PROSTOMIERZE i FALISTOMIERZE

Transkrypt

1 Katedra Mostów i Kolei dr inż. Jacek Makuch ĆWICZ. LAB. 7 PROSTOMIERZE i FALISTOMIERZE DIAGNOSTYKA DRÓG SZYNOWYCH studia II stopnia, specjalność ITS, semestr 3 rok akademicki 2015/16

2 GENEZA PROBLEMU Nierówności podłużne powierzchni tocznej i bocznej główki szyny: nierówności w miejscach łączenia szyn: w spoinach w zgrzeinach w stykach (złączach) zgniecenia końców szyn w złączach izolowanych klejono-sprężonych zużycie faliste inne wady powierzchniowe (kontaktowo-zmęczeniowe) np. wybuksowania, wyszczerbienia, wykruszenia

3 Co, kiedy i jak mierzymy? Przegląd przepisów:

4 6 Tor bezstykowy 7 Tor klasyczny Zał.8 Łączenie szyn w torze klasycznym Zał.9 Złącza szynowe izolowane klejono-sprężone Zał.17 Warunki regeneracji elementów stalowych porównawczo z:

5 6 TOR BEZSTYKOWY 1. Tor bezstykowy można budować na odcinkach linii, które pozwalają na zachowanie warunków technicznych określonych w rozporządzeniu MTiGM. 2. Do budowy torów bezstykowych w torach na szlakach i głównych zasadniczych na stacjach należy stosować szyny długie zgrzewane stacjonarnie, przy czym jakość zgrzein powinna odpowiadać wymaganiom zawartym w warunkach technicznych. Łączenia szyn długich oraz szyn w pozostałych torach powinny być wykonywane metodą zgrzewania, spawania termitowego lub inną metodą dopuszczoną do stosowania przez zarządcę infrastruktury.

6 7 TOR KLASYCZNY 1. Szyny w torze klasycznym połączone są za pomocą złącz: 1) podpartych na podzłączowych podwójnych podkładach drewnianych z połączeniem szyn łubkami i czterema śrubami łubkowymi, 2) wiszących przy nominalnym rozstawie podkładów z połączeniem szyn łubkami wzmocnionymi i sześcioma śrubami łubkowymi. 2. Rysunki konstrukcyjne złącz przedstawiono w zał W złączach toru klasycznego powinny być zachowane luzy umożliwiające wydłużanie się szyn pod wpływem zmian temperatury. Wartości wymaganych luzów w czasie łączenia szyn lub regulacji luzów w stykach podano w zał.8 Id-1 zał.8 tab.1 Dz.U.151 tab3.4

7 ZAŁ.9 ZŁĄCZA SZYNOWE IZOLOWANE KLEJONO - SPRĘŻONE 6. Złącze izolowane klejono-sprężone dopuszczone do eksploatacji powinno spełniać następujące warunki: 1) odchylenia od prostoliniowości w płaszczyźnie poziomej i pionowej powierzchni tocznych szyn mierzone na bazie 1 m, nie powinny być większe od: a) 0,2 mm - w torach głównych zasadniczych, b) 0,3 mm - w pozostałych torach,

8 ZAŁ.17 WARUNKI REGENERACJI ELEMENTÓW STALOWYCH 1. Regeneracja elementów stalowych obejmuje roboty: 1) usuwanie spływów, 2) szlifowanie szyn i rozjazdów, 3) napawania szyn i rozjazdów, 4) naprawa styków klejono-sprężonych Regenerację miejscowych uszkodzeń powierzchni tocznej główki szyn (wybuksowania, wyszczerbienia, wykruszenia itp.) należy wykonywać, gdy ich głębokość wynosi więcej niż 0,3 mm....

