Общие понятия диагностики пути

Диагностирование пути (контроль состояния пути) - процесс измерений и технических осмотров с целью выявления повреждений и определения вида технического состояния объектов пути, определение технического состояния объектов железнодорожного пути. Включает контроль технического состояния и поиск места и определение причин отказа (неисправности). Цель диагностики – своевременное выявление «расстройств» транспортного «организма», угрожающих безопасности движения, нарушающих установленный ход перевозочного процесса или требующих неотложных, а также плановых профилактических работ. 

Мониторинг состояния железнодорожного пути

Мониторинг состояния пути – это система контроля, оценки и прогноза качества текущего содержания пути.

Контроль состояния пути и сооружений осуществляется визуально и с помощью специальных контрольно-измерительных приборов и механизмов. Сроки и порядок осмотра регламентированы Инструкцией по текущему содержанию железнодорожного пути ЦПТ – 774 от 1.07.2000г.

В задачу текущего содержания пути входят систематический надзор за комплексом сооружений пути и путевых устройств и содержание их в состоянии, гарантирующем безопасное и бесперебойное движение поездов с максимальными допускаемыми (установленными приказом начальника железной дороги) скоростями.

Исходя из целей наиболее рационального определения видов и сроков выполнения работ, по устранению и предупреждению появления отступлений от норм содержания рельсовой колеи и условий обеспечения безопасности движения поездов, оценка рельсовой колеи производится по четырем степеням, регламентированным в зависимости от условий скоростей движения поездов по принципу: чем выше установленные скорости движения поездов, тем меньше регламентированные величины степеней отступлений.

К I степени относятся отступления, не требующие выполнения работ по их устранению, и поэтому не учитываются при расшифровке путеизмерительных лент. Установленные скорости движения поездов при таких отступлениях не уменьшаются.

Ко II степени относятся отступления, также не требующие уменьшения установленной скорости движения поездов. Они служат показателем необходимости проведения профилактических работ по выправке пути, поэтому учитываются при расшифровке путеизмерительных лент, и результаты расшифровки используются при планировании работ.

К III степени относятся отступления, которые при не устранении их после обнаружения могут за период до очередной проверки пути путеизмерительным вагоном достичь величины, значительно ухудшающих плавность движения поездов и повышающих интенсивность накопления остаточных деформаций пути, а некоторые из них могут даже перерасти в отступления, вызывающие уменьшение установленной скорости движения поездов. Поэтому, такие отступления жестче оцениваются по сравнению с отступлениями II степени и устраняются в первую очередь.

К IV степени относятся отступления, вызывающие рост сил взаимодействия пути и подвижного состава до величин, которые при наличии неблагоприятных сочетаний и отступлениями в содержании и загрузки подвижного состава, нарушениях режима ведения поезда и др. могут привести к сходу его с рельсов. Поэтому при обнаружении отступлений, относящихся к IV степени при данном интервале установленных скоростей движения, скорость уменьшается.

Проверке путеизмерителем подлежат все главные пути железной дороги, где реализуются скорости движения поездов 25 км/ч и более. Периодичность проверок устанавливается начальником железной дороги; при этом, на главных путях с установленными скоростями движения пассажирских поездов более 60 км/ч., она должна производиться не реже двух раз в месяц.

Методы диагностики Магнитный метод основан на регистрации образующейся в зоне дефекта резко выраженной неоднородности поля, наведенного на металл извне. В зоне дефекта проявляется интенсивное искажение направления магнитных силовых линий. Токовихревой (индукционный) метод основан на улавливании изменений вихревых токов в зоне дефекта, являющегося препятствием для этих токов. Ультразвуковой метод основан на использовании снижения акустической проницаемости металла в зоне трещин, раковин, инородных включений, его расслоений. В зависимости от способа обнаружения дефекта в ультразвуковой дефектоскопии различают эхо-метод, зеркально-теневой, зеркальный, теневой дельта-метод. В практике ультразвуковой дефектоскопии рельсов используют в основном первые три метода, обнаруживающие соответственно 93 %, 5 % и 1—2 % всех дефектов. Эхо-метод основан на излучении в контролируемое изделие коротких зондирующих импульсов и регистрации эхо-сигнала, отраженного от дефекта. Зеркально-теневым методом дефект обнаруживается по существенному местному уменьшению интенсивности (амплитуды) и полному исчезновению ультразвуковой волны. При теневом методе дефекты обнаруживаются по местному уменьшению амплитуды ультразвуковой волны, прошедшей сквозь металл.

