НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ УРД-58М
При модернизации дефектоскопа УРД-58 удвоено число каналов и введен эхо-импульсный метод контроля рельсов. Как и в приборах УЗД-НИИМ-6М, в модернизированном дефектоскопе УРД-58М применяются одновременно прямой и призматический искатели с одним звуковым индикатором, работающим на разных частотах (разная тональность звуковых сигналов), а также «ультразвуковой калибр» (в дефектоскопах выпуска [974—1975 гг. «ультразвукового калибра» нет). Раздельная peгyлировка чувствительности и наличие самостоятельного канала для каждого искателя сделали дефектоскоп удобным и простым в эксплуатации. При использовании призматических искателей появилась возможность выявлять в рельсах дефекты типа 21.2 в начальной стадии развития, расположенные в боковой грани головки рельса. Дефектоскопы УРД-58М позволяют выявлять те же дефекты в рельсах, что и дефектоскопы УЗД-НИИМ-6М.
Дефектоскоп УРД-58М рассчитан на работу в поле при относительной влажности воздуха до 95% и температуре от —30 до +50 С. Частота ультразвуковых колебаний 2,5+0,3 МГц, частота посылок импульсов УЗК около 600 Гц. Индикация выявленных дефектов — звуковая. Канал прямых искателей выдает на головные телефоны звуковой сигнал низкого тона, канал призматических искателей — высокого тона. Источник питания — аккумуляторная батарея типа КН-45 (КН-55) напряжением 6,25-7,5 В. Потребление тока не более 3 А. Максимальная скорость контроля рельсов 4 км/ч. Расход смачивающей жидкости около 2 л на 1 км. Масса дефектоскопа в рабочем состоянии, включая 20 л жидкости в баках, — 82 кг.
Дефектоскоп работает следующим образом (рис. 186).
Рис. 186. Функциональная схема модернизированного УРД-58
Дефектоскоп смонтирован на четырехколесной тележке. Конструкция тележки, кожуха и аппаратного ящика такая же, как у дефектоскопа типа УРД-58. Между колесами тележки располагаются следящие и искательные системы. Следящая система дефектоскопа — устройство из рычагов и пружин, установленное на опорный ролик, что позволяет искатель передвигать посередине поверхности катания проверяемого рельса (рис. 187). Можно искатель центрировать на рельсе, опираясь о боковую поверхность головки рельса роликом, или только по отношению к раме тележки дефектоскопа. Поэтому с дефектоскопом можно работать зимой, когда снег и лед препятствуют прохождению ролика по боковой поверхности головки рельса. Как показали испытания в линейных условиях, такая система наиболее приемлема для эксплуатации. Длина искателя уменьшена на 20 мм (нет «ультразвукового калибра»). Это улучшило вписываемость искателя в углубления на рельсе (волнообразный износ) и акустический контакт его с рельсами. В УРД-58М последнего образца применены унифицированные вставки искателей прямого и призматического каналов, пригодные для всех съемных дефектоскопов. Искатели для правой и левой стороны дефектоскопа отличаются только углом разворота вставки с призматическим 47°-ным искателем. Этот угол составляет 34 + 1 и измеряется по отношению к продольной оси корпуса искателя. Следящее устройство дефектоскопа крепится к раме винтами. Электрически следящее устройство изолировано от рамы дефектоскопа с тем, чтобы не нарушать работу цепей автоблокировки на проверяемом участке пути.
Искательная лыжа (см. рис. 187) состоит из стального корпуса, на котором снизу предусмотрены два фрезированных паза и два круглых отверстия для установки сменных вставок (искателей). Сменные вставки закрепляются в корпусе лыжи винтами. Кроме отверстий для сменных вставок, в корпусе лыжи сделано отверстие для подачи жидкостей под искатели с расточкой на конце. Торцы корпуса лыжи имеют с двух сторон скосы, которые необходимы для прохода стыковых зазоров рельсов при возвышении одного над другим.
Рис. 187. Искательная лыжа УРД-58М
Корпус лыжи изловлен из углеродистой стали и закален до твердости 60 ед. по Роквеллу. Большая твердость корпуса лыжи позволяет использовать ее без ремонта более одного года при ежедневной эксплуатации дефектоскопа.