9

10

11

12 16 Odbiór złącza spawanego termitem 3. Dokonujący odbioru złącza spawanego powinien: 1) Przeprowadzić oględziny. 2) Wykonać pomiar geometrii złącza. 3) Dokonać odpowiednich wpisów w protokole odbioru złączy według załączonego wzoru nr 1 lub nr 2, (jeżeli odbiór dokonuje się po naprawie złącza). 5. Geometria złącza 1) Prostoliniowość złącza spawanego sprawdza się przy pomocy: a) Liniału o długości 1 m oraz klinów pomiarowych lub szczelinomierza z dokładnością min. 0,05 mm w torach i rozjazdach o prędkości mniejszej od 160 km/h. b) Liniału elektronicznego o bazie pomiaru 1 m i dokładności min. 0,02 mm z możliwością wydruku bezpośredniego lub pośredniego (współpraca z komputerem) - w torach i rozjazdach o prędkości 160 km/h i większej. 2) Prostoliniowość pionową złącza należy sprawdzać na powierzchni tocznej główki szyny w odległości 20 mm od krawędzi szyny. Sposób pomiaru prostoliniowości pionowej przy pomocy liniału przedstawia rysunek 4, a dopuszczalne odchyłki tabela nr 2. 3) Prostoliniowość poziomą złącza należy sprawdzać na powierzchni bocznej główki szyny 14 mm poniżej powierzchni tocznej. Sposób pomiaru prostoliniowości poziomej przy pomocy liniału przedstawia rysunek 5, a dopuszczalne odchyłki tabela nr 3.

13

14

15

16

17 6 BADANIA ZGRZEIN RODZAJ I ZAKRES BADAŃ 1. Badania kwalifikacyjne zgrzein... przeprowadzane są jako badania kontrolne jakości procesu zgrzewania Badania kwalifikacyjne: 1) ocena wykresów i/lub parametrów procesu zgrzewania - na 10 wybranych losowo zgrzeinach; 2) sprawdzenie i pomiar wysokości wypływki - na 10 wybranych losowo zgrzeinach*; 3) pomiar uskoku zgrzeiny - na 10 wybranych losowo zgrzeinach*; 4) pomiar prostoliniowości - na 10 wybranych losowo zgrzeinach*; 5) badanie wizualne obszaru zgrzeiny - na 10 wybranych losowo zgrzeinach*; 6) ultradźwiękowe badanie defektoskopowe - na 10 wybranych losowo zgrzeinach*; 7) badania penetracyjne - na 10 wybranych losowo zgrzeinach*; 8) próba statycznego zginania - na 4 wybranych (lub próbnie) wykonanych zgrzeinach; 9) pomiar twardości - na 2 wybranych (lub próbnie) wykonanych zgrzeinach; 10) badanie makroskopowe - na 2 wybranych (lub próbnie) wykonanych zgrzeinach; 11) badanie mikroskopowe - na 2 wybranych (lub próbnie) wykonanych zgrzeinach; 12) badanie zmęczęniowe - na 3 wybranych (lub próbnie) wykonanych zgrzeinach. Badania kwalifikacyjne w zakresie ust.2 pkt.1-7 powinny być przeprowadzone u Producenta zgrzein na losowo wybranych połączeniach w trakcie procesu produkcji.

18 3. Opis badań kwalifikacyjnych:... 4) pomiar prostoliniowości (pionowej i poziomej) połączeń zgrzewanych ust.2 pkt.4 powinien być przeprowadzony, po prostowaniu szyny i szlifowaniu, zalegalizowanym liniałem krawędziowym oraz szczelinomierzem lub liniałami elektronicznymi. Szyny zgrzane, na których prowadzi się pomiar prostoliniowości (pionowej i poziomej) powinny leżeć na wypoziomowanym stanowisku na podporach oddalonych od siebie nie więcej niż 4 m. a) pomiar prostoliniowości liniałem krawędziowym oraz szczelinomierzem: prostoliniowość pionowa połączenia zgrzewanego powinna być zmierzona na powierzchni tocznej na odcinku długości 1000 mm po 500 mm z każdej strony osi zgrzeiny zgodnie z rys.6. Dopuszczalne odchyłki od prostoliniowości w płaszczyźnie pionowej połączenia zgrzewanego powinny być zgodne z wartościami podanymi w tabeli 3a; prostoliniowość pozioma połączenia zgrzewanego powinna być zmierzona na powierzchni bocznej w odległości 14 mm poniżej powierzchni główki szyny na odcinku długości 1000 mm - po 500 mm z każdej strony osi zgrzeiny zgodnie rys.7. Dopuszczalne odchyłki od prostoliniowości w płaszczyźnie poziomej połączenia zgrzewanego powinny być zgodne z tabelą 3b; b) pomiar liniałem elektronicznym powinien być przeprowadzony zgodnie z instrukcją obsługi. Liniał elektroniczny powinien być wyposażony w system rejestrujący wyniki pomiaru, Dopuszczalne odchyłki od prostoliniowości powinny być zgodne z tabelą 3a i 3b.

19

20

21

22 Porównanie: Id-5 termit Id-112 zgrzeiny

23 Id-5 termit Id-112 zgrzeiny

24

25 4. KONTROLA I ODBIORY ROBÓT 4.4 Parametry odbiorowe i sprawdzenia 1. Przedmiotem odbioru jest ocena powierzchni tocznej szyn... wg parametrów określonych w zał.3 w następującym zakresie: a) parametrów profilu poprzecznego:... b) parametrów profilu podłużnego górnej powierzchni szyny w ich osi pionowej: wielkośćśredniej głębokości fal mm oraz mm nie powinna być większa niż określona w zał.3, wielkość maksymalnej głębokości fal mm nie powinna być większa niż określona w zał.3, c) grubości zebranej warstwy materiału...

26 4.5 Pomiary kontrolne i odbiorowe 1. Zleceniobiorca zobowiązany jest wykonać na całym odcinku robót pomiary umożliwiające określenie następujących parametrów: a) porównawcze obrysy profilu poprzecznego... b) liniowe odchyłki profilu poprzecznego... c) nierówności profilu podłużnego powierzchni tocznej szyn mierzone w ich osi pionowej wraz z obliczeniem, niezależnie dla każdego toku szynowego, wartości średniej głębokości fal dla zakresów długości: mm, mm oraz maksymalnej głębokości fal o długości mm - w torach wymagany jest pomiar ciągły z obliczeniem ww wartości dla odcinków 100 m; w rozjazdach dopuszcza się pomiar na długości 1,0 1,5 m zgodnie z... d) chropowatości Pomiary powinny być wykonywane z dokładnością nie mniejszą niż: a)... b) 0,01 mm pomiary profilu podłużnego c)...

27 4.6 Odbiór eksploatacyjny 1. Zgłoszenia odcinka do odbioru eksploatacyjnego dokonuje Zleceniobiorca po szczegółowym przeanalizowaniu wykonanych pomiarów oraz sprawdzeń i uznaniu, że roboty wykonano zgodnie z wymaganiami Zamawiającego Odbioru eksploatacyjnego dokonuje się w oparciu o: wyrywkowe oględziny odcinka robót wykonane w trakcie i bezpośrednio po zakończeniu reprofilacji, obrysy profilu poprzecznego, wyniki pomiarów ciągłych: liniowych odchyłek profilu poprzecznego oraz nierówności profilu podłużnego powierzchni tocznej szyn, 3....

28 4.7 Odbiór ostateczny 1. Odbioru ostatecznego dokonuje się w oparciu o dane właściwe dla odbioru eksploatacyjnego oraz dodatkowo: oględziny całego odcinka robót wykonywane w porze dziennej i obliczenia ilości przekroczeń parametrów mierzonych w sposób ciągły dodatkowe miejsca... w ilości 1 do 6 miejsc wybranych przez Zamawiającego dopuszcza się 5 % przekroczeń parametrów mierzonych w sposób ciągły W przypadku rozbieżności w ocenie jakości robót Zleceniobiorca powinien wykonać w obecności Zamawiającego dodatkowe pomiary obrysów przekroju poprzecznego oraz nierówności profilu podłużnego powierzchni tocznej szyn w oknie pomiarowym 1,0 m 1,5 m (przyrządami przenośnymi) w ilości uzgodnionej z Zamawiającym lecz nie rzadziej niż co 500 m i każdorazowo na obu tokach szynowych....

