Магнітодинамічний метод діагностики залізничної колії і напрями його модернізації

2016;
: cc. 99 - 116
1
Національний університет «Львівська політехніка»
2
Національний університет «Львівська політехніка»
3
Національний університет «Львівська політехніка»
4
Національний університет «Львівська політехніка»
5
Фізико-механічний інститут Національної академії наук України
6
Фізико-механічний інститут Національної академії наук України

Розглянуто напрями модернізації інформаційно-діагностичної системи, якою обладнаний Львівський магнітний вагон-дефектоскоп № 442. Для діагностики залізничної колії застосовано магнітодинамічний метод, який має переваги над ультразвуковим методом, що сьогодні дуже широко використовується. Магнітодинамічний метод поширений у Великобританії, Ірані, США та в пострадянських країнах.

На думку авторів статті, у вагоні-дефектоскопі повинна бути повністю замінена намагнічувальна система, тобто замість громіздкої та енерговитратної електронамагнічувальної системи потрібно встановити намагнічувальну систему на основі сучасних потужних постійних магнітів. Однокомпонентна приймальна система на основі інтегральних індукційних сенсорів повинна бути замінена трикомпонентною багатоканальною системою на основі точкових сенсорів Холла. Необхідно розробити нову апаратно-програмну частину нової діагностичної системи збирання, передавання та аналізу дефектоскопічної інформації.

Модернізація Львівського магнітного вагона-дефектоскопа особливо актуальна, оскільки його часто експлуатують в умовах гористої місцевості з крутими поворотами, де спостерігається швидке і суттєве зношення внутрішніх робочих сторін рейок. Ультразвукові методи діагностики тут не працюють через утрату акустичного контакту з рейкою.

