جستجو
آمار سایت

تعداد مطالب : 31
تعداد نظرات : 4
بازدید امروز : 52
بازدید دیروز : 216
بازدید این هفته : 52
بازدید این ماه : 3313
کل بازدیدها : 63532
خروجی فید امروز : 2
ورودی گوگل امروز : 0
میانگین ارسال روزانه : 0.01
میانگین نظرات روزانه : 0.00
افراد آنلاین : 4 نفر
تبادل لینک با 19 سایت
زمان لود صفحه : 0٫567 ثانیه

نوشته های با برچسب ‘آزمایش آلتراسونیک ریل’

ازمایش ریل به روش التراسونیک

بررسی غیر مخرب خطوط ریلی به روش اولتراسونیک
چکیده
تست های غیر مخرب به آزمایشاتی اطلاق می شود که به منظور یافتن عیوب و ناهمگونیهای مختلف و یا برای اندازه گیری خواص مکانیکی و متالوژیکی بدون صدمه زدن به آنها صورت می گیرد. این تست ها دو ملیت دارند اول اینکه در مورد کلیه محصولات تولیدی قابل کاربرد بوده و همه قطعات را بدون آسیب رسانی می توان بازرسی نمود دوم اینکه در مورد قطعات در حال استفاده قابل استفاده هستند.در این میان تست اولتراسونیک که حدود پنجاه سال از پیدایش آن می گذرد در سطح وسیعی کاربرد یافت و یکی از کاربردهای مهم آن، بازرسی کلی ریل در صنعت راه آهن می باشد که به کمک آن می توان از وضعیت ربل شناخت پیدا کرده و احتمال بروز شکستگی را کاهش داده در نتیجه ضمن کاهش هزینه های تعمیرات و نگهداری از بروز موانع، مسدودی خط، صدمات وارده به سایر اجزاء خط و … جلوگیری به عمل آمده و از بروز خسارات جانی و مالی پیشگیری می شود. در این مقاله به معرفی دستگاه اولتراسونیک مدل DIO562 دستورالعمل بازرسی ریل با استفاده از سیستم متحرک و تحلیل عیوب ریل پرداخته شده است.
مقدمه
تست اولتراسونیک که حدود ۵۰ سال از پیدایش آن می گذرد در سطح وسیعی کاربرد یافته و در تست درزهای جوش، برای کشف عیوب داخلی در قطعات ریختگی و آهنگری، برای تست اتوماتیک قطعات پیوسته، برای تست های خوردگی و ضخامت سنجی و… استفاده می شود و در نتیجه صنایع مختلفی مثل صنعت نفت، هواپیمایی، نیروگاه ها، صنایع نظامی و … از این روش بهره می برند. در صنعت راه آهن نیز سال هاست برای تست محور واگنها از دستگاه های اولتراسونیک استفاده شده است. از دیگر موارد کاربرد این تست در راه آهن، بازرسی فنی ریل است که به کمک آن می توان از وضعیت ریل شناخت پیدا کرده و احتمال بروز شکستگی را کاهش داد. دستگاه اولتراسونیک، دستگاهی است که امواجی با فرکانس خیلی بالا تولید می کند که فرکانس آن بیشتر از آستانه شنوایی است (ماورای ۲۰ الی ۲۰۰۰۰ هرتز) و فرکانس در تست اولتراسونیک معادل ۱۰- ۵/ ۰مگا هرتز میباشد.
این دستگاه ها به دو صورت تقسیم می شوند:
آنالوگ: در صنعت کاربرد چندانی ندارند بدلیل آنکه سرعت کارکردن با دستگاه کم است . ازاین دستگاه بیشتر در آموزشهای تست اولتراسونیک و کارهای آزمایشگاهی به خصوص در پژوهشگاه ها استفاده می شود.
دیجیتال: بدلیل راحت و آسان بودن سیستم دستگاه و سرعت بالا برای کار از این نوع دستگاه در صنعت استفاده می شود. و به طور کلی این سیستم دارای دو روش زیر می باشد: پالس – اکو (برگشت صوت): در این روش تنها از ۱ پروب استفاده می شود که هم فرستنده و هم گیرنده صوت است .