29 4.8 Pomiary weryfikujące 1. Pomiary weryfikujące mają na celu: a) potwierdzenie zgodności wyników pomiarów uzyskiwanych przyrządami Zleceniobiorcy zainstalowanymi na maszynie reprofilujacej, z pomiarami wykonywanymi przyrządami referencyjnymi PKP PLK. b) sprawdzenie zgodności pomiarów dodatkowych wykonywanych w przypadku rozbieżności w ocenie danych odbiorowych. 2. Pomiary weryfikujące wykonuje Zamawiający poprzez Centrum Diagnostyki i Geodezji lub niezależną od Zleceniodawcy jednostkę badawczą przy użyciu: a) profilomierza laserowego, b) falistościomierza torowego o bazie 1,5 m, c) chropowartościomierza (wzorców chropowatości) d) innych przyrządów

30 (Id-105)

31 4. UWARUNKOWANIA WPŁYWAJĄCE NA WYBÓR ODCINKÓW I TECHNOLOGII REPROFILACJI 4.2 Uwarunkowania dotyczące stanu technicznego nawierzchni torowej i rozjazdowej Zakres robót przygotowawczych 1. Przed wykonaniem reprofilacji w torach zaleca się dokonać w razie potrzeby: wymiany złączy spawanych lub zgrzewanych, których prostoliniowość w płaszczyźnie poziomej przekracza 1 mm na 1 metrowym liniale,

32 4.3 Uwarunkowania technologiczne Dobór technologii 5. W związku z uwarunkowaniami technologicznymi, w trybie: początkowym i prewencyjnym zaleca się stosować szlifowanie rotacyjne, naprawczym i regeneracyjnym dopuszcza się stosowanie różnych technologii, przy czym zastosowanie strugania lub frezowania wymaga uprzedniego sprawdzenia wielkości fal długich i nierówności toru.

33 Zał.1 KRYTERIA PARAMETRYCZNE KWALIFIK. SZYN DO REPROF. W TORACH I ROZJ. ORAZ PARAM. ODBIORU

34

35 PROSTOMIERZE i FALISTOMIERZE

36 RailProf firmy ECS (Esveld Consulting Services) z Holandii

37 temperatura pracy: -5 C +40 C masa: 7 kg; długość: 116 cm czas pomiaru: ok. 10 sek zakres pomiarowy: 1000 mm; interwał pomiarowy: 1 5 mm dokładność: ±0,03 mm w pionie i ±0,05 mm w poziomie pojemność zależna od zastosowanej karty SD

38 Zasada działania pomiędzy początkiem a końcem przyrządu założona zostaje linia odniesienia na (długości bazy pomiarowej), mierzone jest oddalenie położenia punktów powierzchni tocznej i bocznej główki szyny od linii odniesienia, w założonym interwale

39 Prostomierz PRS02 firmy APAPOM Janusz Wodański z Warszawy zakres skanowania profilu: 1000 mm; rozdzielczość skanowania: 1 mm; zakres pomiaru nierówności; +/-5 mm; rozdzielczość pomiaru: 0,01 mm; dokładność: 10 %; zasilanie akumulatorowe > 8h; pamięć: 200 pomiarów wyposażenie: rejestrator mikroprocesorowy; czujnik laserowy mm, 10V; enkoder obrotowy 120 imp/obrót; napęd elektryczny - silnik z przekładnią 6V; pasek zębaty T5/25 wymiary: 160 x 170 x 1300 mm; masa: 10 kg

40 baza pomiarowa realizowana przez dwa zestawy pinów kulkowych zamocowanych w odległości 1000 mm wyznaczające linie pomiarowe rejestracja niezależnie dla dwóch płaszczyzn: tocznej - 20 mm od płaszczyzny bocznej szyny, bocznej -14 mm poniżej płaszczyzny tocznej wprowadzanie i rejestracja parametrów opisowych pomiaru: czasu, miejsca, wykonawcy, zaobserwowanych wad ocena spoiny z wykorzystaniem tabel wartości dopuszczalnych z uwzględnieniem parametrów: typ spoiny, zaobserwowane wady, warunki eksploatacji archiwizacja wyników pomiarów: w bazie danych z funkcjonalną przeglądarką, z wykorzystaniem skalowalnych wykresów, z funkcją automatycznego generowania gotowych protokołów odbioru do wydruku lub w formacie pdf z uwzględnieniem zarejestrowanych parametrów opisowych