1. Wilson J. W. Tian G. Y. 3D Magnetic Field Sensing for Magnetic Flux Leakage Defect Characterisation / Insight. Vol. 48. No. 6. P. 357. 2. Марков А. А., Антипов А. Г. Магнитодинамический метод контроля рельсов в вагонах-дефектоскопах / Путь и путевое хозяйство. 2012. № 12. С. 9–15. 3. Воробьев В. Н., Шур Е. А. Переход к новому качеству неразрушающего контроля рельсов // Путь и путевое хазяйство. 2013. № 10. С. 24–26. 4. Trokhym G., Niczoga V., Dub P. Kierunki rozwoju systemu komputerowogo do diagnostyki magnetycznej szyn torow kolejowych / Wiadomosci Elektrotechniczne. Rok LXXIX. Warszawa. 2011. No 11. S. 62–63. 5. Трохим Г. Р, Нічога В. О., Дуб П. Б. Аналіз магнітодинамічного дефектоскопа залізничних рейок та шляхи його модернізації / Відбір і обробка інформації. 2010. Вип. 33 (109). С. 43–45. 6. Сторож І. В., Нічога В. О. Восьмиканальний активний давач для магнітної діагностики залізничної колії // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Радіоелектроніка та телекомунікації. 2011. Вип. 705. С. 171–175. 7. Nichoga V., Prudyus I., Vashchyshyn L. Modern Method of Processing Signals from Dangerous Defects in the High-Speed Magnetic Rails Flaw / Politechnika warszawska, Prace naukowe. Transport z. 98. Oficyna wydawnicza politechniki warszawkiej. Warszawa 2013. S. 483–490. 8. Нічога В. О. Дуб П. Б. Особливості застосування багатоканальної і багатокомпонентної дефектоскопії при обстеженні залізничних рейок магнітними методами / Матер. 16-ї Міжна- родної науково-технічної конференції «Електромагнітні та акустичні методи неруйнівного контролю матеріалів та виробів» (ЛЕОТЕСТ-2011). 21–26 лютого 2011 р., Славське Львівської області. С. 131–133. 9. Особливості виявлення дефектів рейок магнітним і ультразвуковим вагонами-дефектоскопами в умовах Львівської залізниці / В. О. Нічога, М. В. Сім’яновський, І. С. Кучма, Г. Р. Трохим // Відбір і обробка інформації. 2011. Вип. 34 (110). С. 42–48. 10. Niczoga V., Romanyshyn Yu. Computer Processing of Signals of Railroad Rail Magnetic Flaw Detection / IX szkola- konferencja «Metrologia wspomagana komputerowo». 24–27 maja 2011. Waplewo, Poska. S. 89. 11. Nichoga V., Pronenko V. Miniature Induction Sensors for Scientific Research and Objects Diagnostics Proceedings of the ХІth International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET’2012) Dedicated to the 60th anniversary of the Radio Department at the Lviv Polytechnic National University. February 21–24, 2012. Lviv—Slavske, Ukraine. Lviv: Publishing House of Lviv Polytechnic, 2012. P. 130. 12. Nichoga V. Storozh I., Vashchyshyn L. Model of Rail Crack Based on a Discrete Set of Loops with Current / Diagnostyka. Vol. 14. No. 2. PTDT. Warsawa. 2013. S. 67–71. 13. Nichoga V. Vashchyshyn L. Continuous Wavelet Transform of Railway Track Defectoscopic Signals in the Matlab Wavelet Toolbox / Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej, Elektronika i Optoelektronika. Vol. LXIII. No. 4. 2014. S. 1–7. 14. Nichoga V., Vashchyshyn L. Wavelet- neural Network for Detection Signals from Transverse Cracks in the Rail Head / Proceedings 2015. 16th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE). Lviv. Ukraine. September 2–5, 2015. S.132—134. 15. Мережин Н. И., Максимов М. Н., Легин А. А. Экспери- ментальные исследования системы намагничивания рельсов с использованием постоянных магнитов / Известия ЮФУ. Техн. науки. Ноябрь 2014. № 11 (160). С. 135–145. 16. Намагни- чивающая система. ООО НПФ «Полюс-Н» URL: http://www.polus-n.com/defectoscop.html. 17. Nichoha V. Integral, Local and Point Sensors for Magnetic Diagnostics of Technical Condition of Track Railі / V. Nichoha, P. Dub, I. Storozh // ХІI-th International Conference on Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET’2014) 21 February — 1 March 2014. Lviv—Slavske, Ukraine. P. 164–166. 18. Rail Inspection Technologies URL: http://www.innotrak.net-IMG-pdf-d441-pdf. 19. Цветков Ф. А. Основы автоматизации расшифровки дефектограм магнит- ного вагона-дефектоскопа // Известия Таганрогского государственного радиотехнического университета. 2000. Т. 15. № 1. С. 14–18. 20. Пат. 77065 UA Україна, МПК G11B 20/10. Блок спряження багатоканального магнітного дефектоскопу рейок / В. О. Нічога, І. В. Сторож; заявник і власник патенту Нац. ун-т «Львів. політехніка». № u201208870; опубл. 25.01.2013, Бюл. № 2. 21. Нічога В. О., Дуб П. Б., Сторож І. B. Компонентні давачі для магнітної діагностики технічного стану рейок залізничної колії // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транс- порті. 2014. № 3. С. 34–43. 22. Королев М. Ю. Расчетные модели для оценки сигналов от объектов пути при магнитодинамическом методе НК рельсов // В мире неразрушающего контроля. 2002. № 4 (18). С. 72–73. 23. Королев М. Ю. Магнитодинамический метод контроля рельсов. Методо- логия расчета полей и сигналов: автореф. дис. канд. тех. наук. СПб., 2003. 26 с. 24. Вагон- дефектоскоп магнитный. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Проектно- технологическо-конструкторское бюро Главного управления пути Министерства путей сооб- щения, 1979. 109 с. 25. Вагон-дефектоскоп с компьютерной системой регистрации сигналов конт- роля состояния рельсов. Рекламный проспект. К.: ПКФ"Логи+ка«. 1997. 5 c. 26. Антипов А. Г., Марков А. А. Автоматизация анализа сигналов магнитодинамического контроля рельсов // В мире неразрушающего контроля 2(64), июнь 2014. С. 25–30. 27. Марков А. А., Антипов А. Г. Магнитодинамический метод контроля // В мире неразрушающего контроля 3(57). Сентябрь 2012. С. 66–71. 28. Нічога В. О., Дуб П. Б. Вимірювання рейкових струмів вертикально орієнтованими індукційними давачами // Відбір і обробка інформації. 2003. Вип. 19 (95). С. 78–82. 29. Нічога В. О., Іванчук В. М., Сторож І. В. Передискретизовані зразки експериментальних сигналів як базис для аналізу сигналів дефектоскопії залізничних рейок // Радіоелектроніка та телекомунікації : [зб. наук. пр.]. Львів. 2010. С. 26–29. (Вісник Нац. ун-ту «Львів. політехніка»; № 680). 30. Сторож І. В., Нічога В. О., Ващишин Л. В. Застосування модельованих і адаптованих сигналів як базису для вейвлет-подібного аналізу сигналів магнітної дефектоскопії залізничних рейок // Перспективні комп’ютерні, управляючі і телекомунікаційні системи для залізничного транспорту України: матеріали 25-ї Міжнар. наук.-практ. конф., 24–29 верес. 2012 р., м. Алушта. Крим, Україна : прилож. к журн. «Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті». 2012. № 4. С. 12— 14. 31. Перспективи використання багатокомпонентної дефектоскопії при магнітодинамічній діагностиці рейок залізничної колії / В. О. Нічога, Г. Р. Трохим, І. В. Сторож, І. С. Кучма // Тези VI Міжнародної науково-технічної конференції «Україна у європейському просторі. Проблеми бізнесу, політики, права». Львівський університет бізнесу і права. 29–30 квітня 2010 року. Львів. С. 246–248. 32. Using AC Field Measurement Data at an Arbitrary Liftoff Distance to Size Long Surface- breaking Cracks in Ferrous Metals / R. K. Amineh, M. Ravan, S. H. Hesam Sadeghi, R. Moini // NDT&E International 41. 2008. P. 169–177.