Die Prüfung von Eisenbahnrädern unterliegt strengen Vorschriften, sowohl bei der Herstellung als auch im Betrieb. Um diese strengen Kriterien zu erfüllen und zu übertreffen, stellt Olympus leistungsstarke und flexible Ultraschallgeräte mit spezieller Software, und schlüsselfertige Systeme bereit, um gegossene oder geschmiedete Räder während der Fertigung oder der Einsatzdauer nach Profilerneuerung zu überprüfen.
Typisches Prüfverfahren
Prüfung nach der Fertigung
Nach der Fertigung von gegossenen oder geschmiedeten Eisenbahnrädern wird der Spurkranz mithilfe der Phased-Array-Technology geprüft. Das restliche Eisenbahnrad wird mit dem Magnetpulververfahren geprüft.
Zur Prüfung des Spurkranzes wird ein linearer Phased-Array-Sensor auf die Lauffläche und ein zweiter Sensor auf die Spurkranzseite positioniert (Abbildung 1).
Auch der Radkörper kann während dieses Verfahrens mit einem dritten linearen Phased-Array-Sensor geprüft werden. Der Radkörper kann von beiden Seiten geprüft werden (Abbildung 2).
Abbildung 1: Der Spurkranz wird mit zwei linearen Phased-Array-Sensoren geprüft.
Abbildung 2: Der Radkörper wird mit einem dritten linearen Phased-Array-Sensor geprüft.
Prüfung während des Betriebs
Genutzte Eisenbahnräder erfordern eine regelmäßige Profilerneuerung. Das Material wird während dieses Verfahrens vom Rad entfernt, sodass der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt werden kann. Nach beendeter Profilerneuerung wird der Spurkranz der Lauffläche mit einem linearen Phased-Array-Sensor geprüft, bevor das Rad wieder in Betrieb genommen wird (Abbildung 3). Häufig wird für diese Anwendung ein 5 MHz Phased-Array-Sensor mit 128 Elementen verwendet. Es erfolgt eine lineare Abtastung, um den Prüfbereich abzudecken (Abbildung 4).
Abbildung 3: Prüfung der Lauffläche mit einem linearen Phased-Array-Sensor.
Abbildung 4: Lineare Abtastung
Systemleistung
Die Prüflösung für die Lauffläche ist ausgelegt, um Fehler zu erkennen, die einem Durchmesser zwischen 1 mm und 3,2 mm von Flachbodenbohrungen entsprechen. Die übliche tote Zone liegt zwischen 10 mm und 5 mm unter der Spurkranzfläche. Tote Zonen können mit speziellen Softwarefeatures weiter reduziert werden.
Abbildung 5: Die Lösung ermöglicht eine schnelle Prüfung von Eisenbahnrädern.
Abbildung 6: Spezielle Software für die Prüfung von Eisenbahnrädern
Um den Prüfanforderungen der Radfertigung zu entsprechen, kann der Spurkranz geprüft werden, um Fehler zu erkennen, die einem Durchmesser bis zu 3 mm von Flachbodenbohrungen entsprechen mit einer Wiederholbarkeit von 2 dB, einem Signal-Rausch-Verhältnis von 22 dB und einer typischen toten Zone von > 6 mm. Die Prüfgeschwindigkeit reicht von 4 Zoll bis 8 Zoll pro Sekunde, was Prüfern ermöglicht ein 36 Zoll Rad in weniger als 30 Sekunden zu prüfen. Dieses Verfahren entspricht oder übersteigt internationale Standards (EN13262, ISO5948 und AAR M-107/M-208) bez. der Radprüfung.
Abbildung 7: Tauchbecken mit Phased-Array-Sensoren für eine Prüfung eines Spurkranzes während der Fertigung.
Fazit
Die Olympus Prüflösungen für Eisenbahnrädern liefern schnelle und genaue Ergebnisse, um so die Zuverlässigkeit und Sicherheit von kritischen Transportsystemen zu gewährleisten. Die verfügbaren Lösungen setzen sich aus schlüsselfertiger Mechanik, einem Tauchtechnik-Sensor mit einem FOCUS PX Phased-Array-Erfassungsgerät und der RailView Software zur Datenerfassung und Analyse in einem industrietauglichen Schaltschrank zusammen.
Abbildung 8: Schaltschrank mit einem oder zwei FOCUS PX Geräten und einem Computer. Er verfügt über eine Tastaturablage sowie eine Säule und kann mit Lüftung, Beleuchtung und Alarmsignal ausgestattet werden.
Abbildung 9: Die Olympus Prüflösung für die Lauffläche mit einem anwendungsspezifischen Wassersprudler und Tauchtechnik-Sensor.
Die skalierbare FOCUS PX Erfassungseinheit und die FocusPC Software umfassen die neuesten Phased-Array- und konventionellen UT-Technologien zur einfachen Integration in automatisierte und halbautomatisierte Systeme. Das FOCUS PX Gerät mit seiner Softwarefunktion, C-Bild- und A-Bild-Rohdaten zu erzeugen und zu speichern, eignet sich für Anwendungen, bei denen das Prüfergebnis auf einer Datenanalyse nach der Prüfung basiert. Dazu gehören Anwendungen in Bereichen der Luft-
und Raumfahrt (laminierte Verbundwerkstoffe), der Energieerzeugung (Rotorblätter von Windkraftanlagen), Transport (Eisenbahnräder), Metall (Schmiedeteile) und mehr.
Die optionalen FocusControl, FocusData und OpenView Software Development Kits (SDKs) sind mit dem FOCUS PX Gerät kompatibel, sodass eigene Anwendungssoftware entwickelt werden kann.
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