В торцах корпуса лыжи есть отверстия с резьбой для ввинчивания в них шпилек, удерживающих лыжу на поверхности катания рельса и позволяющих лыже свободно прижиматься к поверхности контролируемых рельсов при перемещении ее поводками центрирующей системы. Сверху корпуса лыжи крепится крышка; она закрывает контактные лепестки вставок искателей, к ней крепятся подводящие кабеля. Трубки для подачи жидкости под искатель ввертываются по резьбе в корпус и проходят через крышку. На конце подводящей жидкость трубки устроены фигурные проточки, удерживающие резиновый шланг с внутренним диаметром около 6 мм. Изношенные корпуса лыж искателей ремонтируют — шлифуют.
Жидкость для смачивания рельсов получают из двух регулировочных кранов и тройника. Можно раздельно регулировать подачу жидкости под искатель и в сопло, расположенное впереди искателя. На кабеле от искателя есть разъем, который позволяет искатели отсоединять от аппаратного ящика дефектоскопа.
В дефектоскопе два раздельных бака для жидкости вместимостью по 10 л каждый. Поддон можно снять вместе с аппаратным ящиком и аккумуляторной батареей с рамы тележки дефектоскопа; можно также спять с поддона аппаратный ящик и аккумуляторную батарею. Передвижение дефектоскопа по рельсам управляется съемной ручкой. Все органы управления дефектоскопом выведены на переднюю панель (рис. 188). Контрольный искатель, головные телефоны и инструмент хранятся в ящике для инструмента.
Рис. 188. Передняя панель УРД-58М
ПОДГОТОВКА УРД-58М К РАБОТЕ. КОНТРОЛЬ РЕЛЬСОВ В ПУТИ
Для работы по контролю рельсов в пути дефектоскоп заранее подготавливают — заряжают аккумуляторные батареи, заправляют баки для жидкости (летом — водой, зимой при отрицательной температуре окружающего воздуха — раствором спирта с водой в такой пропорции, чтобы смесь не замерзала во время работы). Перед выездом на линию дефектоскоп проверяют на специальном тупике с дефектными рельсами или на действующем участке звеньевого пути у стыковой зоны. Канал прямых и призматических искателей проверяют раздельно. В процессе проверки и настройки канала прямых искателей изменяется время задержки строб-импульсов вращением регулятора «Тин рельса». Чтобы уменьшить усиление приемника, стараются установить ручку «Тип рельса» так, чтобы при ее вращении по часовой стрелке и против нее в телефонах не было звукового сигнала. Такую регулировку необходимо повторить на проверяемых рельсах.
После установки ручки «Тип рельса» регулятор «Чувствительность» переводят в положение рабочего усиления. Для этого искатели дефектоскопа располагают на заведомо бездефектном месте рельса, под искателями должна быть жидкость. Установив ручку «Тип рельса», уменьшают усиление приемника регулятором «Чувствительность» до появления звукового сигнала в телефонах. Вращают ручку «Смещение» до тех пор, пока не услышат звуковой сигнал в телефонах при расположении ручки «Чувствительность 0°» на делении 3, после этого ручку «Чувствительность» переводят в положение «5». Донный сигнал при этом уменьшается в 2 раза (6 дБ), что приводит к включению звукового сигнала в телефонах. Такая чувствительность считается нормальной. Если рельсы грязные (поверхность катания покрыта слоем мазута с песком или спрессованный снег), рекомендуется уменьшать чувствительность, т. е. повышать усиление приемника до 9-го деления. Трещины, развивающиеся от болтовых отверстий, и вертикально расположенные расслоения металла на головке, шейке или в подошве рельса под шейкой так воздействуют на прибор, что совершенно пропадает донный сигнал. Поэтому работа с дефектоскопом при полном усилении в условиях сильной загрязненности поверхности катания значительно облегчается, но увеличивается риск пропустить опасный дефект — горизонтально расположенные дефекты к головке или шейке рельса, развивающиеся снаружи (дефект вида 30Г.1-2).
Канал призматических искателей проверяют на известных дефектах в рельсах вида 21.2 или по торцу рельса в стыковой зоне. Нормальной чувствительностью считается та, при которой от торца рельса при передвижении дефектоскопа появляются два звуковых сигнала высокого тона (первая и третья зоны возникновения сигнала). Можно проверить чувствительность каналов призматических искателей и по стандартному образцу № 1Р. В процессе проверки должны выявляться отверстия в образце № 1Р от 15 до 35 мм.
