Đường sắt

Hệ thống kiểm tra thanh ray tự động khi sản xuất

Hệ thống kiểm tra thanh ray đường sắt tự động (RIS/ARIS) được xây dựng để đạt và vượt quá các tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng trong sản xuất đường ray tàu. Giải pháp sử dụng đầu dò siêu âm Phased Array và Eddy Current Array được tích hợp vào hệ thống kiểm tra hoàn toàn tự động để đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt khi kiểm tra toàn bộ thể tích và bề mặt đường ray.

Đường ray tàu hỏa được sản xuất với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau cho các ứng dụng tàu cao tốc, tàu chở hàng, tàu điện trên cào và cầu trục, tất cả các thanh ray đều được cấu tạo bằng thép chất lượng cao. Để chịu được trọng lực lớn và có tính lặp đi lặp lại, tính toàn vẹn của các cấu trúc phần đầu, phần thân (web) và chân đường ray cần được kiểm tra bằng cách sử dụng siêu âm tự động.

Dựa theo các yêu cầu của tiêu chuẩn, hệ thống RIS kiểm tra hơn 70% thể tích phần đầu rail, 60% phần thân (web) và một phần chân rail. RIS có thể phát hiện các khuyết tật điển hình như:

• Phát hiện các khuyết tật thể tích – tương đương lỗ đáy phẳng (FBH) ≥ 1,6 mm (0,06 in.)
• Phát hiện các khuyết tật dưới bề mặt – tương đương các rãnh khắc định hướng theo chiều dọc vuông góc hoặc nghiêng với mặt đáy (0,5 mm × 12,5 mm)

Kiểm tra thanh ray tự động trong bảo dưỡng

Thanh ray tàu hỏa đỡ và hướng dẫn chuyển động của đoàn tàu, phải chịu ứng suất liên tục cũng như tải trọng mỏi rất lớn. PAUT cho phép kiểm tra chi tiết các thành phần này, xác định tình trạng mòn, nứt hoặc các dạng mỏi khác có thể dẫn đến hỏng hóc cơ học. PAUT giúp theo dõi tiến trình hư hỏng trong quá trình sử dụng theo thời gian, đảm bảo an toàn và tuổi thọ của thiết bị. Với hình dạng phức tạp của những thanh ray, việc có thể cung cấp góc kiểm tra thay đổi với PAUT giúp tiết kiệm thời gian và cho phép kiểm tra với phạm vi rộng hơn.

Xe kiểm tra thanh ray tự động bao gồm đầu dò dạng bánh xe tích hợp ba đầu dò Matrix Array và 1 đầu dò Linear Array. Toàn bộ thiết bị thu nhận dữ liệu và đầu dò được gắn trên một toa xe hay các xe kiểm tra đường ray chuyên dụng, giúp kiểm tra các quãng đường dài hàng nghìn km của đường ray tự động hoàn toàn.

• EN 16729-3:2018 – Railway applications – Infrastructure – Non-destructive testing on rails in track – Part 3: Requirements for identifying internal and surface rail defects

Kiểm tra thanh ray sử dụng sóng dẫn hướng

Thiết bị đường ray G-Scan gửi các sóng dẫn hướng dọc theo chiều dài của đường ray để phát hiện các vết nứt và ăn mòn trên đường ray, bao gồm cả phần chân và phần gân đỡ. Thiết bị phù hợp với các kích thước tiêu chuẩn cho rail CEN50, CEN54, CEN56 và CEN60 hay thể chế tạo theo yêu cầu khách hàng.

Là phương pháp sàng lọc nhanh cho kết quả mà không cần tiếp cận toàn bộ đường ray, tuy nhiên độ nhạy có thể không tốt bằng các phương pháp tiếp cận trực tiếp.

• Có thể kiểm tra hang chục mét đường ray từ một vị trí
• Không làm gián đoạn giao thông do thời gian kiểm tra nhanh
• Kiểm tra 100% toàn bộ thanh ray.
• Kiểm tra được cả các vị trí thay ray bắc ngang qua đường bộ, thanh ray chìm một phần.

Kiểm tra mối hàn thanh ray thủ công

Kiểm tra mối hàn nhiệt nhôm & Mối nối đường ray chủ yếu sử dụng thiết bị UT thông thường theo các tiêu chuẩn EN 14730-1 + A1, AS2207-1994, AS2028-2005, MN T 20224. Giải pháp thủ công này thường kèm theo các đồ gá giúp việc kiểm tra dễ dàng hơn.

