货车稳,看车轮,车轴、车轮就是货车的腿,为保障货物列车的运行安全,提高货运检修速度,提高上线率,中国铁路哈尔滨局集团有限公司创新科技工艺,投用新质生产力为货车上线提质增效。
操作人员用超声波监测系统对车轴进行探伤。
给车轮做“彩超”效率提升四倍
当货车运行超40—50万公里或1—2年后,货车需要入库检修,针对轮对要进行十余项进行检修,其中车轮车轴就是这个环节中最重要的一环,但传统的探伤方式,探伤效率低、探伤准确率低,需要人工二次复探,探伤1个轮对需要3人,耗时5-8分钟,而一节货上有4组轮对,在运输需求高峰时,这样的速度,往往无法满足日益高涨的运输需求。
今年,哈尔滨国铁科技股份有限公司研发的“htk-1型固定式车轮车轴相控阵探伤机”在哈尔滨车辆段试用,探伤机采用相控阵超声阵列集成探头、分时激发、同时接收技术,不需移动探头可以实现被测件全面扫查;利用全聚焦相控阵成像原理,直观显示轮轴的立体图形及故障位置和大小,实现对铁道货车、客车车辆车轮车轴的超声波自动探伤。
其中,全聚焦相控阵探头可一次性稳定的将缺陷全部检出,大幅提高缺陷检出效率。且通过软件优化,相当于为轮对做“彩超”,大大的降低了工作者的判伤难度,提高了判伤便利性。据哈尔滨车辆段探伤组工长张显海介绍,如今探伤1条轮对仅需要30秒,效率提升了4倍,同时减少手工复探作业,可实现轮辋探伤,保证轮轴检修质量。
目前,该设备探伤覆盖范围以及精度,在全国同类领域中处于前列。
机器手臂进行踏面探伤。
车轮探伤有了“顺风耳”故障防患于未然
黑龙江省内铁路穿行垦区、林区,列车运行期间,受到温度和外力影响,冬季的冰块、飞溅的碎石会对车轮等造成伤害,车轮出现磨损,但由于位置隐蔽,只能依靠声波探伤才能发现,以往的检修方式需要列车回库检查,耗时长。
哈尔滨局集团公司将探伤工作由“库内”前移至“铁道上”,为货车运输安全再加一把“安全锁”。哈尔滨国铁科技公司研发“htk-tads-01型轨道车辆早期故障在线声学检测系统”,能够动态检测货车车轮运行状态,实现车轮内部缺陷、轮对外形几何尺寸、踏面擦伤等故障自动报警和追踪功能,能满足雨、雪、风沙等恶劣天气的正常探测,以及-45℃至60℃运行条件的动车组、普速机车、客车车轮在线检测。具有自动化程度高、测量速度快、使用灵活、适应能力强、测量精度高等特点。
该系统通过对运行中的车辆探测,建立数据库,具有数据储备、查询、状态跟踪、预警、报警、数据网络共享等功能。实现对存在缺陷的车辆轴承故障及其附近部件异音进行诊断,能够判别轴承故障声音和车辆运行异常声音,实现对车辆轴承故障自动预报及车辆运行异常声音提示。该系统实施后,在轮轴有细小缺陷时可及时发现问题,及时检修,轮轴故障防患于未然,职工后期作业强度和劳动量大大减少。
工作人员将得到的故障轴承加载在轴承转动测试台上,利用声学传感器采集不同载荷,不同转速下的声音信号,通过软件分析,发现这个声音图谱是个很典型的外形故障,目前已经将这个故障特性更新到故障轴承样本库中,使检测设备检测的能力再次得到提升。
工作人员设置机器人操作口令。
目前,该系统获中国铁道学会科技奖二等奖、国家重点新产品奖、黑龙江省科学技术奖三等奖、哈尔滨铁路局科技进步奖一等奖、哈尔滨市科技进步奖二等奖等,在全国货车领域市场占有率为86%。
机车出库自动“体检”作业效率提高3个半小时
火车跑得快,全靠车头带,机车运行安全尤为重要。其中车轮受气温、外力影响,车轮发生缺陷,会导致辋裂、车轮掉块、甚至崩轮等情况。因此,机车出库前,要经过多道检修工序,为机车全身体检。2020年,为提高机车车轮的检测效率,哈尔滨铁路部门研发“htk-tnwds-01型铁路车轮故障在线检测系统”,在机车出库期间再进行一次脚部体检,确保机车安全。
以往机车车轮的探伤周期为一季度一次,以hxd3d型机车为例,探伤一组机车,需要拆卸、分类、清洗、探伤等多个步骤,仅探伤一项就需要2名工人,耗时4小时,耗时长、工作量大。
操作人员用内窥镜检测电器终端箱内部状态。
哈尔滨铁路部门研发“htk-tnwds-01型铁路车轮故障在线检测系统”,由车轮超声探伤检测系统、车轮外形几何尺寸检测系统和车轮踏面擦伤检测系统组成。在保持列车在线运行状态下,实现对车轮轮辋内部缺陷、轮对外形几何尺寸、踏面擦伤故障的自动预警和追踪功能,为车辆安全运行提供可靠检测手段。能够适应寒冷地区室外-40℃至75℃。设备投用后,如今只需要1人,仅需30分钟就可以完成一台车的探伤检查。
该系统获实用新型专利7项,软件著作权1项,可适用高铁动车组、普速机车、客车车辆车轮等检修。
轴温探伤告别人工巡检
除靠声音探伤外,铁路部门还开发新式红外线轴温监测系统参与车轮检测,有效减少一线职工巡检巡视次数,保证货车运行安全。
操作人员通过bcu检查制动系统隐患故障。
轴温监测是根据车轴温度升高变化,监测车轮状态,并及时将信息传达至临近工区,及时检修。但以往红外轴温探测设备装置体积大,需要在轨道边建立22平方米的机房,平均每个月都要有职工去巡视设备,在春暑运等关键时期,职工巡视次数更加频繁,由于机房地处偏远,汽车靠不上,在雨雪天气中,职工只能步行前往,以宋站机房为例,哈尔滨车辆段职工巡视一次要步行2公里,往返要40分钟。
2023年,哈尔滨国铁科技公司研发小型检测装置,仅为一个机柜大小,并由模拟信号升级为数字信号,同时构建的元器件大部分实现了国产化,探温的核心元件碲镉汞,告别依赖进口的时代。特别是机柜采用双热备切换模式,设备故障大幅降低,目前,不需要人工巡视。
目前,该设备应用在青藏铁路等极寒线路上,在全国占有率约在70%,设备安装率超过3600套。(记者 霍枭涵)