انتقال صوت : در این روش از ۲ پروب استفاده می شود که یکی فرستنده و دیگری گیرنده صوت است.
در ادامه به نحوه اجرای تست اولتراسونیک با استفاده از سیستم متحرک دستی برای اولین بار در کشور و ارائه نتایج آن پرداخته خواهد شد. دستورالعمل بازرسی اولتراسونیک ریل با استفاده از سیستم متحرک دستیDIO562
۱-۱ تجهیزات مورد استفاده
۱-۱-۱ دستگاه اولتراسونیک
شرایط عمومی : دستگاه اولتراسونیک پرتابل با پاسخ فرکانسی یک تا حداقل ۶ مگاهرتز که امکان به کارگیری روش پالس – اکو را داشته باشد.[۲] شرایط اختصاصی : دستگاه اولتراسونیک مدل DIO562 یک سیستم دوکاناله است که توسط شرکت Starman ، مطابق مشخصات مورد نظر راه آهن جمهوری چک طراحی و ساخته شده است. سیستم دو کاناله امکان اتصال همزمان دو پروب (و در صورت موازی بودن، چند پروب) را فراهم نموده و پیک های مربوط به هر کانال را به طور جداگانه در صفحه نمایش می دهد.
این مجموعه، توانایی یک دستگاه اولتراسونیک را با قابلیت های یک آزمونگر ریل تلفیق نموده و در واقع دو دستگاه همزمان در این سیستم وجود دارند. در عین حال این دستگاه اولتراسونیک قابلیت های مختلفی دارد که اطمینان لازم را در تشخیص عیوب فراهم نموده و ضمن بالا بردن سرعت، امکان ثبت نتایج و تجزیه و تحلیل بعدی آنها را در کامپیوتر فراهم می نماید. هنگامی که دستگاه در مد تست ریل قرار دارد پارامترها، که مطابق مشخصات راه آهن چک تنظیم شده اند، فراخوان می گردند.
۱-۱-۲ پروب ها
جهت انجام آزمون، از مجموعه سه پروب به همراه دسته عصایی استفاده می شود. این مجموعه شامل یک پروب نرمال و دو پروب زاویه ای ۷۰ درجه جلوزن و عقب زن با فرکانس ۴ مگاهرتز می باشد. از پروب های زاویه ای به منظور شناسایی عیوب عرضی تاج استفاده می شود.
۱-۱-۳ ماده واسط
جهت برقراری پیوند مناسب بین سیستم پروب ها و سطح رویی ریل از آب به عنوان ماده واسط استفاده می شود.
۱-۲ منطقه مورد بازرسی
با استفاده از تجهیزات معرفی شده می توان عیوب داخلی موجود در تاج، جان و قسمتی از پاشنه را که انتهای جان قرار دارد مورد شناسایی قرار داد. عیوب متداول قابل شناسایی توسط سیستم مورد استفاده به قرار زیر می باشد:
الف- پروب نرمال تمام ارتفاع ریل را تقریبا از عمق ۵ میلی متری زیر سطح تا قسمتی از پاشنه که انتهای جان قراردارد پوشش داده و عیوب زیر را شناسایی می نماید:
– ترک افقی تاج (۱۱۲و۲۱۲)
– ترک افقی در مرز تاج و جان ریل کد ۱۳۲٫۱ و۲۳۲٫۱
– ترک افقی در مرز جان و پاشنه ریل کد ۱۳۲٫۲ و۲۳۲٫۲
– ترک افقی در جان ریل یا جوش کد ۴۱۲و۴۲۲
ب- پروب زاویه ای ۷۰ درجه، تاج ریل را تقریبا از عمق ۱۰ میلی متری زیر سطح تا مرز تاج و جان ریل پوشش داده و عیوب زیر را شناسایی می نماید. – ترک عرضی پیش رونده در تاج ریل کد ۲۱۱و ۲۱۱٫۱
ترک عرضی مقطع تاج ریل با جوش کد ۴۲۱٫۳و۴۱۱٫۱
– ترک عرضی تاج ریل یا جوش کد های ۴۸۱و۴۷۱ بخش۲و۱
۱-۳-روش بازرسی
مجموعه پروب را روی ریل قرار داده و به آرامی و در جهت طولی حرکت می دهیم. وجود پیک عیب با ارتفاع بیشتر از ارتفاع گیت های شماره ۱ و ۲ موجب ایجاد آلارم مشخصه هر پیک شده و نشان دهنده شناسایی عیب توسط پروب نرمال و یا زاویه ای خواهد بود. همچنین افت ارتفاع پیک برگشتی دیواره توسط گیت شماره ۳ تعیین گردیده و با آلارم مربوطه مشخص می گردد. این امر می تواند به دلیل کاهش پیوند پروب نرمال و سطح ریل (در این حالت لازم است با اصلاح وضعیت قرار گرفتن مجموعه پروب یا افزودن جریان آب نسبت به رفع مورد اقدام نمود و با وجود عیب باشد.
در هر حالت لازم است با ثبت اطلاعات به دست آمده و علامت گذاری منطقه معیوب، کلیه موارد مشکوک به وجود عیب با دستگاه تست اولتراسونیک دستی به طور دقیق مورد بررسی قرار گرفته و مشخصات کامل عیب تعیین گردد.
۱-۴ حساسیت آزمون با استناد به نقطه نظرات شرکت سازنده استار من و راه آهن جمهوری چک و مستندات سایر شرکت های سازنده سیستم های متحرک، حداقل اندازه عیوب قابل شناسایی توسط سیستم مورد استفاده به شرح ذیل می باشد:
ترک های افقی به طول ۱۰-۱۲ میلی متر
ترک های عرضی در تاج ریل معادل قطر ۵ میلی متر
۱-۵ سرعت انجام آزمون سیستم متحرک مورد استفاده، با سرعت راهپیمایی اپراتور تا حدی که موجب کاهش و افت پیک برگشتی دیواره نگردد قابل کاربرد می باشد.
۱-۶ حدود پذیرش
ارائه حدود پذیرش عیوب با در نظر گرفتن موقعیت و نوع عیب، طول ترک بحرانی و نرخ رشد ترک که متأثر از شرایط آب و هوایی و بهره برداری می باشد امکان پذیر می گردد لذا در صورت انجام تحقیقات و بررسی های عملی و تئوری می توان ضمن شناسایی عیوب رایج در شبکه ریلی کشور، نرخ رشد ترک و حد بازرسی را تعیین نمود.
۲- وضعیت و مشخصات خط مورد بازرسی
در این بررسی ریل به طول تقریبی ۲۵ کیلومتر با مشخصات روسازی به شرح ذیل تحت آزمایش اولتراسونیک قرار گرفت:
نوع ریل:۶۰ UIC ،گرید ۹۰۰A ساخت کارخانه SOMISA در سال ۱۹۹۲
نوع تراورس: بتنی منوبلوک
نوع پابند: پاندرول نوع جوشکاری: پیوسته – الکتریک که در سال ۱۳۷۲ جوشکاری شده است. توضیحات لازم در مورد نحوه ارائه گزارش و اصطلاحات اضافه شده در گزارش ( جدول عیوب شناسایی شده پیوست) به شرح ذیل ارائه می گردد: محل دقیق عیب شناسایی گردیده می باشد نوع ریل، نوع تراورس و نوع پابند: بیانگر ادوات روسازی می باشد. نوع جوشکاری: بیانگر نوع عملیات جوشکاری درز ریل صورت گرفته بر روی خطوط مذکور می باشد که در این خطوط به استثنای موارد تعمیراتی که به روش ترمیت انجام گرفته بود، عملیات جوشکاری درز ریل به روش الکتریک و پیوسته اجرا گردیده بود. شماره عیب: شماره گذاری قراردادی انجام گرفته برای عیب می باشد. ریل چپ/راست: قراردادی برای شناسایی محل دقیق عیوب می باشد که بر اساس جهت حرکت به شمالی بنا گردیده است. محل عیب: نشاندهنده محل عیوب شناسایی گردیده می باشد که شامل ریل، جوش ترمیت و جوش الکتریک می باشد. ارتفاع پیک: بیانگر شدت امواج برگشتی می باشد که بر حسب ارتفاع صفحه مانیتور (ماکزیمم ۱۰۰) و به صورت درصد بیان می شود. عمق عیب یا عمق: نشاندهنده عمق عیب شناسایی گردیده می باشد. نوع عیب: بیانگر نوع عیب شناسایی گردیده می باشد که به صورت ترک، آخال۴، عدم شناوری مذاب ۵، ورقه ای شدن و شکستگی می باشد.
