ANALYSIS OF METHODS OF WHEEL PAIRS AXLES NON-DESTRUCTIVE TESTING

Authors

  • O. Gubarevych
  • I. Shvedchykova

DOI:

https://doi.org/10.32703/2617-9040-2018-32-1-26-44

Keywords:

wheel pair, non-destructive testing, axles, automation, defectoscopy, magnetization, magnetic field

Abstract

The analysis of the present state of non-destructive testing on railway transport is carried out in the work. It showed that ultrasonic and magnetopowder methods are the most used in the practice of defectoscopy of axles of wheel pairs during the period of their manufacture and repair. Each method has a number of disadvantages, the most significant of which are: increasing the requirements for the quality of the surface, a small depth of defect search, the impossibility of automating the process and participation of the human operator during the testing. It reduces the reliability of the data. Currently applied methods of non-destructive testing of axles of wheeled pairs are characterized by subjectivity in the evaluation of defects and the complexity or impossibility of automating the control process. The flux-gate method allows automatizing the process of non-destructive testing. It is currently used the testing of the state of the elements of the cargo cart items locomotive. The use of a single method for controlling all major parts of locomotive trucks will be considerably more profitable and more convenient for repair providers in the economy. In addition, the further development of non-destructive testing methods must also be taken into account in the fact that manually controlled railway axles cannot be supplied to the European market, since the relevant regulatory documents provide for mandatory automated control with the formation of a protocol for each axle without the participation of the operator. Thus, according to the comparative analysis of the current state of the methods of testing of the wheel pair’s axles, it is advisable to pay attention to further development and use for the solution of the problems of non-destructive testing of the axles of the wheel pairs of a perspective flux-gate method.

References

1. Dogovor o «Pravilakh pol'zovaniya gruzovymi vagonami v mezhdunarodnom soobshchenii» (PGV))/ Оrganizatsiya sotrudnichestva zheleznykh dorog (OSZHD) [Agreement on "Rules for the use of freight wagons in international traffic"]. (2018).
2. GOST 33200-2014(2014). Osi kolesnykh par zheleznodorozhnogo podvizhnogo sostava. Obshchiye tekhnicheskiye usloviya (s Popravkoy). Mezhgosudarstvennyy standart [Axles for wheelsets of railway rolling stock. General specifications MKS 45.060].
3. Shvedchykova, I., Mohmed Jasim Jasim, Shevchenko, O., Soloshych, I. (2018). Numerical Analysis of the Informational Parameters of the Magnetic Fields in the Area of the Defects of Wheel Pairs Axes. International Journal of Engineering &Technology. 4.3. 115-119.
4. Shvedchykova, I.A., Shevchenko, A.I., Soloshych I.A. (2018). Prymenenye mahnytnykh metodov nerazrushayushcheho kontrolya na zheleznodorozhnom transporte [Application of magnetic methods of non-destructive testing in railway transport]. Mizhnarodnoyi naukovo-tekhnichnoyi konferentsiyi «Tekhnolohiyi ta infrastruktura transportu», Kharkiv: UkrDUZT, 134-136.
5. Klyuyev, V.V. (2003). Nerazrushayushchiy kontrol': T.2 [Nondestrucyive testing: T.2]. M., Mashinostroyeniye.
6. Ostanin, S.N. (2015). Neispravnosti vagonnykh kolesnykh par i ikh elementov [Faults wagon wheel pairs and their elements]. Vagonnyy park. 9-10 (102-103). 32-36.
7. Borzylov, I.D., Shevchenko, K.V., Kalytyuk, V.Yu. (2014). Pidvyshchennya yakosti neruynivnoho kontrolyu osey kolisnykh par vahoniv za dopomohoyu koertsytymetriyi [Improving the quality of NDT axle bogies wagons using koertsytymetriyi]. Zbirnyk naukovykh pratsʹ UkrDAZT. 147. 27-31.
8. Shvedchykova, I.O., Zhydkov, A.B. (2018). Mahnitni metody neruynivnoho kontrolyu tekhnichnykh obyektiv [Magnetic methods of ]non-destructive testing of technical objects]. Syevyerodonetsk, vyd-vo SNU im. V. Dalya.
9. Lenz, J, Edelstein, SL (2006). Magnetic sensors and their applications. IEEE Sensors Journal. 6 (3), 631-649.
10. Troitskiy, V.A. (2002). Magnitoporoshkovyy kontrol' svarnykh soyedineniy i detaley mashin [Magnetic particle testing of welds and machine parts]. Kyev, Feniks.
11. TSV-TSL-0062 (2006). Instruktsiya z ohlyadu, obstezhennya, remontu ta formuvannya vahonnykh kolisnykh par. [Instructions for inspection, inspection, repair and formation of wagon wheel pairs]. /Derzhadministratsiya zaliznychnoho transportu Ukrayiny, Ukrzaliznytsya, Holovne upravlinnya vahonnoho hospodarstva, Kyyivske proektno-konstruktorsko-tekhnolohichne byuro po vahonakh.
12. TSV-0073 (2006). Instruktsiya z orhanizatsiyi remontu kolisnykh par u vahonokolisnykh maysternyakh (VKM) ta vahonnykh depo (VCHD) zaliznyts [Instruction on the organization of repair of wheeled pairs in carriage-car workshops and carriage depots of railways]. M-vo transportu Ukrayiny. Derzhadministratsiya zaliznychnoho transportu Ukrayiny. Holov. uprav. vahonnoho hospodarstva.
13. VND 32.0.07.001-2001. Instruktsiya z formuvannya, remontu ta utrymannya kolisnykh par tyahovoho rukhomoho skladu zaliznyts Ukrayiny koliyi 1520 mm [Instruction on the formation, repair and maintenance of wheeled pairs of traction rolling stock of railways of Ukraine 1520 mm]. Kyyiv –2011 Derzhavna administratsiya zaliznychnoho transportu Ukrayiny, Ukrzaliznytsya, vidomchyy normatyvnyy dokument Nakazom Ukrzaliznytsi vid 29.05.2001 № 305-TS zi zminamy ta dopovnennyamy zatverdzhenymy nakazamy Ukrzaliznytsi vid 16.11.2004 № 863-TSÉ, vid 18.12.2007 № 598-TS ta vid 20.04.2010 № 046-TSZ. –171s.
14. Shevchenko, A.I., Yakovenko, V.V., Tkhafer, Basim (2002). Defektoskop dlya kontrolya osey kolosnykh par podvizhnogo sostava [Defectoscope for monitoring the axles of wheel pairs of rolling stock]. Vísnik SNU ím. V. Dalya. 1(47). 25-27.
15. David, C, Marina, D.-M, Lucas, P, Claudio, A, (2010). Small fluxgate mag-netometers: Development and future trends in Spain. Sensors. 10 (2010), 1859–1870.
16. Chistyakov, VV., Molotkov, S.L. (2002). Sravnitel'nyy analiz tekhnicheskikh vozmozhnostey ul'trazvukovykh defektoskopov obshchego naznacheniya [Comparative analysis of technical possibilities of general-purpose ultrasonic flaw detectors]. V mire nerazrushayushchego kontrolya. 2 40–44.
17. Petinov, S.V., Sidorenko, V.G. (2016), Obzor metodov defektoskopii pri obsledovanii truboprovodov [Review of methods for defectoscopy during pipeline inspection]. Molodoy uchenyy. 2. 194-199.
18. T18.04 / Instruktsiya z ultrazvukovoho kontrolyu osey kolisnykh par pry vykonanni promizhnoyi reviziyi [Instruction on ultrasonic control of axles of wheel pairs during intermediate revision]. (2006). M-vo transportu ta zv'yazku Ukrayiny, Derzhadministratsiya zaliznychnoho transportu Ukrayiny, Ukrzaliznytsya, Holovne upravlinnya vahonnoho hospodarstva.
19. Yershov, S.G., Zaslavskiy, S.L. (2006). Metodologiya vizualiziruyushchikh metodov nerazrushayushchego kontrolya: tri sostavnyye chasti uspekha avtomatizirovannykh sistem. [Methodology of Visualizing Nondestructive Testing Techniques: Three Components of the Success of Automated Systems]. V mire nerazrushayushchego kontrolya. 3 (33). 10–12.
20. TSV-0118. Instruktsiya z neruynivnoho kontrolyu detaley ta vuzliv vahoniv mahnitoporoshkovym, vykhrostrumovym ta ferozondovym metodamy ta z vyprobuvannya na roztyahannya shcho zatverdzhena nakazom Derzhavnoyi administratsiyi zaliznychnoho transportu 28.12. 2009, № 720-TS [Instruction on non-destructive control of parts and units of cars by magnetic flux, eddy current and flux-gate methods and tensile test].
21. Ustanovka mokroho mahnitoporoshkovoho kontrolyu zaliznychnykh osey UMPK-Os-38. [The device for monitoring railway axles using the method of wet magnetic powder UMPK-Os-38]. [Elektronnyy resurs]. – Rezhym dostupu: http://autondt.com/produktsiya/73-ustanovka-mokrogo-magnitoporoshkovogo-kontrolya-zheleznodorozhnykh-osej-umpk-os-38.
22. Gorkunov, B.M, L'vov, S.G. (2004). Vikhretokovyy dvukhparametrovyy kontrol' nemagnitnykh tsilindricheskikh izdeliy [Eddy current two-parameter testing of non-magnetic cylindrical products]. Vestnik natsional'nogo tekhnicheskogo universiteta «KHPI». 7. 35-41.
23. Systema avtomatyzovanoho ultrazvukovoho kontrolyu zaliznychnykh osey «SAUZK Uniskan-Luch OSʹ-4. [System of automatic ultrasonic control of railway axles "SAUSK Uniskan-Luch OS-4"]. [Elektronnyy resurs]. – Rezhym dostupu: http://autondt.com/produktsiya/55-os-4.
24. Ustanovka kompleksnoho kontrolyu kolisnykh par vahoniv RNK KP - 8.3. [The device of integrated management of wheel pairs SNK KP - 8.3]. [Elektronnyy resurs]. – Rezhym dostupu: http://www.ndt.com.ua/ru/products/at/ndt-of-wheel-pairs-snk-kp-8-3.
25. Lu, CC, Huang, J, Chiu PK, Chiu, SL, Jeng, JT (2014). High-Sensitivity Low-Noise Miniature Fluxgate Magnetometers Using a Flip Chip Conceptual Design. Sensors. 14. 13815-13829.
26. Primdahl, F (1970). The fluxgate mechanism, part I: The gating curves of parallel and orthogonal fluxgates. IEEE Trans. On Magn.. 6, 376-383.
27. Dolabdjian, C, Saez, S, Toledo, AR, Robbes, D, (1998). Signal-to-noise improvement of bio-magnetic signals using a flux-gate probe and real time signal processing. Rev. Sci. Instrum. 69, 3678-3680.
28. Bezkorovaynyy, V.S. (2015). Pidvyshchennya pereshkodostiykosti ferozondovykh defektoskopiv do mahnitnykh poliv pereshkod: avtoref. dys. na zdobuttya nauk. stupenya kand. tekhn. nauk: spets. 05.11.13 [Increase of impedance of fluxgate flaw detectors to magnetic fields of interference]. / «Prylady i metody kontrolyu ta vyznachennya skladu rechovyn». Kharkiv.
29. Instruktsiya po mahnitnomu kontrolyu vidpovidalnykh detaley tyahovoho rukhomoho skladu zaliznyts Ukrayiny (zatverdzheno nakazom "Ukrzaliznytsi" vid 04.03.03 r. №60-TS) [Instruction on magnetic control of the responsible parts of the traction rolling stock of Ukrainian railways]. (2003).

Література:

Договор о «Правилах пользования грузовыми вагонами в международном сообщении» (ПГВ))/ Организация сотрудничества железных дорог (ОСЖД) (с изменениями и дополнениями по состоянию на 19 июня 2018 г.).
2. ГОСТ 33200-2014/Оси колесных пар железнодорожного подвижного состава. Общие технические условия (с Поправкой)/Межгосударственный стандарт, Axles for wheelsets of railway rolling stock. General specifications МКС 45.060, принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 22 декабря 2014 г. N 73-П). Дата введения 2015-11-01
3. Shvedchykova I., Mohmed Jasim Jasim, Shevchenko O., Soloshych I. Numerical Analysis of the Informational Parameters of the Magnetic Fields in the Area of the Defects of Wheel Pairs Axes // International Journal of Engineering &Technology. – 2018. – № 4.3. – Special Issue 3. – Р. 115-119.
4. Шведчикова И. А., Шевченко А. И., Солошич И. А. Применение магнитных методов неразрушающего контроля на железнодорожном транспорте // Тези доповідей міжнародної науково-технічної конференції «Технології та інфраструктура транспорту», 14-15 травня 2018 р., м. Харків, УкрДУЗТ. – C. 134-136.
5. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. –Т.2: в 2 кн. –М.: Машиностроение, 2003. – 688 с.
6. Останин С.Н. Неисправности вагонных колесных пар и их элементов / С.Н. Останин // Вагонный парк. – 2015. – № 9-10 (102-103). – С. 32-36.
7. Борзилов І. Д. Підвищення якості неруйнівного контролю осей колісних пар вагонів за допомогою коерцитиметрії / І. Д. Борзилов, К. В. Шевченко, В. Ю. Калитюк // Збірник наукових праць УкрДАЗТ. – 2014. – Вип. 147. – С. 27-31.
8. Шведчикова І.О., Жидков А.Б. Магнітні методи неруйнівного контролю технічних об’єктів. – Сєвєродонецьк: вид-во СНУ ім. В. Даля, 2018. – 196 с.
9. Lenz J, Edelstein SL, «Magnetic sensors and their applications», IEEE Sensors Journal, Vol. 6, Issue 3 (2006), pp. 631-649.
10. Троицкий В. А. Магнитопорошковый контроль сварных соединений и деталей машин. – Киев: Феникс, 2002. – 300 с.
11. ЦВ-ЦЛ-0062/Інструкція з огляду, обстеження, ремонту та формування вагонних колісних пар. /Держадміністрація залізничного транспорту України, Укрзалізниця, Головне управління вагонного господарства, Київське проектно-конструкторсько-технологічне бюро по вагонах. – 2006. – 102 с.
12. ЦВ-0073/Інструкція з організації ремонту колісних пар у вагоноколісних майстернях (ВКМ) та вагонних депо (ВЧД) залізниць. /М-во транспорту України. Держадміністрація залізничного транспорту України. Голов. управ. вагонного господарства. –2006.
13. ВНД 32.0.07.001-2001 /Інструкція з формування, ремонту та утримання колісних пар тягового рухомого складу залізниць України колії 1520 мм. К., –2011/Державна адміністрація залізничного транспорту України, Укрзалізниця, відомчий нормативний документ Наказом Укрзалізниці від 29.05.2001 № 305-Ц зі змінами та доповненнями затвердженими наказами Укрзалізниці від 16.11.2004 № 863-ЦЭ, від 18.12.2007 № 598-Ц та від 20.04.2010 № 046-ЦЗ. –171с.
14. Шевченко А. И., Яковенко В. В., Тхафер Басим. Дефектоскоп для контроля осей колѐсных пар подвижного состава / А. И. Шевченко, Яковенко В. В., Тхафер Бассим // Вісник СНУ ім. В. Даля. – 2002. – № 1(47). – c. 25-27.
15. David C, Marina D.-M, Lucas P, Claudio A, ―Small fluxgate mag-netometers: Development and future trends in Spain‖, Sensors, No. 10 (2010), pp. 1859–1870.
16. Чистяков В. В., Молотков С. Л. Сравнительный анализ технических возможностей ультразвуковых дефектоскопов общего назначения // В мире неразрушающего контроля. – 2002. – № 2. – С. 40–44.
17. Петинов С. В., Сидоренко В. Г. Обзор методов дефектоскопии при обследовании трубопроводов // Молодой ученый. – 2016. – №2. – С. 194-199.
18. Т18.04/Інструкція з ультразвукового контролю осей колісних пар при виконанні проміжної ревізії. /М-во транспорту та зв'язку України, Держадміністрація залізничного транспорту України, Укрзалізниця, Головне управління вагонного господарства. – 2006.
19. Ершов С.Г., Заславский С.Л. Методология визуализирующих методов неразрушающего контроля: три составные части успеха автоматизированных систем. − В мире неразрушающего контроля. –2006. − № 3 (33). − С. 10–12.
20. ЦВ-0118/ Інструкція з неруйнівного контролю деталей та вузлів вагонів магнітопорошковим, вихорострумовим та ферозондовим методами та з випробування на розтягання що затверджена наказом Державної адміністрації залізничного транспорту 28.12. 2009 р. № 720-Ц. – 278с.
21. Установка мокрого магнітопорошкового контролю залізничних осей УМПК-Ось-38. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://autondt.com/produktsiya/73-ustanovka-mokrogo-magnitoporoshkovogo-kontrolya-zheleznodorozhnykh-osej-umpk-os-38.
22. Горкунов Б.М, Львов С.Г. Вихретоковый двухпараметровый контроль немагнитных цилиндрических изделий // Вестник национального технического университета «ХПИ». – Харьков: НТУ «ХПИ». - 2004. – Вып. 7. - C. 35-41.
23. Система автоматизованого ультразвукового контролю залізничних осей «САУЗК Уніскан-Луч Оcь-4». [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://autondt.com/produktsiya/55-os-4.
24. Установка комплексного контролю колісних пар вагонів РНК КП - 8.3. [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.ndt.com.ua/ru/products/at/ndt-of-wheel-pairs-snk-kp-8.3.
25. Lu CC, Huang J, Chiu PK, Chiu SL, Jeng JT. High-Sensitivity Low-Noise Miniature Fluxgate Magnetometers Using a Flip Chip Conceptual Design // Sensors. - No. 14 (2014). – P. 13815-13829.
26. Primdahl F. The fluxgate mechanism, part I: The gating curves of parallel and orthogonal fluxgates // IEEE Trans. On Magn.. - No. 6 (1970). - P. 376-383.
27. Dolabdjian C, Saez S, Toledo AR, Robbes D. Signal-to-noise im-provement of bio-magnetic signals using a flux-gate probe and real time signal processing // Rev. Sci. Instrum. - No. 69 (1998). - P. 3678-3680.
28. Безкоровайний В.С. Підвищення перешкодостійкості ферозондових дефектоскопів до магнітних полів перешкод: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: спец. 05.11.13 / «Прилади і методи контролю та визначення складу речовин» / В. С. Безкоровайний. – Харків, 2015. – 24 с.
29. Інструкція по магнітному контролю відповідальних деталей тягового рухомого складу залізниць України (затверджено наказом «Укрзалізниці» від 04.03.03 р. №60-Ц). – К., 2003. – 87 с.

Published

2018-12-23

How to Cite

Gubarevych, O., & Shvedchykova, I. (2018). ANALYSIS OF METHODS OF WHEEL PAIRS AXLES NON-DESTRUCTIVE TESTING. Transport Systems and Technologies, 1(32), 26–44. https://doi.org/10.32703/2617-9040-2018-32-1-26-44