Dr. Molnár Péter: RailScan és a Rail Stress Diagnostic System

A RailScan műszert az 1990-es években fejlesztették ki és azóta alkalmazzák a Magyar Államvasutaknál. Az alkalmazott Barkhausen-zaj-mérés eredménye függ a sín anyagától, mágneses tulajdonságaitól, valamint a sínben működő és maradó feszültségektől. Alacsonyabb Barkhausen-zajt lehet mérni nagyobb szilárdságú, erősen ötvözött vagy edzett sínen, mint az 50 éve Diósgyőrben hengerelt síneken. A modern sínek mérhetőségét tovább rontja, hogy a szilárdság növelésével a maradó feszültség is jelentősen nő a sínben. A RailScaneket ezért kalibrálni kell a pályába épített összes sínre, gyártó, profil, szilárdság és évjárat szerint.
Nem könnyítette meg a felhasználó dolgát a RailScan mérési technológia sem, amelynek során fel kell jelölni a mérési szakaszon 50 mérési pontot, majd kétszer meg kellett mérni mind az 50 pontot úgy, hogy a két mérés között legalább 7 °C sínhőmérséklet-különbség legyen. A sokváltozós mérés ellenére ez a bonyolult energia- és időigényes mérési eljárás biztosíthat elfogadható eredményt.
2010-ben belefogtunk a RailScan mo­dernizálásába, német partnerünkkel alapvetően a mérési elektronikákra, mérőfejekre és a külső megjelenésre fókuszálva [1]. A jelentős fejlesztések mellett a kalibráció továbbra is komoly gondot okozott.
2013-ban fordultunk a MÁV erőmérő eljárásához, amelynek alapjait felhasználva alakítottuk ki a SidePull tényleges semleges hőmérsékletmérő berendezést a kornak megfelelő digitális méréstechnikával. Az egyszerű kezelhetőség, a minimális vágányzári igény mellett az egyik sínszál feloldása-lekötése ellenére pozitív felhasználói vélemény alakult ki.
2014-ben indult el a RailScan és a SidePull házasítása, amelynek lényege, hogy az egyik műszer hiányosságát pótolhatja a másik műszer előnyös tulajdonsága. SidePull-méréssel megoldható az in situ kalibrálás a pályában a mérőprogramba integrált kalibrációs eljárással, amelynek kulcsa a SidePull-lal mért tényleges semleges hőmérsékleti eredmény.
A RailScan és a SidePull kombinációt a Rail Stress Diagnostic System, röviden RSDS néven említjük, magyarul sínfeszültség-vizsgáló rendszer.
A SidePull egy pontszerű, 28 méteres szakasz tényleges semleges hőmérsékletét határozza meg, a RailScan körülbelül 300 méteres szakaszokra ad átlagos eredményt, valamint az 50 pont TSH eloszlását.
A SidePull csak a semleges hőmérséklet alatt alkalmazható a kivetődés veszélye miatt, a RailScan-méréshez elengedhetetlen a sín melegedése, hogy kialakuljon a kellő feszültségváltozás a sínben a minimum 7 °C sínhőmérséklet hatására.
A SidePull használata elengedhetetlen a kalibráció során, de használatával bármikor ellenőrizhetők a RailScan-eredmények. A RailScan ideális az azonos sínből épített homogén pálya felmérésére hosszabb szakaszokon.
A headcheck-hibák anyageltávolítással szüntethetők meg. A köszörülést követően ellenőrizni kell a kialakított sínprofilt és sínmagasságot a célnak megfelelő profilmérővel.

Dr. Molnár Péter: Tényleges semleges hőmérséklet mérése

A tényleges semleges hőmérsékletet (TSH) helyes beállítását rendkívüli fontossága miatt méréssel lehet ellenőrizni, a forgalom biztonsága, valamint a hézagnélküli vágányokban szükséges munkák biztonságos elvégzése érdekében!
A megrendelő és az üzemeltető elemi érdeke, hogy az új vagy átépített szakaszok tényleges semleges hőmérséklete az előírt tartományba essen az átvétel során és az azt követő években.
A tényleges semleges hőmérséklet roncsolásos és roncsolásmentes mérési módszerekkel állapítható meg.
Roncsolásos módszer az elvágásos eljárás, amelynek során az adott hosszon feloldott sín elvágásával a sín hőmérsékletéből és a vágás után bekövetkező hosszváltozásból számítható a tényleges semleges hőmérséklet.
Roncsolásmentes módszer az erőmérő módszer, amelynek során, egy rövidebb szakaszon feloldott sín emelésével vagy oldalra húzásával az alkalmazott erőből, az elmozdítás mértékéből és a sín hőmérsékletéből számítható az eredmény. Idesorolhatjuk a MÁV erőmérő eljárását és az abból továbbfejlesztett SidePull műszert.

Léteznek roncsolásmentes módszerek, amelyek a sínben keletkező erővel összefüggő közvetett fizikai jellemzőt mérnek, és kalibráció segítségével számolják a tényleges semleges hőmérsékletet, ezek közé tartozik a RailScan műszer.
A tényleges semleges hőmérséklet ismeretében kritikus pályaszakaszokon a semleges hőmérséklet változását mérő monitoringrendszer is telepíthető. „Eljárás hézagnélküli vágányban lévő vasúti sín mechanikai feszültségváltozásának mérésére” címen, 230 742 lajstromszámon nyilvántartott szabadalmi okiratban leírt megoldásunk lényege, hogy a sín gerincének hosszirányú feszültségváltozását a sín gerincvastagságában bekövetkező változással határozzuk meg egy mérőcsavar segítségével. A mérési eredmények – kialakítástól függően – letölthetők közvetlenül a mérőcsavarról vagy online gyűjthetők a megfelelő informatikai csatorna kiépítését követően.

Németh István: Gördülőfáradás okozta sínhibák örvényáramos vizsgálata

Németh István
villamosmérnök

A Kandó Kálmán Műszaki Főiskola műszer-automatika szakirányon négyéves képzéssel szerzett 1999-ben BSc diplomát, ahol az orvosi műszer szak egyéves kiegészítő gyakorlati oktatását is elvégezte. 1999-től a Metalelektro Méréstechnika Kft. dolgozója. A gépjárművizsgálathoz és felépítményvizsgálathoz kapcsolódó műszerek kifejlesztésével és gyártásával foglalkozik.

A gördülő érintkezési fáradás okozta sínhibák kialakulásáról, méréséről, javítási technológiájáról a Sínek Világa olvasói 2010 után számos cikket olvashattak. Ennek oka, hogy az 1960-as években felismert jelenség a MÁV vonalain ettől kezdett veszélyes mértékben elszaporodni [2].
A kerék-sín érintkezési helyén kialakuló felületről induló repedések (headcheck-hibák) száma méterenként eléri a 200-300-at és az adott sínszálat akár több száz méteren keresztül is jellemzik. A headcheck-repedések felismerhetők és mérhetők már a kialakulásuk korai fázisában is. Az örvényáramos elven működő roncsolásmentes mérésekkel megbízhatóan kimutathatók a néhány tized milliméteres hibák is [3].
A Metalelektro Kft. 2006-ban elkészítette első örvényáramos sínvizsgáló készülékét; hazai érdeklődés a készülék iránt nem mutatkozott. A külföldön megjelenő és 2010 után hazánkba is importált eszközök rámutattak a mérés szükségességére. A Metalelektro Méréstechnika Kft. 2014-ben kezdte el forgalmazni a mérőeszközét, amely a GF-04 nevet kapta (1. ábra).
A műszer a sín felületét egyszerre négy, 6 mm széles sávban vizsgálja. A sávok helyét a mérést végző személy képes a szondákat tartó mérőkocsik pozíciójának megválasztásával a kerék-sín teljes érintkezési felületére beállítani. Ez a tulajdonsága a műszernek különösen hasznos ott, ahol nem vagy nem csak az úgynevezett nyomtávsarokban jelennek meg repedések. A már kialakult kézi és mérővonati kiértékelési formákat követve készült el a műszer mérő- és kiértékelőszoftvere (2. ábra).
A mérési elv és a GF-04 készülék műszaki kialakítása lehetővé teszi a pályából kibontott, felületén már rozsdásodó, újrahasznosításra váró sínek headcheck-vizsgálatát akár deponált állapotban is.

Szükség mutatkozott egy olyan kisebb, könnyebben kezelhető kézi mérőeszközre is, amellyel egy rövidebb szakasz vizsgálható meg. A head check scan úgy lett kifejlesztve, hogy a mérés egyszerűen elvégezhető legyen. A mérőszonda kerámiafelülettel érintkezik a sínnel, és a vizsgálat során egy adott felületrészt lehet végigpásztázni. A mért aktuális károsodási érték LED-soron jelenik meg (3. ábra).

Az örvényáramos elvű roncsolásmentes vizsgálati technika lehetőséget biztosít a normál vasúti sínen kívül a kitérőkben használt mangán csúcsbetétek mérésére is. A head check scan továbbfejlesztett R&F változata kétféle anyagon egyszerre is képes mérni, és ezt a képességét a nagyobb eszközök szintén megörökölték, így a piacon, egyedülálló módon, minden műszerünknél választható lett az R&F opció.