تونل و تراورس: در صورت قرارگیری عیب در آن موقعیت، با علامت * مشخص می گردد. قوس و شعاع: در صورت قرارگیری عیب در قوس، موقعیت و شعاع آن ذکر می گردد
٣- تحلیل هوب شناسایی گردیده بر اساس نوع، موقعیت فیزیکی و پراکندگی و … در مجموع بررسی های صورت گرفته ۱۲۴مورد عیب به شرح زیر شناسایی گردید:
۶۳مورد عیب در جوش های الکتریک
۲۸مورد عیب در جوش های ترمیت
۳۳مورد عیب در ریل که این موضوع در شکل ۱ به تصویر کشیده شده است.
مربوطه یا به بیان دیگر سهم هر یک از موارد مذکور در شکل۲ بیان گردیده است که:
۵۰٫۸ % از معایب در جوش های الکتریک
۲۲٫۶% از معایب در جوش های ترمیت
۲۶٫۶% از معایب در ریل شناسایی گردیده است.
همانطور که در شکل ۳ نیز اشاره گردیده است سهم هر یک از عیوب به شرح زیر می باشد:
۲ مورد عیب شکستگی۱۲ مورد عیب آخال۲۸مورد عیب عدم شناوری مذاب ۳۲ مورد عیب ورقه ای شدن۵۰ مورد عیب ترککه ۱٫۶% معایب از نوع شکستگی ۹٫۶% معایب از نوع آخال
نوع۲۲٫۶% معایب از نوع عدم شناوری مذاب ۲۵٫۸% معایب از نوع ورقه ای شدن ۴۰٫۳% معایب از نوع ترک گزارش گردیده اند که در شکل شماره ۴ عنوان گردیده است .
پس از بررسی نوع و محل عیوب شناسایی گردیده، وضعیت پراکندگی عیوب در خط و همچنین درصد فراوانی هر یک به ترتیب در شکل شماره ۵ (نمودار پراکندگی عیوب بر حسب کیلومتر) و شکل شماره ۶ (نمودار توزیع درصد فراوانی عیوب بر حسب کیلومتر) مورد تحلیل آماری قرار می گیرد و همانطور که مشاهده می گردد محدوده کیلومترهای ۱۳۵۹-۱۳۵۸ و۱۳۵۲-۱۳۵۱و ۱۳۶۰-۱۳۵۹ به ترتیب بیشترین مقدار شکستگی را به خود اختصاص داده اند. در شکل شماره ۷ محل عیوب مشاهده گردیده به تفکیک ریل، جوش الکتریک و جوش ترمیت در هر کیلومتر مشخص گردیده است.
نظر به اینکه پروژه بررسی غیرمخرب خطوط ریلی به روش اولتراسونیک با استفاده از سیستم متحرک برای اولین بار در کشور انجام گردیده لذا به مرور زمان پارامترهای بیشتری جهت تحلیل آماری دقیق تر مد نظر قرار گرفته و از مرحله دوم انجام بررسی ها به بعد اقدام به جمع آوری اطلاعاتی در مورد موقعیت فیزیکی عیوب گردید که در تحلیل آنها آمارهای قابل توجهی به شرح زیر به دست آمد: *این آمارها برای عیوب ا۵ الی ۱۲۴(جدول عیوب موجود در پیوست) صادق می باشد(۷۴مورد) که اطلاعات لازم از قبیل موقعیت عیب در تونل، روی تراورس و ریل قوس ثبت گردیده است.
۸۶٫۵% از کل عیوب مورد بحث در داخل تونل شناسایی گردیده است.
۶۷٫۵% از کل عیوب مورد بحث بر روی تراورس قرار گرفته بود.
۶۰٫۸% از کل عیوب مورد بحث در داخل تونل و بر روی تراورس شناسایی گردیده است.
