طراحی و ساخت سیستم غیرمخرب تشخیص و اندازه‌گیری ترک در دستگاه عیب‌یاب خطوط ریلی RDD-S11

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک و مواد، دانشگاه صنعتی سجاد

2 مرکز بررسی‌های غیرمخرب سجاد، دانشگاه سجاد

3 دانشیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه سجاد، مشهد، ایران.

چکیده

در این پژوهش به طراحی و ساخت یک سیستم غیرمخرب جهت تشخیص و اندازه‌گیری مشخصه‌های ترک در خطوط ریلی پرداخته شده است. ترک‌های خستگی تماسی غلتشی از مهمترین عیوب سطحی خطوط ریلی می‌باشند و بیشترین آمار خرابی‌ها و شکستگی‌های ریل ناشی از آنها است. در صورتی که این ترک‌ها در خطوط ریلی به موقع شناسایی شوند، می‌توان با انجام سنگ‌زنی پیشگیرانه مانع از رشد بیش از حد آن‌ها و بروز خرابی شد. در این پژوهش، قابلیت دو روش غیرمخرب متداول در ترک‌یابی شامل نشت شار مغناطیسی و جریان گردابی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که آزمون نشت شار مغناطیسی علیرغم قابلیت تشخیص موقعیت و عمق‌ ترک‌ها دارای محدودیت‌هایی همچون وزن بالای یوک و قدرت بالای میدان تحریک (که منجر به کاهش سرعت حرکت پروب بر روی سطح ریل می‌شود) می‌باشد. در حالی که سنسورهای آزمون جریان گردابی علاوه بر اینکه سبک بوده و با اعمال میدان تحریک کوچک پروب روی سطح ریل (به صورت موضعی) خللی در حرکت پروب بر روی سطح ایجاد نمی‌شود، دارای دقت و تکرار پذیری بالایی برای تشخیص موقعیت و عمق ترک‌ها است. بنابراین روش جریان گردابی پیشنهادی در دستگاه عیب‌یاب خطوط ریلی پیاده‌سازی شده و در شرکت بهره‌برداری قطارشهری مشهد در حال استفاده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and fabrication of a non-destructive system for detecting and measuring cracks in RDD-S11 rail defect detector equipment

نویسندگان [English]

  • Saeed Kahrobaee 1
  • Hossein Norouzi Sahraei 2
  • Farzad Akhlaghi Modiri 2
  • Iman Ahadi Akhlaghi 3
1 Associate Professor,, Department of Industrial and Mechanical Engineering, Sadjad University, Mashhad, Iran
2 Sadjad Center for Nondestructive Evaluation, Sadjad University
3 Associate Professor. Department of Electrical Engineering, Sadjad University, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

This study aims to design and manufacture a crack detection/measurement system for railway lines. Rolling contact fatigue cracks are among the most significant railway surface defects and most failures and rail fractures arise from this type of defect. In case of well-timed detection of these cracks, the overgrowth of them and subsequently rail fracture could be avoided by preventive grinding. In this study, the capability of two conventional non-destructive methods for crack detection, including Magnetic Flux Leakage (MFL) and Eddy Current (EC) tests, have been evaluated. The results indicate that, despite capability of detecting the position and depth of cracks, the MFL method has several limitations, such as the high weight of the yoke and high field strength, making the probe move harder over the rail. Instead, the EC probes are very light and excite the rail surface with a weak magnetic field, providing a higher scanning speed. Besides, EC probes indicate high accuracy and reliability for determination the location and depth of cracks. In RDD-S11, which is currently being used in lines one and two of Mashhad Urban Railway Company to detect three common defects, the proposed EC sensors have been used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rail defects
  • Rolling contact fatigue cracks
  • Magnetic flux leakage test
  • Eddy current test