KONTROLA NAPRĘŻEŃ W SZYNIE Nowa droga do oceny bezpieczeństwa toru Nieniszczące precyzyjne pomiary temperatury neutralnej Elektro-Thermit GmbH & Co.KG, Halle-Saale, Germany Alfred Wegner, Tel. +49 (0) 345 7795 802, Mobile-Phone: +49 (0) 172 2594 791, alfred.wegner@elektro-thermit.de www.elektro-thermit.de www.goldschmidt-thermit.de Kraków, 16.05.2013
Strona 2 Podstawowe określenie Stress-Free Temperature - SFT temperatura neutralna szyny nieniszczące badanie naprężeń w torze
Strona 3 Usługa RailScan SFT- kontrola naprężeń w torze Cel : zapobieganie wysokim naprężeniom, obniżenie kosztów utrzymania przy braku kontroli naprężeń w torze mogą się pojawić wyboczenia i pęknięcia zagrożenie dla stabilności toru i bezpieczeństwa ruchu SFT nie można określić kontrolą wizualną Nieniszczące określenie SFT nie jest prostym zadaniem pomiarowym
Strona 4 Określenie Stress-Free Temperature (temperatury neutralnej) Uproszczony model toru bezstykowego Siły wzdłużne Transverse resistanfe P P Torsion resistance Longitudinal resistance Temperatura neutralna TN: T N X T E Rail Stałe: E moduł Younga α moduł wydłużenia linearnego Wielkości mierzone : x wielkość naprężeń TRail temperatura szyny
Strona 5 Technika RAILSCAN SFT Określenie metody i urządzenia pomiarowego Zasada pomiaru / efekt Magnetyczny efekt Barkhausena / Villary ego Dane techniczne Ilość pomiarów Dokładność Waga Wymiary Czas działania Zakres temperatur ok. 4 SFT/ godz. 1 do 3 C 15 kg 600x900x380 mm min. 8 godz. -10... 60 C
Strona 6 Technika RAILSCAN SFT Kalibracja sygnału pomiarowego przy naprężeniach wzdłużnych Krzywa naprężeń Zmierzone rzeczywiste wartości MBN Kalibracja MBN wg naprężeń
Strona 7 Technika i usługa RailScan SFT Procedury pomiaru i ewaluacji Wczytanie danych 5-10 punktów pomiarowych wzdłuż odcinka bazowego długości ok. 2.5-10 m Wyniki będą wskazane przez RailScan po przetworzeniu danych wykonuje się ok. 20 odczytów w ciągu zmiany (8 h) Ewaluacja i wyniki osiągalne na miejscu pomiaru Transfer danych RailScan - PC Dalsza ewaluacja danych Wynik końcowy : SFT
Strona 8 RAILSCAN SFT- opis techniczny Kształt głowicy pomiarowej dostosowanie do szyny przed pomiarem Głowica otwarta i poza szyną
Strona 9 RAILSCAN SFT- opis techniczny Kształt głowicy pomiarowej Zamykanie głowicy pomiarowej na szynie
Strona 10 RAILSCAN SFT- opis techniczny Kształt głowicy pomiarowej Zamykanie głowicy pomiarowej na szynie
Strona 11 RAILSCAN SFT- opis techniczny Kształt głowicy pomiarowej Głowica pomiarowa zamknięta na szynie kontrola szczelności przez czujniki
Strona 12 RAILSCAN SFT- usługa Cechy charakterystyczne a inne metody pomiaru SFT
Strona 13 Oszczędność kosztów - usługa RAILSCAN SFT Porównanie kosztów pomiaru Typowe koszty LCC a 1 m toru : Average LCC Maintenance Replacement [Euro/m] Costs [Euro/m] Costs [Euro/m] Europe 57 33 24 East Asia 163 78 85 America 19.90 7.90 12 Przykład wydajności pomiarów na 1 zmianie : 20 pomiarów SFT co 200 m daje : ½ x 20 x 0,2 km = 2 km pomierzonego dystansu na zmianę, zatem : Koszt pomiaru < 1,5 EUR na 1 m toru
Strona 14 Nowa generacja aparatury RAILSCAN Urządzenie TRACKSAFE Kompletne przeprojektowanie w celu : dalszego ułatwienia obsługi zmniejszenia wagi i rozmiarów bardziej przyjazne oprogramowanie przyspieszenie procedury ewaluacji i prezentacji wyników pomiarów
Strona 15 Nowy projekt Porównanie urządzeń RAILSCAN i TRACKSAFE
Strona 16 Technika TRACKSAFE RELEASE Określenie metody i urządzenia pomiarowego Zasada pomiaru / efekt Magnetyczny efekt Barkhausena / Villary ego Dane techniczne Ilość pomiarów Dokładność Waga Wymiary Czas działania Zakres temperatur ok. 6 SFT/ godz. 1 do 3 C 20 kg 600x850x300 mm min. 8 godz. -10... 60 C
Strona 17 TSR SFT- Technika i usługa Technologia / Specyfikacja Podstawa fizyczna Ewaluacja/Dokumentacja Technika zastosowania Możliwości systemu pomiarowego Proces pomiarowy Dokładność: 3 C up to 1 C Stabilność: < 0.5 C Powtarzalność: do 1 C Dokładność: min. 0.2 MPa Szczegółowe wyniki pomiarów
Strona 18 TSR SFT- Technika Głowica doleganie przed pomiarem Głowica otwarta przed doleganiem do szynyl
Strona 19 TSR SFT- Technika Głowica doleganie przed pomiarem Doleganie zamknięcie głowicy
Strona 20 TSR SFT- Technika Głowica doleganie przed pomiarem Doleganie zamknięcie głowicy
Strona 21 TSR SFT- Technika Głowica doleganie przed pomiarem Głowica zamknięta kontrola dolegania przez czujniki powietrza w przestrzeni między głowicą a główką szyny
Strona 23 TRACKSAFE RELEASE próby dopuszczeniowe 1) London Tramlink, Croydon, February 2013
Strona 24 TSR wyniki prób dopuszczeniowych - Londyn Date Location Road Radius location SFT VERSE [ C] SFT TSR [ C] Grade Year 19/02/2013 Blackhorse Lane Eastbound 650m 20/02/2013 Birbeck Bi-Di STR 21/02/2013 Sandilands (see graphics below for detailed locations) Westbound 31m 22/02/2013 Merton Park Eastbound 788m right rail/cess 24.4 22.6 left rail/6ft 24.3 20.0 right rail/cess 27.8 26.3 left rail/6ft 26.7 22.2 a/cess 260 1998 No 260 1998 No f/6ft Installed* 32.0 1.3 350HT 2012 3.6 b/cess 4.8 c/cess 23.6 d/cess 13.8 e/cess 13.5 inner rail/6ft outer rail/cess installed**32.0 26.4 *according to re-establishment of stress condition record; **actual SFT is approx. 29 C 28.7 Precurved Comments Yes 260 1998 No This site was Verse tested in Dec 2012 This site was Verse tested in Dec 2012 This site was thermal stressed in October 2012 This site was re-stressed on 17th February 2013
Strona 25 TSR przykład pomiaru - London Tramlink, Croydon Pomiary TSR SFT w rejonie przystanku Sandilands
Strona 26 TSR przykład testów 2) DVB - Dresdner Verkehrsbetriebe, luty 2013
Strona 27 TSR przykład testów DVB-Dresdner Verkehrsbetriebe LL LR. Dilatation SG 1-3 x x SG 2-4 x x to Dresden fairground x x SG 5-7 SG 6-8 x x = TSR Measurements RL RR Dilatation x x SG 9-11 SG 13-15 x x x to Dresden city x x x SG 10-12 SG 14-16
Strona 28 TSR trzykład testów DVB-Dresdner Verkehrsbetriebe
Strona 29 RAILSCAN SFT przykłady stosowania
Strona 30 Kontrole RAILSCAN w Irlandii kontrole SFT na kilku liniach weryfikacja SFT specjalna uwaga na urządzenia torowe (np. rozjazdy)
Strona 31 RAILSCAN SFT Kontrola dla C.S.X. North Carolina U.S. Etap 1: kalibracja urządzenia do szyny przedmiotu pomiarów (ok.. 4 godz.) Magnetic Parameter ß [1] 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 Calibration 136 RE VT 08 (SS) 0,5-150 -100-50 0 50 100 150 Calibration Load Stress [MPa] Etap 2: RailScan SFT- kontrola toru bezstykowego pod ruchem
Kystbanen, Denmark, 12.-17.12.2007 Strona 32 Kontrola RailScan SFT w Danii (od 2005 r.) Exact Km Location Measurement 32.774 32.250 32.100 31.900 RailScan measurement results of 50./ 51. calendar week, Denmark Right track Left track Tn [ C] Tn [ C] Copenhagen - Helsingor Helsingor - Copenhagen Avg./ Avg./ Rail Type T Rail [ C] Tn [ C] km km Left Rail Right Rail Left Rail Right Rail UIC60 RailScan RailScan Right tr. Left tr. File name File name File name File name RL / RR LL / LR 1212_1 LL 0.1 26.6 1212_2 LR 0.1 26.3 TSTG 07 R260 1212_3 LL 0.1 29.2 29.9 26.2 27.9 27.1 1212_4 LR -0.1 27.9 1212_5 RL 2.8 29.9 TZ 07 R260 1212_6 RR 2.5 26.2 1212_7 LL -0.4 20.0 1212_8 LR -0.6 24.5 31.500 31.400 1212_9 LL -0.5 25.2 2.8 25.6 1412_1 LR TSTG 07 R260 1412_2 LL 2.8 28.2 2.7 27.3 1412_3 LR - - 24.5 25.9 31.100 30.900 1412_4 LL 2.5 24.6 2.4 26.2 1412_5 LR 2.4 27.3 1412_6 LL 2.4 27.4 1412_7 LR 30.758 30.400 30.000 29.850 29.500 28.940 18.400 1412_8 LL 2.3 27.3 2.3 24.1 1412_9 LR TSTG 07 R260 1512_1 LL -3.8 27.2-4.2 25.1 1512_2 LR -4.2 21.2 1512_3 LL -4.5 21.0 1512_4 LR -4.7 21.3 1512_5 LL -5.0 20.9 1512_6 LR TSTG 07 R260 1512_7 LL -5.4 26.1-5.7 28.1 1512_8 LR 1.3 25.7 1612_1 RR TZ 07 R260 1612_2 RL 1.2 29.6 1712_3 RL 2.2 26.6 1712_3 Back 2.1 25.9 1.8 28.0 1712_4 RR - - 25.8 24.4 29.6 25.7 23.7 24.5 18.250 TSTG 07 R260 1712_1 RL 2.5 27.9 2.2 28.9 1712_2 RR 26.8 28.3 - - 18.120 1612_3 RR 1.3 28.0 1.3 27.0 1612_4 RL 17.350 1312_1 RL 1.8 25.5 1.7 28.7 1312_2 RR 17.600 17.840 1312_3 RL 1.7 28.4 TSTG 07 R260 1312_4 RR 1.5 29.2 1.4 29.4 1312_5 RL 1.3 28.5 1312_6 RR 27.8 28.8 - -
Strona 33 Francja kontrola RailScan SFT na linii rekordu prędkości 574 km/h TGV EST Européenne Paris-Straßbourg
Strona 34 Nieniszcząca technika kontroli SFT Podstawowe zalety Umożliwia : weryfikację / kontrolę normalizacji / poziomu naprężeń w szynie określenie bieżącej temperatury neutralnej pomiary okresowe / długoterminowa obserwacja naprężeń kontrola prac normalizacyjnych / naprężających Obniżenie kosztów utrzymaniowych przez bezpośrednie pomiary w sytuacji rzeczywistej Metoda znacząco tańsza od tradycyjnych metod i badań niszczących (> 50%)
Strona 35 Francja 2009-2014 intensywne prace remontowe na liniach TGV kontrola RailScan SFT dla zapewnienia jakości Nowe szyny na podkłądach Tolerancje SFT dla torów SNCF: Nominalna średnia 25 C 0.5 C 75%: 1.5 C 95%: 3 C Zwiększenie dokładności RailScan (<1 C) Rozładunek szyn Wymiana szyn Spawanie Mocowanie Trakcja Podbijanie Kierunek pracy 1 st pomiar RailScan (naprężenie zero) 2 nd kontrola RailScan w torze bezstykowym
Strona 36 RailScan SFT kontrola EUROTUNNEL Calais - Folkestone
Strona 37 RailScan SFT kontrola EUROTUNNEL Calais - Folkestone
Strona 38 RailScan SFT kontrola EUROTUNNEL Calais Folkestone Prace na odcinku 17 km tunelu po stronie UK
Strona 39 Turcja : kontole RAILSCAN SFT na linii wysokiej prędkości Ankara - Eskisehir 1. etap: - kalibracja urządzenia RailScan (w Niemczech) 2. etap: - kontrole w czasie 53 nocnych zmian łącznie 1.256 pomiarów SFT 3. etap: - dalsze badania i ostateczna ocena przy pomocy pomiarów kontrolnych
Strona 40 Indywidualna dokumentacja każdego pomiaru SFT Wynik pomiarów plus informacje dodatkowe Np. - kilometr szlaku - operator -...
Strona 41 Dziękujemy za uwagę!