Zbornik radova Koridor 10 - Kirilo SaviÄ

More documents

Recommendations

Info

3rd International Scientific and Professional Conference CORRIDOR 10 - a sustainable way of integrations samo 2 godine u odnosu na normalno očekivani vek (10-15 godina, tj. 300-1000 miliona bruto tona [9]). Ovo dugoročno drastično povećava troškove odžavanja, naročito u uslovima neadekvatne primene skupog brušenja, prerane zamene šina ili ugrožene bezbednosti saobraćaja [10]. Važan preduslov za efikasno upravljanje održavanjem šina je rano otkrivanje šinskih defekata i praćenje njihovog razvoja između uzastopnih ciklusa održavanja. Ovo ukazuje na značaj odabira pogodne metode za detekciju šinskih defekata. Nažalost, za sada ne postoji jedinstvena metoda nedestruktivnog ispitivanja šina u koloseku koja daje egzaktne podatke o tipu i lokaciji šinskog defekta. Zbog toga se preporučuje kombinovanje više metoda detekcije. UIC Kod [11] preporučuje metod inspekcije šina pomoću vrtložnih struja kao dopunu inspekcije pomoću ultrazvuka, nakon obavljene vizuelne inspekcije u skladu sa [12]. U ovom radu se predstavljaju osnovne postavke metode ispitivanja šinskog čelika pomoću vrtložnih struja. Ukazuje se na moguću oblast primene i ograničenja ove metode u defektoskopiji šina u koloseku pod saobraćajem i kontroli brušenja glave šine. Cilj rada je stvaranje osnove za harmonizaciju domaćih podzakonskih akata za oblast održavanja šina i koloseka i uvođenje metode vrtložnih struja u održavanje šina na Železnicama Srbije u skladu sa [11, 12]. 2. OSNOVNI POJMOVI O METODI ISPITIVANJA ČELIKA VRTLOŽNIM STRUJAMA Kada se probni kalem kroz koji protiče naizmenična struja približi ili dodirne površinu metalnog materijala (šinski čelik), menja se fluks magnetnog polja kroz površinu materijala u toku vremena i samim tim prema zakonu elektromagnetske indukcije u materijalu se stvaraju zatvoreni tokovi naelektrisanja, tj. električne struje koje teku po različitim zatvorenim putanjama unutar materijala i one se nazivaju vrtložne struje. Kao posledica toka vrtložnih struja nastaje njihovo magnetno polje, koje je suprotnog smera od polja probnog kalema i koje povratno indukuje struju u probnom kalemu. Ova povratno indukovana struja menja induktivnost probnog kalema. Intenzitet i prostorni raspored vrtložnih struja zavisi jako od osobina metalnog materijala, pa dobijena promena induktivnosti probnog kalema može da se koristi za ispitivanje tog materijala. Blok šema koja prikazuje osnovnu strukturu aparature koja se primenjuje kod metode vrtložnih struja je prikazana na slici 1. Ona se sastoji od probnog kalema ili sonde, izvora vremenski promenljivog napona i indikatora koji prikazuje promenu induktivnosti probnog kalema na neki način. u ~ vrtložne struje I smer vekt. mag. polja probnog kalema smer vekt. mag. polja vrtložnih struja Slika 1. Osnovna struktura aparature koja se primenjuje kod metode vrtloznih struja Kada je sonda kroz koju protiče naizmenična struja daleko od provodnog materijala ona ima induktivnost L 0 koja zavisi od broja navoja, prečnika i dužine kalema, kao i od toga da li su navoji namotani oko feromagnetnog ili neferomagnetnog jezgra. Kada se ista sonda nalazi u blizini provodnog materijala usled pojave vrtložnih struja, njena induktivnost se menja i ima neku novu Belgrade, 2012 239
3rd International Scientific and Professional Conference CORRIDOR 10 - a sustainable way of integrations vrednost L. Kako je sonda u obliku kalema načinjenog od metalne žice, ona pored induktivnosti ima i svoju otpornost R koja zavisi od dužine, prečnika i specifične otpornosti namotane žice. Tako da se sonda električno predstavlja rednom vezom kalema induktivnosti L i otpornika otpornosti R, i određuje se njena impedansa Z koja je jednaka 2 2 2 2 2 2 Z R ( 2 f L) R ( L) R ( X L ) (1) gde je: f - frekvencija naizmenične struje kroz kalem, otpornost ili reaktansa kalema, tj. ove sonde. - kružna frekvencija te struje, a X L - induktivna Trenutne vrednosti naizmeničnih napona na ovom kalemu L i otporniku R su međusobno fazno pomerene za /2 rad kada kroz njih protiče naizmenična struja, pri čemu je napon na otporniku R u fazi sa strujom, a napon na kalemu joj prednjači. Zato se javlja fazna razlika između ukupnog napona na sondi U i struje I koja kroz nju protiče. Efektivna vrednost napona na sondi je srazmerna efektivnoj vrednosti struje I i jednaka U Z I (2) U oblasti naizmeničnih struja naponi, struje i impedanse električnih kola se predstavljaju vektorskim ili fazorskim dijagramima, pa se impedansa sonde predstavlja dijagramom na slici 2. Na vertikalnoj osi se prikazuje vektor koji odgovara reaktansi X L , a na horizontalnoj osi se prikazuje vektor koji odgovara otpornosti sonde R, a rastojanje od koordinatnog početka je jednako dužini vektora, koji odgovara impedansi sonde Z. Ugao , koji zaklapaju vektor koji predstavlja impedansu i horizontalna osa, predstavlja faznu razliku ukupnog napona i struje na sondi i određuje se kao X arctan L (3) R A X L Z Slika 2. Vektorsko predstavljanje impedanse sonde Na osnovu dijagrama se zaključuje da se pri promeni induktivnosti sonde usled vrtložnih struja menjaju i njena impedansa Z i fazna razlika . R Magnetno polje koje se stvara kada se kroz idealni kalem propušta naizmenična struja je najviše skoncentrisano unutar kalema i ima pravac ose kalema, a znatno je slabije izvan kalema, (na sl.1 zelene isprekidane linije predstavljaju linije magnetnog polja kalema). Jačina vektora magnetnog polja Hz, duž ose kalema (z-osa) na rastojanju z od centra kalema može se predstaviti izrazom Belgrade, 2012 240
Page 1 and 2:
3rd International Scientific and Pr
Page 3 and 4:
Page 5 and 6:
Page 7 and 8:
Page 9 and 10:
Page 11 and 12:
Page 13 and 14:
Page 15 and 16:
Page 17 and 18:
Page 19 and 20:
Page 21 and 22:
Page 23 and 24:
Page 25 and 26:
Page 27 and 28:
Page 29 and 30:
Page 31 and 32:
Page 33 and 34:
Page 35 and 36:
Page 37 and 38:
Page 39 and 40:
Page 41 and 42:
Page 43 and 44:
Page 45 and 46:
Page 47 and 48:
Page 49 and 50:
Page 51 and 52:
Page 53 and 54:
Page 55 and 56:
Page 57 and 58:
Page 59 and 60:
Page 61 and 62:
Page 63 and 64:
Page 65 and 66:
Page 67 and 68:
Page 69 and 70:
Page 71 and 72:
Page 73 and 74:
Page 75 and 76:
Page 77 and 78:
Page 79 and 80:
Page 81 and 82:
Page 83 and 84:
Page 85 and 86:
Page 87 and 88:
Page 89 and 90:
Page 91 and 92:
Page 93 and 94:
Page 95 and 96:
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Page 103 and 104:
Page 105 and 106:
Page 107 and 108:
Page 109 and 110:
Page 111 and 112:
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
Page 119 and 120:
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Page 149 and 150:
Page 151 and 152:
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Page 157 and 158:
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
Page 187 and 188:
Page 189 and 190:
Page 191 and 192:
Page 193 and 194:
Page 195 and 196:
Page 197 and 198: 3rd International Scientific and Pr
Page 247: 3rd International Scientific and Pr
Page 299 and 300:
Page 301 and 302:
Page 303 and 304:
Page 305 and 306:
R [m] V [km/h] n n [mm] 3rd Interna
Page 307 and 308:
QNx [%] QNx [%] 3rd International S
Page 309 and 310:
Page 311 and 312:
Page 313 and 314:
Page 315 and 316:
Page 317 and 318:
Page 319 and 320:
Page 321 and 322:
Page 323 and 324:
Page 325:
show all

Zbornik radova Koridor 10 - Kirilo SaviÄ

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

Zbornik radova Koridor 10 - Kirilo SaviÄ