CONTROLUL ULTRASONIC ÎN DOMENIUL CĂILOR FERATE

I. CONTROLUL ULTRASONIC AL OSIILOR – SOLUȚII CLASICE

1. Palpatori speciali pentru controlul manual cu contact direct al osiilor – metoda impuls-ecou cu

palpator monocristal

Este disponibilă o mare varietate de palpatori și pene conturate (raza de curbură specificată de utilizator),

capabile să rezolve următoarele sarcini de control:

• Examinare axială cu incidență unghiulară de pe corpul osiei (A);

• Examinare circumferențială cu incidență unghiulară de pe corpul osiei (B);

• Examinare cu incidență unghiulară de pe fața plană a capului de osie (C);

• Examinare cu incidență unghiulară din ambora capului de osie (D) cu palpator tip ASW (E).

A B C D E

2. Dispozitiv cu doi palpatori unghiulari pentru controlul manual cu contact direct al osiilor cu gaură –

metoda impuls-ecou cu palpatori monocristal montați în opoziție

Diametrul exterior al carcasei se stabilește la momentul comenzii, în funcție de diametrul găurii osiei, și

mânerul de acționare este dotat cu un comutator care permite utilizatorului să selecteze vizionarea oscilogramei de

la oricare palpator individual, sau de la cei doi palpatori în același timp:

Soluțiile clasice pot fi applicate cu oricare din defectoscoapele convenționale care au fost/sunt în portofoliul

Total Control SRL:

USM 25 USM 35 USM Go Phasor CV USM 36

TOTAL CONTROL 2

II. CONTROLUL ULTRASONIC AL OSIILOR – SOLUȚII NOI

1. Palpator matricial PA ASW 2/90 conectat la defectoscopul Phasor/Mentor UT

Palpatorul PA ASW 2/90 reprezintă varianta avansată a palpatorului clasic ASW 29/90 - 2 MHz, destinat

detectării fisurilor de oboseală care pot apare în zonele de capăt ale osiei. Acesta este un palpator matricial (16

elemente active) care, comandat de meniul defectoscopului Phasor (sau a instrumentului avansat Mentor UT),

permite explorarea zonei critice cu mai multe unghiuri de incidență simultan.

Palpatorul matricial conic este cuplat în ambora osiei, astfel că circumferința osiei poate fi examinată cu unde

transversale printr-o rotație completă a palpatorului.

Beneficiul construcției matriciale a palpatorului este capacitatea de a varia unghiul fasciculului, îmbunătățind

astfel probabilitatea de detecție cu un timp de inspecție redus. Cu un singur astfel de palpator este posibilă

explorarea într-o singură trecere a tuturor secțiunilor de interes utilizând diferite unghiuri din fascicul.

Osia de de încercare din figura de mai sus include două crestături circumferențiale distincte (situate la 80 mm

și 150 mm distanță față de capătul osiei), ambele cu aceleași dimensiuni. Capturile de ecran prezintă crestăturile

detectate (cerc roșu):

Palpatorul matricial este disponibil atât în versiunea cu frecvență 2 MHz, cât și cu frecvență 4 MHz. Uzual, conul are un unghi de 90°, dar se poate comanda și cu un con de 60°.

2. Dispozitivul SAMT conectat la defectoscopul Mentor UT

Dispozitivul SAMT permite examinarea mecanizată a întregii osii cu palpator matricial cuplat pe capul plan al

osiei, așa cum se vede în imaginea de mai jos. Acesta se prinde magnetic în interiorul alezajului central al osiei,

printr-un con interschimbabil, și conține un palpator matricial cu 16 sau 32 elemente, frecvență de 2 sau 4 MHz, cu

o pană la 0°.

TOTAL CONTROL 3

Atât pana cât și palpatorul pot fi montate/demontate ușor de către utilizator. Acoperirea volumului de explorat

se face prin rotirea manuală a dispozitivului, iar poziția indicațiilor detectate se înregistrează de un encoder

integrat, rezoluția circumferențială maximă fiind de 1°.

Domeniul de lucru dintr-un capăt este aprox. 55% din lungimea

osiei (uzual 1,2 m).

Pentru inspecție 100%, dispozitivul se cuplează succesiv pe cele

două capete ale osiei, operația fiind ușurată de masa redusă (sub 1

Kg) a dispozitivului.

Dispozitivul SAMT, integrat cu encoder și palpator special, este

conceput să lucreze cu instrumentul Mentor UT, cu care formează un

sistem complet cu următoarele caracteristici de performanță:

• Înregistrare completă A-Scan în memoria internă, cu posibilitate de

export la dispozitiv USB);

• Rezoluție circumferențială de localizare 1°;

• Eliminarea porțiunilor nerelevante din A-Scan, produse de indicațiile

geometrice;

• Stocarea fișierelor cu setări complete, pentru diferite modele de

osii, în memoria instrumentului sau pe dispozitiv USB;

• Documentarea rezultatelor prin funcția integrată de raportare a Mentor UT;

• Generarea instrucțiunilor de lucru personalizate pentru specificul osiei, prin utilizarea programului Mentor Create.

Encoder

Magnet Wedge Probe

Holder

TOTAL CONTROL 4

3. Echipamentul CHAT / CHAT PL conectat la defectoscopul multicanal USIP 40

Echipamentul CHAT este destinat examinării rapide a osiilor cu gaură, fără a fi necesară demontarea

acestora, și integrează mai mulți palpatori clasici tip HW într-un singur cap de palpare, palpatorii fiind comandați de

defectoscopul multicanal USIP 40.

Acest sistem integrat aduce un nou nivel de calitate și performanță de inspecție pentru sectorul feroviar.

Partea electro-mecanică este dispusă pe un cărucior mobil, iar partea de acționare și capul de palpare sunt

integrate într-un ansamblu inteligent, care permite deplasarea mecanizată controlată a capului de palpare pe o

traiectorie elicoidală (translație + rotație):

Capul de palpare poate cuprinde până la 8 palpatori, număr corelat cu numărul de canale ale defectoscopului,

și diametrul exterior al carcasei se stabilește la momentul comenzii, în funcție de diametrul găurii osiei. Tot la

momentul comenzii se stabilește flanșa de adaptare pentru centrarea dispozitivului cu capul de palpare pe capătul

osiei de examinat.

Cuplantul ultrasonic este furnizat continuu printr-un circuit închis alimentat de la rezervorul de cuplant dispus

pe căruciorul mobil. Examinarea este comandată de la tastatura unui laptop, folosind un program de lucru intuitiv și

adaptabil la particularitățile osiei examinate. Echipamentul complet asamblat și legat la osia de examinat este

ilustrat mai jos:

Inspecția osiei durează aproximativ 15 minute și poate fi făcută de un singur operator. Acesta deplasează echipamentul complet, aflat pe cărucior, lângă osia de examinat a trenului tras la peron. Se montează flanșa de centrare pe capul osiei și capul de palpare este deplasat pe verticală până când se aliniază cu flanșa de centrare. După legarea la flanșă, se pornește circuitul de alimentare cu cuplant și examinarea poate începe. Pașii de urmat sunt cei din planul de control încărcat în prealabil în laptop. Înregistrarea indicațiilor este vizionată și analizată cu ajutorul facilităților asigurate de programul de analiză. Stocarea electronica a datelor culese permite asigurarea trasabilității inspecției, practic se constituie astfel un istoric al fiecărei osii examinate periodic pe durata utilizării acesteia.

TOTAL CONTROL 5

Sistemul CHAT PL este o altă variantă de sistem integrat, realizată de compania Casoni:

Această soluție oferă un grad ridicat de automatizare într-o construcție compactă. Indiferent de soluția de integrare, interfața de utilizare conduce operatorul pe tot parcursul procesului de inspecție, de la construcția planului de inspecție, până la achiziția de date aferente prezentării tip C și redactarea raportului final de testare. Într-o primă etapă, se introduc datele pentru geometria osiei și capul de palpare utilizat (acestea pot fi salvate și rechemate ori de câte ori este nevoie):

Software-ul gestionează datele achiziționate pe baza geometriei osiei și le afișază în raport cu poziția capului de

palpare. Prezentarea tip C rezultată va reprezenta complet și clar defectele detectate și poziția acestora. În această

fază este posibilă vizualizarea semnalului în orice punct, reglarea pragului de detectare și schimbarea paletei de

culori pentru a face mai evidentă reprezentarea indicațiilor de defect:

Parametrii de examinare, imaginile relevante și măsurătorile aferente sunt colectate într-un raport, care poate fi

personalizat la cererea clientului. Raportul de testare este un document complet, capabil să ofere toate informații

pentru a înțelege și arhiva procesul de examinare cu rezultatele lui:

TOTAL CONTROL 6

III. CONTROLUL ULTRASONIC AL ROȚILOR – SOLUȚII NOI

Examinarea radială de pe suprafața benzii de rulare este necesară pentru a detecta porozitatea și incluziunile

care, sub acțiunea sarcinilor oscilante, ar putea genera rupturi de oboseală. Această testare se impune atât pentru

roțile noi, cât și pentru cele recondiționate prin prelucrare mecanică. Soluția tradițională este examinarea manuală

cu contact direct, folosind un palpator dublu cristal cu incidență normală.

Dimensiunile disponibile ale acestor palpatori și necesitatea examinării complete a benzii de rulare face ca

examinarea să dureze până la 30 minute pentru fiecare roată. În plus, neuniformitatea cuplajului palpator-piesă,

inerentă tehnicii manual cu contact direct, și suprapunerea insuficientă a traseelor de palpare poate conduce la

omiterea detectării unor imperfecțiuni cu dimensiuni reduse.

1. Palpator matricial PA 5 MHz/64 elemente conectat la defectoscopul Phasor/Mentor UT

Utilizarea unui palpator matricial cu apertură suficient de largă, încât să acopere complet lățimea căii de rulare,

și comandat de instrumentul Phasor/Mentor UT, permite examinarea rapidă (aproximativ 1 minut) a roții.

Uniformitatea cuplării cu suprafața de examinare este asigurată de o coloană de apă, menținută prin alimentare

continuă, și un sistem de prindere magnetică în 3 puncte:

TOTAL CONTROL 7

Prin rotirea palpatorului pe circumferință se acoperă tot volumul de control într-o singură trecere, această soluție fiind cea mai versatilă fiindcă poate fi aplicată atât pe roata montată, cât și în atelier. Informația este colectată și înregistrată în prezentare tip B (în secțiune) sau tip C (vedere de sus), localizarea

defectului detectat fiind posibilă cu ajutorul encoderului montat în suportul palpatorului matricial.

Exemplele de mai jos ilustrează detecția reflectorilor de referință la calibrarea sensibilității de lucru:

Prezentare tip B Prezentare tip C

2. Doi palpatori matriciali PA 5 MHz/64 elemente conectați la unitatea fazorială fixă (sistem WheelStar)

Această soluție este potrivită atelierelor de întreținere și reparații, unde productivitatea exminării este de mare

imortanță. Setul de roți este pus într-un dispozitiv care permite rotirea căii de rulare pe sub 2 palpatori matriciali cu

coloană de apă, câte unul pentru fiecare roată. Informația rezultată este colectată de o unitate fazorială staționară,

apoi este analizată și stocată într-o arhivă, astfel ca istoricul (trasabilitatea) inspecției să fie asigurată.

Versiunea „sub tren” permite examinarea căilor de rulare fără a fi necesară scoaterea setului de roți: setul roții

este ridicat de pe șină și rotit în timpul încercării de către un dispozitiv mecanic integrat. Informația colectată este

transmisă wireless la operator și interpretarea rezultatelor este facilitată de un software specializat pentru

recunoașterea automată a defectelor. Deplasarea de la un set de roți la altul este asigurată de un sistem electro-

mecanic alimentat de la un acumulator de mare capacitate.

WheelStar – versiunea pentru atelier WheelStar – versiunea „sub tren”

TOTAL CONTROL 8

VI. CONTROLUL ULTRASONIC AL ȘINEI DE CALE FERATĂ

1. Căruciorul de testare șină SPG 2

SPG2 folosește 3 palpatori dublu element pentru a detecta defectele șinei, unul cu incidență normală și doi cu

incidență unghiulară la 70 și -70 grade. Palpatorul normal și cei doi palpatori unghiulari sunt montați în doua blocuri

separate, suspendate deasupra șinei cu un mecanism pivotant, astfel ca să poată fi urmat profilul șinei în timpul

examinării. SPG2 poate fi echipat cu oricare dintre defectoscoapele portabile din portofoliul nostru:

2. Dispozitiv tandem STH 1 pentru examinarea ultrasonică a sudurilor la șină

Dispozitivul tandem STH 1 conține două palpatoare unghiulare de 45 grade, care pot fi distanțate reglabil în

ambele direcții. Un palpator funcționează ca emițător și celălalt ca receptor. Prinderea pe șină se realizează cu

magneți, palpatorii fiind centrați pe axa șinei cu ajutorul unui dispozitiv de aliniere față de marginea șinei.

Dispozitivul poate funcționa pe orice tip de șină și cu oricare dintre defectoscoapele portabile din portofoliul

nostru: