(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.

Система акустического контроля опор контактной сети САКОКС

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).

Схема установки САКОКС

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. 

Размещение и крепление САКОКС

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.

Графическое отображение импульсов акустической эмиссии

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