Машиностроение / 28.05.18 21:59

Автоматизация контроля технического состояния вагонов

 | Машиностроение
фото:Сергей Зоничев/Gudok.ru

На железнодорожном транспорте РФ фиксируется в среднем более 1 млн. отцепок во внеплановый ремонт ежегодно, а в 2017 году коэффициент отцепки одного вагона составил 1,23 (1,3 млн. отцепок при парке 1,08 млн. вагонов).

Количество отцепок в ТР-2 вагонов РФ к пробегу по сети за 2012-2018 (прогноз) гг. представлено на рисунке 1.

Untitled-1.jpg 

Рисунок 1 − Количество отцепок в ТР-2 вагонов РФ к пробегу по сети за 2012-2018 (прогноз) гг.

Неисправности основных узлов, по которым происходят отцепки вагонов во внеплановый ремонт, представлены на рисунке 2

Untitled-2.jpg

Рисунок 2 − Отцепки вагонов по неисправностям основных узлов за 2017 год

Из диаграммы, представленной на рисунке видно, что наибольшее количество отцепок происходит из-за неисправностей колесных пар, тележек и кузовов.

Наибольшие трудности для сети создаются в случае, когда неисправность проявляет себя в тот момент, когда поезд находится в пути следования. Так, например, время вывода с перегона грузового вагона при неисправности буксового узла зачастую приводит к срывам графика движения поездов.

При этом некоторые неисправности возможно выявить только при движении грузового вагона. Это в основном относится к колесным парам и буксовым узлам, а также другим элементам ходовых частей грузовых вагонов. Для определения технического состояния подвижного состава в пути следования и на подходах к станции задействованы многочисленные средства технического контроля. К основным системам, используемым на железных дорогах РФ, относятся комплекс технических средств мониторинга нагрева букс вагонов (КТСМ), автоматизированная диагностическая система контроля геометрических параметров колесных пар вагонов «Комплекс» (КТИ), акустическая система контроля для выявления неисправностей буксового узла (ПАК), автоматизированная система обнаружения вагонов с отрицательной динамикой (АСООД), система контроля вертикальных динамических нагрузок (СКВДН), на которых мы остановимся ниже, а также ряд других. Получаемые данные о техническом состоянии контролируемых узлов подвижного состава позволяют своевременно выявить и дать команду на устранение неисправности, возникшей в процессе эксплуатации. За счет выявления неисправностей на ранней стадии их развития снижаются случаи нарушения нормальной работы подвижного состава, которые могут привести к авариям и, как следствие, повысить безопасность движения на железнодорожном транспорте.

На сегодняшний день существуют системы для выявления неисправных узлов подвижного состава с высокой подтверждаемостью по результатам осмотра. Это позволяет исключить необходимость подтверждения показаний осмотрщиками вагонов, снижая влияние человеческого фактора при определении неисправности.

Наиболее массовым средством контроля в пути следования является многофункциональный комплекс технических средств мониторинга нагрева букс вагонов (КТСМ), который диагностирует неисправности буксового узла по температуре их нагрева. Необходимо отметить, что КТСМ не дает 100% гарантии заблаговременного выявления неисправного буксового узла и его безопасной работы, так как диагностические комплексы расположены по пути следования на определенном расстоянии друг от друга. Вагон с неисправным буксовым узлом может проследовать КТСМ в нормальном температурном режиме, а затем может произойти разрушение подшипника и, как следствие, последующий сход вагона. Это объясняется тем, что подшипник работает в условиях нестационарного (переменного во времени) нагружения, а большинство возникающих в буксовом узле дефектов носит усталостный характер. Сначала образуются микроскопические дефекты, которые под действием переменных нагрузок, развиваются в макроскопические трещины и другие неисправности.

Дополнительно на сети железных дорог работают и установки вибродиагностики, установленные в ремонтных депо. Они позволяют определять дефекты, присутствующие в буксовом узле в момент контроля. Однако отсутствие браковочных дефектов не дает гарантии их возникновения в дальнейшей эксплуатации.

Для контроля буксовых узлов могут применяться приборы, получившие название анализаторы ресурса подшипников (АРП). Приборы АРП позволяют на основе анализа высокочастотных шумов (в диапазоне 20-300 кГц) определить движение микроскопических дефектов в структуре материала и спрогнозировать, когда можно ожидать появление в подшипниковом узле недопустимых дефектов. В результате контроля устанавливается как исправность буксового узла, так и время (или пробег), через которое можно ожидать отказ. Таким образом можно спрогнозировать в какой момент времени контролируемую колесную пару необходимо подать в депо для замены подшипника.

Для выявления неисправностей буксового узла применяется система акустического контроля (ПАК). Пост акустического контроля анализирует наличие шумов от буксовых узлов грузовых вагонов, проезжающих рядом с комплексом, и по полученному сигналу выявляет неисправные буксы. Система показывает высокую достоверность показаний.

В настоящее время на сети РЖД внедряется система контроля вертикальных сил взаимодействия колес с рельсами «WILD». В отличие от других похожих систем, она определяет дефекты колес за счет измерения создаваемой силы между колесами и рельсами. Длина измерительного участка системы составляет две длины окружности колеса, что позволяет достоверно выявлять ползуны, навары, неравномерный прокат и другие дефекты на поверхности катания колесных пар. Система также выявляет перегрузки, действующие на рельсы от колес при прохождении вагона. При превышении определенных пороговых значений, система немедленно выдает сигнал тревоги, сообщая точно вагон и конкретное колесо.

Для автоматического контроля геометрических параметров колесных пар применяется комплекс технических измерений (КТИ). Данное диагностическое оборудование предназначено для выявления колесных пар с тонким гребнем на ходу поезда. Применение этих комплексов позволяет не только выявлять вагоны с тонким гребнем, но и формировать статистику по динамике износа колесных пар вагонов в зависимости от их пробега.

Большому проценту отцепок в ремонт подвержены и другие элементы ходовой части, в том числе и тележки. В эксплуатации литые детали тележек контролируются визуальным методом осмотрщиками-ремонтниками вагонов в соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию вагонов в эксплуатации. Осмотрщики с большим стажем работы разработали свои методы выявления трещин в литых деталях тележки и колесных парах грузовых вагонов с помощью перочинного ножа (метод Кермас Р.Ю.), Ольшевский С.Н. разработал собственный метод выявления трещин в самой опасной и труднодоступной для осмотра зоне R-55 со стороны колеса. Выявить дефекты присутствующие внутри боковой рамы визуальным методом невозможно. При этом выявленные дефектные детали направляются в ремонтные участки на обязательную проверку средствами неразрушающего контроля.

Сложность контроля литых деталей заключается в том, что дефекты носят развивающийся характер (под действием переменных нагрузок происходит развитие дефектов до критических параметров, при которых происходит разрушение детали). При наличии дефекта в глубине отливки развитие трещины от дефекта литья происходит внутри детали до критического размера, при котором происходит разрушение.

Для своевременного выявления вагонов, имеющих предпосылки к сходам с рельсов, применяются автоматизированная система обнаружения вагонов с отрицательной динамикой (АСООД). Она позволяет выявлять вагоны с отрицательной динамикой при прохождении состава и принимать оперативные решения о возможности дальнейшего движения поезда.

Дальнейшее внедрение современных систем ранней диагностики деталей и узлов подвижного состава обеспечит возможность прогнозировать появление дефектов, что в свою очередь позволит повысить безопасность движения поездов на российских железных дорогах, снизить убытки от аварий и крушений, возникающих из-за неисправностей железнодорожной техники.

Юлия Савушкина, кандидат экономических наук, вице-президент по науке НП «Объединение предприятий сталелитейной промышленности»

Первые лица

В раздел →

Новости

Все новости →

Мероприятия

В раздел →

Пресс-релизы

В раздел →