривается только НК наиболее ответственного в плане безопасности движения узла вагона, локомотива, а именно бук- сового узла колесной пары и оборудование для его реализации. Для НК буксовых узлов в отечественной и за- рубежной практике применяются три основных метода контроля: ультразвуковой, вихретоковый и магнитопорошковый. Ультразвуковой контроль (УЗ) как новый ме- тод позволяет повысить степень автоматизации, контроля, частично исключить субъективный фа- ктор оператора. Но стоимость комплексов для контроля бук- сового узла достаточно высока — до двух миллионов гривен. Опыт эксплуатации их не- значительный, существуют проблемы в методо- логии проектирования и эксплуатации, а также технические проблемы, рассмотрение которых выходит за рамки статьи. Внедрять в производство комплексы необхо- димо постепенно, опытными партиями, центра- лизованно анализируя и накапливая информацию с целью исключения недоработанных моделей. Так, финансово состоятельные организации за последние несколько лет внедрили ультразвуко- вые комплексы фирмы «Микроакустика» (вагон- ные депо Козятин, Жмеринка, Дарница, Конотоп), УЗ модульную установку СНК КП-8, разработки УкрНИИНК (депо Дебальцево), комплекс фирмы «Робокон» (ВЧД Козятин). Вихретоковый контроль буксовых узлов не по- лучил широкого распространения и применяется на отдельных предприятиях для НК роликопод- шипников. Магнитопорошковый контроль вообще и кон- троль узлов буксового подшипника в частности является самым распространенным, простым, де- шевым и обеспечивает уровень раскрытия дефек- та — до 1 мкм [2] (для сравнения, действующие ультразвуковые системы — до 2 мкм [1], т. е. магнитопорошковый метод НК в два раза чувст- вительнее ультразвукового). По имеющимся данным для контроля узлов буксового подшипника в подчиненных Главному управлению вагонного хозяйства вагоноремонт- ных заводах используются только магнитопорош- ковые системы НК (дефектоскопы проектов 6733Б, РЭ2677, производства СССР, и более сов- ременные МД 14ПКМ, производства СКБ «Не- ркон» Украина). По экспертным оценкам до 90 % всех предприятий Укрзализныци для контроля узлов буксового подшипника используют маг- нитопорошковый метод и, возможно, указанные выше специализированные дефектоскопы. Большие объемы применения магнитопорошко- вого метода объясняются его высокой чувствитель- ностью к поверхностным трещиноподобным дефек- там наглядностью результатов по сравнению с уль- тразвуковой аппаратурой, небольшой стоимостью, © В. А. Тимофеев, 2010 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 51 простотой конструкции и высочайшей надежно- стью. Этим методом обнаруживаются усталост- ные трещины в начальной стадии их появления, успешно контролируется состояние изношенно- сти и напряженного состояния металла [2]. В то время, как импортная техника магнито- порошкового контроля, особенно универсальные системы, продолжает развиваться быстрыми тем- пами, национальные разработки на основе этого метода контроля не проводятся. Последняя раз- работка указанных выше специализированных де- фектоскопов проводилась около 15 лет назад. Современная элементная база позволяет соз- дать новые или модернизировать устаревшие уни- версальные и специализированные установки маг- нитопорошкового контроля (в частности, деталей буксового узла) гораздо выше по объективности, наглядности и качеству эксплуатационных пара- метров, чем ультразвуковые. Результаты магнитопорошкового контроля мо- гут регистрироваться в виде изображения на мо- ниторе. К ним можно применить все известные технические возможности обработки оптических изображений с измерением размеров, координат, протоколированием результатов контроля, выда- чей паспорта колесной пары. К сожалению, оте- чественные разработчики этим не занимаются. Однако модернизация и(или) замена специа- лизированных установок магнитопорошкового контроля деталей