Диагностика верхнего строения пути

Диагностика верхнего строения пути занимается:

• исследованием, определением и классификацией его состояния и симптомов (на основе анализа взаимодействия подвижного состава с верхним строением пути должны быть установлены, помимо прочего, определенные величины, подлежащие исследованиям, и их допускаемые отклонения);

• разработкой методов выявления этих симптомов, т.е. методов программирования диагностических исследований, обработки полученных результатов и оценки состояния верхнего строения пути;

- выбором контрольно-измерительной аппаратуры;

• прогнозированием изменений, протекающих в верхнем строении пути под действием проходящих поездов, атмосферных условий и т.п., а также зависящих от продолжительности эксплуатации пути и его элементов;

• определением периодичности исследований.

Путеизмерительные средства

Путевые шаблоны делятся на рабочие и контрольные. Рабочий путевой шаблон используют при выполнении работ по перешивке колеи, а также при сборке звеньев рельсошпальной решетки на производственных базах путевых машинных станций. Он изготавливается из стального уголка с двумя привариваемыми упорами, расстояние между измерительными гранями которых должно соответствовать номинальной ширине колеи 1520 или 1524 мм. Контрольный путевой шаблон ЦУП предназначен для дискретных измерений ширины колеи и рельсовых нитей по уровню. Основная часть этого шаблона – корпус с двумя упорами: подвижным и неподвижным. Сверху на корпусе шаблона укреплен цилиндрический уровень. При наличии отклонения по уровню вращением лимба пузырек приводят в среднее положение и по шкале определяют величину возвышения одного рельса над другим в миллиметрах. Путевыми контрольными шаблонами ЦУП-2Д и ЦУП-ЗД, помимо ширины колеи и положения рельсов по уровню, выполняют измерения расстояний между рабочими гранями сердечника крестовины и контррельса, между рабочими гранями контррельса и усовика в крестовине, ординат переводных кривых стрелочных переводов. Взаимное положение остряков и рамных рельсов по плотности их прилегания.

Путеизмерительная тележка предназначена для непрерывной проверки (измерения) ширины рельсовой колеи и положения рельсовых нитей по уровню с автоматической записью показаний на бумажной ленте. На отечественных ж. д. наибольшее распространение получили механическая 3-осная и усовершенствованная 4-осная тележки М. Д. Матвеенко. Путеизмерительные тележки перемещаются вручную. Колеса тележки прижимаются к боковым поверхностям головок рельсов распирающей пружиной. Изменение расстояния между колесами (ширина колеи) фиксируется самописцем на ленте.

Наиболее универсальный и эффективный способ контроля состояния рельсовой колеи -проверка колеи вагоном-путеизмерителем, обеспечивающим измерения с нагрузкой на рельсы в движении со скоростью поезда непрерывно на всем протяжении пути. Основным вагоном-путеизмерителем на ж. д. России является вагон ЦНИИ-2, осуществляющий измерения и регистрацию параметров рельсовой колеи на участках пути, где обращаются пассажирские поезда со скоростью до 140 км/ч и грузовые – до 90 км/ч. Путеизмерителем ЦНИИ-2 контролируются и записываются на бумажную ленту следующие параметры рельсовой колеи, характеризующие ее положение в горизонтальной и вертикальных плоскостях: ширина колеи (шаблон), взаимное положение рельсовых нитей по уровню, просадки нитей, положение пути в плане (рихтовка). Каждый из записанных в виде диаграммы параметров обрабатывается компьютерной бортовой автоматизированной системой в соответствии с инструкцией ЦП-515. В результате расшифровки записей выявляются виды отступлений от номинальных значений параметров отдельно по ширине колеи, по уровню, перекосам и просадкам, по положению пути в плане и производится их оценка по четырем степеням, регламентированным в зависимости от установленных скоростей движения поездов. Качественная оценка состояния рельсовой колеи (отлично, хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно) на каждом километре определяется в зависимости от степени и количества обнаруженных на нем отступлений. В соответствии с качественной оценкой каждый километр оценивается количественно соответствующим числом баллов: отличный километр – 10 баллов, хороший километр – 40 баллов, удовлетворительный – 150 баллов, неудовлетворительный – 500 баллов. После того как установлена качественная и количественная оценка каждого километра, производится расчет общей средней оценки в баллах по подразделениям дистанции пути.