Siêu âm mảng pha có được sử dụng để phát hiện các vết nứt ở vùng cổ ray và gân đỡ nhưng khó định hướng đầu dò với độ mòn khác nhau trên mặt đỉnh ray.

Hệ thống kiểm tra bánh xe tự động

Với hơn một triệu km đường sắt trên khắp thế giới, tàu hỏa là phương thức vận chuyển hàng hóa và con người rất quan trọng. Tính toàn vẹn của bánh xe tàu là yếu tố giúp vận hành tàu an toàn. Để sử dụng trên các mạng lưới đường sắt khác nhau, bánh xe lửa được sản xuất với các đường kính, hình dạng và trọng lượng khác nhau. Để giúp ngăn ngừa thảm họa đường sắt, các yêu cầu và tiêu chuẩn chất lượng sản xuất cho bánh xe đường sắt ngày càng khắt khe.

Đầu dò siêu âm mảng pha của Hệ thống kiểm tra bánh xe sẽ kiểm tra vành, mặt bánh và mặt ngoài từ cả hai phía trong vòng chưa đầy một phút. Hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động, phát hiện các khuyết tật điển hình hay xuất hiện trong bánh xe lửa:

• Khuyết tật thể tích trên vành
• Các khuyết tật thể tích mặt lốp
• Các khuyết tật mặt trong và mặt ngoài hướng tâm

Kiểm tra thanh ray tự động trong bảo dưỡng

Bộ quét bánh xe tàu bán tự động sử dụng PAUT PASAWIS

Quét bánh xe tàu cao tốc với phạm vi kiểm tra vượt trội, kiểm tra nhanh hơn, hiệu quả hơn với Hệ thống kiểm tra bánh xe bán tự động sử dụng Phased Array của Evident (PASAWIS).

Được phát triển với sự hợp tác giữa Fraunhofer IZFP và RailMaint, nền tảng thử nghiệm mạnh mẽ kết hợp công nghệ quét siêu âm Phased Array mới nhất với phần mềm chuyên dụng để đáp ứng quy định VPI-EMG 09 của Dịch vụ Đường sắt Châu Âu về bảo trì NDT. Với quy trình làm việc từng bước hoàn chỉnh, phần mềm sẽ hướng dẫn bạn theo các bước trong quy trình từ kiểm tra chức năng đến kết quả và tạo báo cáo.

• EN 13262 – RAILWAY APPLICATIONS – WHEELSETS AND BOGIES – WHEELS – PRODUCT REQUIREMENTS
• ISO 5948 – Railway rolling stock material — Ultrasonic acceptance testing
• UIC 812-3V – TECHNICAL SPECIFICATION FOR THE SUPPLY OF SOLID (MONOBLOC) WHEELS IN ROLLED NON-ALLOY STEEL FOR TRACTIVE AND TRAILING STOCK
• AAR M 107-84 – STANDARD AAR WHEEL TYPES – WIDE FLANGE CONTOUR – FOR FREIGHT CAR SERVICE – CARBON STEEL

Kiểm tra ứng suất dư trên bánh xe

Phanh được sử dụng trên các toa xe lửa có thể tạo ra ứng suất kéo theo hướng chu vi do sự giãn nở do nhiệt và nguội nhanh của vành bánh xe. Ứng suất dư thường là nguyên nhân chính gây ra các hư hại do mỏi vật liệu gây nứt gãy bánh xe.

Việc đánh giá định kỳ mức độ ứng suất dư trong bánh xe lửa bằng cách sử dụng các phương pháp thử nghiệm không phá hủy là rất quan trọng, vì các công ty quản lý đường sắt và toa xe có thể ngăn ngừa các sự cố hỏng bánh xe và trật bánh cực kỳ nguy hiểm và tốn kém.

Olympus đã phát triển thiết bị di động nhỏ gọn và phần mềm chuyên dụng cho việc kiểm tra và đánh giá ứng suất dư, có thể được sử dụng để kiểm tra ngay tại đường ray cũng như trong xưởng và có thể vận hành trong mọi điều kiện môi trường.

Kiểm tra khuyết tật bánh xe thủ công

Bánh xe tàu cao tốc sau một thời gian hoạt động cần thực hiện quá trình phục hồi biên dạng (reprofiling). Trong quá trình này, vật liệu được loại bỏ từ bánh xe và sau đó bánh xe được khôi phục lại biên dạng cũ sử dụng kỹ thuật hàn đắp.

Sau khi phục hồi biên dạng, bánh xe được kiểm tra sử dụng đầu dò phased array trước khi lắp lại để phục vụ tiếp. Thông thường, đầu dò 5 MHz, 128 biến tử cùng thiết bị OmniScan X4 được sử dụng cho ứng dụng này. Các chùm siêu âm được quét tuyến tính theo đầu dò kiểm tra các vùng có thể xuất hiện khuyết tật.

• Phát hiện các khuyết tật trên bánh xe khi không thể kiểm tra bằng hệ thống tự động (Do điểm mù và khả năng tiếp cận hạn chế của kiểm tra tự động).
• Cần xác nhận lại các lỗi đã phát hiện bởi các phương pháp khác.

Hệ thống kiểm tra trục bánh xe tự động

Để giúp ngăn ngừa thảm họa đường sắt, các yêu cầu và tiêu chuẩn chất lượng sản xuất và vận hành cho trục bánh xe tàu ngày càng khắt khe.

Sử dụng thiết kế module, hệ thống kiểm tra trục bánh xe có thể dễ dàng cấu hình để kiểm tra nhiều loại trục bánh xe khác nhau. Giải pháp cho trục đặc là hệ thống siêu âm ba chiều với con lăn để kiểm tra nhúng toàn bộ thân trục.

Phần mềm điều khiển và đánh giá dữ liệu tự động định vị đầu dò để quét theo mô hình của trục. Các khuyết tật tiềm ẩn và các khu vực kiểm tra quan trọng có thể được phân tích và được báo cáo tự động sau khi kiểm tra.

• Khả năng phát hiện các khuyết tật bên trong và khuyết tật mỏi trong trục
• Khả năng tương thích với tất cả các loại trục bánh tàu
• Tùy chọn tự động xếp và dỡ trục bánh tàu trước và sau khi kiểm tra
• Chế độ hiển thị A, B, C hoặc biểu đồ thanh
• Tự động tạo báo cáo dữ liệu và làm nổi bật các khuyết tật trong các thành phần được kiểm tra
• Giảm thời gian kiểm tra
• Toàn bộ phạm vi thể tích trục
• Độ phân giải bề mặt tốt
• PRF và thông lượng cao

Kiểm tra thân trục bánh xe bán tự động với PAUT

Chức năng nhập DXF & kiểm tra đa nhóm trên Omniscan X4, cho phép mỗi nhóm kiểm tra tập trung vào các khu vực quan trọng trên trục.

Bộ quét AxleSCAN lắp trên lỗ trung tâm của trục. Chốt định tâm có thể thay đổi phù hợp nhiều cấu hình trục.

Trong khi xoay máy quét, bộ mã hóa tích hợp thu thập dữ liệu C-SCAN dạng hình ảnh trực quan của toàn bộ thân trục và có thể được xem xét trực tiếp hoặc sau khi quá trình quét hoàn tất.

• BS EN 13261:2009+A1:2010 – Railway applications. Wheelsets and bogies. Axles. Product requirements
• ISO 5948:1994 – Railway rolling stock material — Ultrasonic acceptance testing

Kiểm tra trục bánh xe rỗng

Kiểm tra trục bánh tàu rỗng sử dụng Dòng điện xoáy mảng pha (ECA) như phương pháp sàng lọc thực hiện trong khi toa xe dừng hoạt động mà không cần tháo rời khỏi tàu. 

Việc kiểm tra được thực hiện với các hệ thống tự động hoặc đầu dò 45° thông thường.

Do khung thời gian dành cho việc kiểm tra bộ bánh xe và trục bánh ngày càng nhỏ hơn cũng như những khó khăn khi sử dụng thiết bị siêu âm thông thường để tìm ra lỗi, Nhiều đơn vị đã phát triển bộ quét tùy biến kết hợp với thiết bị của Evident/Olympus thực hiện việc kiểm tra với cặp đầu dò PA và bộ mã hóa vị trí giúp phân tích trực quan và nhanh chóng.

Kiểm tra toa xe bồn chứa

Toa xe bồn hoặc toa xe chở chất lỏng là toa xe lửa được thiết kế để vận chuyển hàng hóa là chất lỏng và khí.

Kiểm tra không phá hủy các toa xe bồn chứa được thực hiện trong quá trình sản xuất và bảo trì, bao gồm Kiểm tra mối hàn của toa xe bồn chứa (Mối hàn dọc và chu vi).

• Hệ thống kiểm tra tự động dạng xe đẩy sử dụng FPX + Weldsight + PAUT/TOFD theo yêu cầu của ASME
• Hệ thống kiểm tra bán tự động và thủ công sử dụng FPX + Weldsight + SteerROVER, Omniscan kết hợp với bộ quét AxSeam.