буксового узла колесной пары на большинстве ремонтных предприятий Укрза- лизныци необходима и по другой, более серьез- ной, причине. Можно предположить, причем с довольно большой вероятностью, что магнитопорошковые специализированные установки для контроля де- талей буксового узла колесной пары типов 6733Б, МД 14ПКМ, возможно и других, неизвестных нам, типов, применяемые на предприятиях по ре- монту подвижного состава всех видов в Укр- зализныци, не соответствуют действующим нор- мативным документам по НК, а именно: ГОСТ 21105–87. Контроль неразрушающий, магнитопорошковый метод (далее ГОСТ 21105–87); ДСТУ ISO 9934-1–2005. Магнитопорошковая дефектоскопия. Ч. 1. Общие понятия. (Аналог евростандарта ISO 9934-1.2001) (далее ДСТУ ISO 9934-1–2005); ДСТУ ISO 9934-3–2005. Неразрушающие ис- пытания. Магнитопорошковая дефектоскопия. Ч. 3. Оборудование. (Аналог евростандарта ISO 9934-3–2002) (далее ДСТУ ISO 9934-3–2005); ЦВ-0052. Інструкція з неруйнівного контролю деталей та вузлів вагонів магнітопорошковим, вихрострумовим та ферозондовим методами та з випробування на розтягання (далее ЦВ-0052). Параметры указанных установок в несколько раз ниже требуемых, поэтому НК деталей буксо- вого узла и в первую очередь внутренних и на- ружных колец подшипников напресованных и не- напрессованных на ось не выполняется, а в луч- шем случае непреднамеренно фальсифицируется. Для подтверждения этого тезиса проанализируем паспортные характеристики двух установок: 6733Б (разработчик ВНИИ ЖД СССР, 1980-х годов выпуска) и МД 14ПКМ (разработчик ГСКБ «Неркон», г. Днепропетровск, производится до на- стоящего времени). Сравним их режимы с тре- буемыми нормами, установленными ГОСТ, ДСТУ и ЦВ-0052 и с реально измеренными. Существует два режима магнитопорошкового контроля: способ остаточной намагниченности (СОН) и способ приложенного поля (СПП). Выбор способа контроля зависит от магнитных свойств контролируемого материала и требуемой чувст- вительности контроля. Контроль в режиме СПП проводится в следу- ющих случаях: контролируемая деталь выполнена из магнитомягкого материала; контролируемая деталь имеет сложную форму или малое удли- нение; при контроле небольших участков круп- ногабаритной техники и т. д. Такие технологические операции при режиме СПП, как намагничивание, нанесение индикатора, осмотр выполняются одновременно, а это не всегда удобно. Кроме того, в приложенном поле не всегда обеспечивается более высокая чувствительность, чем в режиме остаточной намагниченности (СОН). Это объясняется тем, что в СПП магнитный индикатор осаждается по волокнам металла, в мес- тах структурной неоднородности, по рискам, в мес- тах резкого изменения конфигурации детали. Контроль в режиме СОН проводят в случаях, если деталь выполнена из магнитотвердого ма- териала, имеющего коэрцитивную силу Hc > > 9,5 А/см [2], а намагничивающее устройство позволяет создать поле с напряженностью, близ- кой к техническому насыщению (Hм). Контроль СОН имеет ряд существенных до- стоинств: возможность нанесения индикатора в течение часа после намагничивания; простота рас- шифровки, так как индикатор в меньшей степени оседает по рискам, наклепу; обеспечивается более высокая производительность контроля и т. д. По- этому если нет ограничений на его применение, предпочтительнее использовать именно СОН. Обе установки 6733Б и МД 14ПКМ при кон- троле внутренних колец подшипников буксово- го узла, напрессованных на ось колесной пары, работают в режиме остаточной намагниченности (СОН). Установка 6733Б для циркулярного намагни- чивания внутренних колец подшипников буксо- вого узла, напрессованных на ось колесной пары, использует энергию конденсаторной батареи (не менее 5 импульсов) до 3 кА. 52 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 МД 14ПКМ для намагничивания этой же де- тали использует действительное значение тока одной полярности (несколько периодов выпрям- ленного напряжения). Номинальный ток намаг- ничивания 2,5 кА, напряжение — до 10 В. Кольца подшипников изготавливаются из ста- ли ШХ 15СГ по ТУ 14-1-923–74, магнитные свой- ства которой (остаточная индукция Br = 0,79 Тл, коэрцитивная сила Hс = 36 А/см, напряженность поля насыщения 180 А/см [2] позволяют прово- дить их магнитопорошковый контроль способом СОН. Шероховатости поверхности колец (Rа < < 2,5 мкм) позволяют получить необходимый высший уровень условной чувствительности A, т. е. гарантируется минимальная ширина раск- рытия условного дефекта до 2 мкм. Однако надо иметь в виду, что данные по маг- нитным свойствам конструктивных сталей приве- дены для собственно металла, получены не на кон- кретных деталях, а на тороидальных образцах без посадочных зазоров. Реально, на практике, избе- жать зазоров невозможно. Кроме того, магнитные свойства материала колец подшипников сущест- венно зависят от первичной термообработки при изготовлении и эксплуатационных термообработ- ках при снятии колец с оси и напрессовке их на ось. Поэтому практически остаточная индукция Br зависимости от выше перечисленных факторов изменяется в пределах 0,79…0,88 Тл, что дает воз- можность применять СОН с достижением услов- ного уровня чувствительности A в соответствии с ГОСТ 21105–87 и ДСТУ ISO 9934-1–2005 при намагничивании колец полем напряженностью Н = 180…200 А/см. Таким образом, поле с Н = 180 А/см надо рас- сматривать как минимальную характеристику ус- тановки магнитопорошкового контроля колец подшипников буксового узла колесной пары для определения хотя бы теоретической ее пригод- ности для эксплуатации в системе безопасности железнодорожного движения. Этот минимальный норматив и был использован для дальнейших ис- следований. В соответствии с Приложением 2 к ГОСТ 21105–87 режим СОН для колец подшипников буксового узла, изготовленных из стали ШХ 15, возможен. Причем для полного технического на- сыщения необходимо создать Br = 0,79 Тл, а для обеспечения режима A минимальная остаточная индукция составит 0,69 Тл (рис. 1). В соответствии с п. 1 Приложения 4 ГОСТ 21105–87 определяют напряженность поля намаг- ничивания по кривым намагничивания материала объекта контроля с учетом необходимости его технического насыщения. Как видно из кривых намагничивания, в режиме СОН для колец из стали ШХ 15 для полного технического насы- щения необходимо приложить поле напряжен- ностью 180 А/см. В этом режиме для колец из этой же стали для обеспечения режима чувствительности A до- статочно приложить минимальное поле напря- женностью 120 А/см. В отечественной инструкции по НК — ЦВ-0052, в табл. 5.3 приведены способы контроля и напря- женность намагничивающего поля для деталей ва- гонов. Для колец подшипников установлена на- пряженность поля в режиме СОН — 180 А/см, т. е. до полного технического насыщения. В соответствии с Приложением 5 ГОСТ 21105–87 для намагничивания внутренних колец подшип- ников диаметром 157 мм, одетых на ось в режиме СОН, требуется для обеспечения чувствитель- ности A намагничивающий ток от 5,7 до 8,5 кА. Примерно такую же расчетную норму дает и ДСТУ ISO 9934-1–2005. Дефектоскоп проекта 6733Б по своим техни- ческим характеристикам обеспечивает импульс- ный ток до 3,0 кА. Создаваемая при этом напря- женность составит в идеальном случае 60 А/см при Br = 0,44 Тл (по кривым намагничивания), что не соответствует ни одному из уровней чув- ствительности, определенных Приложением 2 ГОСТ 21105–87 (рис. 1). Для МД 14ПКМ, действующий ток которого составляет 2,5 кА, показатели еще хуже, а именно Н ≈ 53 А/см или Br = 0,34 Тл. На рис. 1 приведены кривые намагничивания стали ШХ 15 в режиме СОН. На рис. 2 — пересчет остаточной индукции, соответствующей конкрет- ному уровню чувствительности по Приложению 2 ГОСТ 21105–87. В режиме СОН модернизированный дефектос- коп 6733 БМ удовлетворяет требованиям нор- мативных документов (точка 1), дефектоскопы Рис. 1. Кривые намагничивания и остаточной индукции стали ШХ 15СГ по ТУ14-1-923–74 (A, Б, B — уровни чувстви- тельности) ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 53 6733 Б, МД 14ПКМ не удовлетворяют требова- ниям нормативных документов (точки 2, 3). Из анализа кривых намагничивания следует: 1. Для достижения уровня чувствительности A необходимо намагничивающее поле с Н = = (120…180) А/см, при этом остаточная индук- ция составит Br = (0,69…0,79) Тл. 2. Достижение уровня Б–Н = (79…120) А/см при Br = (0,57…0,69) Тл. 3. Достижение уровня В–Н = (66…79) А/см при Br = (0,5…0,57) Тл. 4. Рассматриваемые дефектоскопы, очевидно, не обеспечивают ни один из уровней чувствитель- ности, определенных ГОСТ 21105–87, ДСТУ ISO 9934-3–2005: 6733 Б–H = 60 А/см, Br = 0,44 Тл; МД 14ПКМ — H = 53 А/см, Br = 0,34 Тл. 5. Модернизированный дефектоскоп 6733 БМ соответствует ГОСТ 21005–87, ДСТУ ISO 9934- 3–2005 — H = (200…220) А/см, Br = 0,79Тл. 6. Дефектоскопы 6733Б и МД 14ПКМ тео- ретически могут выявить микротрещины шири- ной раскрытия 20…З0 мкм, которые хорошо раз- личимы в десятикратную лупу и без использо- вания технических средств. Установка 6733Б конструктивно не предназна- чена для контроля в режиме СПП.МД 14ПКМ по данным технического описания и инструкции по эксплуатации, работает в режиме СОН. Однако по своей конструкции, усложнив работу операто- ра (поскольку намагничивание, полив суспензией, поворот колесной пары и контроль проводится одновременно) в нарушение ЦБ-0052 режим СПП может обеспечить. На рис. 3 показан расчет ре- жимов намагничивания установки МД 14ПКМ в режиме СПП. Очевидно, даже в режиме СПП, теоретически, он не удовлетворяет требованиям ГОСТ 21105–87 и ДСТУ ISO 9934-1–2005 (точка 2). На отдельных предприятиях Укрзализныци с целью сопоставления теоретических исследова- ний с практикой были проведены измерения на- пряженности магнитного поля при контроле внут- ренних колец подшипников, напрессованных на ось колесной пары на установках 6733Б, МД 14ПКМ. Результаты измерений, в серии испытаний, пока- зали создаваемую установками напряженность от 30 до 50 А/см, что также не соответствует нор- мативным документам. Измерения напряженности поля проводили по методике электротехнической лаборатории пред- приятия, согласованной и одобренной Украин- ским НИИ неразрушающего контроля и Межот- раслевым учебно-аттестационным центром ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины. Суть методики измерения следующая: чувствительный элемент миллитеслометра МТУ-1 устанавливается на на- ружную поверхность внутренних колец подшип- ников, напрессованных на ось колесной пары, перпендикулярно силовым линиям поля. Подвод сети питания посредством контактных головок, измерения проводили при действии поля. Уста- новка чувствительного элемента по указанной методике показана на рис. 4. Существует еще одна методика измерения на- пряженности поля на кольцах подшипников бук- сового узла, разработанная СКБ «Неркон». Веро- ятно, эту методику используют все остальные предприятия Укрзализныци, иначе ситуацию с НК буксового узла невозможно объяснить. Рис. 2. Режимы намагничивания по ГОСТ 21105–87 способом остаточной напряженности (A,В,Б — уровни чувствитель- ности) Рис. З. Режимы намагничивания до ГОСТ 21105–87 способом СПП: (A, Б, B — уровни чувствительности) Рис. 4. Положение чувствительного элемента при измерении напряженности по методике предприятия ОДО «Попаснянский вагоноремонтный завод» 54 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 Суть методики измерения поля, разработан- ной СКБ «Неркон», следующая: на наружной поверхности кольца подшипника делается пропил по размерам чувствительного элемента миллитеслометра, кольцо запрессовывается на ось колесной пары, в паз вставляется чувстви- тельный элемент и при действии поля про- водится измерение. Внешний вид чувстви- тельного элемента на кольце (реально кольцо на- прессовано на ось) показан на рис. 5. Это недопустимо по следующим причинам: изменение геометрии контролируемой детали приводит к искажению магнитного поля в месте внесения изменений, поэтому такие результаты измерений нельзя признать объективными и рас- пространять на другие зоны детали (в данном слу- чае — на всю поверхность кольца); в месте распила образуются полюса, поле которых, как показали измерения, на порядок больше реального поля на поверхности кольца; напряженность магнитного поля является одним из основных параметров, определяющих чувствительность магнитопорошкового контроля и обязательно до- лжна указываться в протоколе (заключении) по результатам контроля каждой детали. В этом слу- чае при измерении напряженности поля по методике ГСКБ следует делать пазы на каждом кольце, что несовместимо с возможностью его дальнейшей эксплуатации, т. е. такая технология измерений неприменима с точки зрения обеспе- чения сохранности (целостности) детали и условий применения НК. Результаты исследования электротехнической лаборатории предприятия подтвердили научные организации, к которым она обращалась. Так, на- пример, Межотраслевой учебно-аттестационный центр Института им. Е. О. Патона НАНУ отмечает, что для достижения высокого уровня чувствитель- ности A ток намагничивания 25 кА установки (де- фектоскопа) МД 14ПКМ недостаточен. ОАО ВНИИЖТ (Россия) отметил, что при контроле СОН кольца подшипников должны быть намагничены до технического насыщения, т. е. на их поверхности должна обеспечиваться тангенсоидальная составляющая напряженности магнитного поля Нм = 180 А/см (во время про- пускания тока по оси колесной пары), при этом по оси колесной пары необходимо пропустить ток порядка 8,5 кА. Каковы должны быть организационные и тех- нические решения в данной ситуации, когда подавляющее большинство предприятий Укрза- лизныци использует магнитопорошковый метод контроля деталей буксового узла и, в частности, колец подшипников? Заменить ли в массовом порядке установки, простые и дешевые, магнито- порошкового контроля на ультразвуковые, доро- гие, сложные и возможно, не лучше старых? Так, судя по работе [1], комплексы фирм «Робокон» и «Микроакустика» не позволяют провести кон- троль внутренних колец подшипников, напрессо- ванных на ось колесной пары, что предусмотрено техпроцессом ремонта вагонов. По всей вероят- ности на этой операции выходного контроля рабо- тают установки старого поколения. Поэтому, на наш взгляд, ультразвуковое оборудование все- таки не позволяет комплексно решить проблему контроля всех деталей буксового узла в целом и их тиражирование, возможно, экономически не всегда выгодно. А время идет, предприятия про- водят ремонт подвижного состава, имитируя кон- троль буксового узла, в результате безопасность движения снижается. В условиях современной финансово-экономи- ческой ситуации в стране потребуется не менее 10 лет для замены старых установок на современ- ные и не обязательно на ультразвуковые. На- пример, ВНИИ ЖД России взамен установки 6733Б выпускает установку магнитопорошкового контроля Р8617, обеспечивающую напряженность поля не менее 180 А/см, с минимальным раск- рытием дефекта до 2 мкм. На наш взгляд, более рационально пойти по пути модернизации существующих установок. Так, предприятие, располагая двумя установ- ками 6733Б, несколько месяцев тому назад про- вело модернизацию одной из них. Внешний вид модернизированного блока управления показан на рис. 6–8. Целью модернизации являлось повышение технических параметров циркулярного намагни- чивания до современных норм, определенных ве- домственными документами, национальными и европейскими стандартами. Обновлению подверг- ся блок управления, в котором доведена до нормы мощность намагничивающего импульса и введе- ны элементы автоматики