41 Falistomierz MZF07 firmy APAPOM Janusz Wodański z Warszawy kontrola profilu podłużnego szyn w zakresie zużycia falistego przed i po szlifowaniu, rejestracja ciągła do 1000 m i zapis pomiarów w pamięci zewnętrznej USB wyposażenie: czujnik laserowy fali w zakresie 4mm, enkoder z kółkiem pomiarowym 1000 imp/m, rejestrator mikroprocesorowy z przetwornikiem A/C 12bit, komputer PC z oprogramowaniem narzędziowym do oceny toru wymiary po złożeniu: 180 x 180 x 900 mm; masa: 5 kg

42 pomiary, obróbka cyfrowa i ocena wg normy EN baza pomiarowa dynamiczna realizowana przez płozy rolkowe ocena toru niezależnie dla trzech zakresów fal: krótkie: mm (?) średnie: mm (?) długie: mm (?) z wykorzystaniem trzech parametrów: przekroczenia wartości dopuszczalnych średniej bieżącej RMS amplitud średniej bieżącej wartości międzyszczytowej p-p (głębokości) liczby przekroczeń dopuszczalnych amplitud na wybranym odcinku toru wyniki pomiarów: w postaci gotowego wielostronicowego raportu w formacie "pdf z możliwością indywidualnych ustawień i konfiguracji, z wykorzystaniem wykresów i tabeli wartości liczbowych, z podziałem na dowolne odcinki lub predefiniowane 1, 10 lub 100 m

43 Prostomierz / Falistomierz RSG N5 firmy GRAW z Gliwic długość pomiarowa - bazowa: 1,2 m albo 1,0 m czas pomiaru: prostości zgrzein - 20 s; falistego zużycia - 45 s dokładność pomiaru: prostości zgrzein ± 0,03 mm / 1 m; falistego zużycia ± 0,01 mm / 0,3 m liczba punktów pomiarowych: 100 lub 200 / 1 m zakres pomiarowy: ±2 mm od linii średniej pojemność pamięci wewnętrznej: 1000 pomiarów wymienny akumulator umożliwia wykonanie co najmniej 100 pomiarów wymiary: 140 x 130 x 1500 mm waga: 8,6 kg + 0,8 kg temperatura pracy: -20 C +45 C dopuszczalna wilgotność: 15 85% (bez kondensacji) czas pracy przy w pełni naładowanej baterii: 10 godzin

44 korpus układu pomiarowego z głowicami pomiarowymi i napędem ( belki - pomarańczowa i niebieska) dwa zewnętrzne zamienne akumulatory (zasilanie napędu głowic pomiarowych) rejestrator dwie ładowarki (osobna dla rejestratora i zewnętrznych akumulatorów) oprogramowanie, instrukcje obsługi

45 REJESTRATOR ekran, pulpit przycisków, wejście USB (z boku) klawisze: 1. do edycji tekstów 2. sterujące 3. funkcyjne

46 OPIS DZIAŁANIA KLAWISZY

47 OBSŁUGA PÓL EDYCYJNYCH

48 MENU GŁÓWNE: PO WŁĄCZENIU: F1 Pomiar profilu F4 Analiza profilu MENU: 1. WYKONANE POMIARY: menedżer plików: skasuj plik (F1); kopiuj do USB (F2); menu plik (F3): wyślij wszystkie pliki, skasuj wszystkie pliki, wyślij plik do PenDrive, skasuj plik, zaznacz wszystkie, odznacz wszystkie; podgląd pomiaru (F4) 2. PLIKI SYSTEMOWE (lepiej nie zmieniać!) 3. USTAWIENIA: Opcje pomiaru: tryb wyświetlania odległości (mm / binarny), tryb wyświetlania impulsów (cm / impulsy), liniał (1.2 m / 1 m) Opcje interfejsu: dźwięk klawiszy, poziom jasności, czas i tryb wygaszania, automatyczne generowanie nazw plików pomiarowych, automatyczne wyłączanie po czasie bezczynnym Data i czas: rok, miesiąc, dzień, godzina, minuta Pamięć, bateria Wersja