۴۶% از کل عیوب مورد بحث بر روی ریل قوس شناسایی گردیده است. در شکل شماره ۸ آمارهای مذکور به راحتی قابل مشاهده و تحلیل می باشند.
در تحلیل دیگری در خصوص ۷۴ مورد عیب اشاره گردیده در نمودارهای قبل از شماره ۵۱ الی۱۲۴) مشخص گردید که ۵۵ مورد عیب شناسایی گردیده مربوط به جوش الکتریک می باشد که:
۸۵٫۵% از آنها بر روی تراورس قرار دارند .
۸۷٫۳% از آنها در داخل تونل شناسایی گردیده اند.
۷۶٫۴% از آنها علاوه بر اینکه داخل تونل شناسایی گردیده اند، بر روی تراورس نیز قرار دارند. شکل شماره ۹ نشان دهنده موضوع مورد بحث می باشد.
جمع بندی و نتیجه گیری
در مجموع بررسی های صورت گرفته ۱۲۴ مورد عیب به شرح ۶۳ مورد عیب در جوش های الکتریک، ۲۸مورد عیب در جوش های ترمیت، ۳۳ مورد عیب در ریل شناسایی گردید.
۱٫۶% معایب (مورد) از نوع شکستگی، ۹٫۶% معایب (۱۲مورد) از نوع آخال،۲۲٫۶ % ٪ معایب ( ۲۸ مورد) از نوع عدم شناوری مذاب، ۲۵٫۸٪ معایب (۳۲ مورد) از نوع ورقه ای شدن، ۴۰٫۳% معایب ( ۵۰ مورد) از نوع ترک گزارش گردیده اند.
در بررسی ۷۴ عیب ثبت گردیده (۵۱ الی ۱۲۴) ۸۶٫۵% در داخل تونل، ۶۸٫۵% بر روی تراورس، در داخل تونل و بر روی تراورس و ۴۶٪ از کل عیوب مورد بحث بر روی ریل قوس شناسایی گردیده است. و در تحلیل ۵۵ مورد عیب شناسایی گردیده مربوط به جوش الکتریک از ۷۴ مورد ۸۵٫۵% بر روی تراورس ۸۷٫۳% در داخل تونل و ۷۶٫۴% در داخل تونل و بر روی تراورس قرار دارند. – به طور متوسط در هر کیلومتر تقریبا ۵ عیب بحرانی شناسایی گردیده است که حاکی از وضعیت بحرانی خط می باشد. – انتشار سریع عیوب از موارد فوق العاده حائز اهمیت می باشد که بایستی مد نظر قرار گرفته و تمهیدات لازم جهت بر طرف نمودن معایب شناسایی گردیده صورت گیرد. به طور مثال عیب شماره ۵۷ ظرف مدت ۲۴ ساعت و بر اثر تردد آلات ناقله ریلی قابل مشاهده با چشم گردید. – آمار ۸۵ . ۵ درصدی قرارگیری جوش های الکتریک معیوب بر روی تراورس حاکی از عدم رعایت اصول جوشکاری و یکی از مهمترین عوامل بروز ترک در محل جوش های الکتریک می باشد. به طوریکه بر اثر ایجاد یک سطح ناهموار بین ریل و تراورس تمرکز تنش شدیدی در این منطقه ایجاد می گردد که در صورت قرار گیری این منطقه بین دو تراورس این تنش حذف خواهد گردید. – آمار۸۷٫۳ درصدی قرارگیری جوش های الکتریک معیوب در داخل تونل ها حاکی از عدم دقت در امر بازرسی و نگهداری خط می باشد که عمدتا از تاریکی مطلق موجود در تونل ها ناشی گردیده است به طوریکه عیوب نهفته تا مرز شکستگی نهان باقی می مانند. – اغلب جوش های ترمیت معیوب شناسایی گردیده از قدمت زیادی برخوردار نبوده و گاها عمر آنها به یک ماه نیز نمی رسید که نشان دهنده عدم دقت کافی در امر جوشکاری درز ریل به این روش می باشد.
مراجع
۱ – فیش uic 712 r ( کاتالوگ عیوب ریل )
۲- STARMAN’s Ultrasonic Flaw Detector DIO562, users manual for rail testing mode

Share Button

رفتن به نوارابزار