(495) 679-86-04

Система акустического контроля опор контактной сети (САКОКС)

Назначение и область применения

Преимущества

Состав системы

Краткое описание

Оценка состояния

Правовая защищенность

Назначение и область применения   

Данная система (САКОКС) предназначена для оценки технического состояния и остаточного ресурса железобетонных опор контактной сети железной дороги методом акустической эмиссии.

Состояние вопроса и концепция решения

На сегодняшний день согласно Указаниям по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети № К-146-2008 диагностика как надземной, так и подземной части (фундаментов) опорных конструкций проводится ультразвуковым методом с использованием прибора “Ультразвуковой тестер УК-1401М (УК-1401)”.

К недостаткам применения данного метода относятся:

Невысокая точность метода, связанная с высокой степенью поглощения ультразвуковых волн в бетоне и особенностями распространения УЗ волн в железобетонной конструкции.
Высокая трудоемкость метода, связанная с необходимостью проведения многократных измерений в каждой зоне повреждения опоры для достижения устойчивых показаний.
Невозможность диагностики подземной части (фундаментов) опоры без откопки.

Подход в решении проблемы повышения достоверности диагностики, качества технического обслуживания и ремонта опор контактной сети в процессе их эксплуатации заключается в использовании метода акустической эмиссии, который широко применяется для контроля и диагностики различных промышленных объектов: магистральные и технологические трубопроводы, реакторное и грузоподъемное оборудование. Именно на этом методе и основана работа системы САКОКС.

Преимущества САКОКС

  • Возможность определения степени износа стойки опоры на ранней стадии и исключить преждевременную их замену;
  • Повышение безопасности эксплуатации опор;
  • Проведение диагностики не требует дополнительных монтажных работ или наличие другого оборудования, которые не включены в технологическую инструкцию к данной методике;
  • Неразрушающий контроль объектов: не требуется прерывать штатную работу опор и демонтировать их во время диагностики;
  • Высокая производительность: скорость контроля не зависит от габаритов объекта контроля, контроль всех частей стойки опоры (наземной и подземной);
  • Прогнозирование результатов: возможность определения стадии развития дефектов и оценки остаточного ресурса;
  • Сокращение трудовых затрат по сравнению с трудозатратами на диагностику согласно Указаниям № К-146-2008;
  • Экономический эффект от сокращения трудозатрат на диагностику составляет 931 тыс. руб. на 1000 опор в сравнении с уже используемым ультразвуковым методом диагностикой наземной и подземной части опор.

Состав системы САКОКС

  • Электрогенератор
  • Персональный компьютер (ПК)
  • Регулятор частоты вращения вибратора
  • Крепление вибратора
  • Вибратор
  • АЭ система
  • Программное обеспечение

Краткое описание

Возникновение и развитие дефектов в материале опоры происходит под воздействием статических нагрузок самой опоры и различных климатических факторов. Степень опасности дефектов в итоге определяет техническое состояние и остаточный ресурс опоры.

Оценка технического состояния и определение стадии развития дефектов железобетонной конструкции возможно за счёт проведения диагностики с помощью системы САКОКС. Схема диагностического комплекса САКОКС представлена на рисунке 1. Стойка (1) установлена на фундамент (2). На стойку крепится с помощью крепления (5) вибратор (4) на высоте L (1,4-1,6 м). Частота и сила воздействия вибратора управляется с помощью регулятора частоты (7). Регулятор питается переменным напряжением от генератора (6). Данные в виде электрических сигналов, полученные с пьезоэлектрических датчика (10) в количестве 4-х штук, усиливаются предварительными усилителями (ПУ) (9) и передаются в системный блок (8), где преобразуются в цифровые сигналы для хранения и обработки. Совокупность оборудования 8, 9, 10 представляет собой акустико-эмиссионную систему (АЭ система). Пост-анализ акустической информации производится на ПК (3).

Рис. 1. Схема установки САКОКС

Принцип действия САКОКС основан на регистрации акустических сигналов резонансными датчиками при нормированном воздействии вибратора на контролируемую опору. Размещение и крепление оборудования на реальном объекте представлено на рисунке 2.

Система позволяет оценить степень поврежденности материала и остаточный ресурс опоры по параметрам акустических импульсов, возникающих в объеме опоры за время воздействия на нее вибратора. 

Рисунок 2. Размещение и крепление оборудования на реальном объекте: 1 – арматура крепления вибратора,

2 – опора контактной сети, 3 – вибратор, 4 – программируемый источник тока, 5 – электрогенератор.

В процессе измерения вибратор, укрепленный на опоре, постепенно разгоняют при помощи преобразователя частоты. С увеличением частоты увеличивается сила циклического воздействия вибратора на материал опоры. В определенные промежутки времени, которые соответствуют определенным частотам колебаний вибратора, происходит развитие дефектной структуры, которую приобрела контролируемая опора в процессе эксплуатации. Образование микротрещин, трение отдельных фрагментов бетонной связки и другие причины приводят к возникновению акустических импульсов, которые регистрирует и обрабатывает акустико-эмиссионная система.

Проанализировав параметры акустической эмиссии диагностируемой опоры (накопленная энергия, число и энергетическое распределение регистрируемых импульсов и т.д.), можно судить о её текущем техническом состоянии и остаточном ресурсе.

Оценка состояния

Данные по основным параметрам акустической эмиссии диагностируемой опоры сохраняются в памяти компьютера в файле с номером опоры. Значения показателей для диагностируемой опоры из соответствующего файла заносят в карту измерений. Экспертные оценки принимаются согласно акустическому паспорту опоры, который формируется в виде компьютерных файлов (см. рис. 3). 

Результатом работы является информация о текущем техническом состоянии опоры (степень поврежденности) и её остаточный ресурс.

Рис. 3. Графическое отображение импульсов акустической эмиссии.

Правовая защищенность

Патент RU №2521748, «Способ контроля физического состояния железобетонных опор со стержневой напрягаемой арматурой», заявка: 2013101964 от 16.01.2013г. Опубликовано: 10.07.2014г.

Патент на полезную модель № 138042, «Устройство контроля физического состояния железобетонной опоры контактной сети железной дороги», заявка:  2013112516 от 21.03.2013 г. 

Ваш вопрос успешно отправлен.
x