технологического про- цесса и его контроля. Испытания установки показали положитель- ный результат. Измеренная напряженность маг- нитного поля на поверхности колец подшипников Рис. 5. Положение чувствительного элемента при измерении напряженности по методике ГСКБ «Неркон» ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 55 составила в серии испытаний 200…220 А/см. Сметная стоимость работ составила 6800 грн, из них 2500 — зарплата и 2300 — накладные рас- ходы. Дефектоскоп исправен и соответствует нор- мативной документации. Установка МД 14ПКМ использует, на наш взгляд, для намагничивания столь крупногаба- ритных узлов как колесная пара с напрессован- ными кольцами подшипников тупиковый ме- тод — намагничивание действующим током, а это большие габариты и мощность источника питания (24 кВА) при существующих недостаточных па- раметрах, а также высокая стоимость. Для дости- жения требуемой напряженности 180 А/см мощ- ность его трансформатора составила бы около 100 кВА, а это технически неприемлемо. Модернизация МД 14ПКМ заключалась бы в изменении принципа его работы, перехода от на- магничивания действующим током к намагни- чиванию накопительным методом конденсатор- ной батареи. Технически это свелось бы к замене штатного блока управления на блок, используе- мый в модернизированной установке 6733БМ. Существующая в Украине классификация средств НК в плане метрологического обеспе- чения, непосредственно влияющих на безопас- ность движения, не поддается, по нашему мне- нию, логическому обоснованию. Так, ультразвуковые системы УД2-70 и вихре- токовые ВД-30НС включены в Государственный реестр средств измерительной техники и подле- жат периодической государственной поверке. Ло- гично, метрологическое обеспечение контроля де- талей, особо влияющих на безопасность движе- ния, существует, система государственного кон- троля качества работает. Магнитопорошковые системы НК, выполня- ющие те же функции (выявить микротрещину), на тех же деталях буксового узла метрологичес- кому обеспечению, по непонятным причинам, не подлежат. На наш взгляд, это игнорирование Го- сударственной системы качества. По всей вероятности, системы магнитопорош- кового контроля должны быть однозначно отне- сены к испытательному оборудованию и включе- ны в ведомственный реестр, со всеми вытека- ющими последствиями. В этом случае все ста- новится на свои места, метрологическое обеспе- чение их автоматически восстанавливается. Действующим нормативным документом в Ук- раине (другой информацией не располагаем) по аттестации испытательного оборудования являет- ся ГОСТ 24555–81 «Порядок аттестации испыта- тельного оборудования. Основные положения», который, на наш взгляд, однозначно определяет необходимость метрологического обеспечения та- ких установок, а именно первичную (заводскую), внеочередные (в случае необходимости) и перио- дические аттестации на предприятиях, эксплу- атирующих установки. В ведомственном нормативном документе НД 32У3-ЦТЕХ-0043–2004 «Настанова про порядок проведення атестації випробувального обладнан- ня та перелік випробувального обладнання, яке Рис. 8. Лицевая панель блока управления Рис. 7. Общий вид модернизированного блока управления Рис. 6. Общий вид модернизированной установки (проект 6733БМ) 56 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 використовується на залізничному транспорті Ук- раїни» в разделе 10 указан перечень испытатель- ного оборудования, которое используется на же- лезнодорожном транспорте Украины, в разделе «Локомотивное хозяйство» № 123 включен стенд (установка) магнитопорошкового контроля роли- ков и снятых колец подшипников буксового узла Р2667-000-00, а аналогичные установки магнито- порошкового контроля, такие как МД 14ПКМ, 6733Б, не включены. Кроме того, имеются опре- деленные противоречия в п.п. 4.5–4.10. Таким образом, НД 32У3-ЦТЕХ-0043–2004 не дает од- нозначного ответа на вопрос о необходимости ат- тестации установок магнитопорошкового контроля. Далее, в ЦВ-0052 устанавливается периодичес- кая (раз в 6 месяцев) не аттестация, а проверка технического состояния указанного оборудова- ния. А если не требуется метрологическая аттес- тация установок, то не требуются и аттестованные стандартные образцы с нормированным дефектом в 2 мкм. В конечном счете отсутствует объектив- ный контроль исправности установок в реальных условиях взаимодействия с нормированными де- фектными объектами. На наш взгляд, необходимо привести пере- численные ведомственные документы в соответ- ствие с первичным нормативным документом — ГОСТ 24555–81. Исходя из создавшегося положения с контро- лем буксового узла, можно предположить, что на конец 2007 — начало 2008 г., а возможно ситуация после первых сигналов не изменилась, в Украине не имелось в наличии стандартных образцов ко- лец подшипников буксового узла с дефектом в 2 мкм не только на ремонтных предприятиях, где ЦВ-0052 допускает их отсутствие, но и на пред- приятиях-изготовителях средств контроля, где они должны быть в обязательном порядке [3, 4]. Стандартные образцы колец подшипников сто- ят недешево, но они необязательны на каждом предприятии, достаточно их наличие в метроло- гических центрах каждой железной дороги, пос- кольку периодичность аттестации составляет от года и более. ОАО «РЖД» эту проблему решило в соот- ветствии с ГОСТ 24555–81. Проверка выяв- ляемости дефектов (условной чувствительности контроля) осуществляется с помощью аттесто- ванных стандартных образцов (колец подшип- ников) с поверхностными искусственными де- фектами в 2 мкм, внесенных в отраслевой реестр средств измерения. Выводы 1. Нарушение системы качества, заданной пер- вичными нормативными документами, в данном случае ГОСТ 21105–87, ГОСТ 24555–81, ДСТУ ISO 9934-1,2,3–2005, непременно приводит в луч- шем случае к непреднамеренной фальсификации НК и является начальным моментом для сраба- тывания механизма железнодорожно-транспорт- ного происшествия. Возникла серьезная необхо- димость привести ведомственные документы ЦВ-0052, НД 32У3-ЦТЕХ-0043–2004 в соответ- ствие с указанными выше первичными норма- тивными документами. 2. Есть смысл систематизировать информацию в отрасли по типам и характеристикам магнито- порошковых средств НК деталей буксового узла, провести внеочередную их аттестацию и, вероят- но, принять решение о их модернизации. 3. Для внеочередной и периодической аттес- тации средств контроля в отрасли необходимо иметь стандартные образцы деталей буксового узла хотя бы по количеству метрологических центров железных дорог и Главных управлений, прово- дящих ремонт всех видов подвижного состава. 4. Рассмотренные магнитопорошковые уста- новки контроля деталей буксового узла обес- печивают чувствительность до 20 мкм, при нор- мативной до 2 мкм, поэтому не могут быть признаны годными по назначению. 5. Для повышения чувствительности на порядок и перевода указанной техники в категорию годной по назначению наиболее эффективна ее модер- низация, что и было сделано в ОДО «Попаснянский вагоноремонтный завод» с минимальными за- тратами. 1. Кривобок В. И. Передовой опыт ремонта колесных пар и буксовых узлов на вагоноремонтных предприятиях Юго-Западной железной дороги // Вагонный парк. — 2008. — № 4. — С. 19–22. 2. Троицкий В. А. Магнитопорошковый контроль сварных соединений и деталей машин. — Киев: Феникс, 2002. — 299 с. 3. ГОСТ 21105–87. Контроль неразрушающий. Магнито- порошковый метод. 4. ГОСТ 24555–81. Порядок аттестации испытательного оборудования. Основные положения. ОДО «Попаснянский вагоноремонтный завод» Поступила в редакцию 10.11.2008 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 57

Проблемы неразрушающего контроля деталей буксового узла колесной пары и их влияние на безопасность движения

Репозитарії

Схожі ресурси