VASÚTI KERÉKPÁROK ÁLLAPOTFELMÉRŐ VIZSGÁLATAI

Átírás

1 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.

2 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 2 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata TARTALOMJEGYZÉK Bevezetés Vasúti kerékpárok Alapfogalmak Kerékpárok csoportosítása Anyagvizsgálat Roncsolásmentes vizsgálat Kialakulásának rövid ismertetője Roncsolásmentes vizsgálatok célja a vasúti kerékpároknál Ultrahangos vizsgálat történelmi áttekintése Hibakimutatás Kerékpárok használata során keletkezett károsodások Futófelületi hibák Tengelyhibák Kerékváz hibák Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata, magyar-és német szabvány szerinti Általános rövid ismertető Tengely és tárcsa szabványos tulajdonságai Tengely Tárcsa Kerékpárok szabványos méretei Magyar szabvány szerinti állapotfelmérés Német szabvány szerinti állapotfelmérés TS Hungaria Cégtörténet Vasúti teherszállítás TS Hungaria Új vasúti kerékpárjavító üzem TS Hungaria-nál alkalmazott karbantartási fokozatok IS0 karbantartási fokozat IL karbantartási fokozat IS1 karbantartási fokozat IS2 karbantartási fokozat IS3 karbantartási fokozat Javítási folyamat alapelve Roncsolásmentes vizsgálati módszerek Szemrevételezéses módszer (VT) Kerékpártárcsa Kerékpártengely Mágnesporos repedés vizsgálat (MT) Kerékpártárcsa mágnesezhetőporos vizsgálata Kerékpártengely mágnesezhetőporos vizsgálata Ultrahangos repedés vizsgálat (UT) Ultrahangos falvastagságmérés... 51

3 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 3 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 8.5 Belső feszültség mérés Folyadékbehatolásos vizsgálat (penetráció) Vasúti kerékpárok hibalehetőségei A hibák hatása és veszélyességének megítélése Hibák csoportosítása Hibakimutathatóság lehetőségei Hibaleképezés ultrahangos vizsgálatnál Kézi és automatikus vizsgálatok összehasonlítása Belső feszültség mérése UER II automata gép DEBBIE manuális gép Összehasonlítás Statisztikai összehasonlítás Következtetés Ultrahangos vizsgálat Manuális ultrahangos vizsgálat Tömbkerék kerékkoszorújának kézi ultrahangos vizsgálata Tömör kerékpár tengelyek kézi ultrahangos vizsgálata Automata ultrahangos vizsgálat Kerékpárvizsgáló állás Tengelyvizsgáló állás Összehasonlítás Statisztikai összehasonlítás Következtetés Összefoglalás Summary Irodalomjegyzék Mellékletek... 93

4 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.

5 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]

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 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

7 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.

8 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.

9 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)

10 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]

11 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 11 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 3. RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLAT 3.1 Kialakulásának rövid ismertetője [7][8][10] 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 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.

12 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.

13 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 1914 Jéghegy észlelése 3km-es távolságból 100 Hz frekvenciájú sugárzás visszaverődésével 1918 Piezoelektromos hatás felhasználása hullámok gerjesztésére (kvarc kristály acéllapok között) 1918 Tengeralattjáró észlelése 1,5 km távolságból visszhangjel alapján 1921 Tengely mélységének mérése ultrahangos rezonancia módszerrel (szabadalom) 1928 Magnetostrikciós készülék kifejlesztése az ultrahang osztillátorhoz 1929 Ultrahang alkalmazása fémekben lévő hibák detektálására 1931 Transzmissziós hullám alkalmazása a hibák kimutatására két fej (adó és vevő) alkalmazásával Richardson Fessenden Lavengin Lavengin A.Behun G.W. Pierce S.J. Sokolov O.Muhlhauser 1933 Muhlhauser szabadalma Németországban O.Muhlhauser 1939 Sokolov szabadalma az Egyesült Államokban (Első kereskedelmi készülék, az Ultrasonel forgalmazása) S.J. Sokolov

14 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) Hz közötti hullámok (hallható hang) 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

15 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]

16 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]

17 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]

18 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]

19 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).

20 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 szerinti kerekekből, - EN szerinti tengelyekből. 5.2 A tengely és a tárcsa szabványos tulajdonságai [1][2][3][4][5] Tengely Az MSZ EN 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

21 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 Tárcsa Tömbkerék anyagai (2. táblázat) az MSZ EN 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

22 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 22 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 5.3 Kerékpárok szabványos méretei [3] Tengely: (9. ábra) Tömbkerék: (10. ábra) 9.ábra: Tengely szabványos méretei [3] 10. ábra: Tárcsa szabványos méretei [3] Méretek mm-ben értendőek: 1=188 2= 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.

23 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.

24 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 MT- mágnesporos vizsgálat PT- penetrációs vizsgálat RT- röntgen vizsgálat UT- ultrahang vizsgálat VT- szemrevételezéses vizsgálat (eddy current testing) (magnetic particle testing) (penetrant testing) (radiographic testing) (ultrasonic testing) (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.

25 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 25 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 6. TS HUNGARIA 6.1 Cégtörténet [13] 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 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 ben igazolta alkalmasságát az Osztrák Vasút előtt (ÖBB) is, a vasúti járművek karbantartására, javítására, illetve gyártására 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 től új vagonok tervezésével, gyártásával egészült ki a tevékenység.

26 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 Új vasúti kerékpárjavító üzem A projekt tárgya a vasúti kerékpárgyártás, vizsgálat és javítás üzletágat érinti, mely fejlesztés szerves folyománya a 2009-ben indított és 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 június 12-én. (11.ábra) 11. ábra: Kerékpárjavító üzem

27 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,

28 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 kerékpárcsapágyfedél leszerelése történik. Védőfedél leszerelése, majd a kerékpárcsapágyfedél 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.

29 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

30 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

31 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 C -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

32 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

33 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 és a VPI 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

34 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.

35 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]

36 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.

37 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

38 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 38 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 1 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 Megfelelt selejt ellenőrzés 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 2

39 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 39 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 2 Kerékpárt tárolóhelyre viszik Kerékpárt bekötik forgóváz vagy kocsi alá Kocsijavítási program ki-bekötési könyv DOKUMENTÁLÁS (mellékletek)

40 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 500 lx általános szemrevételezés speciális szemrevételezés >1000 lx ajánlott megvilágítási erősség ( K ezen fényforrás hőmérséklete.) 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 mm között megfelelő az ember képfelbontó képessége ezt a távolság

41 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 Kerékpártengely Tengely vizsgálata esetén a szem objektum távolsága és a látótávolság nagysága megegyezik a tárcsáéval. (19. ábra)

42 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

43 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.

44 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

45 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/cm 2 -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.

46 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 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

47 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 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.

48 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 RIL 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

49 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.

50 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.

51 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 dbban 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

52 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 MPa (1 MPa = 1 N/mm 2 ) a szabványosan megkövetelt belső nyomófeszültség. A megkövetelt feszültséglefutás

53 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 53 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata (t) változik a mélységgel t és az új kerékpárok esetén kb 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]

54 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 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 ig 3.táblázat: Engedélyezett vizsgálati értékek A vizsgálati eredményeket dokumentálni kell jegyzőkönyv formájában (1.melléklet).

55 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.

56 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 (α k ) 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

57 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 57 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata Gyártástechnológiai hibák Üzemeltetési hibák Öntési Melegalakítási Hőkezelési Hidegalakítási Hegesztési - felkeményedés - edzési repedés - ridegedés - repedés - revésedés - beedződés - textúraváltozás - zárvány - deformáció - repedés - gázzárvány - lunker - porozitás - behengerlés - gyűrődés - durvaszemcsés - öregedés - üreg - összeolvadás - felületi hibák - egyéb. törés nélkül - repedés, törés - kopás - korrózió 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.)

58 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 Hibaleképezés ultrahangos vizsgálatnál Az impulzus visszaverődéses eljárások háromféle módon rögzíthetőek. Ezek az A,B,C leképezési módok, melyek közül az automata berendezés mindhárom képet

59 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: X 1 =S:S 1, 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.

60 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.

61 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 kerékkoszorúban. 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 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

62 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 kerékkoszorúhomlokfelületre (a kerék nyomkarima felőli oldala). A manipulátornak cca. 12-órapozícióban 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 mmről 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).

63 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 63 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 3. diagram: Belső feszültségmérés értékelése [12] 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-órapozícióban meghatározni. A mérőfejet a kerékkoszorú belső oldalán (33. ábra) 10 mmrel a futókör-átmérő síkja alatt kell csatlakoztatni. 33. ábra: DEBBIE vizsgálógép

64 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 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)

65 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. III. IV. mérőfej és vizsgálókábel etalon 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,

66 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 től 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 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

67 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 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

68 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 68 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata Manuális Automata /1997 vizsgált 2012/1996 vizsgált 2011/1995 vizsgált 4. diagram: Statisztikai elemzés (vizsgált) Manuális Automata /1997 selejt 2012/1996 selejt 2011/1995 selejt 5. diagram: Statisztikai adatok (selejt)

69 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 69 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 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 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 Manuális ultrahangos vizsgálat 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) 45 o -os szögvizsgáló fejjel vizsgálva

70 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 70 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata - ugyanúgy s = 192 mm (kopástól függően) 45 o -os szögvizsgáló fejjel vizsgálva - s = 70 mm egy 70 o -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. 45 o -os vizsgáló fejjel gerjesztett 2 referencia hibavisszhangot 40% BSH-ra állít. (Sugárút ehhez a visszhanghoz kb. 192 mm). Az ehhez szükséges erősítés az alaperősítés V G. 1 referencia hiba visszhangjának keresése 45 o -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. 70 o -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 V G. Mindkét vizsgálati területre a regisztrálási erősítés egyenlő az alaperősítéssel V G V R = V G ( ábra) ábra: Pozíciók [3]

71 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 10 o C-nál hidegebb legyen. Vizsgálat elvégzése, vizsgálat lefolyása Tengelyek egymást követő UT-vizsgálata vizsgálófejekkel és a következő vizsgálati lépésekkel

72 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 360 o -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]

73 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 73 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 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 jelentősen 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]

74 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 74 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata b) 45 o ban dőlt besugárzás fél vetődésben: - vizsgált felület: csapágyülék - vizsgálati tartomány: külső kerékülék - a szükségcsonk átmenet - vizsgálófej: 45 o -WPK vagy SPK előékkel 41. ábra: 45 -os besugárzás [3] c) 54 o -ban dőlt besugárzás fél vetődésben: - vizsgált felület: tengelyszár - vizsgálati tartomány: kerékülék - vizsgálófej: 54 o WPK vagy SPK előékkel 42. ábra: 54 -os besugárzás [3]

75 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 75 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata d) 37 o -ban dőlt besugárzás fél vetődésben: - vizsgált felület: tengelyszár - vizsgálati terület: belső kerékülék - tengelyszár átmenet - vizsgálófej: 37 o 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. 37 o -, 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)

76 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 s B = mm-ig ill 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: s B= 0-300mm 37 o és 45 o -os vizsgálófejhez s B = 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 54 o -os vetődésben, és ezen transzferkorrektúra átvitele minden egyéb szögvizsgálófejre.

77 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 360 o -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) 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.

78 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 (T ) - 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 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.

79 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.

80 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 80 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata Ultrahangos vizsgálati módszerek Impulzus visszhang módszer Hibátlan darab oszcilloszkópos képe adójel Hátfalvisszhang Hibás darab oszcilloszkópos képe hibajel 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.

81 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 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 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.

82 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 82 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata 49. ábra: Automata tárcsa vizsgáló fej 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) műanyagvizsgálófejek. A vizsgálófej kombinációk lánctagos formát kapnak. A kombinációkban lévő vizsgálófejek rugósan rögzítettek, így mozgathatóak. A vizsgálófejek a tengelyátmérőtől függően optimálisan felfekszenek a tengelyre. A

83 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 (T ) - 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.

84 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 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

85 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.

86 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 86 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata Statisztikai összehasonlítás 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 vizsgált vizsgált vizsgált/ vizsgált/ vizsgált/ /selejt /selejt /selejt selejt selejt selejt 7.táblázat: Statisztikai összehasonlítás Manuális Automata /1997 vizsgált 2012/1996 vizsgált 2011/1995 vizsgált 6.diagram: Statisztikai összehasonlítás (vizsgált)

87 ME Mechanika Technológiai Tanszék ~ 87 ~ Vasúti kerékpárok állapotfelmérő vizsgálata Manuális Automata /1997 selejt 2012/1996 selejt 2011/1995 selejt 7.diagram: Statisztikai összehasonlítás (selejt) 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.