Необходимо помнить, что затухание УЗК в плексигласе с понижением температуры уменьшается, поэтому такую проверку следует выполнять с учетом температуры.
После проверки всех каналов дефектоскопа (правая и левая сторона) можно начинать контроль рельсов пути. Для этого оператор передвигает тележку дефектоскопа вперед, предварительно открыв краники трубопроводов жидкости, подаваемой к искателям. При проходе лыжи дефектоскопа над болтовыми отверстиями стыковой зоны рельса слышны звуковые сигналы, а также сигналы от торца рельса более высокого тона. Иногда бывают случаи возникновения звукового сигнала, не относящегося к дефектному сечению рельса, например при проезде над отверстием в шейке рельса, над сварным стыком, зона которого вызывает срабатывание капала прямого искателя. Встречаются отдельные выщербины или следы удара молотком о боковую грань рельса, которые приводят к срабатыванию индикатора призматического канала. Все эти причины позволяют не задерживаться на таких отметках и продолжать контроль рельсов. Устойчивые отметки, особенно каналом призматических искателей, которые повторяются при повторном проезде над местом возникновения сигнала на рельсе, следует проверить ручным контрольным искателем с призмой 47 (50°).
Для работы с контрольным искателем дефектоскоп переводится в режим работы с контрольным искателем: тумблер, расположенный слева на лицевой панели, переводят в положение «Щуп», вилку телефона с противоположной стороны вынимают из гнезда. Целесообразно переключить тумблер «Призма» — общ.» в положение «Призма». Тогда сигналы от прямых искателей не будут мешать работе. При обследовании сомнительного места на рельсе (возникают сигналы от основного искателя) его прежде всего следует отметить мелом. Контрольный искатель вначале устанавливают перпендикулярно оси рельса. Убедившись, что он работает, разворачивают на угол примерно 34 по отношению к продольной оси рельса и, перемещая вдоль рельса, стараются обнаруживать эхо-сигнал. Если эхо-сигнал будет зафиксирован, значит, есть основания считать рельс дефектным (дефект типа 21.2).
Степень развития дефекта можно определить, если пучок УЗК направлять вдоль рельса и, перемещая искатель вперед и назад над дефектным сечением, сдвигать сто от выкружки рабочей грани к середине поверхности катания. Развитый дефект типа 21.2 будет давать эхо-сигналы при перемещении искателя почти до середины поверхности катания. Если эхо- сигнал получен только при подходе искателя с одной стороны (угол разворота 34), то обнаружен дефект типа 11.1-2. Для такой классификации дефектов оператор должен иметь достаточный опыт работы.
В процессе работы с контрольным искателем необходимо проверять его чувствительность по образцу № 1Р. Регулятор «Чувствительность» дефектоскопа должен быть установлен так, чтобы в образце выявлялось отверстие «35». Чувствительность эхо-метода позволяет выявлять дефекты площадью от 9 мм2. Поэтому не следует работать при полном усилении приемника, так как в рельсах, по которым пропущено более 300 млн. груза, могут быть выявлены внутренние продольно-наклонные трещины, развивающиеся от неметаллических включений, которые не представляют опасности для движения.
При работе с дефектоскопом на двухпутном участке пути необходимо помнить, что контактно-усталостные дефекты типа 21.2 всегда развиваются с наклоном 10—25 от плоскости поперечного сечения рельса в сторону движения поездов. Передвигая дефектоскоп навстречу ожидаемому поезду, оператор устанавливает призматические искатели так, чтобы пучок УЗК был направлен вперед в рабочую грань рельса. Дефекты типа 21.2 будут выявляться при прямом отражении УЗК от их плоскости, но прибор может обнаруживать дефекты и отраженным пучком от подголовочной грани рельса. Для этого нужно искатели располагать так, чтобы они посылали ультразвуковой пучок назад по отношению направления движения дефектоскопа. Поэтому целесообразно проверять рельсы поочередно, устанавливая искатели с направлением пучка УЗК вперед и назад. На линии дефектоскоп с прямым искателем работает аналогично УРД-58.
В линейных условиях, где у многих стыков смятые концы рельсов, «ультразвуковой калибр» практически не работает, а дополнительная прямая вставка увеличивает длину искательной лыжи и не позволяет ей вписываться в небольшие углубления на рельсе в стыковой зоне. В дефектоскопах выпуска 1974—1975 гг. нет «ультразвукового калибра».