М9. Техническая диагностика вагонов КР

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "Вагонное хозяйство и наземные транспортные комплексы"

Техническая диагностика вагонов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения контрольной работы

для слушателей дополнительной профессиональной программы
профессиональной переподготовки «Грузовые вагоны»

Составители: А. Ю. Половинкина

Самара

2024

1 СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

При выполнении контрольной работы необходимо: изучить основные методы
неразрушающего контроля (НК), составить классификационную схему. Особое
внимание следует уделить методам и средствам НК, которые применяются при
диагностировании узлов и деталей вагонов; в соответствии с вариантом изучить
и привести порядок проведения неразрушающего контроля заданного узла (при
ремонте); привести и пояснить назначение автоматизированных средств
контроля технического состояния узла (элемента) вагона в эксплуатации.

Темы заданий для контрольной работы приведены в приложении 1.

Контрольная работа и должна содержать:

• - титульный лист; - задание;
• - оглавление; - введение;
• - основные разделы:

• 1. Теоретическая часть «Основные понятия, методы и средства
  неразрушающего контроля и дефектоскопии. Классификация методов НК».
• 2. Неразрушающий контроль (дефектоскопия) заданного узла вагона при
  ремонте.
• 3. Автоматизированная система контроля технического состояния заданного
  узла вагона в эксплуатации.
• 4. Обзор и анализ нормативно-технической документации и литературы. -

заключение;

• - Библиографический список.

Оглавление работы должно быть оформлено по приведенным ниже
требованиям и соответствовать разделам контрольной работы с указанием страниц.

Во введении необходимо кратко охарактеризовать задачи НК и
автоматизированных систем контроля технического состояния вагонов и их узлов
при проведении ремонта и в эксплуатации; определить цель работы и решаемые
задачи.

В первом разделе необходимо привести краткий конспект теоретической
части контрольной работы (ориентируясь на контрольные вопросы для
самоподготовки, приведенные в данных методических указаниях, конспект лекций).
Составить классификационную схему методов неразрушающего контроля, выделив
при этом используемые при техническом диагностировании узлов и элементов
вагонов.

Во втором разделе требуется привести порядок, методы и средства
неразрушающего контроля заданного узла вагона при ремонте. Для приведенных
средств (диагностических комплексов) НК привести и кратко пояснить в
соответствии с заданием назначение, принцип работы, технические

характеристики и состав (структуру).

В третьем разделе - привести и кратко пояснить в соответствии с
заданием назначение, принцип работы и состав (структуру)

автоматизированной системы (средства) контроля технического состояния вагона
(узла) в эксплуатации.

В четвертом разделе необходимо провести обзор нормативно-
технической документации и литературы по технической диагностике,
неразрушающему контролю в ремонте и автоматизированным системам и средствам

контроля технического состояния вагонов в эксплуатации. Здесь в обязательном
порядке должны быть приведены ГОСТы, ОСТы, нормативная документация
(ОАО «РЖД», АО «ФПК», ПКБ ЦВ и др.), Руководящие документы, КТД
и пр., включающие общие понятия технической диагностики (ТД) и НК,
регламентирующие порядок, требования к НК и автоматизированным средствам
контроля. Дать краткую характеристику источников информации.

Заключение должно содержать краткие выводы по результатам
выполненной работы.

Библиографический список должен содержать перечень источников,
использованных при выполнении контрольной работы (не менее 5 наименований).

• 2 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Текст контрольной работы выполняется в электронном виде в
соответствии с ГОСТ 7.32-2001 на одной стороне стандартных листов белой
бумаги формата А4 (210×297мм).

Титульный лист является первым листомконтрольной работы. Пример
оформления титульного листа приведен в приложении 2.

Оглавление включает наименование всех разделов и подразделов с
указанием номеров страниц, на которых размещается начало материала. Цифры,
обозначающие номера страниц в оглавлении, должны быть написаны по вертикали
на одной линии на расстоянии 15 мм от правого края страницы; перед цифрами
ставятся точки.

Выполнение текста контрольной работы на компьютере производится
шрифтом «Тimes New Roman» №14 с 1,5 межстрочным интервалом. Текст
размещается на каждой странице в пределах одинакового рабочего пространства,
которое ограничено со всех сторон свободными полями: слева на 30 мм от края
листа, справа – на 10 мм, сверху – на 20 мм, снизу – 20 мм. Абзацы в рукописном
тексте начинают с отступом от левого края рабочего пространства 1,25 мм, а в
машинописном тексте отступ составляет 5-6 пробелов. Отступы по всему тексту
должны быть одинаковы.

Все страницы контрольной работы должны быть последовательно
пронумерованы. Первым листом считается титульный, его не нумеруют. Номер
страницы проставляется в нижней части листа посередине. В тексте контрольной
работы не употребляются личные местоимения. По ходу изложения материала
следует давать ссылки на использованные источники, включая интернет-сайты.

Каждый пункт текста записывается с абзаца. Цифры, указывающие
номера пунктов, не должны выступать за границу абзаца. Порядковые номера
разделов обозначаются арабскими цифрами без точки. Подразделы должны иметь
порядковые номера в пределах каждого раздела. Номера подразделов состоят из
номеров раздела и подраздела, разделенных точкой. В конце подраздела точка не
ставится.

Наименование разделов должно быть кратким, соответствовать содержанию
и записываться в виде заголовков строчными буквами (кроме первой,
прописной). Наименование подразделов записывают в виде заголовков строчными
буквами (кроме первой, прописной). Перенос слов в заголовках не допускается.
Точку в конце заголовка не ставят. Расстояние между заголовком и текстом, а

также между заголовками и подразделами должно быть не менее 10 мм, а
между последней строкой текста подраздела и последующим заголовком
подраздела – не менее 15 мм.

У рисунков сначала располагается сам рисунок, затем подрисуночные
надписи, затем (по центру) номер и наименование, например, «Рисунок 1 – Общий вид
вагона».

У таблиц сначала располагаются номер и заголовок таблицы (по левому краю
или по ширине), затем сама таблица в виде заголовков столбцов, номеров столбцов и
строк, например, «Таблица 1 – Основные характеристики тележки вагона».

• 3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ

  • 3.1 . Неразрушающий контроль и техническая диагностика.
    
    Основные понятия НК

Объект контроля (ОК) – это техническое устройство, здание или
сооружение подвергаемое НК.

Технический контроль (ТК) – это проверка соответствия объекта
установленным техническим требованиям. Как правило, он состоит из двух этапов:
получения первичной информации о состоянии ОК и сопоставления ее с
установленными нормами.

Неразрушающий контроль (НК) – это контроль, при котором не должна
быть нарушена пригодность технических устройств, зданий, сооружений в
применении их к эксплуатации и является составной частью технического контроля.

Дефектоскопический контроль и дефектоскопия – это одно из направлений
НК, при котором осуществляется контроль качества материалов, деталей, узлов и
покрытий, а так же контроль состояния скрытых элементов, механизмов, агрегатов и
конструкций с помощью проникающих физических полей и химических веществ.

Интроскопия - направление НК и ТД, связанное с визуализацией
физических полей, прошедших или отраженных от ОК, для определения
дефектов материала и состояния конструкций. В условиях эксплуатации ОК
наиболее часто появляются дефекты усталости, коррозии и др.

Результатом НК является установленная оценка соответствия ОК
(объект контроля) предъявляемым техническим требованиям, применяемая как
результат сопоставления окончательной информации об ОК с требованиями
нормативно-технической документации (НТД).

В задачу НК входит выявление возможных отклонений от

установленных технических характеристик ОК. Такими отклонениями могут
быть дефекты типа нарушений сплошности, изменение структуры и

физико-механических свойств материала, размеров, покрытий, соединений и т.п.
Конечным результатом НК является регистрация всех обнаруженных отклонений и,
по возможности, количественная оценка их параметров (координат, размеров и
формы дефектов, величин, зависящих от физико-механических характеристик
материала и т.п.). Отбраковка негодных изделий проводится на основе заранее
установленных норм.

Техническая диагностика - это область знаний, охватывающая теорию, методы
и средства определения технического состояния объектов.

Измерение – нахождение физической величины опытным путем с
помощью специальных технических средств.

Испытание - экспериментальное определение количественных и
качественных характеристик продукции в результате воздействия на нее при ее
функционировании.

В производстве и, особенно, при эксплуатации сложных ОК, к которым
относится и подвижной состав железных дорог, требуется оценка их технического
состояния и остаточного ресурса. Для этого необходим постоянный мониторинг и
наличие методик и стандартов по определению остаточного ресурса и риска
эксплуатации изделий на основе экспериментальных и теоретических
статистических данных. ТД является высшим уровнем ТК и дает ответ на
главнейшие вопросы: когда должна быть прекращена эксплуатация изделия и что
необходимо сделать для ее продления?

При проведении ТД в качестве основного средства получения информации
о состоянии ОК служит технический контроль, основанный на результатах
измерений и испытаний.

Основные отличия между ТД и ТК приведены в таблице 1

Таблица 1 – Особенности технического контроля и технической диагностики

• 3.2 Виды и методы неразрушающего контроля

Метод НК – это метод контроля, при котором не должна быть
нарушена пригодность объекта в применении, основанная на том или ином
физическом явлении.

Вид НК – условная группировка методов НК, объединенная

общностью физических характеристик.

Виды НК классифицируются по следующим классификационным
признакам: a. по характеру полей или излучений, взаимодействующим с
ОК;

• b. по характеру взаимодействия физических полей или веществ с

ОК; c. по первичным информативным признакам;

• d. по способам индикации первичной информации;
• e. по способам представления окончательной информации.

Контролепригодность – это свойство объекта, обеспечивающее

возможность, удобства и надежность его контроля (диагностирования) на всех
стадиях жизненного цикла.

Технологическая инструкция по НК – это документ, ориентированный на
решение задач НК объекта с указанием операций контроля и их параметров.

Технологическая карта НК – это документ в виде карты, таблицы
содержащий основные данные технической документации.

Заключение по результатам НК – это документ, составленный по результатам
НК, содержащий информацию о выполненном контроле и его результате.

Достоверность НК – это показатель НК (количественный и

качественный), связанный с вероятностями принятия безошибочных решений
при наличии или отсутствии дефекта.

Основные параметры НК – это совокупность параметров НК,
обеспечивающая выполнение установленных НТД требований по обнаружению
дефекта, измерению параметров дефекта и оценки влияния дефектов на объект.

Специалист в области НК – это сотрудник, допущенный к выполнению НК
зданий, технических устройств, сооружений (на опасных производственных объектах).

По ГОСТ Р 56542-2015 "Контроль неразрушающий. Классификация видов
и методов" неразрушающий контроль, в зависимости от физических явлений,
положенных в его основу, подразделяется на:

• - акустический неразрушающий контроль: вид неразрушающего

контроля, основанный на анализе параметров упругих волн, возбуждаемых и (или)
возникающих в контролируемом объекте. При

использовании возбуждаемых упругих волн

ультразвукового диапазона частот (выше 20 кГц) допустимо применение
термина "ультразвуковой" вместо термина "акустический";

• - виброакустический неразрушающий контроль: вид неразрушающего
  контроля, основанный на регистрации параметров виброакустического сигнала,
  возникающего при работе контролируемого объекта;
• - вихретоковый неразрушающий контроль: вид неразрушающего

контроля, основанный на анализе взаимодействия электромагнитного поля
вихретокового преобразователя с электромагнитным полем

• - магнитный неразрушающий контроль: вид неразрушающего

контроля, основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с
контролируемым объектом;

• - неразрушающий контроль проникающими веществами: Вид

неразрушающего контроля, основанный на проникновении веществ в полости
дефектов контролируемого объекта. При визуальном осмотре поверхностных
дефектов термин "проникающими веществами" может быть изменен на
"капиллярный", а при выявлении сквозных дефектов - на "течеискание";

• - оптический неразрушающий контроль: вид неразрушающего
  контроля, основанный на регистрации параметров оптического излучения
  после взаимодействия с контролируемым объектом или собственного оптического
  излучения исследуемого объекта;
• - радиационный неразрушающий контроль: вид неразрушающего

контроля, основанный на анализе параметров проникающего ионизирующего
излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. В наименовании
видов контроля слово "радиационный" может быть заменено словом,

обозначающим конкретный метод ионизирующего излучения (например,

рентгеновский, нейтронный и т.д.).

вихр

• - радиоволновой неразрушающий контроль: вид неразрушающего

контроля, основанный на регистрации изменений

параметров электромагнитных волн радиодиапазона,

взаимодействующих с контролируемым объектом;

• - тепловой неразрушающий контроль: вид неразрушающего контроля,
  основанный на анализе параметров тепловых полей контролируемых
  объектов, вызванных дефектами;
• - электрический неразрушающий контроль: вид неразрушающего

контроля, основанный на анализе параметров электрического поля или
электрического тока, взаимодействующих с контролируемым объектом или
возникающими в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия.

Каждый вид неразрушающего контроля использует несколько методов.

Например, к акустическому контролю относятся

ультразвуковой, акустико-эмиссионный, вибродиагностический и др. (всего
более 50 методов). Среди методов НК можно выделить комплекс методов

объединенных общим названием «Визуальный и измерительный

контроль» (ВИК).

Контрольные испытания проводятся для выявления дефектов сборки,
оценки правильности взаимодействия деталей в сопряжениях, контроля состояния
отдельных элементов или конструкций в целом, а также для оценки соответствия
испытуемого изделия техническим требованиям. В целях достижения большей
уверенности в полученных результатах испытания обычно моделируют условия
эксплуатационной работы. При испытаниях часто создают условия более
тяжелые и сложные, чем в реальной обстановке, и на основании полученных
результатов выносят суждение о запасе прочности, устойчивости либо других
физических характеристиках. Выявленные в процессе испытания дефекты
устраняют, что повышает работоспособность и надежность испытываемых
узлов и агрегатов. Правильно поставленный контроль и испытание качества
являются важными факторами повышения работоспособности и технико-
экономической эффективности используемых деталей и узлов после ремонта.

Надежность ответственных деталей конструкции ПС имеет прямую связь
с безопасностью движения. Поэтому чрезвычайно важно выявить скрытые
дефекты (поверхностные и внутренние трещины, раковины и т. д.).

Дефектоскопия - это распространенный вид методов неразрушающего
контроля качества изделий. Внедрение в практику системы технической
диагностики и контроля позволяет получить как технико-экономический, так и
социальный эффекты.

• 3.3 Типы систем диагностирования ПС

По степени автоматизации системы диагностирования подвижного
состава подразделяются на автоматические, автоматизированные и ручные.

Наиболее перспективными являются автоматические системы

диагностирования подвижного состава, организованные по принципу

автоматизированных рабочих мест (АРМ) на базе профессионально-персонального
компьютера.

Автоматизированная система диагностирования ПС - комплекс приборов на

базе агрегатированной системы электроизмерительных средствс

автоматическими регистрацией данных измерений.

Система объединена посредством устройств коммутации в

единый комплекс средств измерений, используемый в соответствии с

поставленной задачей диагностирования подвижного состава.

В ручных системах используют переносные, цифровые и аналоговые приборы
для измерения параметров механического, электрического оборудования,

осуществляющие т. и. допусковую оценку параметров технического состояния
подвижного состава.

• 3.4 . Перспективные направления развития средств и
  систем диагностирования технического состояния
  поездов

В соответствии со Стратегией развития ОАО «РЖД» на период до 2030 года
(Белая книга) и с учётом послания президента России Федеральному Собранию и
указа президента от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических
задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» разработан проект
«Цифровая железная дорога», основной целью и задачей которого является
повышение конкурентоспособности, клиентоориентированности компании
посредством интенсивного внедрения и развития современных информационных
(цифровых) технологий. В программе цифровизации транспортной инфраструктуры
ОАО «РЖД» обозначены основные направления деятельности, задачи, которые
предстоит решить в ходе реализации проекта.

Проект «Цифровая железная дорога» ОАО «РЖД» определяет требования к
следующему целевому состоянию информационных технологий к 2025 году:

• - внедрение платформенных решений, их координация и взаимодействие с
  транспортным комплексом;
• - обеспечение возможности строить цифровые сервисы;
• - создание цифровых (электронных) каналов взаимодействия с потребителем
  услуг (пассажиры, грузоотправители, сервисные компании), с органами
  исполнительной власти;
• - интеграция интернета вещей, обработки больших данных, распределенного
  реестра, цифрового моделирования и искусственного интеллекта в технологические
  процессы компании;
• - развитие электронного документооборота в управленческих и
  производственных процессах, создание автоматизированных (мобильных) рабочих
  мест нового поколения;
• - обеспечение гарантированной доступности информационных сервисов
  компании благодаря широкой модернизации вычислительной и

телекоммуникационной инфраструктуры;

• - обеспечение гарантированной информационной безопасности с
  использованием импортонезависимых решений и технологий.

Цифровая железная дорога должна охватывать все аспекты деятельности
Холдинга РЖД. Основной целью Цифровой железной дороги в части реализации
технологических процессов является новый уровень взаимоотношений с клиентами на
фоне снижения эксплуатационных затрат, повышения производительности и

безопасности движения за счет комплексной автоматизации планирования и
управления и снижения влияния человеческого фактора. Достижение указанных целей
существенным образом должно обеспечить гибкость и эффективность исполнения
бизнес-процессов Холдинга РЖД, что в свою очередь даст возможность повышения
уровня клиентооринтированности всего бизнеса.

Общая структура Цифровой железной дороги приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структура Цифровой железной дороги

Упрощенно основной технологический процесс перевозки состоит из
следующих направлений:

• 1. Управление инфраструктурой;
• 2. Процессы управления станционной работой;
  • 2.1 Управление грузовой работой;
  • 2.2 Управление сортировкой;
• 3. Управление перевозкой;
  • 3.1 Управление движением;
  • 3.2 Управление тягой;
  • 3.3 Управление подвижным составом;
• 4. Процессы взаимодействия с клиентом.

Для каждого из перечисленных направлений могут быть сформулированы
ключевые технологические перспективы, достижимые в контексте развития цифровых
технологий.

Контроль состояния вагонов и управление их использованием также напрямую
влияют на параметры безопасности перевозочного процесса.

За счет предсказательной диагностики повышаются показатели готовности
подвижного состава, что позволяет рационально использовать ресурсы депо,
сокращать количество электропоездов, находящихся в резерве, обеспечить 100%
соблюдение графика движения. Кроме того, за счет предсказательной диагностики
появляется возможность перейти от планово-предупредительной системы ремонта
подвижного состава к обслуживанию по фактическому состоянию, что позволит
сократить издержки на ремонт.

Внедрение цифровых технологий в структуру российских железных дорог
позволяет применить новые технические решения в техническом обслуживании
подвижного состава. В настоящее время перед ОАО «РЖД» стоит технологический
вызов – интенсификация грузоперевозок по сети железных дорог при сохранении
управляемости технологическими процессами и обеспечении требуемого уровня
безопасности. Решение этой задачи видится в автоматизации и роботизации
технологических процессов с использованием цифровых двойников
инфраструктурных компонентов. Цифровизация, автоматизация и роботизация
являются незаменимыми инструментами необходимой трансформации железных
дорог. Эти мероприятия позволяют повысить производительность и улучшить
качество услуг, обеспечивая гибкость процесса пассажирских и грузовых перевозок. В
ремонтных подразделения активно внедряются передовые автоматизированные
комплексы для проведения диагногстических работ узлам подвижного состава и
выполнения их неразрушающего контроля и дефектоскопии, что качественно улучшит
показатели выпуска вагонов из ремонта и недопущения пропуска дефекта при выпуске
вагона на пути общего пользования.

В эксплуатации подвижного состава и, в том числе, вагонного парка компания
нацелена на сокращение времени обработки составов на пунктах технического
обслуживания (ПТО), сокращение потребности в персонале бригад осмотра на 30-50%,
создание базы для предиктивной аналитики и минимизацию объемов отцепочного
ремонта (рисунок 2).

Рисунок 2 – Настоящее и перспективное состояние контроля технического
состояния подвижного состава с применением цифровых технологий

В основе функционирования транзитного пункта ТО (ПТО) лежит
кардинальное изменение технологии диагностирования технического состояния
грузовых вагонов.

Работа осмотрщиков вагонов заменяется использованием
автоматизированных систем неразрушающего контроля, осуществляющих
определение дефектов вагонов на ходу поезда при подходе к станции. При
этом отбраковка узла или детали вагона производится автоматически без

участия оператора. Это накладывает жёсткие требования к надёжности,
быстродействию и условиям эксплуатации используемых диагностических
средств. На центральный пункт управления ПТО должны передаваться данные от
каждой диагностической системы. Далее по ним принимается решение о
необходимости ремонта или отцепки забракованного вагона. Данные о
параметрах каждого проконтролированного поезда регистрируются для

последующего хранения, часть из них передаётся на следующий ПТО, так
как их наличие увеличивает достоверность диагностирования многих дефектов.

Автоматизированные диагностические комплексы контроля технического
состояния вагона на ходу поезда должны выявлять следующие неисправности вагонов:
- контроль температуры буксового узла и заторможенных
колёс; - контроль волочения;

• - контроль габаритных размеров вагонов;
• - контроль дефектов колеса по кругу

катания; - контроль геометрических
параметров колеса;

• - контроль параметров ударно тягового механизма;
• - контроль неравномерности загрузки вагонов;
• - контроль сползания буксы с шейки оси.

Работа современных диагностических комплексов подробно описана в
конспекте лекций к данному модулю и теоретической части методических указаний
для выполнения практических работ.

Контрольные вопросы для самоподготовки

• 1. Поясните понятия объекта контроля, технического и

неразрушающего контроля.

• 2. Каковы основные задачи неразрушающего контроля и в чем заключается
  его результат?
• 3. В чем заключается задача технического контроля и каковы основные
  отличия технической диагностики и технического контроля?
• 4. По каким классификационным признакам подразделяются виды
  неразрушающего контроля?
• 5. Поясните содержание технологической инструкции и технологической
  карты неразрушающего контроля.
• 6. Как классифицируются виды НК согласно ГОСТ?
• 7. Назовите и поясните основные виды неразрушающего контроля,
  применяемые в вагонном хозяйстве.
• 8. Поясните задачи технического контроля состояния вагонов в эксплуатации.
• 9. Приведите основные типы автоматизированных систем контроля
  технического состояния вагонов в эксплуатации.

Варианты заданий на контрольную работу

Образец заполнения титульного листа

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "Вагонное хозяйство и наземные транспортные комплексы"

К О Н Т Р О Л Ь Н А Я Р А Б О Т А

по дисциплине «Техническая диагностика вагонов»
Вариант № _____

Выполнил:

Ф.И.О. обучающегося

Шифр:

Проверил:

ст. преп. Половинкина А.Ю.

Самара – 2024