Tecnologia inteligente de detecção de danos ferroviários e soluções de manutenção preventiva adaptativa
Quais são as causas dos tipos de danos do Common Rail e seus perigos para a segurança dos trilhos?
Os tipos comuns de danos em trilhos incluem quatro categorias: lascamento da cabeça do trilho, rachaduras por fadiga, defeitos internos e desgaste excessivo. A causa do lascamento da cabeça do trilho é a tensão excessiva de contato da roda-com o trilho, levando ao descascamento do metal na superfície da cabeça do trilho. Quando a profundidade de descascamento excede 1 mm, intensificará o impacto da roda-trilho e causará solavancos no trem. A causa das trincas por fadiga é o efeito da tensão alternada de alta-frequência nas rodas-dos trilhos. As rachaduras ocorrem principalmente no lado interno da cabeça do trilho. Se não forem tratadas em tempo hábil, as rachaduras se estenderão ao corpo do trilho e causarão fratura do trilho. A causa dos defeitos internos é a presença de defeitos metalúrgicos no interior do trilho, que evoluem para trincas internas sob carga. Os defeitos internos ficam ocultos e levam facilmente à fratura repentina do trilho, ameaçando a segurança da condução. A causa do desgaste excessivo é o atrito-de longa duração-da roda{14}}trilho. Quando o desgaste lateral da cabeça do trilho excede 3 mm, isso afetará a orientação do rodado e levará ao risco de descarrilamento do trem. Esses danos reduzirão a vida útil do trilho, aumentarão a frequência de substituição e até causarão acidentes graves, como descarrilamento e capotamento de trens em casos graves. Portanto, a detecção precoce e a manutenção dos danos são cruciais.
Quais são os esquemas técnicos e métodos de posicionamento precisos para detecção inteligente de danos ferroviários em linhas ferroviárias de alta-velocidade?
A detecção inteligente de danos ferroviários em linhas ferroviárias de alta-velocidade adota um esquema técnico integrado de "detecção ultrassônica de falhas + visão de máquina". O detector ultrassônico de falhas emite ondas ultrassônicas de alta-frequência para penetrar no corpo do trilho, detectando danos ocultos, como defeitos internos e trincas por fadiga, com uma sensibilidade de detecção de falhas capaz de detectar pequenas trincas de 0,5 mm. O sistema de visão mecânica coleta imagens da superfície da cabeça do trilho por meio de câmeras de alta{6}}definição e usa algoritmos de aprendizado profundo para identificar danos à superfície, como fragmentação da cabeça do trilho e desgaste excessivo, com uma precisão de identificação maior ou igual a 99%. O método de posicionamento preciso adota uma combinação de "codificador de quilometragem + navegação inercial". O codificador de quilometragem registra a quilometragem percorrida do veículo de detecção e a navegação inercial corrige o desvio de posição do veículo de detecção, com uma precisão de posicionamento de ± 0,5 m, que pode marcar com precisão o local do dano. Durante a detecção, a velocidade de condução do veículo de detecção é controlada a 80 km/h, atendendo aos requisitos de operação da janela de manutenção das linhas ferroviárias de alta-velocidade, e a eficiência de detecção é 10 vezes maior do que a da detecção manual tradicional. Os dados de detecção são transmitidos para a plataforma de nuvem em tempo real, formando um arquivo eletrônico de danos ferroviários, fornecendo suporte de dados para a tomada de decisões de manutenção-.
Quais são os esquemas de retificação preventiva e as medidas de otimização dos parâmetros de retificação para danos ferroviários em linhas-de transporte pesado?
O esquema de retificação preventiva para danos ferroviários em linhas de transporte-pesado adota um esquema de "retificação superficial periódica", com um ciclo de retificação de 6 meses e uma profundidade de retificação controlada em 0,1-0,2 mm, que pode remover pequenas rachaduras e camadas descascadas na superfície da cabeça do trilho e evitar maior expansão dos danos. O núcleo das medidas de otimização dos parâmetros de retificação é controlar o ângulo de retificação e a velocidade de retificação. O ângulo de retificação é de 15 graus -20 graus, correspondendo ao ângulo de contato da roda-do trilho, garantindo que a superfície da cabeça do trilho fique lisa após a retificação e que a tensão de contato seja distribuída uniformemente. A velocidade de retificação é controlada a 15m/min, evitando o superaquecimento da superfície da cabeça do trilho causado por velocidade excessiva de retificação e danos secundários. A ferramenta de retificação adota um rebolo de diamante com tamanho de grão de malha 120, que pode atingir retificação de alta precisão e rugosidade da superfície da cabeça do trilho após retificação menor ou igual a Ra1,6μm. Para melhorar o efeito de retificação, o local do dano deve ser determinado pela detecção ultrassônica de falhas antes da retificação, e a retificação de precisão local é adotada em vez da retificação de linha completa para reduzir os custos de retificação. Após a retificação, deve-se realizar a detecção da lisura da superfície do trilho, com diferença de altura da superfície do trilho menor ou igual a 0,05 mm para garantir a lisura na passagem dos trens.
Quais são os padrões de avaliação de classificação para danos ferroviários e esquemas de manutenção diferenciados?
Os padrões de avaliação de classificação para danos ferroviários são divididos em quatro graus. Danos de grau Ⅰ são danos menores, como profundidade de fragmentação da superfície da cabeça do trilho menor ou igual a 0,5 mm e desgaste lateral menor ou igual a 1 mm, o que não tem impacto na segurança da via, e apenas inspeção e monitoramento diários são necessários. Danos de grau Ⅱ são danos moderados, como comprimento de trinca por fadiga menor ou igual a 5 mm e diâmetro do defeito interno menor ou igual a 3 mm, o que requer retificação preventiva para remover as peças danificadas e evitar a expansão dos danos. Danos de grau Ⅲ são danos relativamente graves, como comprimento de trinca de 5 a 10 mm e diâmetro de defeito interno de 3 a 5 mm, que requer soldagem de reparo e retificação para suavizar após a soldagem para restaurar o desempenho do trilho. Danos de grau Ⅳ são danos graves, como comprimento de trinca superior a 10 mm e diâmetro do defeito interno superior a 5 mm. Os danos não podem ser reparados e o trilho deve ser substituído imediatamente para evitar acidentes de segurança. Os padrões de avaliação de notas devem obedecer aosRegras de manutenção de vias férreas. Os esquemas de manutenção devem ser formulados de forma diferente de acordo com os graus de danos. A manutenção paliativa para danos de Grau Ⅲ e Ⅳ é estritamente proibida, caso contrário levará ao rápido desenvolvimento de danos.
Quais são os principais indicadores e métodos de aceitação para verificar a detecção de danos ferroviários e os efeitos da manutenção?
Os principais indicadores para verificar os efeitos da detecção de danos nos trilhos são a precisão da detecção e a precisão do posicionamento. A precisão de detecção de falhas ultrassônicas para danos internos maior ou igual a 98%, a precisão de reconhecimento da visão de máquina para danos superficiais maior ou igual a 99% e a precisão de posicionamento menor ou igual a ± 0,5 m são consideradas qualificadas. Os principais indicadores para verificar os efeitos da manutenção são a taxa de recorrência de danos e a taxa de extensão da vida útil dos trilhos. Após retificação preventiva, taxa de recorrência de danos menor ou igual a 5%; após soldagem de reparo, taxa de recorrência de danos menor ou igual a 10%; e a taxa de extensão da vida útil dos trilhos maior ou igual a 30% pode ser considerada uma manutenção eficaz. O método de aceitação adota uma combinação de "re-inspeção + monitoramento-de longo prazo". Dentro de um mês após a manutenção, são realizadas reinspeções ultrassônicas e de visão-de máquina para confirmar que o dano foi eliminado; o ciclo de monitoramento-de longo prazo é de 1 ano, e as peças de manutenção são inspecionadas mensalmente para registrar o desenvolvimento de danos. Os critérios de aceitação são que não haja danos residuais na reinspeção-, nenhum dano novo ocorra no monitoramento-de longo prazo e que a suavidade da superfície do trilho atenda aos padrões de operação da linha. As peças que não forem aceitas deverão reformular-esquemas de manutenção e retrabalho.