View
7
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 1 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Miskolci Egyetem
Gépészmérnöki és Informatikai Kar
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
Anyagtechnológiai szakirány
VASÚTI KERÉKPÁROK
ÁLLAPOTFELMÉRŐ VIZSGÁLATAI
Kiss Tamara
3712 Sajóvámos
Dobó István utca 8.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 2 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
TARTALOMJEGYZÉK
Bevezetés ......................................................................................................................... 4
1. Vasúti kerékpárok ..................................................................................................... 5 1.1 Alapfogalmak ................................................................................................................. 5
1.2 Kerékpárok csoportosítása .............................................................................................. 6
2. Anyagvizsgálat ........................................................................................................... 9
3. Roncsolásmentes vizsgálat ...................................................................................... 11 3.1 Kialakulásának rövid ismertetője ................................................................................. 11
3.2 Roncsolásmentes vizsgálatok célja a vasúti kerékpároknál .......................................... 12
3.3 Ultrahangos vizsgálat történelmi áttekintése ................................................................ 13
3.4 Hibakimutatás ............................................................................................................... 16
4. Kerékpárok használata során keletkezett károsodások ...................................... 17 4.1 Futófelületi hibák .......................................................................................................... 17
4.2 Tengelyhibák ................................................................................................................ 18
4.3 Kerékváz hibák ............................................................................................................. 19
5. Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata, magyar-és német szabvány
szerinti ..................................................................................................................... 20 5.1 Általános rövid ismertető .............................................................................................. 20
5.2 Tengely és tárcsa szabványos tulajdonságai ................................................................. 20 5.2.1 Tengely ............................................................................................................................ 20
5.2.2 Tárcsa .............................................................................................................................. 21
5.3 Kerékpárok szabványos méretei ................................................................................... 22
5.4 Magyar szabvány szerinti állapotfelmérés .................................................................... 22
5.5 Német szabvány szerinti állapotfelmérés ..................................................................... 23
6. TS Hungaria ........................................................................................................... 25 6.1 Cégtörténet .................................................................................................................... 25 6.1.1 Vasúti teherszállítás ......................................................................................................... 25
6.1.2 TS Hungaria .................................................................................................................... 25
6.1.3 Új vasúti kerékpárjavító üzem ......................................................................................... 26
7. TS Hungaria-nál alkalmazott karbantartási fokozatok ...................................... 27 7.1 IS0 karbantartási fokozat .............................................................................................. 28
7.2 IL karbantartási fokozat ................................................................................................ 28
7.3 IS1 karbantartási fokozat .............................................................................................. 29
7.4 IS2 karbantartási fokozat .............................................................................................. 29
7.5 IS3 karbantartási fokozat .............................................................................................. 34
7.6 Javítási folyamat alapelve ............................................................................................. 37
8. Roncsolásmentes vizsgálati módszerek ................................................................. 40 8.1 Szemrevételezéses módszer (VT) ................................................................................. 40 8.1.1 Kerékpártárcsa ................................................................................................................. 40
8.1.2 Kerékpártengely .............................................................................................................. 41
8.2 Mágnesporos repedés vizsgálat (MT) ........................................................................... 42 8.2.1 Kerékpártárcsa mágnesezhetőporos vizsgálata ............................................................... 46
8.2.2 Kerékpártengely mágnesezhetőporos vizsgálata ............................................................. 47
8.3 Ultrahangos repedés vizsgálat (UT) ............................................................................. 49
8.4 Ultrahangos falvastagságmérés .................................................................................... 51
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 3 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
8.5 Belső feszültség mérés .................................................................................................. 52
8.6 Folyadékbehatolásos vizsgálat (penetráció) ................................................................. 55
9. Vasúti kerékpárok hibalehetőségei ........................................................................ 56 9.1 A hibák hatása és veszélyességének megítélése ........................................................... 56
9.2 Hibák csoportosítása ..................................................................................................... 56
9.3 Hibakimutathatóság lehetőségei ................................................................................... 57 9.3.1 Hibaleképezés ultrahangos vizsgálatnál .......................................................................... 59
10. Kézi és automatikus vizsgálatok összehasonlítása ........................................ 61 10.1 Belső feszültség mérése ............................................................................................... 61 10.1.1 UER II automata gép ..................................................................................................... 61
10.1.2 DEBBIE manuális gép .................................................................................................. 63
10.1.3 Összehasonlítás ............................................................................................................. 64
10.1.4 Statisztikai összehasonlítás ............................................................................................ 66
10.1.5 Következtetés ................................................................................................................ 69
10.2 Ultrahangos vizsgálat ................................................................................................... 69 10.2.1 Manuális ultrahangos vizsgálat ..................................................................................... 69
10.2.1.1 Tömbkerék kerékkoszorújának kézi ultrahangos vizsgálata ................................ 69
10.2.1.2 Tömör kerékpár tengelyek kézi ultrahangos vizsgálata........................................ 73
10.2.2 Automata ultrahangos vizsgálat .................................................................................... 77
10.2.2.1 Kerékpárvizsgáló állás.......................................................................................... 81
10.2.2.2 Tengelyvizsgáló állás ........................................................................................... 82
10.2.3 Összehasonlítás ............................................................................................................. 84
10.2.4 Statisztikai összehasonlítás ............................................................................................ 86
10.2.5 Következtetés ................................................................................................................ 87
Összefoglalás ................................................................................................................ 88
Summary ...................................................................................................................... 90
Irodalomjegyzék .......................................................................................................... 92
Mellékletek ................................................................................................................... 93
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 4 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
BEVEZETÉS
Diplomamunkám tervezése folyamán sikerült több mint fél évet eltöltenem a
Technical Services Hungaria Járműjavító Kft-nél, azon belül pedig a
Minőségellenőrzési részlegen.
Ez alatt az időtartam alatt megismerkedtem a cég főbb tevékenységeivel,
működésével, szervezeti felépítésével. Részt vettem és nagymértékben
tanulmányoztam az anyagvizsgáló csapat munkáját, illetve a gépek működését.
Diplomamunkámat a Kft-nél töltött gyakornoki munkám alapján építettem fel, így
kapta a Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálatai címet.
Dolgozatom elején bemutatom a vasúi kerékpárokat, valamint ezek általános
tulajdonságait, majd a roncsolásmentes anyagvizsgálat alapjait, illetve fogalmát
tisztázom. A következőkben magyar és német szabványok szerinti előírásokat
jellemzem, mivel a cég nagy hangsúlyt fektet a szabványok alkalmazására. Feladatom
folytatásaként bemutatom a legtöbbször használt kerékpár karbantartási fokozatot,
majd ezt követően részletesen elemzem is az egyes vizsgálatokat. Erre specializálódva,
ismertetve ezek céljait és információ tartalmukat. Szakdolgozatom végén ismertetem a
cégnél nemrég bevezetett új automatizált ultrahangos vizsgálati módszert, és hogy
milyen mértékben javítják a vasúti kerékpárok gyártási és üzemeltetési hibáinak
kimutathatóságát. Összehasonlítást végzek a manuális és automatizált módszer
használatáról, hatékonyságáról, melyeket képekkel és diagramokkal támasztok alá.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 5 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
1. VASÚTI KERÉKPÁROK
1.1 Alapfogalmak
Kerékpár: két kerékből és egy tengelyből szilárd egységgé összeépített szerkezet.
A vasúti kerékpár elnevezés valójában két keréktárcsából és egy tengelyből áll
össze. Ezen kerékpároknak a legfőbb (létfontosságú) funkciója a jármű, jelen esetben,
a vagon, vezetése a vágányon. Lehetővé teszi a biztonságos gördülését.
A kerékváz és a kerékabroncs a kerék részei, ezt a két elemet zsugorkötés szorítja
egymáshoz, ezeket pedig az elmozdulás ellen az abroncsbiztosító gyűrű biztosítja.
A tömbkerék (monoblokk) egy darabból sajtolt és hengerelt keréktárcsa. (1. ábra)
1. ábra: Kerékpár [6]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 6 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
1.2 Kerékpárok csoportosítása [12][2]
Kerékpárok csoportosításának a fő szempontja a nyomtávolság. Megkülönböztetünk
normál nyomszélességű kerékpárokat, ennek szélessége a VPI 04-es szabvány alapján
maximum 1363mm lehet. Beszélhetünk széles nyomszélességű kerékpárokról is
amelyek 1520mm szélességűek lehetnek.
Kerékpárok jellegét a tengely csapja és agyüléke határozza meg, valamint a
kerékpár típusa.
A kerékpár jellegét a „kerékpár jele” mutatja be, amit a tengely homlokfelületén
kell alkalmazni az előírások szerint. Jelen esetbe a MÁVSZ 2616-7 szabvány alapján.
A MÁV Zrt. tulajdonában lévő és állományában besorolt kocsik, mozdonyok és
motorkocsik kerékpárjaira régebben jelszalagot, az utóbbi években pedig jelölő
bélyegeket kell elhelyezni. Ezen bélyegeknek tartalmazniuk kell minden lényeges
információt a kerékpárral kapcsolatban.
2. ábra: Bélyeg
Minden fővizsgára, nagyjavításra kell bélyeg, amelyet a csapágyházon helyeznek el.
A jelölő bélyeg (2. ábra) a következőket tartalmazza:
• A vasút UIC szerinti jelét
• Kerékpár típusát
• Tengely száma
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 7 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
• Kerékpár megengedett tengely terhelését
• Monoblokk keréktárcsa anyagminősége
• Járműjavító jelét
• Javítási hónap, év
• Elvégzett roncsolásmentes vizsgálatok
A- Tengely keresztirányú utrahangos repedés vizsgálata
B- Kerékkoszorú keresztirányú ultrahagos repedés vizsgálata
D- Belső feszültség mérése
E- Keréktárcsák mágnesporos repedés vizsgálata
S- Csapok mágnesporos vizsgálata
W- Tengely mágnesporos vizsgálata
A jelbélyeg adatait 6 mm nagyságú betűkkel és számokkal kell beütni, a sorok
között 3 mm szünetet kell hagyni. Szabványos vastagsága 2 mm és X6CR13 jelű
lágyított acélból készült lemezdarab.
A kerékpárokat csoportosíthatjuk alakjuk szerint is. Ezen szempont alapján
beszélünk tárcsáról illetve küllős kerekekről is. Tárcsás kerekeknél abroncsos és
tömbkerék vagy monoblokk kerék lehetséges.
Abroncsos és monoblokk tárcsa között a fő megkülönböztetési szempont az, hogy
abroncsos esetén a kerék két részből áll, keréktestből és egy abroncsból. (Abroncs
kerék esetén lehet a keréktest küllős is.) Régen ezeket azért használták, mert olcsóbb
megoldás volt cserélni a tárcsa abroncs részét, mint megjavítani, viszont veszélyesebb
megoldás. Mivel a vasúti kerékpárok a futófelületen fékeznek így ebben az esetben a
fékezésnél keletkező hőmennyiség miatt az abroncs megtágulhat és lefordulhat a
testről, illetve elfordulhat a testen, amit követően selejtezni kell a tárcsát. Tömbkerék
esetén hiba felbukkanásánál esztergálni lehet a futófelületet szabvány szerinti
határméterig.
Csapágyazás alapján is csoportosíthatjuk a vasúti kerékpárokat. Csapágyazás helye
alapján beszélhetünk külső és belső csapágyazásról.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 8 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Csapágyazás típusa alapján gördülő illetve sikló csapágyazás szerint. A cégnél
gördülő csapágyazás a leggyakrabban használt. Ezen esetben hengergörgős
mélyhornyú csapágyakról beszélünk.
Régebbi időkben sikló csapágyakat használtak, amelyekkel viszont kisebb
sebességgel közlekedhettek a kocsik, így már nem sűrű az előfordulása a technika
fejődése miatt.
Csoportosítások egyik szempontja még az erőátvitel módja szerinti és a fékezőerőt
közvetítő vontatójárműveknél a fogaskerékhajtás, illetve a féktárcsa útján külön
féktárcsára ható fékerő vagy a féktárcsára ható fékerő.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 9 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
2. ANYAGVIZSGÁLAT
"Az emberiség történetének bármely periódusában a mindennapi élethez szükség
volt használati eszközökre, amelyeket az adott kor gazdasági-társadalmi korlátai adta
keretek között állítottak elő. Ebből adódóan szükség volt az anyagok felhasználás
szempontjából lényeges tulajdonságainak ismeretére."
A mögöttünk hagyott 20. században a tudomány fejlődése lehetővé tette, korábban
csak a fantázia világában létezett, eszközök és eljárások kifejlesztését.
Ugyanakkor azt is megállapíthatjuk, hogy nőtt a termékek, különösen a mikro- és
ma már a nano-méretű elekromechanikai rendszerek összetettsége; továbbá, megnőtt a
termékek minősége és használatuk megbízhatósága, biztonsága iránti igény. A termék
minőségét, használatának megbízható és biztonságos voltát pedig hitelesített ellenőrző
vizsgálatokkal és mérésekkel kell alátámasztani. Mindez együtt azt is jelenti, hogy a
termék- és technológia-fejlesztéssel párhuzamosan a roncsolásos és roncsolásmentes
vizsgálati, mérési és ellenőrzési módszereket és eszközöket is fejleszteni kell. Az
univerzális és speciális mechanikai vizsgálógépek mellett szembetűnő a „hullámok”
szóródásán alapuló roncsolásmentes vizsgálóberendezések fejlődése. A korszerű
ultrahang- és örvényáramú készülékekkel a keresett anyaghiányok helye, alakja és
mérete ma már egyre megbízhatóbban és jól reprodukálhatóan kimutathatók és a
vizsgálatok archivált eredményei egy újabb időszakos ellenőrzés eredményeivel
összevethetők.
Anyagvizsgálatot definiálnunk úgy lenne a legkönnyebb, ha azt mondanánk, hogy
az anyagvizsgálat gépekkel, szerkezetekkel, berendezésekkel szemben támasztott
követelmények összefoglalt meghatározása.
Célja az anyagdiagnosztika, tulajdonságok meghatározása és ellenőrzése,
alkalmasság vizsgálata, megbízhatóság- és kockázatelemzés, illetve káresetelemzés.
Ebben az esetben a káreset elemzés példájára megfelelő lenne a 2014 júliusában
történt teherkocsi kisiklás esete Füzesabony területén, amelyben görgőcsapágy
hőnfutás miatt először sérült aztán beállt, ezáltal hő keletkezett és a tengelyt is
elgyengítve a tengelytorzulás miatt kisiklott a szerelvény. (3.ábra)
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 10 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
3. ábra: Vasúti baleset [14]
Az agyagvizsgáló eljárások csoportosítása a minta vizsgálat közbeni károsodása
alapján lehet roncsolásos és roncsolás mentes vizsgálat.
Roncsolásos vizsgálat esetén, mint a neve is mutatja, olyan anyagvizsgálati
módszerről beszélünk, amelyek valamilyen formában károsítják az anyagunk
minőségét, felületét. Gondolok itt például Rockwell keménység mérésre, vagy szakító,
hajlító vizsgálatra.
Esetünkben csak roncsolásmentes vizsgálatokról beszélünk, mint belső feszültség
mérés, mágnesezhető poros vizsgálat és ultrahangos vizsgálat. [8][18]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 11 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
3. RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLAT
3.1 Kialakulásának rövid ismertetője [7][8][10]
1825. szeptember 27-én a vasúti közlekedés megindulásával és használatával szinte
egy időpontban megindult az anyagtudomány fejlődése is és ezen keresztül az anyagok
vizsgálata is. Az anyagvizsgálati módszerek igen rohamosan fejlődtek. A fejlődés
gyors menete az évente több mint 10.000 km-nyi új vasútvonal átadásának volt
köszönhető. Az anyagvizsgálati módszereket figyelve, elsősorban a roncsolásos
vizsgálatok érvényesültek, majd később a roncsolásmentes vizsgálatok is fejlődésnek
indultak. A roncsolásmentes vizsgálatok nagy részét Wilhelm Condrad Röntgen-nek
köszönhetjük (4. ábra), aki a Würtzburgi egyetem tanára volt.
4. ábra: Condrad Röntgen [10]
A műszaki gyakorlatban sokféle roncsolás mentes vizsgálatot alkalmaznak, viszont
a vizsgálati módszerek eredményességét rengeteg tényező befolyásolja
(anyagminőség, anyagvastagság, vizsgálati helyzet, gazdaságosság, a hiba nagysága,
elhelyezkedése, jellege, stb.). A különböző nagyságú, típusú és helyzetű hibák
feltárása, méreteinek meghatározása más-más vizsgálati módszert igényel.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 12 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
3.2 A roncsolásmentes anyagvizsgálatok célja a vasúti
kerékpároknál.
A vasúti üzem biztonsága a legfőbb követelmény, amit a vasúttársaságnak
teljesítenie kell.
Tehát nem igényel magyarázatot az, hogy a vasúti karbantartó üzemnek a lehető
legmegbízhatóbb módszerekkel törekszenek ellenőrizni a legnagyobb igénybevételnek
kitett vasúti kerekek állapotát.
A járműállomány egységeinek teljes élettartama alatt a szerelvények
megbízhatósága és biztonsága érdekében elengedhetetlen a roncsolásmentes
anyagvizsgálat alkalmazása.
A gyártás folyamán olyan hibák is kialakulhatnak, melyek üzem közben a fellépő
dinamikus hatások miatt fáradási repedéseket okozhat.
A kerékpárnak (tengely és két kerék) a jármű terhelését és a forgató/hajlító erők
hatását kell elviselni, amihez még hozzáadódik a kerekek oldalirányú erőhatása által
kiváltott hajlítás, valamint a vontató és fékező erőhatás miatt fellépő csavarás.
Ezek az erőhatások keresztirányú fáradásos repedéseket okozhatnak. A tömbkerék
gördülő felületén is megjelenhetnek repedések.
Az új gyártás során készült alkatrészeken el kell végezni a roncsolásmentes
vizsgálatokat is, amely ultrahangos és mágneses vizsgálatból áll. Ultrahangos
vizsgálattal a gyártás során keletkező belső hibák kimutatása, valamint a hangátvezető
képesség vizsgálata a cél. Amennyiben a nem megfelelő gyártás során a hangátvezető
képesség nem megfelelő, a későbbi fáradásos repedésvizsgálatok jóságát befolyásolja
hamis eredmények produkálásával.
A tömbkerék tárcsa kerékkoszorújában a tuskófék hatása és az azzal összefüggő hő
fejlődés következtében a keréktárcsa kerülete irányába ható nagy belső húzófeszültség
keletkezhet.
A nagy húzófeszültségek és a repedések a tömbkerékpár tárcsák törését okozhatják.
Ezért szükséges a belső mechanikai feszültség mérése.
Az ellenőrzési utasítások szerves részei a karbantartási ciklusoknak.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 13 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Felületi vizsgálatok
• Szemrevételezéses vizsgálat
• Folyadékbehatolásos vizsgálat (penetrálás)
• Mágnesezhető poros vizsgálat
Belső hibák kimutatására alkalmas vizsgálatok
• Ultrahangos vizsgálat
• Radiográfiai vizsgálat [7][8][10]
3.3 Ultrahangos vizsgálat történelmi áttekintése
Az ultrahangos vizsgálat történetének fejlődését a következő (1.táblázat)
táblázatban ismertetem:
Év: Esemény: Személy:
1912 Vízben úszó tárgy visszhang elvén való detektálása
vonatkozó szabadalom közvetlenül a Titanic
katasztrófája után
Richardson
1914 Jéghegy észlelése 3km-es távolságból 100 Hz
frekvenciájú sugárzás visszaverődésével
Fessenden
1918 Piezoelektromos hatás felhasználása hullámok
gerjesztésére (kvarc kristály acéllapok között)
Lavengin
1918 Tengeralattjáró észlelése 1,5 km távolságból
visszhangjel alapján
Lavengin
1921 Tengely mélységének mérése ultrahangos
rezonancia módszerrel (szabadalom)
A.Behun
1928 Magnetostrikciós készülék kifejlesztése az
ultrahang osztillátorhoz
G.W. Pierce
1929 Ultrahang alkalmazása fémekben lévő hibák
detektálására
S.J. Sokolov
1931 Transzmissziós hullám alkalmazása a hibák
kimutatására két fej (adó és vevő) alkalmazásával
O.Muhlhauser
1933 Muhlhauser szabadalma Németországban O.Muhlhauser
1939 Sokolov szabadalma az Egyesült Államokban
(Első kereskedelmi készülék, az Ultrasonel
forgalmazása)
S.J. Sokolov
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 14 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
1940 Folyamatos vizsgálat feltételeinek megteremtése Schraiber
1940 Pulzált ultrahangnyaláb előállítása (USA) F.A. Firestone
1945 Vastagságmérés ultrahanggal Erwin
1959 Hibaméret meghatározás ultrahangos vizsgálattal J. Krautkramer
1. táblázat: Ultrahangos vizsgálat története [10]
A hanghullámok nagy tartományt alkotnak. Az ultrahangok a hallható hangok felső
határán lévő, füllel már nem hallható rezgések amik rugalmas anyaghoz kötöttek.
Terjedésükhöz közvetítő közegre, jelen estben szilárd testre van szükség és a közegek
határától majdnem teljes egészében visszaverődnek. A rezgések terjedési sebessége
függ a vizsgált test hőmérsékletétől. Az ultrahangos terjedés során a fényoptikához
hasonló, ismert jelenségek következhetnek be: visszaverődés, áthatolás, elhajlás és
szóródás.
A Curie testvérek 1880-ban fedezték fel a piezoelektromos és a reciprok
piezoelektromos effektust, ezzel az ultrahang gerjesztésének és kimutatásának elvét.
Az ismert technika az első időszakban, mint már olvasható volt a hajózásban, majd
az anyagvizsgálatban fejlődött.
Ha a hangforrás egy bizonyos frekvenciájú rezgésben jön egy közvetítő anyag
segítségével, longitudinális hullámokat hoz létre. Ezen hullámok három csoportba
sorolhatók frekvenciaértéküknek megfelelően.
16 Hz frekvenciaérték alatti hullámok (infrahang)
16-16.000 Hz közötti hullámok (hallható hang)
16.000 Hz feletti hullámok (ultrahang)
A vizsgálati anyagba vezetett ultrahang a darabban terjed és egy határfelülethez
érve egy része visszaverődik, másik része pedig átvezetődik. Ezt a visszaverődő és
átvezetődő hangenergia arányát határozzuk meg. Akusztikai határfelület két oldalán
lévő anyag akusztikai keménységének aránya, a határfelület geometriája, a beesési
szög, valamint az ultrahang hullám típusa és frekvenciája alapján történik ez a
meghatározás (longitudinális vagy transzverzális).
A vizsgálókészülékek képesek az ultrahang előállítására, majd pedig a vizsgálat
során a különböző határfelületekről visszavert ultrahang érzékelésére. A megfelelő
felületi előkészítést követően az ultrahang létrehozását, valamint vizsgálófejet a
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 15 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
megfelelő csatolóközeg használatával a vizsgált darabhoz illesztjük. A
vizsgálókészülék megfelelő etalonokon történő beállítását követően lehetővé válik az
ultrahang visszaverődését okozó reflexiós felület helyének, illetve a visszavert
ultrahang energia nagyságának pontos mérése. A visszaverődést okozó határfelület
lehet valami folytonossági hiba vagy esetleg a vizsgált darab hátfelülete. Vizsgálattal
nemcsak a hiba helye állapítható meg, hanem a mértéke is, amelyből következtetnünk
lehet a hiba nagyságára is.
Az ultrahangos vizsgálat lehetséges esetei: az ultrahangos falvastagság mérés és a
hibakereső, hibafeltáró ultrahangos vizsgálat.
A falvastagság mérés egy oldalról vizsgálható felületek esetén teszi lehetővé a
vizsgálófej alatti területen a fal vastagságának pontos meghatározását. A vizsgálatot
más műszerrel végezzük, mint a hibameghatározásnál, kimondottan erre specializált
műszer szükséges. Mérés pontosságához megfelelően előkészített felületre van
szükség, valamint csatolóközegre, illetve nem hanyagolható el a környezeti
hőmérséklet sem, az anyagok hőtágulása miatt. A mért értékek nem lehetnek
megfelelőek nagyon meleg vagy hideg hőmérséklet esetén.
Hibakereső vizsgálatot általában hegesztési varratok, öntvények, kovácsolt
termékek esetén végzünk. A vizsgáló fej merőleges, illetve szögsugárzó fej. A
vizsgálatot impulzus-visszhang elven alapuló módszerrel végzik, amely lehet digitális
vagy analóg.
A vizsgálatokat a vizsgált darab anyaga, szemcseszerkezete nagymértékben
befolyásolja. A vizsgálati darabban előfordulhat, hogy olyan nagy mértékű az
ultrahang gyengülése és olyan nagymértékű a szemcsékről visszaverődő jelek
nagysága, hogy ez ellehetetleníti a vizsgálatot. Ezen problémák ausztenites anyagoknál
illetve nem vas fémek esetén lehetségesek. Ultrahangos hibafeltáró vizsgálatot VPI
szabvány szerint csak 8mm-nél vastagabb anyag esetén lehet alkalmazni, ennél kisebb
anyagvastagságnál nem szabványos a vizsgálat elvégzése és a hibakimutatás
pontossága is csökken.
Ultrahangos vizsgálatok esetén a megfelelő irányú besugárzás a legfontosabb. A sík
jellegű hibák kimutatása különösen jó de a térfogati hibák is jó minőségben
kimutathatóak. Ha a besugárzott ultrahang iránya merőleges szinte tökéletesen
kimutatható a vizsgált darab határfelülete. Ez az elve az imént említett falvastagság
mérőnek.
A vizsgált felületet teljes mértékben meg kell tisztítani, illetve minden
egyenetlenséget meg kell rajta szüntetni, melyek megzavarhatják a vizsgálófej
egyenletes gördülését a felületen. [7][8][10]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 16 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
3.4 Hibakimutatás
Az ultrahangos vizsgáló készülék kijelzőjén látható visszaverődési jel és a
hibanagyság között szoros összefüggés van. A jel amplitúdóját sok tényező
befolyásolja, mint például a szemcseszerkezet, hibák (alakja, mérete). Sok esetben
hiba merülhet fel a vizsgáló készülékben is, ami miatt esetleg hamis jeleket
észlelhetünk vizsgálat során. Mint például a törött jeladó fej, csatolóközegben lévő
szennyeződés, buborék, nem pontos felületkezelés, hullámforma változás,
szemcsehatárok darab alakja miatt.
Ultrahangos vizsgálat csatolóközeg nélkül elképzelhetetlen még a legmodernebb
technológiákban is, ezért ezeknek is sok szempontnak kell megfelelniük.
Nedvesíteniük kell mindkét felületet, a vizsgáló és a vizsgált felületet is egyaránt.
Könnyen használhatónak kell lennie és olyan nagyságúnak, hogy ne károsítsa a
felületet. Ki kell töltenie szépen egyenletesen a rendelkezésre álló teret, viszont
kellően vékony rétegnek is kell lennie, hogy ne befolyásolja az ultrahang terjedési
irányát.
A vizsgálat pontossága és megbízhatósága nagymértékben fejlődik a technológia
fejlődésétől. A vizsgálatok eredménye nagymértékben függ a vizsgálatot végző
személytől, akinek akár több órán át figyelni kell a változásokat és a kimerültség
befolyásolhatja az eredményt. Ez volt a fő oka az automatizált módszerek
bevezetésének. Az új mikroprocesszoros készülékek képesek kalibrációs adatok
tárolására, hogy más-más anyagok vizsgálatánál ne teljen el sok idő és fizikai
munkával jár a kalibrálás. Lineáris kijelzővel rendelkeznek ezek a műszerek, melyek a
vizsgálati eredményeket tárolják és segítségükkel ezek ki is nyomtathatóak. Nem
beszélve arról, hogy az eredmény kimutatás így meglehetősen gyors folyamat.
[7][8][10]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 17 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
4. KERÉKPÁROK HASZNÁLATA SORÁN
KELETKEZETT KÁROSODÁSOK
Mivel a használat során a tengelyünk hajlító igénybevételnek van kitéve, ezért
fáradásos repedések alakulhatnak ki, amelyek a legkisebb átmérő átmenetnél
várhatóak.
Kerékpárok tipikus üzemi elhasználódása, meghibásodásai - áttekintés
1. Futófelület kopása
2. Futófelület laposodása
3. Futófelület felrakódása
4. Futófelület kipattogzódása
5. Abroncs lazulása, elcsúszása
6. Abroncs repedése, törése
7. Tengelyhibák
8. Kerékváz hibák [2]
4.1 Futófelület hibái
- Futóköri kopás/kifutás (alapvetően gördülőkopás)
- Nyomkarima-kopás/élesedés (alapvetően csúszókopás)
- Üzem közbeni kopás
- Anyagleválasztás a profil újraszabályozásánál
- Abroncsanyag kihasználási tényező (5.6. ábra) [2]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 18 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
5. ábra: Repedési helyek az abroncson [12] 6. ábra: Kiinduló fáradásos repedés[12]
4.2 Tengelyhibák [2]
-Tengelycsap hőnfutása, berágódása (különböző csapágy-működési anomáliakra
vezethetők vissza)
-Tengely-agyülék repedése, törése (kifáradási folyamat előrehaladottságára
vezethetők vissza) (7.8. ábra)
7. ábra: Fáradásos repedéssel tört
tengely[12]
8. ábra: Hőnfutott csap törésfelülete[12]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 19 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
4.3 Kerékváz hibái [2]
Abroncsos kerékvázak:
Nagyobb mértékű agyülés-túlfedésből, abroncs zsugorkötésből és terelőerőkből
adódóan fáradásos repedések alakulnak ki, elsősorban a legjobban igénybevett
átmeneti keresztmetszetekben (pl.: tárcsa – agy átmenet)
Monoblokk kerekek:
Nagyobb mértékű agyülés-túlfedésből, valamint a nagyobb mértékű gyártási
(kerékkoszorú nemesítéséből eredő nyomófeszültség által indukált)
maradékfeszültségből, intenzívebb fékezés hatására végbemenő
feszültségváltozásokból és feszültséggyűjtő felületi anomáliákból, nagyobb mértékű
terelőerőkből adódó fáradásos repedések kialakulása elsősorban a legjobban
igénybevett átmeneti keresztmetszetekben figyelhető meg (pl.: tárcsa – agy átmenet).
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 20 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
5. VASÚTI KERÉKPÁROK ÁLLAPOTFELMÉRŐ
VIZSGÁLATA, MAGYAR - ÉS NÉMET SZABVÁNY
SZERINTI ELŐÍRÁSAI
5.1 Általános rövid ismertető [1][2][3][4][5]
Magyar illetve Német szabvány esetén is, első lépés a szabványok érvényességének
az ellenőrzése, ugyanis az előírt alapok csak akkor érvényesek.
Ezeknek a nemzeti szabványoknak a naprakész jegyzékei és bibliográfiai adatai
kérésre az Igazgatási Központtól vagy bármelyik CEN-tagtestülettől beszerezhető.
Ennek az európai szabványnak három hivatalos változata van (angol, francia, német).
Bármely más nyelvű változat, fordítás, amely a központnak bejelentett, ugyanúgy
jogilag elfogadottak, mint a hivatalos változatok. Ebbe a magyar szabvány is
beletartozik.
Ez az európai szabvány az európai hálózaton alkalmazott új kerékpárok jellemzőit
határozza meg.
Ez a szabvány azokra a kerékpárokra alkalmazható, amelyeket a következő európai
szabványoknak megfelelő elemekből építettek össze:
- EN 13262 szerinti kerekekből,
- EN 13261 szerinti tengelyekből.
5.2 A tengely és a tárcsa szabványos tulajdonságai [1][2][3][4][5]
5.2.1. Tengely
Az MSZ EN 13261-es magyar szabvány az európai hálózaton alkalmazott új
tengelyek jellemzőit határozza meg. Ezen tengelyek az EA1N anyagminőségű acélból
készült kovácsolt vagy hengerelt, üreges vagy tömör vákuumosan alakított tengelyek.
Továbbá a 1. táblázat tartalmazza az EA1T és EA4T minőségű acélból készült
tengelyek különös tulajdonságait is. A tengelyek két kategóriába vannak sorolva 1-es
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 21 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
és 2-es kategóriákba. Ha az üzemeltetési sebesség meghaladja a 200km/h-t úgy az 1-es
kategóriát kell általában választani, ez alatti sebesség esetén a 2-es kategóriába
soroljuk a tengelyeket.
A tengely anyagának (1. táblázat) az összetevőkre lebontott jellemzését a következő
táblázat taglalja.
C Si Mn P S (a) Cr Cu
(a,b)
Mo Ni V
0,40 0,50 1,20 0,020 0,020 0,30 0,30 0,08 0,30 0,06
a: legfeljebb 0,025 % tartalom engedhető meg.
b: összhangban az acélgyártási folyamattal, minimális kéntartalom
megengedhető.
1. táblázat: Tengely anyagának összetétele
5.2.2 Tárcsa
Tömbkerék anyagai (2. táblázat) az MSZ EN 13262-es szabvány alapján egy
kovácsolt, hőkezelt ötvözetlen acél. Tipikus alapanyagai és jellemzői a következőek.
Tömbkerék
összetétel C Si Mn P S Cr Cu Mo Ni V Cr +
Mo
+ Ni
ER7 0,52 0,4 0,8 0,02 0,015 0,3 0,3 0,08 0,3 0,06 0,5
2. táblázat: keréktárcsa anyagi összetétele
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 22 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
5.3 Kerékpárok szabványos méretei [3]
Tengely: (9. ábra)
9.ábra: Tengely szabványos méretei [3]
Tömbkerék: (10. ábra)
10. ábra: Tárcsa szabványos méretei [3]
Méretek mm-ben értendőek: 1=188
2=923
5.4 Magyar szabvány szerinti állapotfelmérés [4]
MÁVSZ 2616/4 alapján:
E szabvány tárgya az 1435 mm és 1520 mm nyomtávolságú, vontató és vontatott
vasúti jármű alól kikötött kerékpár tengelyeinek időszakos hibavizsgálata.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 23 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A vizsgálat elkezdése előtt, a tengelyt úgy kell megtisztítani, hogy azok fémtiszták
legyenek és zsírmentesek. A tisztítási folyamat része az alkatrészek leszerelése, itt
például: féktárcsa, csapágyak, fogaskerék stb.
Vizsgálat menete:
A kerékpárjavítás megkezdése előtt ellenőriznünk kell a tengely szabvány szerinti
méreteit, a megengedett mérethatárokat, a szabvány szerinti helyeken a felületi
érdességet és a felületi minőséget.
Minden tengelyen Ultrahangos repedésvizsgálatot kell végezni, amelyeket
meghatározott mód szerint regisztrálni kell. Azokat a tengelyeket, amelyekről nem
lehet ultrahangos vizsgálattal egyértelműen megállapítani, hogy repedésmentes e
szétsajtolásos vizsgálattal kell ellenőrizni.
Minden hőnfutott tengely csapját esztergályozással tisztára kell munkálni,
maximum egy szabvány szerint meghatározott határméretig, majd itt is ultrahangos
repedés vizsgálatot kell használni.
Ellenőrizni kell a tengely korrodálódását. A korrodált görgőcsapágyas tengelyről
átmérőben 2 mm-t le kell esztergálni. Ha a korrózió így eltűnik, lehet vizsgálni a
tengelyt, viszont ha a korrózió még látható a tengelyt selejtezni kell.
Minden tengely esetén ellenőrizni kell a tengely görbeségét.
5.5 Német szabvány szerinti állapotfelmérés [1][2][3]
VPI Németországban a vasúti területen a legelterjedtebb és a leggyakrabban
használt szabvány.
A vasúti kerékpárok roncsolásmentes vizsgálata esetén a VPI 04-es és a VPI 09-es
függeléke, amelyre a figyelmünk ebben az esetben kiterjed.
A VPI 04-es szabvány a vasúti teherkocsik karbantartása, Kerékpárok; a VPI 09-es
szabvány a Teherkocsik karbantartása, Roncsolásmentes vizsgálat címmel rendelkezik.
• Az eljárási utasítások leírják:
- a roncsolásmentes vizsgálat általános szerkezetét
- a mindenkori vizsgálati eljárás általános alapjait
• A vizsgálati utasítások konkrét alkatrész vizsgálatakor az eljárást konkrét
vizsgálati technikával határozzák meg.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 24 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
• A vizsgálati tervek az egyes alkatrészek vizsgálatának speciális részleteit írják le,
pl. hullámok útjának és a vizsgálati fej pozíciójának kiszámolása ultrahangos vizsgálat
esetén.
• A vizsgálati jegyzőkönyvek foglalják össze a vizsgálatra vonatkozó információkat
az alkatrészről, a vizsgálati rendszerről, a vizsgálati feltételekről és a vizsgálat
eredményéről.
A vasúti komponenseken történő roncsolásmentes vizsgálatokhoz az alkatrész, az
anyag, a lehetséges hibahelyzet és lehetséges hibaméret szerint különböző
roncsolásmetes vizsgálati eljárások kerülnek alkalmazásra. Tipikus vizsgálati
eljárások:
• ET- örvényáramos vizsgálat (eddy current testing)
• MT- mágnesporos vizsgálat (magnetic particle testing)
• PT- penetrációs vizsgálat (penetrant testing)
• RT- röntgen vizsgálat (radiographic testing)
• UT- ultrahang vizsgálat (ultrasonic testing)
• VT- szemrevételezéses vizsgálat (visual testing)
Kézi vizsgálatok végrehajtásához a vizsgálatokhoz használt vizsgáló és
mérőberendezéseket rendszeresen kalibrálni kell. A kalibrálást legkésőbb minden két
évben meg kell újítani.
• A vizsgálóberendezés működőképességét hetente ellenőrizni kell.
• A szenzorokat naponta ill. minden használat előtt meg kell vizsgálni.
•Az összehasonlító és ellenőrző testeket legalább kétévente szemrevételezéssel
ellenőrizni kell.
• A felülvizsgálatokat dokumentálni kell.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 25 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
6. TS HUNGARIA
6.1 Cégtörténet [13]
6.1.1 Vasúti teherszállítás
A vasúti teherszállítás kötöttpályás közlekedési rendszer, amelynek az elemei vasúti
pálya, az infrastruktúra, illetve a többnyire vonatban közlekedő vasúti járművek.
A vasúton történő szállítás a többi közlekedési módhoz képest elsősorban ott
versenyképes, ahol sok embert vagy árut kell nagy távolságra szállítani. A forgalomba
használt különféle típusú járművek gyártására, javítására és időszakos ellenőrzésére
szükségessé vált kiszolgáló bázisok létesítése.
6.1.2 TS Hungaria
A TS Hungaria eszközrendszere elsősorban a két- és többtengelyes vasúti
teherkocsik javítására alkalmas cég.
A társaság 1995-től minőségügyi rendszert vezetett be és működtet. A jelenleg
tanúsított DIN EN ISO minőségirányítási rendszermodell érvényességi területe: Vasúti
vontatott járművek, teherkocsik, személykocsik és konténerek, valamint alkatrészek
fejlesztése, gyártása, javítása és korszerűsítése, melyet a BUREAU VERITAS
Certification Germany GmbH tanúsított.
A társaság rendelkezik VPI tanúsítással, valamint a tevékenységéhez szükséges,
alább minőségügyi, hegesztőüzemi alkalmassági tanúsítványokkal.
2001-ben igazolta alkalmasságát az Osztrák Vasút előtt (ÖBB) is, a vasúti járművek
karbantartására, javítására, illetve gyártására.
2007-ben új stratégia került kidolgozásra, melynek fő célja, hogy saját kapacitásból
képes legyen ellátni a Rail Cargo Hungaria vagonparkjával kapcsolatban felmerülő
valamennyi fővizsga, fejlesztési és hálózati szintű feladatait.
1997-től új vagonok tervezésével, gyártásával egészült ki a tevékenység.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 26 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Az üzem különféle vasúti teherkocsik gyártása és javítása mellett a vasúti fődarabok
többek között a kerékpár karbantartását is végzik.
6.1.3 Új vasúti kerékpárjavító üzem
A projekt tárgya a vasúti kerékpárgyártás, vizsgálat és javítás üzletágat érinti, mely
fejlesztés szerves folyománya a 2009-ben indított és 2013. év végén befejezésre kerülő
új, komplex ultrahangos kerékpárvizsgáló rendszer kifejlesztésének. Jelen projekt
tárgya egy új csúcstechnológiai szintre emelt vasúti kerékpár gyártó és javító gépsor
kifejlesztése, mely egy műhelybe integrálódik. A rendszer teljesen automatizált,
melyet egy speciálisan IT rendszer működtet. Ennek lényege, hogy javítás folyamán a
vonalkódos rendszernek köszönhetően a kerékpárok nyomon követhetőek lesznek,
továbbá a szükséges javítási szintek (IS1, IS2, IS3) meghatározása után a megfelelő
megmunkáló, illetve vizsgáló állomásokra kerülnek a kerékpárok egy továbbító
rendszer segítségével. A gépek elvégzik a szükséges megmunkálási feladatot, melyet a
szoftver folyamatosan rögzít és dokumentál.
Társaságunk történetének eddigi legnagyobb, régiós szinten is egyedülálló
beruházási projektjének, az új modern kerékpárjavító műhely sikeres átadását
ünnepeltük 2013. június 12-én. (11.ábra)
11. ábra: Kerékpárjavító üzem
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 27 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
7. TS HUNGARIA-NÁL ALKALMAZOTT
KARBANTARTÁSI FOKOZATOK
Karbantartási időszak:
Minden kerékpárt meghatározott ciklusonként (üzembiztonsági és üzembentartó
társoság előírásai alapján) a futás teljesítmény vagy egy meghatározott maximális
üzemidő elérése után kell karbantartási fokozatok szerint ellenőrizni, illetve felújítani a
kerékpárokat.
Karbantartási fokozatok:
Az elvégzendő munkák fajtája és terjedelme alapján különböztetjük meg a
karbantartási fokozatok fajtáit. A cégnél hat (IS0, IL, IS1, IS2, IS3U, IS3N)
karbantartási fokozatot különböztetünk meg. A besorolás ezekbe a sorozatokba
tervszerűen idő- vagy állapot függően történik a következőkben leírtak szerint.
A teherkocsi-kerékpárok az alábbi kritériumok szerint kerülnek besorolásra az IS 1-
be, IS 2-be, vagy IS 3-ba:
- futófelület állapota és a kerék-koszorú vastagsága;
- csapágyvizsgálat esedékessége vagy hiányzó jelölőbélyeg;
- ha egy csapágy felnyitásakor vagy elforgatásakor hibák kerülnek megállapításra
vagy vélelmezésre (pl. kenési állapot, gördülési hang).
A terven kívüli karbantartás okai az alábbiak lehetnek:
- meg nem engedett zsírkifolyás történt a csapágynál,
- a csapágyak víz alatt álltak (pl. árvíz),
- laza vagy elveszett kopólemezzel (kemény mangánlapok) bíró kerékpárok vagy
laponként több mint két repedt tűzési hely,
- siklott,
- a javítási jelölőbélyeg hiányzik,
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 28 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
-laposodott, felrakódott és a körülfutási eltérése (ütése) az üzemi határmérettől
nagyobb,
- hőnfutott csapágyas,
- hiányzó részek a csapágyon, törések vagy repedések a csapágyházon,
- a kerékpár megforgatásakor abnormális zaj hallható.
[2]
7.1 ISO karbantartási fokozat
Szemrevételezést követően, ha megállapítás történik a kerékpár hibátlan állapotára,
akkor a méretek egyeztetése és ellenőrzése után zöld szalag kerül a tengely közepére,
jelezvén, hogy a kerékpár beszerelhető, vagy szállítható, futásképes állapotban van.
Abban az esetben, ha a szemrevételezést követően arra derül fény, hogy nem
megfelelő a kerékpár állapota már karbantartási fokozatba kerül besorolásra.
7.2 IL karbantartási fokozat
Kerékpár jelszalaggal való ellátása után, amelyen minden fontos információ fel van
tüntetve (tulajdonos, IS fokozat, tengelyszám, típus, pályaszám, elvégzett vizsgálatok).
Adott esetben jelenteni kell a sérüléseket nyomtatványok kitöltésével. Az IL
karbantartási fokozat legfőképpen csapágyvizsgálattal foglalkozik. Elsőként kerékpár-
csapágyfedél leszerelése történik. Védőfedél leszerelése, majd a kerékpár-
csapágyfedél megtisztítása, új tömítésekkel való ellátása és azok felszerelése. Ezt
követően történik a kerékpár csapágy vizsgálata, csapágy leszerelése, szétszedése és
megtisztítása. A vizsgálat magába foglalja a méretek ellenőrzését, illetve kimérését.
Hiba esetén következik a csapágy cseréje, majd kenés és összeállítás. Megfelelő
csapágynál látszódik a gyártási év és a gyártó, megfelel a követelményeknek,
körbeforgatáskor nem látszódik/hallatszik hiba, a csapágy nem rág. Ezen esetben, ha a
megrendelő nem kér új csapágy beépítését, akkor a csapágy visszaépíthető
karbantartást követően. Amennyiben az előbb említett hibák bármelyike fellelhető, a
csapágyat újra kell cserélni. IL karbantartási fokozat végén történik a kerékpár
festésének javítása, feliratozás majd a korrózióvédelem kijavítása és újbóli kialakítása.
Ezen munkálatokat a jelölőszalagon illetve a jelölőbélyegen fel kell tüntetni. Legvégső
teendő, mint minden más karbantartási fokozat esetén, itt is a dokumentálás. Minden
vizsgálatnak, cserének, akármilyen jellegű változásnak a kerékpáron nyomon
következőnek kell lennie dokumentálás szempontjából is.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 29 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
7.3 IS1 karbantartási fokozat
Kerékpár beérkezése után, akár kocsi alatti kerékről legyen szó, akár beszállítással
érkező kerékpárról, a hibakód leolvasása után, mechanikus száraz tisztítást kell
végrehajtani. Ezt követi a méretek ellenőrzése. A kapott eredmények alapján, vagy a
futófelület, vagy nyomkarima sérülései szerint besorolják a kerékpárt a felvevők IS1-
es karbantartási fokozatba. (Nagy ütést eredményező hiba esetén IS2-be mivel nagy
erőhatásnak kitéve megsérül a csapágy.) Sérülések felfedezése esetén jelentést kell
készíteni minden egyes pontról nyomtatvány formájában. Mérések után adatfelvétel
következik. Elsőként leszedik a csapágyház fedelet. Ez azért történik, hogy a kerék
profil eszterga forgó csúcs betámaszkodhasson a tengely végében lévő kialakított
csúcsfészekbe. Leszerelés menete alatt fokozott figyelmet kell fordítani arra, hogy a
csapágy belsejébe szennyeződés ne kerüljön, ezért helyeznek fel védőfedelet, mely
csak a fészekcsúcs elérését teszi lehetővé, eztán a profilmegmunkálást végre kell
hajtani. Megmunkálás után védőfedél eltávolítását követően meg kell tisztítani a
csapágyfedelet, majd új tömítésekkel ellátni és a tárcsaultrahangot követően
visszaszerelni. Mindezt követően végre kell hajtani a roncsolásmentes vizsgálatokat,
ezek közül is először a belső feszültség mérést. Feszültségmérés után
profilmegmunkálás történik esztergán, szabvány szerint meghatározott méter
tartományon belül. Tárcsa ultrahangos vizsgálatát kell elvégezni esztergálás után.
Esetleges hiba felmerülése esetén valamelyik vizsgálatnál, javítható hiba esetén
javítás, ellentétes esetben kerékpár selejtezésének kell történnie. Mindezeket a
vizsgálatokat és észrevételeket, illetve a vizsgálatok értékeit jegyzőkönyvek
formájában dokumentálni kell. Javításokat és vizsgálatokat követően ismét a kerékpár
kimérése történik. Ezen folyamatok végén következik a festés javítása, feliratozás,
átmérők javítása, korrózióvédelem ismételt kialakítása. A jelölőszalagon minden
vizsgálati pontnál fel kell tüntetni a vizsgálat jelét, hogy a folyamatok befejezését
követően a jelölőbélyegre a megfelelő értékek és adatok kerüljenek. Ezen
jelölőbélyegek rögzítésre kerülnek a csapágyházon jól látható és leolvasható helyen.
Folyamat végén következik a végátvétel, ahol még utójára részletesen végignézve
ellenőrzik a kerékpárt. Minden adat megfelelő rögzítését követően a kerékpárt zöld
szalaggal ellátva előkészítettük a beszerelésre, vagy további helyszínre szállításra.
7.4 IS2 karbantartási fokozat
Mint az iménti fokozatban említettem már, vagy kamionról, vagy kocsi alól
beérkeznek a kereke a cég területére. Szemrevételezés és méretek ellenőrzése alapján a
felvevők eldöntik a karbantartási fokozatba való besorolását a kerékpárnak. A tengely
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 30 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
közepére felhelyeznek egy előzetes szalagot, amelyen kocsiszám, tengelyszám IS
fokozati besorolás, és a tulajdonos szerepel. Tulajdonos alapján döntik el az
anyagvizsgálók, hogy mely szabvány adatai érvényesek az adott kerékpárra, gondolok
itt például határméretekre.
A kerékpárt feltesszük az automata kerékpár-továbbító rendszerre, amely
hidraulikus működtetésű. Infravörös (lézeres) érzékelők segítségével léptetik a kereket
az előzetes kerékpárfelvételnek a helyszínére. Ezen a helyen történik egy bővebb
mérés, adatfelvétel, és itt vesszük fel a számítógépes nyilvántartó rendszerbe a
kerékpárunkat. Egy calipry elnevezésű lézeres mérőműszerrel újból ellenőrizzük a
keréktárcsa méreteit.
Pontosabb és gyorsabb mérés lehetséges ezzel a készülékkel (0,001-es pontosság)
mint manuális esetben. A mért adatokat beviszik a számítógépes IT rendszerbe. Itt egy
második vonalkódos szalagot kap a kerékpár, amely a további folyamatoknál elősegíti
a könnyebb nyilvántartását a keréknek. Ez alapján a vonalkód alapján van
nyilvántartva minden kerékpár.
IS2 besorolás alapján a további vizsgálatok megkönnyítéséhez, illetve az előírások
alapján szemcseszórják a kerékpárt, automata szemcseszóró berendezéssel. (12 ábra)
12. ábra: Automata szemcseszóró
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 31 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A kerékpárunk fémtisztán kijön a szóróból, majd csapágybontás következik.
Csapágybontás során, a kerékpáron található csapágyház fedélből eltávolítják a 3-4
csavart, pneumatikus csavarozógéppel, majd leveszik a csapágyház fedelét (kézzel
vagy bronzkalapács segítségével). A tengelyvégen található tengelyvég-biztosítást
leszerelik (amely a belső gyűrűket biztosítja). Két féle tengelyvég-biztosítás van úgy,
mint végtárcsás illetve véganyás. Véganyás esetén a biztosítás M90 menetes
rögzítéssel helyezkedik el a tengelyvégen, végtárcsásnál pedig ezt a rögzítési módot
három csavar oldja meg. Ezután a csapágyházat és a belepréselt belső gyűrűt a
görgőkkel és a csapágykosárral együtt lehúzzák. Az indukciós melegítő segítségével a
csapon maradt belső gyűrűket és a labirint gyűrűt lemelegítik. 110-120C°-on
melegíthetnek le maximum. Zsír mentesítik a csapot a szemrevételezés érdekében,
majd a lebontott alkatrészeket megtisztítják. A csapágyházból kipréselik a benne lévő
csapágyat és a csapágyház a javítóműhelybe kerül.
Két idomszer segítségével ellenőrzik a tengelyvégen található külső és belső
meneteket (tengelyvég biztosítás), a csapnak a méreteit passzaméterrel ellenőrzik.
Dokumentálják a csapágy megfelelőségét, évjáratát, állapotát, jellegét és típusát.
Következik a végleges felvételnek a helye. Teljes Vizuális vizsgálat (VT).
Szemrevételezik a kerékpárt, minden részét alaposan, kiváltképp a csapokat és a
labirintgyűrű helyét, mert az a két legveszélyesebb hely a keréken. Ezeken a pontokon
kapják a legnagyobb terhelést a kerekek. Éppen ezért, ezen részen van egy
tengelyütésmérő berendezés, amin a tengelyszár és a csap ütését mérik (a
tengelygörbeség elkerülése érdekében), illetve a tengely átmérőjét is megméri. Ezután
dokumentálják a már meglévő összes adatot.(13.ábra)
13. ábra: Tengelyütésmérő
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 32 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Belső feszültség mérése következik mindezek után, melyet a következő fejezetben
fogok részletesen ismertetni.
Következő állomásunk a tárcsaközi megmunkálás, amely két gépen történik, vagy
tengelycsiszoló (14.ábra) vagy tengely eszterga (15.ábra) gépen (CNC) attól függően,
hogy a tengelyszórás után milyen felületi hibákkal vagy felületi érdességgel
rendelkezik.
14.ábra: Csiszológép
15. ábra: Tengely eszterga
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 33 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Finom felületi érdesség esetén csiszolják, durvább felület vagy benyomódás esetén
esztergálni kell. Az esztergálási határméretek szabványokban vannak feltüntetve, attól
függően, hogy ki a tulajdonos más-más szabványt kell használnunk. Két
leggyakrabban előforduló szabvány esetünkben a RIL 800.02 és a VPI 04-09-es
szabványa.
A tengely mágnesporos vizsgálata (MT) következik, melyet szintén részletesebben
ismertetek a 8.2 fejezetben.
Mágnesporos repedésvizsgálatot követően tárcsaesztergálást (16. ábra) kell
végeznünk
16. ábra: DANOBAT kerékpár tárcsa eszterga
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 34 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A kerék az automata továbbító rendszer segítségével begurul a gépbe, ahol nem a
megszokott tokmányba fogják be a kereket, hanem felülről egy meghajtó kerék
segítségével, nagy erővel ráfeszül a tárcsa a nyomkarima tetejére és hajtó hajtott kerék
elvén meghajtja a kerékpárt. A megmunkálás folyamata előtt, alatt és után közvetlen
méréseket végez a gép a pontos eredmény érdekében, mivel itt is CNC esztergagépről
beszélünk.
Ultrahangos kerékpár vizsgálat következik, mely automatikus illetve manuális elven
is egyaránt működik. Ezek összehasonlítását és jellemzését végzem a szakdolgozatom
végén.
7.5 IS3 karbantartási fokozat
Szemcseszórást és csapágybontást követően derül ki, hogy a kerékpártengely vagy a
keréktárcsa selejtes e. Mérések vagy látható sérülések alapján kerül elbírálásra a
minősége. A felvételt követően lesajtoló gépre kerül a kerék, ahol a tengelyről egy
hidraulikus géppel lesajtolják (17. ábra) a két tárcsát.
17. ábra: VOX Lesajtoló gép
Sajtolás: A lesajtolási eljárást alapvetően olajnyomással kell elvégezni. Az
olajnyomásnak a lesajtolás alatt egyenletesnek kell lenni.
A kerékpártengely sérülésének elkerülése érdekében megfelelő lesajtoló hüvelyeket
kell használni.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 35 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A kiélesedések elkerüléséhez ügyelni kell a kerékpár vízszintes helyzetére.
Amennyiben az olajlesajtolásos eljáráshoz nem rendelkezik a tárcsa olajlesajtoló
furattal, akkor a tárcsát axiális irányú lángvágással kell az alábbi feltételek betartása
mellett leválasztani:
- a tengely semmilyen része nem sérülhet. A területeket (szükségcsonk, agyülék,
szár) megfelelően védeni kell a hőhatástól és a hegesztési anyagtól
- a maradó agyvastagságnak legalább 5 mm-nek kell lenni
- A kerékpártengely a 150 ºC hőmérsékletet nem haladhatja meg. A maximális
hőmérséklet betartását mérőeszközzel kell biztosítani
Sajtolási erő diagram:
- sajtoláskor az utat és a sajtolóerő-felfutást kalibrált mérőkészülékkel kell ábrázolni.
A mérőkészüléket jogosulatlan beavatkozás ellen biztosítani kell és évente
engedélyezett kalibráló hely hagyja jóvá. A sajtolóerő-tengely skálaosztása legalább
60 mm kell legyen 1000 kN-ként. Az út-tengely skálaosztása legalább 50 mm kell
legyen 100 mm-es úthosszonként a felsajtolási sebességnek 0/5mm/sec és 5mm/sec
közé kell esni.
A sajtolási munkák befejezése után a fémtiszta helyeket a keréktárcsa és tengelyszár
(tengelyátmenet) között korrózióvédő festékkel kell konzerválni.
A befejezés után a sajtolóerő-diagrammot az alábbi összehasonlító diagram szerint
meg kell vizsgálni és irattárazni kell. (1. diagram)
1.diagram: Sajtoló diagram [1]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 36 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Lesajtolás után is kiderülhet egy méretileg jó tengelyről, vagy tárcsáról, hogy
selejtes mivel lesajtoláskor az agyülék vagy az agyfurat berágódhat. A selejtezendő
alkatrészekre piros szalag kerül, így egyértelmű, hogy azzal tovább nem érdemes
foglalkozni.
A tengely a tengelyesztergára kerül, a tárcsa pedig a karusszel esztergára kerül, ahol
illesztési méretre esztergálják az alkatrészeket. A hibalehetőségek elkerülése
érdekében szám jelöléssel látják el külön-külön a két alkatrészt.
Tengely és a tárcsa mágnesporos vizsgálata történik, majd a tengely felkerül a
felsajtológépre az egyik oldali tárcsával. Az agyüléket és az agyfuratot letisztítják,
majd Molykotte zsírral bekenik. A felsajtoló gép automatikusan kiszintezi az
alkatrészeket, majd 60 tonna fölötti értékkel felsajtolják a tárcsát a tengelyre. Ez a
folyamat megismétlődik a tengely másik oldalán is. A sajtolási diagram kirajzolódik,
amin méretek és ábra ellenőrzését végzik az anyagvizsgálók. Ha mindent rendben
találnak, akkor a kerék tovább halad a javítási folyamatban. Amennyiben méret vagy
diagram hibát észlelnek, úgy a kereket újra lesajtolják.
Profileszterga következik, kivéve, ha a kerék új tárcsát kapott, mert ebben az
esetben rögtön a folyamat után ultrahangos vizsgálata következik a komplett
kerékpárnak.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 37 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
7.6 Javítási folyamatok alapelve:
Megrendelőlevél
Kerékpár kikötése forgóváz, vagy kocsi alól
ki-bekötési könyv Kerékpárra pályaszám festése
Felvételi vágányra behelyezik a kerékpárt
Munkautalvány Ágytokot leszerelik a kerékpárról Ágytokokat
csoportosítják;
csapágyakat kiszerelik;
ágytokot,csapágyat
kifőzik; tárolják
technikai út Kerékpárt előkészítik a munkafelvételhez
szabvány, technológia, ki-bekötési könyv Munkafelvétel
felvétel Kerékpárra a javítási jelet felfestik
Javítási típusonként a kerékpár osztályozása padvizsga
profil szabályozás
tárcsa csere
tengely csere
tárolás, selejt
1
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 38 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Kerékpárt javítási helyre szállítjuk
szabvány, technológia Javítást elvégzik felsajtolási diagram;
illesztési nyilvántartása
lesajtoló könyv; abroncs
illesztési könyv; eszterga
nyilvántartó könyv
Javítást felvételi bárcára felvezetik számítógépes nyilvántartás
Ellenőrzés selejt
ellenőrzés
Megfelelt
árjegyzék, Munka fevételi ívét és utalványt kiállítják munkautalvány
megfelelt vagy selejt
Ultrahangos vizsgálat
vizsgálati nyilvántartás megfelelt vagy selejt
technológia, szabvány ellenőrzés
Görgőságy szerelő vágányra szállítják
Ágytokot felszerelik, monoblokk kerékpár ellenőrzés
megfelelt
1
2
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 39 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Kerékpárt tárolóhelyre viszik
Kerékpárt bekötik forgóváz vagy kocsi alá
Kocsijavítási program ki-bekötési könyv
DOKUMENTÁLÁS (mellékletek)
2
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 40 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
8. RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATI MÓDSZEREK
8.1 Szemrevételezéses módszer (VT) [1][2][3][12]
A szemrevételezéses módszer, más néven vizuális vizsgálat (VT) az alkatrészek
vagy alkatrész csoportok ellenőrzésére szolgál érintetlenül. Kerekek és tengelyek,
külső felületi sérüléseinek megvizsgálása.
A VT vizsgálat történhet kerékpáron kiszerelt illetve beszerelt állapotban is
egyaránt. Vizuális vizsgálattal bizonyítható hibák például a laposodás, a kerekeken
lévő futófelületi hibák, repedések a kerékkoszorún, anyagfelrakódások, észrevehető
fellépő korróziós hibák, környezeti hatások pl.: kőfelverődés. Hibák felfedezéséhez
léteznek tipikus készülékek és tartozékok. Képekkel vagy összehasonlító testekkel a
hibák megállapítására. A nem megfelelően látható helyek esetén használható tükör
vagy maximum tízszeres nagyítású nagyító. Érdességi szabványok illetve ezek mellé
érdesség mérő eszköz:
A fényforrás (luxméter) megvilágításának erőssége:
≥ 160 lx általános szemrevételezés
≥ 500 lx speciális szemrevételezés
>1000 lx ajánlott megvilágítási erősség
(5000-6000K ezen fényforrás hőmérséklete.)
8.1.1 Kerékpártárcsa
Mint vizsgálati típus esetén, itt is szükséges a megfelelő alkatrészfelület előzetes
tisztítása. Tisztítás nélküli vizsgálat csak olyan esetekben lehetséges, amelyben a
tisztítás során fontos információk elvesztése történik. Az alkatrészt úgy kell
előkészíteni, hogy az minden oldalról megközelíthető legyen, tükrök alkalmazását, ha
van, rá mód el kell kerülni. Vizsgálat megkezdése előtt az imént említett
követelményeket teljesíteni kell.
Vizsgálat menete alatt kb 250mm-600mm szem-tárgy távolságnak kell meglennie.
300-400mm között megfelelő az ember képfelbontó képessége ezt a távolság
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 41 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
mondható optimálisnak. Legalább 30°-os látószögben (18. ábra) kell vizsgálni az
alkatrészt, szabvány alapján, de legalább 45°-os látószög a javasolt.
18. ábra: Látószög nagyság
A VT vizsgálat az egész felület 100%-át magában foglalja. Abban az esetben, ha a
vizsgálati terület vizsgálati szakaszokra van bontva a szakaszok megfelelő átfedéséről
gondoskodni kell. A vizsgálat menete alatt tilos bármilyen fényre sötétedő vagy
színezett szemüveg viselése.
Az abroncs lazulás vizsgálata is VT-el történik. Ezen esetben, a következő
feltételeknek kell megfelelnie a kerékpárnak: az abroncsnak tilos elfordulni a
kerékvázon, kalapácsütésre csengő hangot kell kiadnia, a horonyban a biztosító
gyűrűnek feszesen kell elhelyezkednie.
Az abroncs futófelületén előfordulható hibák például hőrepedés (keresztirányú
repedés), amely túlzott hőterhelés esetén fordul elő leggyakrabban, legsűrűbb esetben
a külső homlokfelületen és a futófelületen. Hőterhelés következtében repedéseken
kívül kékes foltok is megjelenhetnek. A sínen történő esetleges csúszása a keréknek
okozhat laposodási problémákat. Mechanikus túlterhelések miatt és ugyancsak a nagy
hőhatásra kitöredezésekre vagy lepattogzásokra figyelhetünk esetenként fel. Ha ezek
az anyaghiányos helyek a tárcsa teljes felületén megjelennek, abban az esetben
nevezzük a hibát hálómintának. Futófelületen áthengerlődések jelenhetnek meg
esetenként (anyagbenyomódás), melyeket okozhat pl.: idegen test. Esetünkben
anyagfelrakódási hiba alatt érthetjük a féktuskó vagy a sínagyag felrakódását, ami még
megemlíthető esetleg a hibák közé. Ezen hibák keresését a futófelületen,
nyomkarimán, illetve az él területén kell végeznünk
8.1.2 Kerékpártengely
Tengely vizsgálata esetén a szem objektum távolsága és a látótávolság nagysága
megegyezik a tárcsáéval. (19. ábra)
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 42 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
19. ábra: Látótávolság
Tengely esetén a repedésszerű jelek 3mm-től regisztrálhatóak, ennél nagyobb
hibákat regisztrálni kell, melyet újra profilozás követ (eszterga). Újraprofilozás és
ismételt szemrevételezés után is 3mm a maximális engedélyezett hiba.
A vizsgálati eredményeket dokumentálni kell mellékelt jegyzőkönyv alapján
A nem engedélyezett jeleket mutató alkatrészek adott esetben szabvány szerinti
határméretig csiszolhatók, esztergálhatók és aztán egy megismételt vizsgálat során,
melyben hibás jelek nem jelentkeznek újból engedélyezhető az alkatrész. A vizsgált
anyag a vizsgálat befejezése után és a műhelyi adatok alapján megtisztítandó és
korrózióvédelemmel ellátandó.
A nem engedélyezett jeleket mutató alkatrészek zárolandók. Jól láthatóan zároltként
jelölendők és a vizsgálati felügyeletnek jelentendők.
Mindezen vizsgálat elvégzésénél szükséges az előírások betartása. Gondolok itt
munkavédelmi ruházatra, teljesen üzemképes és megfelelően működő eszközök
használatára, emberek egészségének védelmére a veszélyes oldó, -tisztítószerek és
erős fényforrások esetén.
8.2 Mágnesporos repedésvizsgálat (MT) [1][2][3][12]
A vizsgálat elve, hogy a vizsgálandó darabot mágnesesen telített állapotba hozzák,
felületét mágnesezhető anyagot tartalmazó szuszpenzióval vonják be. Ha a darabon a
mágneses erővonalakkal szöget bezáró eltérő permeabilitású rész, pl: felületi repedés
van, az erővonalak kitérnek. Ha ferromágneses részecskéket juttatnak a felületre az/
azok a felületen kitérő erővonalak szerint rendeződnek. (20. ábra) Ez a vizsgálat a
felületre nyitott, vagy felület közeli anyagfolytonossági hiányok kimutatására
alkalmazható, például felületre kifutó repedések. A folyadékbehatolásos vizsgálatnál
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 43 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
jobb hibakimutatást biztosít. A felület előkészítésre kevésbé érzékeny, mint a
folyadékbehatolásos eljárás, de csak ferromágneses anyagok esetén alkalmazható a
mágnesporos vizsgálat. Szemmel nem látható felületi eltérések is kimutathatók:
Ferromágneses anyagoknál mágnesezhető poros vizsgálat az ajánlott a következő
szempontok miatt:
- Felület közeli eltérések is kimutathatók
- Nagyobb vizsgálati érzékenység
- Felület előkészítésre kevésbé érzékeny
- Gyorsabb, egyszerűbb végrehajthatóság
20. ábra: Mágnesporos vizsgálat alapelve [15]
Célja a felületre nyitott és felülethez közeli hibák kimutatása.
MT vizsgálatra csak azok a ferromágneses alkatrészek alkalmasak, melyeknek a
szövetszerkezete nem ausztenites és relatív permeabilitása kevesebb, mint 100 (µT)
Ezek a nem ötvözött (alacsonyan ötvözött) kovácsolt, hengerelt és hőkezelt acélokra
érvényesek, melyekből a kerekek és tengelyek készülnek.
Az igénybevétel miatt üzem közben merőleges irányú repedések léphetnek fel.
Hosszirányú hibák a gyártási folyamat során, vagy sajtolási nyomként keletkezhetnek.
A vizsgálatnak teljes terjedelemre ki kell terjedni, ezért szétszerelt állapotban kell
vizsgálni. A vizsgálatot csak az MSZ EN 473 szerint képzett szakemberek végezhetik
orvosi látásvizsgálat igazolással és vasúti kiterjesztéssel.
Mágnesporos repedésvizsgálat szintén történhet leszerelt, (21. ábra) illetve beszerelt
állapotban is.
A vizsgálandó kerékpár daru segítségével kerül vizsgáló berendezésbe.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 44 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A vizsgálatok végrehajtása automatikusan történik. Az automatikus mágnesező
berendezés irányítása a kezelési utasítás szerint történik.
21. ábra: Mágnesezhető poros vizsgáló berendezés
Gyakorlati vizsgálati területek (22. ábra) a kerékpártengelyeknél:
1. átmérőátmenet
2. csapágyülék, szükségcsapülék
3. kerékülék (adott esetben további ülékek)
4. tengelyszár
Általános vizsgálati területek tömbkerekekre:
1. belül és kívül fekvő kerékkoszorú homlokfelületek
2. a kerékkoszorú-keréktárcsa átmeneti területe
3. a keréktárcsa felülete
4. a keréktárcsa – kerékagy átmeneti területe 22. ábra: Vizsgálati területek
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 45 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A vizsgálat végrehajtásának feltételei:
- KA-MEGA 2200 VKP típusú vizsgáló berendezés (21. ábra)
- Fluoreszkáló vizsgáló közeg: 1:40 koncentrátum (hogyha túl erős fluoreszkáló
hatású lenne a keverék, ajánlott 1:50-es arány) vagy MR 76F vizsgálószer. A
mágnespor koncentrációja: 0,1-0,2 ml mágnespor 100ml vizsgálóanyagban. Maximális
szennyezőanyag: 0,3 ml/ 100ml
- A berendezésnek meg kell felelnie a hatályos vizsgálati előírásoknak és
szabványoknak, valamint a munka és környezetvédelemre vonatkozó előírásoknak.
- Pontfókuszáló UV lámpa
A vizsgálat előtt ellenőrizni kell a műszerek megfelelő működését és a berendezés
pontosságát, gondolok itt pl.: a megfelelő nagyságú mágnesen tér létrehozására. Ezen
segédeszközök a következők: térerősségmérő, remanencia mérő, UV intenzitásmérő,
fénymérő, mágnesesség ellenőrző.
A vizsgálat végrehajtásának előfeltétele a fém tiszta és sima vizsgálati felület, nem
lehetnek éles szélű rovátkák, rozsdásodások, hornyok vagy szemcsék. A tisztítás gépi
csiszoló berendezéssel, drótkefével illetve ronggyal történik.
A mágnesezés jellegétől függően 2-6 KA/m erősségű tangenciális mágnesen mező
szükséges, melyet műszakonként a tengely legnagyobb átmérőjénél ellenőrizni kell. A
megvilágítás erősségének a vizsgált felületen 2000 µW/cm2-nél nagyobbnak nem kell
lenni kb 500Lx. A maradék fehér fénynek 20Lx-nál kevesebbnek kell lennie. (23.ábra)
23.ábra: Mágnesporos repedés vizsgálat
A vizsgálati felületen az alkatrész hőmérséklete nedves poros vizsgálószer
alkalmazásánál a vizsgálat alatt nem lehet több mint 55°C.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 46 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A vizsgálat kombinált mágnesezéssel hajtható végre, a hosszirányú hibák
áramátvezetéssel, vörösréz papucsokkal, pneumatikus szorítással történik. A
merőleges hibák kimutatása tekerccsel mágnesezve hajható végre. A vizsgáló közeget
az előkészítése és az ellenőrzése után a mágnesezés előtt visszük fel a vizsgálni kívánt
felületre. A mágnesezést a felhordás után kell alkalmazni addig amíg, még a
vizsgálószer nagy része le nem folyik, ezután kb. 2s míg mágnesezni kell. A
tekercsmágnesezést három lépcsőben kell végrehajtani, 120°-al elfordítva az egyes
területek vizsgálata és kiértékelése után. A tekercsmágnesezés után kerül sor az
áramátvezetéses vizsgálatra, amely után kiértékelést kell végrehajtani UV fény alatt.
A vizsgálatok elvégzése és kiértékelése után demagnetizálni kell (max 4A/cm. ~ 5
Gauss)
Lineáris jeleknek azon hibák tekinthetők, amelyeknek a hosszúsága háromszor
nagyobb, mint a szélességük, ezek a jelek általában repedésekre utalnak. Nem lineáris
lejek pl.: korrózió útján keletkezhetnek. Összefüggő jeleket képeznek, ha 2 lineáris jel
melyeknek nagysága alapján a megfigyelési határt átlépi. Egymás után következnek és
megfelelnek a következő kritériumnak (24. ábra).
24.ábra: Kritériumok
8.2.1 Kerékpár tárcsa mágnesezhető poros vizsgálata
A vizsgálattal közvetlenül a felületről kiinduló vagy felület alatt elhelyezkedő hiba
állapítható meg. A keréktárcsa forgó mozgása során sugárirányú, valamint az azt
keresztező, kerékkoszorútól kerékagy felé haladó repedések és felületi hibák
mutathatóak ki.
A vizsgálat végrehajtása automatikusan történik. A vizsgálat általában
tekercsmágnesezéssel történik. Ehhez a tárcsa forgatása alatt a mágnesező tekercset a
tárcsa fölé tolják. Ez után a mágnesezést bekapcsolják és a tárcsát mindkét oldalról
vizsgálószerrel bepermetezik. Befejezésül a tárcsáról eltávolítják a tekercset és a tárcsa
mindkét oldalát UV-kézilámpa segítségével az agy és a kerékkoszorú között
felülvizsgálják. A maradó mezőerősséget a vizsgálat után ellenőrizni kell. A max. 0,4
kA/m maradó mező erősség az engedélyezett. Efölött az érték fölött az alkatrészt
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 47 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
demagnetizálni kell, ill. a maradó mezőerősség csökkentéséhez a mágnesező tekercs
bekapcsolt állapotban a keréktárcsáról eltávolítható.
Értékelés esetén a lineáris jel >1,5 mm az nem engedélyezett, ha a lineáris jel
> 3mm, ami a menesztő-furatból indul ki az sem engedélyezett. A meg nem engedett
jellel rendelkező keréktárcsákat le kell selejtezni. Karcok, rovátkák, permeabilitási
ugrások, stb. okozta látszatjelek előfordulása esetén a vizsgálati felületet újból meg
kell tisztítani és a mechanikai sérüléseket újból meg kell munkálni. A megmunkálás
csak rézkefével, sarokcsiszolóval és/vagy 80 µm-nél nem nagyobb szemcsézetű
csiszolópapírral történhet. Javítások befejeztével a vizsgálatot meg kell ismételni.
A tárcsánál a hibás tárcsáról, vagy tárcsákról selejtjegyzőkönyvet kell felvenni, a
vizsgáló és a vizsgálati felügyelet aláírásával, és piros szalaggal jelölni kell a
kerékpárt. A selejt tárcsákon mechanikusan sérülést képezünk a további felhasználás
elkerülése végett. A megfelelt tárcsákat a megrendelő által előírt módon dokumentálni
kell. A megfelelő tárcsákat ,,E” jelzéssel a megengedhető hibával rendelkező tárcsákat
,,E1” jelzéssel kell ellátni.
Napi rendszerességgel kell ellenőrizni a vizsgálószer koncentrátumát, és minden
műszakkezdetén a mágneses térerőt. Legalább 8 óránként ellenőrizni kell az UV fény
intenzitását, majd minden ellenőrzés eredményét megfelelően dokumentálni,
jegyzőkönyvezni kell.
8.2.2. Tengely mágnesezhetőporos vizsgálata
A kerékpártengelyek vizsgálatához a teljes tartománynak hozzáférhetőnek kell
lenni, a tengelyeket keresztirányú hibákra kell megvizsgálni. A vizsgálat a teljes
kerékpártengelyen kézi-mágnessel nem engedélyezett. Kézi mágnest csak
kiegészítésképpen szabad alkalmazni.
A mágnesező vizsgálatokat a berendezés külön-külön végzi a kerékpáron. Úgy,
mint: csapok vizsgálata (min. Ø 200mm tekercs); tengely vizsgálata (min Ø200mm
tekercs). A vizsgálatok végrehajthatóak automatikusan, a komplett kerékpár-tengely
esetén a kézi vezérlés nem megengedett. A csap és tengely vizsgálat esetén a kerékpár
álló helyzetben van, a tekercsek automatikusan végighaladnak a vizsgált területen. A
vizsgálószer felvitele a felületre és a vizsgálat menete teljes egészében megegyezik a
keréktárcsán alkalmazottakkal.
A tengely több zónára van osztva. (25.26.ábra) A kiértékelésre vonatkozóan a
felosztás 1,2 és 3 zónákra történik.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 48 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
25. ábra: Zónák kerékpártengelyeknél tengelyfék-tárcsaülékkel [12]
26. ábra: Zónák kerékpártengelyeknél tengelyfék-tárcsaülék nélkül [12]
Az engedélyezési határok mindig egy zóna egy tartományára érvényesek. Minden
olyan lineáris jel, illetve repedésháló, ami az engedélyezési határokat eléri, meghaladja
nem megengedett. A zónák határai és az egyes zónákhoz tartózó engedélyezési
határokat (2. táblázat) a RIL800.02-es szabvány tartalmazza. A kerékpártengelyeket
megfelelően jelölni kell. Amennyiben lehetséges, a kerékpártengelyt utána kell
munkálni és újból meg kell vizsgálni. Ha az utómegmunkálás nem lehetséges a
tengelyt le kell selejtezni.
Jel 1-es zóna (Z1) 2-es és 3-as zóna (Z2, Z3)
Keresztirányú 2 mm 3 mm
Haránt irányú 2 mm 3 mm
Repedésháló 2 mm 2 mm
2.táblázat: Engedélyezési határok
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 49 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Hosszirányú hibának minősül minden olyan lineáris jel hosszanti irányban,
amelynek elhelyezkedése a tengely középvonalához viszonyítva <10°. A 10°-nál nem
kisebb lineáris jeleket haránt irányú jelként kell értékelni.
Dokumentálás esetén a csapvizsgálatnál minden esetben jegyzőkönyvet kell
felvenni (formanyomtatványt). Tengelynél minden regisztrálásra kötelezett hibajelet
kell feltüntetni. Ezeken kívül minden dokumentálási és ellenőrzési forma megegyezik
a tárcsa mágnesporos vizsgálatával.
8.3 Ultrahangos repedés vizsgálat (UT) [1][2][3][12]
Elve:
A nagyfrekvenciájú hanghullámok (ultrahang) a fémekben alig gyengülve, mint
irányított sugarak haladnak, azonban határfelülethez érve elhajlanak illetve
visszaverődnek. Határfelületnek minősül minden akusztikailag más keménységű
közeg, pl. a darab belsejében lévő hibák, repedések zárványok. A vizsgálatnak két fő
változata van, az impulzus visszaverődéses és az átbocsátásos vizsgálat.
A nagy hanggyengülésű anyagok (pl. ausztenites acélok, réz) korlátozottan
használható. Alkalmazható térfogatos és síkszerű hibák kimutatására. Előnye a
radiográfiai vizsgálattal szemben, hogy akár mikrorepedések kimutatására is alkalmas.
Gondot okozhat a vizsgálandó darab durva szövetszerkezete miatti nagy
hanggyengülés, ami a hibakimutathatóságot jelentősen ronthatja. A hanghullámok
esetében a frekvencia (f) , a hullámhosszúság () és terjedési sebesség (v) között
összefüggés van.
v = .f
A hullámhosszúság ismerete lényeges, mert ultrahanggal csak /2, esetleg ideális
esetben /3 nagyságú hibák mutathatók ki.
A vasúti kerékpárok legelterjedtebb roncsolásmentes anyagvizsgálati módja. Az
ultrahangos vizsgálat végrehajtható manuálisan és automata módban is ugyan úgy,
mint a belső mechanikai feszültségmérés. A vizsgálat akár bekötött állapotban is jól
vizsgálható.
A kerékpárkomponensek UT vizsgálata történhet a kerékpárra felszerelt, ill.
leszerelt állapotban. Amennyiben egy vizsgálat felszerelt állapotban történik, az
alkatrész azon területeit dokumentálni kell, amelyeket az UT vizsgálat számára nem
voltak elérhetők.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 50 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Az ultrahangos vizsgálatra különösen alkalmasak a finomszemcsés acélok. Ilyen
tulajdonsággal rendelkeznek az ötvözetlen, ill. alacsonyan ötvözött hengerelt vagy
kovácsolt és hőkezelt acélok, amelyekből a kerekeket és tengelyeket általában készítik.
UT vizsgálati érzékenységet és jelkimutatást elsősorban a kerékpárok, ill. tengelyek
felületi állapota határozza meg. Az alkatrész felületének tisztasága mellett a felület
durvaságának is van jelentősége, mert a vizsgálati fej kerék és tengely felületére
történő rákapcsolását a durvaság befolyásolja. A felület durvaságának vizsgálata és
dokumentálása ajánlott a vizsgálat keretén belül.
A vizsgálandó tárgy fő méreteit a mindenkori vizsgálati utasításból kell venni. A
következő alapinformációkat kell a vizsgálandó tárgyról a vizsgálati jegyzőkönyvben
dokumentálni:
• (kerékpár, tengely, kerék) Típus
• Kerékpár száma, valamint a kerék, ill. tengely száma
Az UT vizsgálat célja a karbantartás keretén belül az, hogy az alkatrészek felületén
található azon károsodásokat találjuk meg, amelyek az alkatrész működőképességét és
ez által a vasúti üzem biztonságát veszélyeztetik. Az ilyen károsodások esetében szó
lehet anyagfáradási repedésekről, amelyek pl. kőfelverődések által vagy korrózió által
jöttek létre. A fáradási repedések az üzemi igénybevétel következtében nőhetnek és
végeredményben az alkatrész töréséhez vezethetnek.
A felületet az UT vizsgálathoz úgy kell előkészíteni, hogy az szennyeződésektől és
felületi bevonatoktól mentes legyen, és hogy az optimális csatolási feltételeket a
vizsgálófej számára biztosítsa.
A fáradási repedések az UT-vizsgálat során hibavisszhangok útján mutatják meg
magukat és a következő alkatrészterületeken keletkeznek tipikusan:
Tengelyek: berepedések a kerület irányában (keresztirányú repedések – 27. ábra) –
ekkor különösen kell figyelni az ülékek (kerékülék, tengelyszár, szükségcsonk…)
területére, de az ülékek közötti rádiuszátmenetre is. A tengelyszár területén is
keletkezhetnek keresztirányú repedések.
Kerekek: a nyomkarimán lévő anyagelválások, mint ahogyan lehetséges repedések
(28. ábra) a futófelület - külső homlokfelületek és a külső homlokfelület -
domborodáskezdet közötti átmeneti területeken.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 51 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
27. ábra: keresztirányú repedés [3] 28. ábra: hibahelyek kerékkoszorún
[3]
Az UT jeleket egyrészt a visszhang magasságok alapján mérjük (a jelmagasság db-
ban és / vagy képernyőmagasság %-ban – adott esetben egy összehasonlító
reflektorhoz viszonyítva), másrészt a jelkitérés alapján.
8.4 Ultrahangos falvastagságmérés[1][2][3][12]
Célja a visszamaradó falvastagság üzem közbeni meghatározása és az eredmények
alapján a szabvány előírásainak megfelelően dönteni a további felhasználásról.
- vizsgáló rendszer
- ultrahangos vastagságmérő készülék DME DL; DM4DL (29. ábra)
- DA 312 (10MHz) DA301(5MHz) vizsgálófejek
- vizsgáló kábel
- ellenőrzőeszközök:
- Lépcsős etalon (2-10mm)
- Saját ellenőrző pont a készüléken
- segédeszközök:
- csatolószer
- tisztító eszközök
- drótkefe, csiszolóvászon, rongy
- környezeti feltételek:
-műhelykörülmények
- a vizsgált anyag hőmérséklete 5-50Cº
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 52 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A vizsgálati pontok négy alkotó mentén 90º-ban elhelyezkedőek legyenek a
paláston és a fenéken egyaránt.
Hegesztett tartályok esetében a varratok mindkét oldalán ki kell alakítani vizsgálati
pontokat.
Vizsgálat menete:
- A vizsgált darab, tartály adatainak felvétele
- A vizsgált felület tisztaságának ellenőrzése
- A vizsgálat végrehajtása
- A vizsgálat eredményeinek dokumentálása
- A vizsgálati megfelelőség elbírálása a vonatkozó szabvány alapján
29. ábra: Falvastagságmérő készülék [16]
8.5 Belső feszültség mérés[1][2][3][12]
Mérés célja és várható mérési eredmények:
Vasúti kerekek hőkezelésekor célzottan belsőfeszültséget hoznak létre a
kerékkarima területén.
A hőkezelés célja, hogy belső nyomófeszültséget ( 0, a mérési értéknek negatív
előjele van) hozzanak létre a kerékkoszorú területén azért, hogy a repedések
képződését és növekedését megakadályozzák, ill. késleltessék.
Új kerékpárok esetén a futófelület területén –80 – 150 MPa (1 MPa = 1 N/mm2) a
szabványosan megkövetelt belső nyomófeszültség. A megkövetelt feszültséglefutás
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 53 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
(t) változik a mélységgel t és az új kerékpárok esetén kb. 35 – 50 mm-rel a futófelület
alatt változik át a belső nyomófeszültség belső húzófeszültséggé.
A belső húzófeszültségek, ha a kerékkarima területén magas értékeket mutatnak (
0, a mérési értéknek pozitív előjele van), elősegíthetik a repedések képződését és
növekedését és végül egy kis repedéssel összekapcsolódva a kerék töréséhez
vezethetnek.
Különösen a tuskós fékekkel fékezett kerekeknél fordulhat elő, hogy a fékezés által
előidézett magas hőmérséklet következtében a kerékkarima területén nagy belső
húzófeszültségek keletkeznek, amelyek a kerék üzembiztonságát negatívan
befolyásolják.
A túlzottan magas belső nyomófeszültségek a következő okok miatt ugyancsak nem
kívánatosak: mivel az összes belsőfeszültség összege az alkatrészben állandóan nulla a
túl magas belső nyomófeszültségek egy mérési helyen arra utalnak, hogy egy más
területen magas és nemkívánatos belső húzó-feszültségek uralkodhatnak.
Az ultrahanggal történő belsőfeszültség-mérésnél az ultrahangok speciális
tulajdonságát alkalmazzuk azért, hogy a kerékkarima belsőfeszültségi állapotát a
kerékkarima teljes szélességén átfogjuk, megmérjük, és hogy a nem engedélyezett
nagyságú belsőfeszültséggel rendelkező kerékpárokat kisoroljuk.
A kerék belső homlokfelületét mérjük.
Vizsgálat terjedelme (30. ábra):
egy méréspont sorozat regisztrálása
a futófelület alatt 10 mm-rel kezdődően hivatkozva a 70 mm-es mérőkör szintre
lépésekben történő mérés t = 1mm radiális irányban a kerékagy felé
mérés a kerékkoszorú kopási határméretéig GM
Vizsgálati tartomány
a kerékkoszorú teljes terjedelme
Vizsgálati rendszer és segédeszközök
Vizsgáló készülék:
30. ábra: Vizsgálati terjedelem [3]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 54 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
kalibrált / karbantartott UH-berendezés a belsőfeszültség méréshez – tipikusan:
- DEBBIE típ. berendezés
- UER-T típ. berendezés
Vizsgálófej vizsgálókábellel
engedélyezett referencia test az ismert belsőfeszültség-állapottal
Használt segédeszköz:
csatolószer (csak DEBBIE esetén)
Vizsgálat elvégzése, vizsgálat lefolyása
A vizsgálófej PK rácsatlakoztatása a vizsgálati felületre, hogy az első mérési
pontok a futófelület (mérőkör szint) alatt 10 mm-rel legyenek felvéve.
Vizsgálófej kerékagy irányába történő eltolása 1 mm-enként és mindig egyedi
mérések készítése (nem középérték)
Mérést addig végezni, amíg a kopási határértéket elérjük (jelölő horony). Tehát
egy a 2. képhez hasonló (t) görbe kerül felvételre!
Az egyedi mérések száma a kerék kopottságától (kerékkarima vastagság) függ.
Az egyedi értékeket a jegyzőkönyvben kell dokumentálni.
Vizsgálati eredmények értékelése
Minden olyan mért belsőfeszültség-érték, amely a táblázatban (3. táblázat) foglalt
eredményektől eltér nem engedélyezett:
Kategória Anyag Engedélyezett értékek MPa-ban
1 R1, R6, R7 -350 – tól +400 - ig
2 R1, R7, BV1 -350 – tól +300 – ig
3 R2, R3, R8, R9, -350 – tól +250 – ig
3 R7 -350 – tól +300 – ig
Regenerált
kerekek
mind -30 – tól +170 - ig
3.táblázat: Engedélyezett vizsgálati értékek
A vizsgálati eredményeket dokumentálni kell jegyzőkönyv formájában
(1.melléklet).
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 55 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
8.6 Folyadékbehatolásos vizsgálat (penetráció) [12]
A folyadékbehatolásos vizsgálat (penetráció) mind tengelyek, mind tömbkerekek
vizsgálatánál alkalmazható, ezek általában kontroll vizsgálati alkalmazások. Felületi,
nyitott, anyagfolytonossági hiányok kimutatására szolgál.
Erre a célra például a HELLING típusú spray kiszerelésű penetrációs
repedésvizsgáló készlet alkalmas, amelyhez egy 5 hibát tartalmazó mintadarab is
tartozik.
Enter vizsgálat folyamata:
- A vizsgálandó megtisztított felületet a lemosó spray-vel befújják,
- a penetráló folyadékot felszórják rá, majd hagyják megszáradni,
- felületről letörlik, majd lemosó spray-vel lemossák,
- a repedés előhívásához az előhívóval a felületet befújják,
- piros csíkok formájában a repedések megjelennek,
- kiértékelik a vizsgálat.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 56 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
9. VASÚTI KERÉKPÁROK HIBALEHETŐSÉGEI
9.1 A hibák hatása és veszélyességének megítélése [10][12]
Az anyag felületén vagy a belsejében lévő hibák, a tulajdonságait és
használhatóságát is nagymértékben befolyásolják, adott esetben az alkatrészt
rendeltetésszerű használására alkalmatlanná is tehetik.
Kétféle formában jelenhet meg a hibák hatása:
- hibák csökkentik a teherhordó vagon keresztmetszetét, így az anyag terhelhetősége
is csökken.
- hibák körül heterogén feszültségtér alakul ki, ami ridegítő. Fárasztó vagy
dinamikus igénybevétel esetén meglehetősen veszélyes.
A hibák ridegítő hatása jól jellemezhető az alak- vagy a feszültségkoncentrációs
tényező (αk) nagyságával. Ennek értéke a bemetszés nélküli probatesteknél1, minden
már esetben nagyobb 1-nél. Az a jelentősége, hogy feszültségcsúcs alakul ki vagy
helyi képlékeny deformációt hoz létre a hiba környezetében.
A vasúti járműveknél főként repedésszerű hibák fordulnak elő, melyek semmilyen
szerkezetben nem engedélyezettek, mivel a legveszélyesebb hibának számít.
A gázzárványok okozzák a legkisebb feszültségtorlódást, a ridegítő hatásuk kicsi.
Zárványok közül a salakzárványok okozhatnak komolyabb gondokat, mert
szabálytalan alakúak és éles bemetszéseket ejthetnek.
9.2 Hibák csoportosítása [10][12]
A vasúti kerékpárok hibái eredetük szerint (4. táblázat) a következőek lehetnek:
- gyártástechnológiai hibák
- üzemeltetési hibák
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 57 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Gyártástechnológiai hibák Üzemeltetési
hibák
Öntési Melegalakítási Hőkezelési Hidegalakítási Hegesztési
- deformáció
törés nélkül
- repedés,
törés
- kopás
- korrózió
- repedés
- gázzárvány
- lunker
- porozitás
- felkeményedés
- revésedés
- behengerlés
- gyűrődés
- edzési repedés
- beedződés
- durvaszemcsés
- ridegedés
- textúraváltozás
- öregedés
- repedés
- zárvány
- üreg
- összeolvadás
- felületi hibák
- egyéb.
4. táblázat: Hibák csoportosítása eredetük szerint
9.3 Hibakimutathatóság lehetőségei [10][12]
Alapelve, hogy a hiba hatására – annak környezetében - megváltozik az anyag
valamely fizikai jellemzője, pl.: optikai, mágneses, villamos stb.
Olyan információ hordozót kell választani, amelyeknek a változásából
egyértelműen lehet következtetni a hiba jellemzőire. Jelen esetben mechanikai
rezgések.
A hiba kimutathatósági eljárásokkal szemben támasztott követelmények, melyeket
be kell tartani a következőek:
- gyorsaság, megbízhatóság (Az automata vizsgáló berendezések jobban eleget
tesznek, mint manuális társaik.)
- egyszerűség (Kezelhetőség szempontjából egyszerűbb készülék akár az UERII akár
az automata UT berendezés.)
- ne legyen környezet szennyező (Manuális megoldások ezen szempontnak nagyobb
mértékben megfelelnek, hiszen kevesebb energiát használnak és pl.: automata
ultrahangos repedésvizsgáló berendezés esetén csatolóközegként rengeteg vizet
használ a szerkeze,t ami szennyvízként távozik.)
- minimális felületi előkészítést igényeljen (Mindkét esetben egyforma felületi
előkészítésre van szükség.)
- dokumentálhatósága is egyszerű legyen (Ezen esetben egyértelműen előnyösebb az
automata berendezés, hiszen minden adat azonnal készen áll a nyomtatásra és a
dokumentálásra.)
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 58 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A különböző roncsolásmentes vizsgálati eljárások közül egyik sem mutatja ki a
hibát 100%-osan. A gyártás és működés közbeni vizsgálat fontos eszköz a
megbízhatóság növelésére. A következő diagram a különböző vizsgálati módszerek
megbízhatóságát mutatja. (2. diagram)
2.diagram: Vizsgálati módszerek megbízhatósága [10]
ahol:
ET: örvényáramos vizsgálat
UT: ultrahangos vizsgálat
PT: folyadékpenetrációs vizsgálat
RT: röntgenvizsgálat.
Nyilvánvaló, hogy a folytonossági hibák közül a legveszélyesebb a repedés. Az
anyagok repedés megindulásával szembeni ellenállása próbákon (etalon kerékpáron)
végzett vizsgálatokkal meghatározható, tehát a biztonsági tényező számítható a
repedés figyelembevételével, amely nem más, mint az anyagjellemző és a
repedéscsúcs környezetének leírása használt mennyiség adott körülményekre
vonatkozó értékének hányadosa.
9.3.1 Hibaleképezés ultrahangos vizsgálatnál
Az impulzus visszaverődéses eljárások háromféle módon rögzíthetőek. Ezek az
A,B,C leképezési módok, melyek közül az automata berendezés mindhárom képet
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 59 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
akár egyszerre is ki tudja rajzolni, manuális esetben azonban csak az „A” kép
rajzolódik ki nekünk.
Az „A” leképzési módnál (31. ábra) a katódsugárcső ernyőjének vízszintes tengelye
az anyag hosszkiterjedését jelenti. A hibát erre a tengelyre merőlegesen elhelyezkedő
impulzusok jelzik, melyek egyben a hiba helyének mélységét is jelentik.
31. ábra: Hibaleképezési mód [17]
Mivel X: X1=S:S1 , így a hibatávolság az anyagban X=S*X1/S1, ahol X,L méretek az
ábra szerint értelmezettek.
A „B” leképezési mód szerint a katódsugár cső minden vízszintes irányú kitérését a
vizsgálófej mozgásával vezérlik, miközben a függőleges kitérésnek, a hangnak az
anyagban megtett útja felé megy. Ilyen módon sikerül kimutatni a hiba felület alatti
mélységben való elhelyezkedését és egyben hosszkiterjedésének és a hibáknak a
hosszmetszetben való eloszlását. Ezt az eljárást metszet kép eljárásnak nevezik.
A „C” leképzés ugyanilyen technikával készül, azonban a darab felületén a
vizsgálófejet kaszáló mozgással vezetik, ezáltal a hibaeloszlás felületi ábrázolását
kaphatjuk hasonló egy röntgenképhez. Ez a leképezés tehát egy kétdimenziós
hibaképet ad, amelyen a hiba mélysége nem tüntethető fel. Egy szabályos alakú
darabon mindhárom irányból készíthető ilyen hibakép.
A lényeges különbség az imént említett hibaképek esetén, hogy automata esetben
nem kell semmiféle más beállítást, mozgást végeznünk a vizsgáló fejekkel. A
műszerünk mindhárom hibaképet előállítja egy vizsgálati ciklus alatt.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 60 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Következtetés: Nagymértékben megkönnyíti, gyorsítja, és javítja a vasúti
kerékpárok hibáinak kimutathatóságát az automata rendszer, viszont bizonyos
esetekben kiegészítésként szükséges pontosabb eredmény érdekében használni a
manuális vizsgáló berendezést is. A fejezetben említett pontokat összevéve nagy
előnyt és fejlődést jelentene minden cégnek automata készülékek használata.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 61 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
10. KÉZI ÉS AUTOMATIKUS VIZSGÁLATOK
ÖSSZEHASONLÍTÁSA
10.1 Belső feszültség mérése [1][2][3][12]
Ez a vizsgálat a húzó- és nyomófeszültségek meghatározására szolgál a kerék-
koszorúban. A vizsgálatot szerelt kerékpárokon végzik.
A vizsgálatot az automata „UER” ill. „UER-T” vizsgálórendszerrel végzik. Csak az
„UER” ill. „UER-T” vizsgálórendszer zavara esetén szabad alternatív módon a
manuális DEBBIE vizsgálórendszert alkalmazni.
10.1.1 UER II automata gép
A vizsgálat előkészítése:
Üzembevételnél a kezelőpult a
kalibrálódarabon állványon van és az UER ill.
UER-T ultrahangos vizsgálókészülékhez (32.
ábra) van csatlakoztatva. A mágnestartó be van
pattintva és a feszítő-emeltyű le van hajtva.
A készülék működésének felülvizsgálatához
„referencia”-programot kell kiválasztani és a
mérést el kell indítani. A közölt mérési
értéknek (középérték) 100 MPa (tűrési
tartomány: +/- 20 MPa) kell mutatni. A
referencia-mérést műszak kezdetekor és
befejezésekor egyszer-egyszer el kell végezni.
A mért középértéket a napi jegyzőkönyvben
fel kell jegyezni.
32. ábra UER II automata gép
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 62 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Vizsgálat végrehajtása:
A mérendő kerékpárt megfelelően biztosítani kell a véletlen elgördülés ellen. Ezt
követően a manipulátort a méréshez felülről rá kell helyezni a belső kerékkoszorú-
homlokfelületre (a kerék nyomkarima felőli oldala). A manipulátornak cca. 12-óra-
pozícióban kell lennie. Mindkét támasznak rá kell támaszkodni a futófelületre. A
manipulátor a kapcsolható mágnesek és a rögzítő kar segítségével rögzíthető
A képernyőn megjelenik a menü. A kerékpár anyagától függően ki kell választani a
megfelelő mérési programot. Az aktuális mérési programot kell alkamazni.
Rálapolt peremmel bíró kerekek esetében az a mérési program megfelelő
kiválasztásával vehető figyelembe. Ennek következtében az első mérési pont 10 mm-
ről 12 mm-re tolódik el a futófelület alatt.
A tárcsákat csak akkor kell 2 helyen mérni, ha az első méréskor mért
belsőfeszültség-érték > 95%-a az üzemi határméretnek.
Az R2 anyagból (ill. más ismeretlen anyagból is) készült tárcsákat legalább 2 helyen
kell mérni.
Amennyiben nincs értékelhető mérési eredmény, akkor egy 2. vagy 3. mérést
legalább 100 mm-rel eltolt méréstartományban kell elvégezni. Ha akkor sincs
értékelhető mérési eredmény, akkor a tárcsát le kell selejtezni.
Valamennyi mérési eredmény megjelenítésre kerül a képernyőn (3.diagram):
- belső feszültség alakulása a kerékkoszorú vastagsághoz,
- megadott maximumérték,
- a belső feszültség maximumértéke és annak hossza radiális irányban,
- a belső feszültség-görbe középértéke,
- optikai értékelés (zöld vagy vörös színű figyelmeztető lámpa).
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 63 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
3. diagram: Belső feszültségmérés értékelése [12]
10.1.2 DEBBIE manuális gép
A vizsgálat előkészítése:
A vizsgálókészüléket a hozzá tartozó
vizsgálófejjel a gyártó kezelési utasítása
szerint üzembe kell venni.
A mérések számát középérték-képzéshez
„1”-re kell állítani
A mérés elvégzése az etalonon a Teszt”-
billentyű megnyomásával történik, ld. kezelési
utasítás. Az etalon referenciaértékének +/- 20
MPa tűrésbe kell esni. Befejezésül kezdődik a
mérés.
A vizsgálat elvégzése:
A mérendő kerékpárt megfelelően
biztosítani kell a véletlen elgördülés ellen. Egy
sugárirányú mérésvonalat kell cca. 12-óra-
pozícióban meghatározni. A mérőfejet a
kerékkoszorú belső oldalán (33. ábra) 10 mm-
rel a futókör-átmérő síkja alatt kell
csatlakoztatni.
33. ábra: DEBBIE vizsgálógép
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 64 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Az első mérési pontot ezen a sugárirányú mérésvonalon 10 mm-rel a futófelület
alatt (vö. 1-es ábra) kell meghatározni. 1 mm távolságban a kerékagy irányába
(sugárirányban) kell az egyes méréseket tárcsánként a jelhoronyig elvégezni. A
kerékkoszorú-vastagság függvényében változik a mérési pontok száma.(34. ábra)
34. ábra: Mérési pont [3]
Alapvetően csak egyedi méréseket kell végezni. A mért belsőfeszültség-értékeket
mérésponttól függően egyesével egy táblázatba kell foglalni. A max. feszültség-értéket
így lehet meghatározni. (2.melléklet)
A mérés megkezdődik, ha a mérőfej csatlakozása nincs rendben, akkor egy
hibajelzés jelenik meg a képernyőn.
Egyes tárcsákat itt is két helyen kell mérni, a feltétel megegyezik az automata
gépével.
Nem értékelhető eredmény esetén itt is selejtezésre kerül a sor.
10.1.3 Összehasonlítás
Előfeltételek a vizsgálathoz
A vizsgálathoz a következő vizsgálóeszközöket kell alkalmazni:
„UER” ill. „UER-T” (gyártó: Fraunhofer Institut Saarbrücken) vizsgálórendszer
I. „UER” ill. „UER-T” ultrahangos vizsgálókészülék (automata)
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 65 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
II. kezelőpult csatlakozó vezetékkel
III. etalon (keréktárcsa, kerékpár)
IV. gyártómű kezelési utasítása
Lényegében sokkal gyorsabb és hatékonyabb eljárás, például eltekinthetünk a
csatolófej felviletének az idejétől is. Kiküszöbölhetőek az emberi hibák,
figyelmetlenségek, gondolok itt a vizsgáló fej beállítására, amit emberi szem képtelen
mindig ugyan arra a pontra helyezni. Nincs szükség akkumulátorra, így elkerülhető a
lemerülés vizsgálat menete alatt. Készülékünk nem mozgatható, csak egy fix ponton
tud vizsgálni kerékpárt. Nem kell több mérést végeznünk, hiszen egyszerre több fej
több helyen végzi ezt el helyettünk és a gép automatikusan végrehajtja a vizsgálatot és
kiértékeli az alkatrészt. Az UER II berendezés képes akár több évre visszamenőleg
minden adatot elmenteni egy-egy kerékpárról. A mérendő kerékpárt az automata
továbbító rendszer biztosítja az elmozdulás ellen.
DEBBIE (gyártó: Debro UMS Warschau) vizsgálórendszer
I. DEBBIE ultrahangos vizsgálókészülék
II. mérőfej és vizsgálókábel
III. etalon
IV. csatolószer
V. akkumulátor és töltőkészülék
VI. gyártómű kezelési utasítása
Csatolószerre van szükségünk, ellentétben az automata rendszerrel, ami le is lassítja
a vizsgálat menetét és nem is költséghatékony. Mozgatható, viszonylag könnyű
vizsgáló berendezésről beszélünk, így akárhol, akármilyen helyzetben használható
ellentétben automata párjával. Nem elég egy mérést végeznünk, több mérésre van
szükség más-más helyzetben, pontban. A vizsgálónak kell kiértékelni az alkatrészt,
ebből következik, hogy a számolás során felmerülhetnek figyelmetlenségek,
pontatlanságok, így nem lesz megfelelő a kiértékelés.
A vizsgálandó felületnek fémtisztának, olaj- és zsírmentesnek kell lenni és mentes
legyen piszoktól, rozsdától, festéktől vagy egyéb szennyeződéstől mindkét esetben. Az
etalon kerékpár (tárcsa) és a kiértékelési adatok is egyeznek. A tárcsa anyagától
függően megfelelő mérési programot kell kiválasztani, melyek esetenként előre be
lettek kalibrálva a készülékekbe. Mérési pontok pozíciója is azonos, attól eltekintve,
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 66 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
hogy DEBBIE esetén ezen adatok bevitelét a műszer kezelője viszi be, automata
esetben pedig készre van programozva a mérő berendezésünk.
Kiértékelés mindkét esetben:
A mérési tartomány - 350-től + 550 MPa-ig van meghatározva. Az ebből a
méréstartományból kieső keréktárcsákat el kell különíteni.
A vizsgálatból eredő végértéknek a megengedett feszültségtartományon belül kell
lenni. (5. táblázat)
Tárcsaanyag Engedélyezett terület Nem engedélyezett
terület
R1, R6, R7 -350-től +340 MPa-ig regenerálni
R7 hőstabil tárcsa -350-től +400 MPa-ig leselejtezni
R2, BV2, ismeretlen -350-től +250 MPa-ig regenerálni
5. táblázat: Megengedett feszültségtartományok
Amennyiben egy kerékpárt regenerálásra visszasorolnak, akkor mindkét tárcsát
regenerálni kell abban az esetben is, ha csak az egyik kerékpártárcsa haladta meg a
megengedett belsőfeszültség-értéket vagy nem mutatott semmilyen mérési értéket.
10.1.4 Statisztikai összehasonlítás
Esetemben pontos számadatok csak a következő táblázatban felsorolt szempontok
alapján voltak nyilvántartva. Arra a kérdésemre, hogy a fővizsgálaton megfelelőnek
talált kerékpárok megélik-e károsodás nélkül a következő 6 éves fővizsgát vagy sem.
Ez azt jelenti, hogy a megfelelőnek talált kerékpár tényleg hibamentes volt-e, vagy a
vizsgáló személy nem találta meg a hibát pedig meg lehetett volna. Sajnos ezen
kérdésre nem állt rendelkezésemre pontos számadat. Csak a dolgozó személyek
megkérdezése alapján állíthatom azt, hogy a kerekek nem jelentős, olyan 5-6%-al
kevesebb arányban térnek vissza 6 éven belül a helyszínre, mint manuális esetben.
Azonban, a megvizsgált kerekek száma sokkal több, mint régen volt.
A TS Hungaria Kft-től a korábbi 3 év adatait sikerült megkapnom, melyek azt
mutatják, hogy az adott évben hány darab kerékpárt vizsgáltak meg, és ebből hány
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 67 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
selejt volt. A 6. táblázat további adatait egy korábbi céges előadás anyagából vettem az
összehasonlítás érdekében.
2013 1997 2012 1996 2011 1995
január 812/15 176/1 786/14 315/2 856/42 251/1
február 916/56 147/0 753/56 260/4 726/36 263/1
március 851/62 122/3 845/62 340/1 878/42 268/3
április 999/51 250/1 795/15 231/4 856/29 221/5
május 1002/56 204/1 789/26 231/4 756/21 199/1
június 986/15 183/5 569/45 163/1 927/48 220/1
július 947/62 55/2 845/62 110/2 911/36 240/5
augusztus 916/45 162/3 796/16 67/0 786/56 210/1
szeptember 984/13 323/4 854/23 96/1 851/46 250/1
október 758/28 147/1 869/54 90/2 958/63 278/3
november 869/56 112/2 794/35 91/1 748/52 210/4
december 991/46 154/1 796/28 74/0 863/25 232/1
vizsgált/
selejt
vizsgált
/selejt
vizsgált/
selejt
vizsgált/
selejt
vizsgált/
selejt
vizsgált/
selejt
6. táblázat: Statisztikai adatok
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 68 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
4. diagram: Statisztikai elemzés (vizsgált)
5. diagram: Statisztikai adatok (selejt)
7500
8000
8500
9000
9500
10000
2013/1997 vizsgált 2012/1996 vizsgált 2011/1995 vizsgált
Manuális
Automata
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
2013/1997 selejt 2012/1996 selejt 2011/1995 selejt
Manuális
Automata
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 69 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
10.1.5 Következtetés
Alapvetően az UER II automata belsőfeszültség mérő berendezés minden téren
jobb, gyorsabb, hatékonyabb, pontosabb vizsgáló készülék, munka és költség
szempontjából is egyaránt. Ezért megtérül a cégnek a drágább gépbe történő
befektetés. Egyetlen előnye a kézi vizsgálatnak számunkra, hogy bárhol, bármikor és
bármilyen helyzetben vizsgálhatunk, nincs a berendezésünk helyhez kötve. Jelen
esetben viszont ennek nincs nagy jelentősége, mivel a kerékpárokat a további
vizsgálatok érdekében minden esetben ki kell szerelni a kocsik alól és helyben kell
vizsgálni.
10.2 Ultrahangos vizsgálat [1][2][3][12]
Cél: A vizsgálati utasítás szabályozza a kerékpártengelyek anyagfolytonossági
hiány kimutatására irányuló vizsgálatát. Ezt az utasítást a vizsgálópad gyártójának
kezelői utasításával együtt kell alkalmazni.
10.2.1Manuális ultrahangos vizsgálat
10.2.1.1 Tömbkerék kerékkoszorújának kézi ultrahangos vizsgálata
Vizsgálat terjedelme: a kerékkoszorú teljes terjedelme (360°-os vizsgálat)
Vizsgálati tartomány: (35. ábra)
A kerék külső homlokfelülete – különösen
- az él és a futófelülethez vezető átmenet
- rüszttoldat és a külső homlokfelülethez vezető átmenet
A kerék nyomkarimája
Vizsgálati felület: 35. ábra: Kerékkoszorú [3]
a kerék belső homlokfelülete
A hibahelyek ultrahang visszaverődései visszhangot hoznak létre, amelyekhez a
következő sugárutak tartoznak:
- s = 192 mm (kopási állapottól függően) 45o-os szögvizsgáló fejjel
vizsgálva
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 70 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
- ugyanúgy s = 192 mm (kopástól függően) 45o-os szögvizsgáló fejjel
vizsgálva
- s = 70 mm egy 70o-os szög alatti vizsgáló fejjel vizsgálva. A várható
hullámút a 70 mm-es érték körül a 3. reflektor számára erősen változhat
a kopásfüggő nyomkarima vastagság és nyomkarima magasság miatt.
Elvárandó jelek:
- Az UT-vizsgálattal különösen a kerékkoszorún lévő repedéseket kell
megtalálni, mivel ezek az üzemi igénybevétel hatására növekszenek és
végül a darab töréséhez vezethetnek.
- A rajzon jelölt hibák különösen kritikusak:
- 1.Repedés a külső homlokfelületen – különösen a peremen és a
futófelülethez vezető átmeneten.
- 2.Repedés a kerék rüszttoldata tartományában és a külső
homlokfelülethez menő átmeneti területen
- 3. Repedés a kerék nyomkarimáján
- Az összehasonlító test 1-3 referenciahibái arra a helyre kerültek, ahol a
hibák várhatók.
45o-os vizsgáló fejjel gerjesztett 2 referencia
hibavisszhangot 40% BSH-ra állít. (Sugárút ehhez a
visszhanghoz kb. 192 mm). Az ehhez szükséges erősítés az
alaperősítés VG.
1 referencia hiba visszhangjának keresése 45o-os
vizsgálófejjel. (Sugárút ehhez ugyanúgy 192 mm). A
vizsgálófej lengési tartománya, amelyet alkalmazni kell, hogy
mind az 1. mind a 2. referencia visszhangot megtaláljuk
ugyanaz a lengési tartomány, amelyet az alkatrész vizsgálatánál
alkalmazni kell.
70o-os vizsgáló fejjel gerjesztett 3. referencia
hibavisszhangot 40% BSH-ra állít. (Sugárút ehhez a
visszhanghoz kb. 70 mm) ami azonban erősen szóródhat. Az
ehhez szükséges erősítés az alaperősítés VG.
Mindkét vizsgálati területre a regisztrálási erősítés
egyenlő az alaperősítéssel VG VR = VG (36. 37. ábra) 36. 37. ábra:
Pozíciók [3]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 71 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A kerékkoszorút nem lehet UT eljárással vizsgálni, ha az érzékenységbeállítás után
(vizsgálati tárgyon történő beállításnál beleértve a 16 dB hozzáadását is) a szövetzörej
nagyobb, mint 10% BSH.
Az összehasonlító testen történő érzékenységbeállítást és a darab vizsgálatát
lehetőleg a vizsgáló fejek azonos érintkezési feltételei (csatolószer…) mellett kell
elvégezni.
A vizsgálati rendszer beállításakor és ellenőrzésekor használt összehasonlító testet
és az elért erősítéseket (beleértve a kiegészítő erősítéseket is) jegyzőkönyvben
dokumentálni kell. (3. melléklet)
Vizsgálati feltételek ellenőrzésének szokásos időpontjai:
vizsgálatok / műszakok kezdete és vége
vizsgálószemélyzet váltása
vizsgálórendszer változtatása (pl. vizsgálórendszer komponensének javítása /
cseréje)
Amennyiben az erősítés visszatérő ellenőrzése során az alaperősítés több, mint 4
dB-el történő emelkedését állapítjuk meg, úgy minden vizsgálatot, ami gyaníthatóan e-
mellet a nem engedélyezett vizsgálati feltétel mellett készült, meg kell ismételni.
Vizsgáló fej épségét – különösen az érintkező felületet ellenőrizni kell. Sérült
vizsgálati fejeket a vizsgálathoz nem szabad használni.
Az alkatrészt a vizsgálat előtt meg kell tekinteni nyilvánvaló hibák megtalálása
végett. A megtekintés megvilágítási erőssége: 500 lx
Az alkatrészek felületét UT-vizsgálat előtt úgy kell megtisztítani, hogy az optimális
érintkezési feltételeket biztosítson a vizsgálófej számára.
A darab hőmérsékletét a vizsgálat előtt ellenőrizni kell. Egy rendeltetésszerű
vizsgálathoz nem szabad, hogy 10oC-nál hidegebb legyen.
Vizsgálat elvégzése, vizsgálat lefolyása
Tengelyek egymást követő UT-vizsgálata vizsgálófejekkel és a következő vizsgálati
lépésekkel
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 72 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Távolságbeállítás engedélyezett összehasonlító testen
Érzékenységbeállítás a darabon, ill. az engedélyezett összehasonlító testen
Vizsgálófej alkatrészfelületre történő helyezése és egy ismert visszhangformára
történő orientálása – pl. a nyomkarimából eredő visszhangformára
Mindkét vizsgálati terület egyenként 360o-os szögben történő vizsgálata a
mindenkori vizsgálófejjel mindkét kerületi irányból
Vizsgálófejet a vizsgálat alatt lengő mozgással a darabon vezetni azért, hogy a
vizsgálati területet teljes egészében lefedje
Lengő mozgás optimalizálása az összehasonlító testen referenciahiba az
elvárható hibahelyzetben található!
Vizsgálati sebesség nem nagyobb, mint 50 mm/s
Lehetséges hibajelek értékelésénél a visszhangot gerjeszteni kell, ami azt
jelenti, hogy a vizsgálófej helyzet és a rányomási erősség könnyű változtatásával a
maximális jelmagasságot állítjuk be.
Amennyiben az UT-vizsgálat során információt kell, hogy kapjunk egy hiba
kiterjedéséről, akkor lehet a félérték módszert használni.
Vizsgálati eredmény értékelése
Minden jel / visszhang, ami 40 % (38. ábra)
regisztrációköteles és nem engedélyezett.
Regisztrálni kell:
a visszhangmagasságot %-ban és / vagy dB-ben
ezen visszhang sugárútját
a hiba kiterjedésének helyzetét (hivatkozási pont
pl. a kerék pecsétje vagy olajfurata)
Minden jel / visszhang, amely 20 % (38. ábra)
akkor nem engedélyezett, ha a 40 % miatt
újraprofilozott területen a felülvizsgálat ott ismét jeleket
talál. 38. ábra:
Eredmények értékelése [3]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 73 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
10.2.1.2 Tömör kerékpártengelyek kézi ultrahangos vizsgálata
Vizsgált tartomány: a tengely felületének tartománya lehetséges hibahelyekkel,
amelyeket vizsgálni kell
Vizsgált felület: tengely felülete, amire a vizsgáló fejet helyezni kell azért, hogy a
vizsgálati tartományt meg lehessen vizsgálni.
A keresztirányú repedések az üzemi igénybevétel
által 90° szög alatt a felülethez, ill. a tengely
hossztengelyéhez irányulhatnak (39. ábra).
Ez megnehezíti a lehetséges hibák felismerhetőségét.
39. ábra: Repedéshely [3]
A vizsgálati érzékenységet ezen kívül igen jelen-
tősen meghatározza a felület állapota és a vizsgáló fej kézi érintkezése az alkatrész
felületéhez és a kézi vizsgálat során ingadozások léphetnek fel.
Hogy ezen feltételek mellett a vizsgálat magas megbízhatóságát és hibafelismerését
érjük el, a vizsgálatokat úgy végezzük el, hogy a vizsgálati terület minden helye
lehetőség szerint két különböző vizsgálófej helyzetből legyen megvizsgálva.
A következő (40-43 ábra) ábrák adnak egy áttekintést a vizsgált tartományokról
(hibavárhatósági területek) és a hozzá tartozó vizsgálati felületekről (vizsgálófej
helyzet), valamint ezen vizsgálatokhoz használható függőleges vizsgálófejekről (SPK)
és szög alatti vizsgálófejekről:
a) Függőleges tengelyirányú besugárzás:
- vizsgált felület: mindkét homlokfelület
- vizsgálati tartomány: a tengely teljes köpenye vizsgálófej: SPK
40. ábra: Tengelyirány[3]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 74 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
b) 45o –ban dőlt besugárzás fél vetődésben:
- vizsgált felület: csapágyülék
- vizsgálati tartomány: külső kerékülék
- a szükségcsonk átmenet
- vizsgálófej: 45o-WPK vagy SPK előékkel
41. ábra: 45°-os besugárzás [3]
c) 54o-ban dőlt besugárzás fél vetődésben:
- vizsgált felület: tengelyszár
- vizsgálati tartomány: kerékülék
- vizsgálófej: 54o
WPK vagy SPK előékkel
42. ábra: 54°-os besugárzás [3]
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 75 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
d) 37o-ban dőlt besugárzás fél vetődésben:
- vizsgált felület: tengelyszár
- vizsgálati terület: belső kerékülék
- tengelyszár átmenet
- vizsgálófej: 37o WPK vagy SPK előékkel
43. ábra: 37°-os besugárzás [3]
Vizsgálókészülék:
- kalibrált ultrahangos vizsgálókészülék
- A-kép ábrázolással
- Képességgel arra, hogy az erősítést legalább 2dB pontossággal be
lehessen állítani
- vizsgáló kábel
- vizsgálófejek:
függőleges vizsgálófej – SPK, 2MHz
szög alatti vizsgálófej (általában besugárzási szög: 37, 45, 54o) 2
MHz talppal, amely a tengelyfelület görbületi sugarához van
illesztve, vagy
SPK, 2MHz előékkel pl. 37o -, 45
o – és 54
o-os besugárzáshoz,
amely a tengelyfelület görbületi sugarához van illesztve.
Ellenőrzőtestek:
engedélyezett kalibráló testek a távolság-beállításhoz (K1, K2, fél-hengerhéj)
engedélyezett és az alkatrész geometriájának megfelelő összehasonlító test az
érzékenység beállításához (tengelyszegmens referenciahibával)
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 76 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Használt segédeszköz:
csatolószer (vízalapú csatolószer korrózióvédelemmel, olaj, olaj-/zsír-keverék)
Tengelyirányú besugárzás (44. ábra)(besugárzási sebesség 5920 m/s):
- beállítás a K1-en
- beállítási terület sB=0-2500 mm-ig ill. 0-1000 mm-ig
- kontroll-visszhang: pl. 91 mm-es szakasz a K1-en
- kontroll-visszhang: pl. a tengely szemben fekvő homlokfelületei
44. ábra: Tengelyirány [3] 45.ábra: Ferdeirány [3]
Ferdeirányú besugárzás (45. ábra)(besugárzás-sebesség 3255 m/s):
- beállítás a K2/félhengertárcsán fél vetődésben
- beállítási tartomány félvetődéses vizsgálathoz:
sB=0-300mm 37o és 45
o-os vizsgálófejhez
sB= 0-400 mm 54 o
-os vizsgálófejhez
- kontroll-visszhang: pl. referencia hibák a 37 o
-os, 45 o
-os ill. 54 o
-os
szögvizsgáló fejhez a hullámútra.
- Érzékenységi beállítás a tengelyen, ill. az engedélyezett összehasonlító testen,
aminek referencia hornyai egyenként 2 mm mélyek.
Vizsgálat elvégzése, vizsgálat lefolyása
A tengely egymást követő UT-vizsgálata a megfelelő vizsgálófejjel a következő
vizsgálati lépésekkel:
távolsági beállítás az engedélyezett összehasonlító testen
érzékenységi beállítás az alkatrészen, ill. az engedélyezett összehasonlító testen
transzferkorrektúra elvégzése 54o-os vetődésben, és ezen transzferkorrektúra
átvitele minden egyéb szögvizsgálófejre.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 77 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
vizsgálófej alkatrészre történő helyezése és egy ismert echóformára történő
orientálása. Vizsgálati felület és besugárzási helyzet - ld. 6. pont vagy vizsgálati
tervek.
a szögvizsgáló fej vezetése az átfedési nyomokban a vizsgálati felületen úgy,
hogy a nyomok távolsága a fél lengési szélességnek megfeleljen.
vizsgálófej vizsgálati felület hálóin 360o-ban a teljes felületen történő vezetése
tengelyre vagy kerékre történő jelölés felvitele azért, hogy a 360o-os terjedelmű
mozgatást egyértelműen követni lehessen
a vizsgálati sebesség nem kell, hogy az 50 mm/s-os értéket túllépje
a lehetséges hibajelek kiértékelésekor a visszhangot gerjeszteni kell, ami azt
jelenti, hogy a vizsgálófej helyzetének és a rányomási erősségnek a kisebb variálása
által a legnagyobb jelmagasságot kell beállítani
amennyiben az UT-vizsgálatkor információ szükséges egy hiba kiterjedéséről,
akkor lehet a félérték módszert alkalmazni
Regisztrálási és engedélyezési határok:
Minden jel / visszhang 20%, amely nem visszhangalak, regisztráció-köteles és
nem engedélyezett.
Dokumentálás ugyanolyan módon történik a tárcsa vizsgálat esetén (4. melléklet).
10.2.2 Automata ultrahangos vizsgálat
Az automata vizsgálat célja az üzemszerű használatból származó repedések
kimutatása, anyagfolytonossági hiányok és sérülések feltárása.
A kézi vizsgálat célja automata ultrahangos vizsgálat során észlelt reflektorok
vizsgálata az átvételi szintek vonatkozásában.
A vasúti kerékpárok ultrahangos vizsgálatában fontos szerep jut az automatikus
vizsgáló berendezésnek. Az alkalmazott vizsgáló berendezés 2 vizsgálóállással
(tengely- és kerékvizsgáló) (46. ábra) és függőlegesen elhelyezett vizsgálófej
kombinációkkal rendelkezik.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 78 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
46. ábra: Automata vizsgáló berendezés
A vizsgapadok egymás mögött vannak elhelyezve. Mindegyik vizsgapad önállóan
működik a kerék-, ill. a tengely vizsgálata során. A kerékpárokat a vizsgálat alatt egy
fokozat nélkül szabályozható gördülőállás forgatja. A vizsgálat a vizsgálati- és
kerékpáradatok beadása után automatikusan történik. A vizsgálati eredmények
kiértékelését a vizsgáló végzi.
Vizsgálati eszközök
- AURA kerékvizsgáló állomás
- Tengelyvizsgáló állomás (T11-0007-002)
- Etalonkerékpár (Sz:048)
- Mérőeszközök (tolómérő, mérőszalag)
- Vizsgáló készülék: USM 35 tip. érvényes kalibrációval
- Vizsgáló fejek:WB35-2, WB 45-2, WB 54-2, WB 70-2, MWB 70-4
- Segédeszközök: A csatolószer (zsír, tengelyolaj, ZG-F paszta, tapétaragasztó)
- Tisztítóeszközök (rongy, drótkefe)
Minden vizsgálófej kombináció vizsgálati eredménye külön „C”-képeken (47. ábra)
kerül megjelenítésre. Egy többszínű színes táblázat szolgál erre fekete alapszínnel.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 79 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
47. ábra: „C” kép kirajzolása
A ,,C” képekből kurzor segítségével megjeleníthető a mindenkori ,,A”-kép. A
peremről készült jelek analizálásához a ,,C”-képekhez a vizsgált tengelytípus
tengelykontúrja a vizsgálati kombinációk helyzetével kerül ábrázolásra. A mérés
befejezése után van arra lehetőség, hogy egy jelet az A képet vizsgálva manuálisan
megnézzünk.
Jegyzőkönyvezésre kerül minden vizsgálati kombinációról készült ,,C”-kép. Ezen
felül a jegyzőkönyvben számos vizsgálati alapadat szerepel. Kívánság szerint
kiválasztott ,,A”-képeket is lehet jegyzőkönyvezni. A vizsgálati eredmény kompletten
a törzsadatokkal (,,A”-képek) kerül tárolásra és a kiértékelő szoftver segítségével
bármikor újra megjeleníthető. A vizsgálórendszer alapbeállítása és a vizsgálattechnikai
beállítások rendszeres ellenőrzése a tesztkerékpáron történik.
A vizsgálat tárgya, alkalmazási területe:
Kizárólag féktárcsa nélküli tuskófékes tehervagonok tengely és monoblokk
kerékpárjai.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 80 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
48. ábra: impulzus visszhang módszer [12]
A vizsgálat impulzus-hangvisszaverődésen alapuló, automata és kézi ultrahangos
vizsgálat. (48. ábra)
Értékelési előírás
Automata vizsgálat során azokat a jeleket, amelyek nagyobbak, mint 40-50% kézi
vizsgálattal kell értékelni.
Tengely kézi vizsgálatnál azon hibajeleket, ahol a visszhang magassága nagyobb,
mint 40%, nem megengedett hibajelként kell értékelni, ha nagyobb, mint 20%
regisztrálni szükséges.
Monoblokk abroncs kézi vizsgálatánál azok a reflektorok, melyek 40% felettiek,
nem megengedett hibaként kell értékelni. A hibás részeket jelölni kell. Javítható
esztergálással. Megmunkálást követően ezeket ultrahangos vizsgálatnak kell alávetni.
20%-ig elfogatott a visszhangjel. Ezen felüli értéknél a vizsgált darab nem megfelelő.
A vizsgálat terjedelme
A vizsgálat kiterjed minden IS2 karbantartási fokozatba sorolt kerékpárra. A
vizsgálandó területek a tengelyszár, agyülék, szükségcsonk, illetve a tengelycsap
kritikus területei és az ezek közötti átmenetek, valamint a monoblokk kerékabroncs. A
vizsgálat elvégzéséhez a csapágygyűrűket le kell szerelni.
1
Ultrahangos vizsgálati módszerek
Impulzus visszhang módszer
• Hibátlan darab
oszcilloszkópos képe
• Hibás darab
oszcilloszkópos képe
hibajel
adójel
Hátfalvisszhang
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 81 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Felületi követelmények
A vizsgálandó felületnek a tengelyszár esetében esztergáltnak vagy csiszoltnak, a
kerékabroncs esetében esztergáltnak kell lennie. Valamennyi vizsgálandó felületnek
szennyeződésektől és sérülésektől mentesnek kell lennie. A felületi sérülések az előírt
határértékekig helyileg kicsiszolhatóak, eltávolításuk után a javított tartományt a
mágnes poros vizsgálatnak kell alávetni
10.2.2.1 Kerékpár vizsgáló állás
A kerékpár vizsgáló oldalanként 7 ultrahangos vizsgálófejjel van felszerelve (49.
ábra) a kerékkoszorú homlokoldal vizsgálatára Az ultrahangos rendszer esetében a
szokásos vizsgálatokról van szó 70° és 45° besugárzási szögekkel a repedések feltárása
végett a kerékkoszorú nyomkarima (70°), a perem (45°) és a feszítőperem (45°)
tartományainak vizsgálatára. A vizsgálat két besugárzási irányból megtörténik. Ezen
kívül a belső homlokfalról történő 0° besugárzással a túloldali kerékkoszorú
hátfalvisszhang vizsgálatával a csatolást felügyeli. Ehhez egy adó-vevő-vizsgálófejet
alkalmaznak Az alkalmazott ultrahangos készülék egy 14 csatornás, „Standard USFE”
típusú készülék, minden oldalon 4 db 45°-os, 2 db 70°-os vizsgálófej (mindegyik 2
MHz) és egy adó-vevő-vizsgálófej (4 MHz) található. Miniatűr vizsgálófejekről van
szó 9x8 mm-es ill. 10 mm-es átmérővel (adó-vevő-vizsgálófej). Az ultrahangos
vizsgálófejek csatolása vízzel történik. A vizsgálatot újraprofilozott kerékpárokon
végzik. Az ultrahangos vizsgálat adatainak feldolgozása, az eredmények ábrázolása és
a vizsgapad irányítással való összeköttetés az USTB 2.2.0. verziójú szoftverrel
történik. A vizsgálat során a kerékpárt egy fordulaton keresztül vízzel bepermetezik.
A kerékről a vizsgálati eredmények a vizsgálat végén oszlopos kijelzés formájában
vannak ábrázolva. A jelek magasság szerint külön színnel vannak megkülönböztetve.
A vizsgálónak lehetősége van arra, hogy kurzor segítségével az oszlopos kijelzésből az
ahhoz tartozó A-képet megjelenítse. A vizsgálati eredmény teljes mértékben az eredeti
adatokkal (,,A” kép) kerül mentésre és a kiértékelési szoftver segítségével bármikor
újra megjeleníthető. Mentésre kerül még ezen kívül egy jegyzőkönyv oszlopos kijelzés
formájában pdf-formátumban. A vizsgálórendszer beállításához és a vizsgálattechnikai
beállítások rendszeres ellenőrzéséhez egy TRS-048 jelölésű – teszthibákkal ellátott -
tesztkerékpárt alkalmaznak.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 82 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
49. ábra: Automata tárcsa vizsgáló fej
10.2.2.2 Tengely vizsgáló állás
A vizsgálat 32 vizsgálófejjel történik, amelyek az képen 50. ábra) látható módon 6
kombinációban vannak felosztva.
50. ábra: Tengelyvizsgáló
A vizsgálófejek besugárzási szöge: 0°, 35°,45°, 60° és 70°. A 6 vizsgálófej
kombináció mindenkori optimális pozícióba történő beállítása a tengely típustól
függően történik. A vizsgálófejek 2 MHz-es (kivéve 0°= 4 MHz) műanyag-
vizsgálófejek. A vizsgálófej kombinációk lánctagos formát kapnak. A
kombinációkban lévő vizsgálófejek rugósan rögzítettek, így mozgathatóak. A
vizsgálófejek a tengelyátmérőtől függően optimálisan felfekszenek a tengelyre. A
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 83 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
vizsgálat a megfelelő adatbeadás és programválasztás után 2 részvizsgálatból áll. Az
első részvizsgálat a tengelyszár mind a 6 vizsgálófej-kombinációval történő vizsgálatát
foglalja magába. A 2. részvizsgálatban 4 vizsgálófej-kombinációval fut a vizsgálat.
Ekkor többek között a tengelycsonk tárcsaülék irányába történő vizsgálata is
végbemegy. Ez által a perem közelében, a kifutási oldalon és a belső keréküléken a
jelek jobban felbonthatóak. A vizsgáló besugárzási távolság itt kb. 1 mm. A tengely
besugározhatósága a 2 merőleges vizsgálófej hátfalvisszhangjel magasságától
becsülhető meg.
A vizsgálópadon ágytokkal, belső gyűrűvel rendelkező, vagy azok nélküli
kerékpárok vizsgálhatók a tengelyszáron, agyűléken, szükségcsonkon, illetve a
tengelycsap kritikus területén, valamint az az ezek közötti átmeneteken található
felületi- és/vagy térfogati hibákra ultrahangos vizsgálati módszerrel.
A vizsgálat során alkalmazott eszközök:
- Tengelyvizsgáló állomás (T11-0007-002)
- Etalonkerékpár (Sz:048)
- Tisztítóeszközök (rongy, drótkefe)
- Mérőeszközök (tolómérő, mérőszalag)
Vizsgálat menete:
- A vizsgálandó kerékpár szemrevételezése, a felületi megfelelőségének
ellenőrzése, szükség esetén tisztítása
- A kerékpár vizsgáló állásba juttatása
- A kerékpár adatainak beadás és a vizsgálóprogram kiválasztása (szükség esetén a
vizsgálati paraméterek megadása, változtatása)
- A vizsgálat elindítása a kezelési útmutató előírásai szerint.
- A kapott eredmények értékelése, döntés a kézi vizsgálat szükségességéről.
- A vizsgálat befejeztével a kerékpárt korróziógátló szerrel kell bevonni.
A vizsgálórendszert naponta kell vizuálisan ellenőrizni sérülésekre és
műszakonként a működés megfelelőségének tekintetében a tesztkerékpár segítségével.
A vizsgálat menete és a vizsgálati paraméterek változtatása a kezelési útmutatóban
kerül részletezésre. A vizsgálat befejeztével a kerékpárt rozsdásodás gátló szerrel kell
bevonni.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 84 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
A vizsgálat során észlelt anyagfolytonossági hiányra utaló reflektorok kiértékelése –
az átvételi szint tekintetében - kézi ultrahangos vizsgálattal történik a kézi vizsgálatra
vonatkozó vizsgálati utasítások betartásával. Amennyibe valamely kerékpár vizsgálata
nem lehetséges, vagy kétségek merülnek fel a vizsgálati eredmények hitelességével
kapcsolatban, jelezni kell a vizsgálati jegyzőkönyvben, ez után kézi vizsgálatot kell
végezni. A nem megfelelőnek nyilvánított kerékpárokat jól látható jelöléssel kell
ellátni (piros szalag) és el kell különíteni.
A vizsgálati eredmények rögzítése elektronikus és nyomtatott formában is tárolásra
kerül.
Az eredményeket minden kerékpárról jegyzőkönyvben (4. melléklet) kell
dokumentálni, mely a következőket tartalmazza:
- A kerékpár azonosító adatait (tengelyszám, típus)
- Vizsgálat helye
- Alkalmazott vizsgáló egység azonosítását
- Vizsgáló és vizsgálati felügyelet nevét, aláírását
- Vizsgálat időpontját
- Vizsgálati eredményeket és értékelést
A berendezés működéséről olyan naplót kell vezetni, amelyben a vizsgálópadon
lefolytatott vizsgálatok folyamán fellépő minden mechanikai, vizsgálattechnikai és
üzemi jellegű zavar fel van jegyezve.
10.2.3 Összehasonlítás
Az automatizálás egyik előnye az emberi hibatényezők kiküszöbölése. A vizsgálati
ciklusidő meglehetősen rövid, a kerék hozzá és elvezetése is automatikusan történik. A
gépben használt software évekre visszamenőleg adatokat szolgáltat. A berendezésen
távdiagnosztika hajtható végre. Az eredmények azonnali nyomtatása és dokumentálása
lehetséges, vagy akár utólagos értékelés is. Egyszerre több vizsgálófej keresi a hibát az
alkatrészen, így az egész területet percek alatt végigpásztázza. Külön vizsgálja a
berendezés a tengelyt és a tárcsát.
Hátránya viszont a rendszernek, hogy gondot jelent a vizsgálati paraméterek pontos
megadása, a csatolásingadozásból adódó visszhangjel amplitúdó ingadozás melyek
bizonytalanná teszik a kapott eredmények értékelését. Gazdaságossági és biztonsági
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 85 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
szempontból ezért a vizsgálat során kapott adatok értékelése az elfogadási szint
tekintetében kézi vizsgálattal történik.
A manuális automata berendezés könnyen szállítható, nincs helyhez kötve így
akármilyen élethelyzetben használható. Pontosabb eredmény érdekében a vizsgáló
fejet a vizsgáló személy a legmegfelelőbb helyre helyezheti, míg az automata
vizsgálatnál fix rögzítése van a vizsgáló fejeknek.
A vizsgálófejek besugárzási szöge az előbb jellemzettek alapján különbözik, ami
megegyezik az a 45°és 70°-os vizsgálófej a kézi és automata UT esetén. Mindkettő
egyformán hatékony és fontos, ezért az automata gép hibajelzése esetén manuális
vizsgálat szükséges az alkatrész leselejtezése előtt, ezzel kiküszöbölhető az automata
gép fals hibajelzése. Felület tisztítás ugyanolyan fontos mindkét esetben a megfelelő
eredmény érdekében. Mind a két módszerrel a kerékpár teljes tartományát képesek
vagyunk vizsgálni. Automata esetén etalon kerékpárról beszélünk, manuális esetben
viszont etalon testekkel kalibráljuk be a vizsgáló eszközt. Kézi vizsgálat esetén
különböző kerékpár típusokra egyenként kalibrálnunk kell a készüléket, ezzel
ellentétben automata esetén a gép memóriája tartalmazza a beállításokat. A reflektorok
képe megegyezik mindkét esetben. Egyaránt szükséges csatolószer a vizsgálat
végrehajtásához, manuálisnál ZG-F paszta, automatánál víz, ami költséghatékonyabb.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 86 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
7500
8000
8500
9000
9500
10000
2013/1997 vizsgált
2012/1996 vizsgált
2011/1995 vizsgált
Manuális
Automata
10.2.4 Statisztikai összehasonlítás
2013 1997 2012 1996 2011 1995
január 812/22 176/2 786/48 315/0 856/15 251/2
február 916/31 147/5 753/26 260/2 726/78 263/2
március 851/18 122/3 845/18 340/3 878/45 268/4
április 999/43 250/8 795/26 231/5 856/26 221/2
május 1002/22 204/7 789/36 231/4 756/48 199/1
június 986/54 183/6 569/25 163/1 927/56 220/4
július 947/45 55/0 845/18 110/0 911/26 240/3
augusztus 916/45 162/4 796/16 67/1 786/48 210/7
szeptember 984/65 323/9 854/86 96/3 851/36 250/0
október 758/59 147/2 869/14 90/1 958/56 278/3
november 869/13 112/3 794/56 91/1 748/77 210/2
december 991/75 154/1 796/36 74/1 863/26 232/2
vizsgált
/selejt
vizsgált
/selejt
vizsgált
/selejt
vizsgált/
selejt
vizsgált/
selejt
vizsgált/
selejt
7.táblázat: Statisztikai összehasonlítás
6.diagram: Statisztikai összehasonlítás (vizsgált)
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 87 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
0
50
100
150
200
250
2013/1997 selejt 2012/1996 selejt 2011/1995 selejt
Manuális
Automata
7.diagram: Statisztikai összehasonlítás (selejt)
10.2.5 Következtetés
Mindent összevetve, mindig is szükség lesz manuális vizsgálatra, mivel az emberi
tapasztalatokat semmi nem kárpótolhatja. Pontos kiértékelés és hibafeltárás esetén
szükség van mindkét típusú vizsgáló készülékre, tehát nem hagyatkozhatunk csak a
gyorsabb automata módszerre.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 88 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
ÖSSZEFOGLALÁS
Diplomamunkám célja elsősorban az volt, hogy megismerkedjek a vasúti
kerékpárok állapotfelmérő vizsgálataival, a TS Hungaria Kft tevékenységi körével.
Részletesebben kitértem a cégnél alkalmazott vasúti kerékpárok karbantartási
fokozataira, mely alapján a vizsgálati folyamatok történnek. Ezen fokozatok
meghatározzák minden kerékre, hogy pontosan milyen roncsolásmentes vizsgálatokat
kell végrehajtani egy-egy alkatrészen. A leírtak alapján nagyvonalakban ismertetem az
alkalmazott karbantartási fokozatok lépéseit, így feltüntetve köztük a különbségeket is.
Leírásomba szerepel számos fontos vizsgálat alapelvének ismertetése, céljai és
szerepe, majd a leglényegesebb információk a menetéről.
A tengely ultrahangos vizsgálatnál főként a fáradásos repedések megtalálása volt a
cél. Három fő eljárása van, az egyik a csap vizsgálata csapágygyűrű nélkül, a másik a
tengelytörzs vizsgálata, a harmadik a központfurat csapágygyűrűvel ellátva.
Kerékpártárcsa vizsgálatánál repedések keresése a fő cél, amelyek főként a
kerékkoszorú külső síkjának éleinél, a menesztő körmöknél, valamint a
futófelületeknél voltak várhatóak.
Belső feszültség mérésnél ultrahangos feszültségmérő készüléket alkalmaztunk. A
keréktárcsán szintén automata rendszerrel mért pontokon mértük meg a feszültséget.
Készülékünk ezen értékeket átlagolta, diagram formájában kiértékelte mérését, és ha a
megengedett határok között volt az eredmény, akkor a vizsgálatot végző személy
megfelelőnek vélte.
Feladatom fő célja továbbá az volt, hogy az említett roncsolásmentes vizsgálatokkal
felfedezzem a hibát a kerékpárokban. Hiba megtalálása után az/azok elemzése,
méretének, helyzetének, mélységének esetlegesen okának felkutatása. Mindezek
meghatározott és említett magyar, illetve német szabvány alapján mentek végbe.
Beszállítótól függően választottam meg a használt szabvány típusát.
Elemeztem, hogy a Kft. új, automatizált vizsgálati módszerei milyen mértékben
javítják a vasúti kerékpárok gyártási és üzemeltetési hibáinak kimutathatóságát, majd
következtetéseket vontam le, és támasztottam alá bizonyos pontokban.
Az üzemben fellelhető vizsgálati tapasztalatok alapján részletes összehasonlítást
végeztem kézi és automatikus vizsgálatokról. Kitérve a belső feszültég mérésre és az
ultrahangos repedésvizsgálatra. Statisztikai összehasonlításokat végeztem mindkét
esetben, táblázatok és a diagramok segítségével szemléltetve a különbséget 3 évre
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 89 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
lebontva. Értékeltem egy összefoglalásban a fellelhető különbségeket és
következtetések alapján megállapítottam mely módszer vagy módszerek a megfelelőek
mind a cég, mind a szakemberek számára.
A diagramok azt mutatták, hogy a selejtek száma minden évben nagyon csekély a
vizsgáltak számához viszonyítva. Elmondható, hogy az éves vizsgálatok több mint
90%-a ép, mégis előfordul hibák kimutatása, melyek közül 5%-ban főként repedések,
4%-ban anyaghibák és nagyon minimális százalékban gyártási hibák fordulnak elő.
Fő előnyt az jelentette számomra, hogy automata rendszerek segítségével a vizsgált
kerékpárok azonosítva vannak, így lehet őket nyomon követni. Ennek célja, hogy
pontosan meghatározható a hiba forrása és visszavezethető. Tehát, ha egy fővizsga
után egy bizonyos idő elteltével károsodik a kerékpár, vissza lehet keresni a hiba
keletkezését. Ezen eszközök bevezetése hatalmas előnyt és fejlődést jelentett a cégnek,
még akkor is, ha ezzel együtt adminisztratív terheket jelentett.
Szakdolgozatom elkészítésében segédkezett Egry Zoltán és Fodorné Cserépi
Mariann, melyért köszönetet szeretnék ezúton is nyilvánítani.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 90 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
SUMMARY
First of all, the goal of my thesis was that I wanted to know the
study/examination/test of wheelsets and the activities of the TS Hungaria Ltd. I wrote
many details about the used maintenance stages at the company, ont he basis of these
tests. these stages define which nondestructive tests were made on parts of the
wheelset. I broadly tell the steps of maintenance stages in the whole text, so I showed
the differences between them.
It has a lot of platforms of important tests, and goals, functions, and after the most
important informations from their process. The goal of the ultrasonic testing of axis to
find the fatigue cracks. It has three steps, firstly, the study of the journal without
bearing ring, secondly, the test of the axis strain, thirdly, the test of center hole with
bearing ring. The main goal of finding cracks on the wheels which are at the outboard
of the felly, the driving-bolt and the running surface.
We use ultrasound voltmeter machine at locked-upstress. Points of automatic
system measured the stress on the wheel. These results was averaged and evaluated by
the machine in graph. If the result was the within limits the result was rated right by
the examiner.
The other main goal of my thesis was that I wanted to discover the fault in the
wheelsets with the mentioned nondestructive tests. After we had found faults we
analysed them and searched their size, status, depth and their possible reason.
According to my pages these were written by Hungarian and German standard
specifications. I choose the types of the used standard specifications depend on
supplier.
I analysed how the new methods of automatic tests of the Ltd. can improve the
account of wheelset’s faults then I concluded and documented in some points.
I made a detailed comparison between manual and automatic tests on the basis of
testing experience. For example the locked-upstress measure and ultrasonic testing. I
made statistical comparison in both cases. I showed the differences by the help of
graphs and tables itemize three years. I evaluated differences in a summary and I
established which method/methods are the best both for the company and the
technican.
The graphs showed that the number of waste products reduced in every year
correlated to number of tests. Accordint to the firm 90 percent of tests are good,
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 91 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
however detection of faults happen, in which 5 percent are cracks, 4 percent are
material defects and very low percent are production defects.
The main advantage for me that the examined wheelsets are identified by the help
of the automatic system. The advantage that the origin of fault definable exactly and
originate. Therefore, we can search back the origin of fault if the wheelset damaged
since the last main test.
The installation of these machines means huge advantage and development to the
company, even if it means more administrative duties.
Zoltán Egry and Mariann Cserépi helped me to made my thesis, therefore I would
like to thank them.
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 92 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
IRODALOMJEGYZÉK
[1] TS Hungaria vállalati szabvány: Ril 800.02
[2] TS Hungaria vállalati szabvány: VPI 04-3.kiadás-Kerékpárok
[3] TS Hungaria vállalati szabvány: VPI09-3.kiadás-Roncsolásmentes vizsgálat
[4] TS Hungaria vállalati szabvány: MÁVSZ 2616-4
[5] TS Hungaria vállalati szabvány: MSZ EN 13260-13261-13262_2009
[6] Ultrasonics -Contents lists available at ScienceDirect
[7] BME -Roncsolásmentes vizsgálatok ppt.
[8] Dr. Lukács János -Anyagizsgálat ppt
[9] Prof. Dr. Zobory István-Járművek és Mobilgépek I
[10]Tóth László -Roncsolásmentes vizsgálatok, és azok megbízhatósága és
következményei
[11]Dr Zvikli Sándor -Vasúti Járműszerkezetek
[12]TS Hungaria -Technológiai leírás
[13] http://www.tshungaria.hu/
[14] https://www.google.hu/search: Füzesabony vasúti baleset
[15] https://www.google.hu/search: Mágnesporos vizsgálat alapelve
[16] https://www.google.hu/search: Falvastagságmérő készülék
[17] https://www.google.hu/search: Hibaleképezési mód
[18]http://mmfk.nyf.hu/~gepgyartas/magt/hallgatok/feladatok/anyagismesanyagvizsg/
Anyagvmodszerek.pdf
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 93 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
MELLÉKLETEK
1. sz. melléklet: Belső feszültség mérés jegyzőkönyv
2. sz. melléklet: DEBBIE Adatrögzítés
3. sz. melléklet: Kerékpár tárcsa ultrahangos jegyzőkönyv
4. sz. melléklet: Kerékpár tengely ultrahangos jegyzőkönyv
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 94 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
1. sz. melléklet:
Jegyzőkönyv „Tömbkerekek kerékkoszorújának ultrahangos eljárással
történő belsőfeszültség mérése a karbantartás keretén belül”
IR-UT-W-02
2.
3. Szabályozások / Specifikációk / Vizsgálati utasítások
4. Vizsgálat ... szerint Rev. sz. Értékelés … szerint Rev. sz.
5. 6. Figyelem! Ez a jegyzőkönyv egy kerékpár belsőfeszültség-mérési folyamat dokumentumaként szolgál.
Ez a jegyzőkönyv dokumentálja a vizsgált kerékpár kerekeinek vizsgálati feltételeit és alkatrész-
specifikus adatait.
7.
8. Kerékpár Típus:
9.
Kerékpárszám: Adott esetben kerékszám:
A oldal:
B oldal:
10.
Kerék anyaga:
11. 12. Vizsgálati rendszer / vizsgálókészülék:
13. Ultrahangberendezés:
Azonosító szám:
Vizsgálófej:
Azonosító szám:
Anyagspecifikus berendezés beállítás:
14. 15. Referencia test
Referencia test megnevezése:
Azonosító szám:
16.
Feszültségmérés a referencia testen vizsgálat
elején:*)
Belsőfeszültség MPa-ban:
17.
Feszültségmérés a referencia testen a vizsgálat
végén :*)
Belsőfeszültség MPa-ban:
18. *) A referencia testen történő mérések mérési eredményeinek átvitele minden kerékpár
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 95 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
2. sz. melléklet: Jegyzőkönyv „Tömbkerekek kerékkoszorújának ultrahangos eljárással
történő belsőfeszültség mérése a karbantartás keretén belül”
IR-UT-W-02
1.
2. Kerékpárok kerekei mérési eredményeinek dokumentálása*):
3. Mérési pont
száma
A futófelület alatt
elhelyezkedő mérési
pont helyzete t, mm
Feszültség értéke
(t) az A-oldalon
MPa-ban
Feszültség értéke
(t) a B-oldalon
MPa-ban
Megjegyzés (pl.
nem engedélyezett)
1 10
2 11
3 12
4 13
5 14
6 15
7 16
8 17
9 18
10 19
11 20
12 21
13 22
14 23
15 24
16 25
17 26
18 27
19 28
20 29
21 30
22 31
23 32
24 33
25 34
26 35
27 36
28 37
29 38
30 39
31 40 4. *) A táblázatot különösen a DEBBIE rendszerrel vizsgált értékek dokumentálására kell használni. Az
UER-T rendszer automatikusan kiértékeli a (t) folyamatot.
5. Üzem: Dátum: Vizsgáló:
Aláírás
Vizsgálati felügyelet:
Aláírás:
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 96 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
3. sz. melléklet:
Gyűjtő jegyzőkönyv „Tömbkerekek kerékkoszorújának kézi
ultrahangvizsgálata a karbantartás keretén belül”
CR-UT-W-01
4.
5. Szabályozások / Specifikációk /Vizsgálati utasítás Vizsgálat … szerint Rev. sz. Értékelés … szerint Rev. sz.
6. 7. Figyelem! Ez a jegyzőkönyv olyan kerékpárok regisztrációköteles vizsgálati eredményeinek
dokumentumaként szolgál, amelyek azonos vizsgálati feltételek mellett és regisztráció köteles jelek
nélkül lettek vizsgálva. Ez a jegyzőkönyv dokumentálja a vizsgált kerekek vizsgálati feltételeit és
alkatrész-specifikus adatait.
8.
9. Vizsgáló rendszer / Vizsgáló készülék:
10. Ultrahangos vizsgálóeszköz
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 1:
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 2:
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 3:
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 4:
Azonosító szám:
11. 12. Ellenőrzőtest / Összehasonlító test:
13. 1. Ellenőrzőtest/összehasonlító test megnevezése 1:
Azonosító szám:
2. Ellenőrzőtest/összehasonlító test megnevezése 2:
Azonosító szám:
14. 15. Érzékenységi beállítás:
16. Vizsgálófej
előék
Beállító
reflektor
Összehasonlító
test
Visszhangmagasság
beállító visszhang
VG vizsgálat
elején VT VR= VG+ V VG vizsgálat
végén
17. 18. VG = alaperősítés
19. V= kiegészítő erősítés, amennyiben a vizsgálati tervben meg van adva
20. VR =regisztrálási erősítés: VR = VG + V
21.
22. Visszhangmagasság a képernyőmagasság %-ában
23. Erősítési adatok dB-ben
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 97 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
24.
25.
Gyűjtő jegyzőkönyv „Tömbkerekek kerékkoszorújának kézi ultrahang-
vizsgálata a karbantartás keretén belül”
CR-UT-W-01
26. 27. 28. Alkatrész adatai:
Típus: Kerékpárszám: Kerékszám, ill.
A oldal / B oldal:
Vizsgálat
dátuma:
Vizsgáló neve: Vizsgáló
aláírása
29.
Megjegyzések:
30. Üzem: Dátum: Vizsgálati felügyelet:
Aláírás:
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 98 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
4.sz.melléklet:
Gyűjtő jegyzőkönyv „Csatolt tömör kerékpártengely kézi ultrahang-
vizsgálata keresztirányú repedésekre a karbantartás keretén belül”
CR-UT-A-01
Szabályozások / Specifikációk /Vizsgálati utasítás Vizsgálat .. szerint Rev. sz. Értékelés … szerint Rev. sz.
Figyelem! Ez a jegyzőkönyv olyan tengelyek regisztrációköteles vizsgálati eredményeinek dokumentumaként
szolgál, amelyek azonos vizsgálati feltételek mellett, regisztráció köteles jelek nélkül lettek vizsgálva. Ez a
jegyzőkönyv dokumentálja a vizsgált tengelyek vizsgálati feltételeit és alkatrész-specifikus adatait.
Vizsgáló rendszer / Vizsgáló eszköz:
Ultrahangos vizsgálóeszköz
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 1:
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 2:
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 3:
Azonosító szám:
Vizsgálófej / előék 4:
Azonosító szám:
Ellenőrzőtest / Összehasonlító test:
Ellenőrzőtest/összehasonlító test megnevezése 1:
Azonosító szám:
Ellenőrzőtest/összehasonlító test megnevezése 1:
Azonosító szám:
Érzékenységi beállítás:
Vizsgálófej,
előék
Beállító
reflektor
Összehasonlító
test
Visszhangmagasság
beállító visszhang
VG vizsgálat
elején VT V VR VG vizsgálat
végén
VG = alaperősítés
VT= transzferkorrektúra
V= kiegészítő erősítés, amennyiben a vizsgálati tervben meg van adva
VR =regisztrálási erősítés: VR = VG + VT + V
Echómagasság képernyőmagasság %-ban
Erősítési adatok dB-ben
ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 99 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata
Gyűjtő jegyzőkönyv „Csatolt tömör kerékpártengely kézi ultrahang-
vizsgálata keresztirányú repedésekre a karbantartás keretén belül”
CR-UT-A-01
Adatok az alkatrészhez: Típus: Kerékpárszám: Vizsgálati terv: Vizsgálat
dátuma:
Vizsgáló neve: Vizsgáló
aláírása
Megjegyzések:
Üzem: Dátum: Vizsgálati felügyelet:
Aláírás:
Recommended