49 OBSŁUGA PROSTOMIERZA: ZMONTOWANIE POMIAR: ustawienie urządzenia na szynie i włączenie (PWR); UWAGA: odczekać 5 minut (ustabilizowanie parametrów) pomiar profilu (F1) - wprowadzenie danych opisujących pomiar: tryb pomiaru (prostość zgrzein albo falistość szyn), kilometr, nr toru, typ szyny, tok, nr linii, nazwa linii, nazwa stacji/sekcji, krok pomiaru, Operator ID, Operator, klient, ID zamówienia, Promień, Okręg, Oddział, Typ zgrzeiny, Łuk, Uwagi, Zestaw tolerancji dla tocznej-tory, Zestaw tolerancji dla bocznej-tory, start pomiaru (F1) w przypadku pomiaru falistości przesunięcie urządzenia o 60 cm w prawo zapisanie pliku; wprowadzenie nazwy pomiaru - max 8 znaków (F1) wyłączenie urządzenia (PWR), zdjęcie z szyny ROZMONTOWANIE ZGRANIE PLIKÓW DANYCH DO KOMPUTERA (można wykonać również podczas pomiarów) pliki z rozszerzeniem rsg

50 POMIAR FALISTOŚCI DLA BAZY DŁUŻSZEJ NIŻ 1 M

51 ANALIZA PROFILU PROSTOŚĆ ZGRZEIN wykresy: 1. Profil podstawowy - kształt zmierzonej powierzchni tocznej i bocznej linia czarna pomiar profilu linia niebieska tolerancja: do naprawy linia czerwona tolerancja: do wycięcia

52 2. Trend profilu - wykres stworzony z profilu podstawowego przez uśrednienie pomiarów wokół punktu na bazie ±100mm (dlatego długość profilu trendu jest mniejsza od profilu podstawowego o 100mm z początku i 100mm z końca)

53 3. Falistość profilu - wykres stworzony z profilu podstawowego po odjęciu trendu profilu

54 PROSTOŚĆ ZGRZEIN - dane: str.1 (toczna) str.2 (boczna)

55 str.3 (nagłówek pliku) str.4 (nagłówek pliku c.d.)

56 brak możliwości podglądu wykresów (możliwe tylko w programie komputerowym) dane: FALISTOŚĆ SZYN: str.1 (nagłówek pliku) str.2 (nagłówek pliku c.d.)

57 ANALIZA WYNIKÓW POMIARÓW PRZY POMOCY PROGR. KOMP.:

58 ANALIZA PROSTOŚCI ZGRZEIN:

59 DANE LICZBOWE:

60 POWIERZCHNIA TOCZNA PROFIL:

61 POWIERZCHNIA TOCZNA TREND:

62 POWIERZCHNIA TOCZNA FALISTOŚĆ:

63 POWIERZCHNIA TOCZNA WSPÓŁCZ. JAK. 1:

64 POWIERZCHNIA TOCZNA WSPÓŁCZ. JAK. 2:

65 POWIERZCHNIA BOCZNA PROFIL:

66 POWIERZCHNIA BOCZNA TREND:

67 POWIERZCHNIA BOCZNA FALISTOŚĆ:

68 NOTATKI:

69 PARAMETRY:

70 ANALIZA FALISTOŚCI SZYN:

71 DANE LICZBOWE:

72 PROFIL:

73 FALE o długości od 30 do 100 mm:

74 FALE o długości od 100 do 300 mm:

75 FALE o długości od 300 do 600 mm:

76 FALE o długości od 600 mm do 1 m:

77 FALE o długosci od 1 do 2 m:

78 FALE o długosci od 2 do 3 m:

79 NOTATKI:

80 PARAMETRY: