Sínfej-hajszálrepedés megjelenése a MÁV vonalhálózatán (2. rész)
Az elmúlt időszak bebizonyította, hogy nemcsak a Budapest–Hegyeshalom vasútvonalon jelentek meg ezek a hibák, hanem a teljes hálózaton is megfigyelhetők a sínfejrepedések. Kísérleti céllal a MÁV Zrt. megrendelt a Német Vasútnál (DB) engedélyezett WPG örvényáramos készülékkel egy méréssorozatot, amelyet a hegyeshalmi vonalon végeztünk ívekben, illetve kitérőkben.
A mérési helyek kijelölését indokolta, hogy részletes felmérések alapján a Head Checking (HC) hibákat ívekben, illetve kitérőkben találtuk. Az 1–2. ábra bemutatja, hogy a kitérők mely jellemző helyein találtuk a hibák túlnyomó többségét. Az egyszerű kitérőkben a jellemző előfordulási helyeket piros színnel jelöltük, de kisebb gyakorisággal találtunk a sárgával megjelölt helyeken is HC hibákat.
Az átszelési vagy angol kitérőkben a 3. ábrán tüntettük fel a HC hibahelyeket. Az ívekben jellemzően az ív külső sínszálában figyelhető meg a gördülő érintkezés által okozott fáradási HC hiba, ami több esetben párosul oldalkopásból eredő sínhibával.
A felmérések során még néhány érdekes jelenségre figyeltünk fel a különböző szilárdságú acélanyag átmeneteinél, amit a 4. ábrán szemléltetünk.
A nemzetközi irodalomból ismeretes, hogy a HC sínhibák kialakulása igen nagy mértékben függ a sínek minőségétől, illetve a szilárdságától. Ebben a két esetben is erről van szó. Az első esetben (4. ábra) a hegesztés szakítószilárdsága nagyobb, mint a csatlakozó síné, a második esetben (5. ábra) fordítva van, itt a csatlakozó sínek a keményebbek, mint a hegesztés.
Az Innotrack projekt keretén belül vizsgálatot végeztek; normál sín, illetve a hőkezelt sín esetében annak ellenálló képességét elemezték a gördülő érintkezés által okozott fáradással szemben.
A két képből nagyon jól látható, hogy míg a normál szilárdságú sínen (6. ábra) kialakultak a HC hibák, addig a hőkezelt sínen nem figyelhetünk meg változást (7. ábra).
A vizsgálataink alkalmával néhányszor tapasztaltuk, hogy a HC hibák olykor jelentkeztek lokálisan is igen rövid szakaszon, erre nagyon jó példa a 8. ábrán látható hiba egy szigetelt illesztésnél. Sajnos ezeket a hibákat meglehetősen nehéz felismerni, és gondos vizsgálatot és felmérést kíván.
Az Európai Vasutak nagyszámú vizsgálatot végeztek a gördülő érintkezés által okozott fáradási károsodások okainak kiderítésére, illetve az előfordulási helyeinek meghatározására. Felettébb érdekes vizsgálat volt az, hogy az íves szakaszokon hogy jelennek meg a HC hibák.
A 9. ábrán nagyon jól le lehet olvasni, hogy a kis sugarú ívekben nem jellemző a HC hibák kialakulása, mert ebben a tartományban csak a kopás a jellemző. A HC hibák megjelenése 300-500 m ívsugártól jelentkezik, és egészen 5000 m-ig tart. A felméréseink is igazolták a fenti állításokat.
A hegyeshalmi vonalon végzett felmérések
Elsőként a hegyeshalmi fővonalon észlelték a szakemberek a HC hibákat, így a győri szakaszmérnökség rendelkezik a legnagyobb tapasztalattal a hiba feltárásában, illetve az intézkedések tekintetében. A hegyeshalmi vonalat teljes egészében felmérték, tehát ennek a vonalnak ismerjük a károsodását. A vonalon összesen 500 helyen találtak HC hibával terhelt szakaszt, ebből 146 csoport kitérőben, a többit a kitérők közötti szakaszokon és nagy mennyiségben észleltek ilyen jellegű hibákat ívekben. A felmérésből egyértelműnek kitűnik, hogy nagy tömegű sínromlással állunk szemben, ilyen jellegű sínromlásra nem számítottak a szakemberek.
Örvényáramos mérés eredménye a hegyeshalmi vonalon
A korábban leírtakból kiderül, hogy az ultrahangos vizsgálattal a HC hibák mérése csak 5 mm mélységtől lehetséges. A meglevő Head Checking hibák felmérése céljából a Német Vasútnál bevezetett WPG típusú műszerrel három napon mértünk a hegyeshalmi vasútvonalon. A felmérés során nyolc ívben (Bp. Kelenföld–Budaörs, Biatorbágy–Herceghalom, Szárliget–Tatabánya és Kimle–Mosonmagyaróvár) és 15 csoport kitérőben (Biatorbágy, Tata, Almásfüzitő, Almásfüzitő felső, Győr és Mosonmagyaróvár) végeztünk vizsgálatokat.
A mérési eredményeket az 1. táblázatban foglaltuk össze.
A táblázat azokat a helyeket, illetve szakaszokat mutatja, ahol a HC hiba miatt intézkedés vált szükségessé. A mérési eredmények értékelését a Német Vasút előírásai szerint végeztük. A 2. táblázat azt mutatja, hogy a DB-nél milyen minősítést alkalmaznak a HC hibák minősítésére.
A felmérésből jól látszik, hogy a felmért szakaszok két kategóriába, hibaosztályba tartoznak, ami azt jelenti, hogy ezeken a részeken a HC hiba mélysége nagyobb 2,7 mm-nél. A felmérési eredményekből érdemes kiemelni Győr állomás 11-es számú kitérőjét, amelyet 2008-ban építettek be, és nem egészen két év után a HC hiba mélysége meghaladta a 2,7 mm-t. Ebből a tényből következtethetünk arra, hogy a HC hibák milyen rövid idő alatt kialakulhatnak, illetve arra is, hogy milyen veszélyes sínromlással állunk szemben.
A felmérés után megkaptuk a részletes kiértékelési eredményeket, amelyek tartalmazzák a szokásos, egyrészt a mérést végző, illetve a helyszíni beazonosításhoz szükséges adatokat. A vizsgált szakasz a Budapest Kelenföld–Budaörs bal vágány bal sínszál 138 + 00 és 144 + 00 szelvények közötti vágányrész. A felmért szakaszról 100 m-enként kapunk összefoglaló minősítést, ahol a sorszám, szelvény, hiba helye, vizsgálati módszer, kategória, illetve a hibaosztály (3. táblázat) szerepel.
A második oldalon részletesebb adatokat kapunk a mérésről, itt már megkapjuk a hiba maximális mélységét. A cikk első részében már leírtuk, hogy az örvényáramos mérés csak arra ad választ, hogy a HC hiba mélysége 2,7 mm vagy annál nagyobb. A táblázatba csak a 2,7 mm érték kerül. A táblázatban megtalálhatjuk, hogy mennyi a HC hibák száma 1 m-en. A piros színnel jelölt részen láthatjuk, hogy 258 db hibát jelez a 140 + 85-ös szelvényben, de a táblázatból azt is kiolvashatjuk, hogy van olyan méter ahol, 314 db hibát talált a mérés.
A mérési eredményeket grafikusan is ábrázolja a mérési rendszer, amelyet a 10. ábrán figyelhetünk meg. A grafikon jelöléseinek értelmezéséhez a 11. ábra magyarázata nyújt segítséget.
Síncsiszolás Mosonmagyaróvár állomáson
2010. április 28-án a MÁV-Thermit Kft. bemutató síncsiszolást végzett Mosonmagyaróvár állomás 14-es számú kitérőjében. Sajnos előzetesen nem tudtuk örvényáramos műszerrel felmérni, így nem álltak rendelkezésünkre adatok arról, hogy milyen mélységű HC hibák vannak a csiszolásra váró kitérőben. A csiszolás elvégzése után viszont volt lehetőségünk arra, hogy örvényáramos készülékkel megvizsgáljuk a kitérőket.
A vizuális vizsgálat eredményei a 12. ábrán láthatók.
A csiszolás utáni vizsgálat eredményét az 5. táblázat tartalmazza.
Az eredményből látható, hogy a 14-es számú kitérőben 0,56 mm mélységű HC hiba maradt. A táblázatban szerepel a 12-es és a 14-es számú kitérő HC mérési eredménye, amelyből arra következtethetünk, hogy korábban a 14-es számú kitérőben is hasonló HC hibaértékek lehettek.
A síncsiszolás közben készített felvételen még szemmel látható a HC károsodás (14. ábra).
A csiszolás befejezése után készített felvételen (15. ábra) már szemmel látható HC károsodás nem figyelhető meg, azt csak a műszeres vizsgálattal tudtuk kimutatni.
Ez a tény is igazolja, hogy a helyreállítási munka előtt meg kell győződni a HC hiba mélységéről, mert csak így lehet az arra alkalmas megmunkálási technológiát kiválasztani.
Az eddigi vizsgálatainkból, elemzéseinkből egyértelműnek tűnik, hogy pénzügyileg és műszakilag nehezen megoldható feladat előtt állunk. Ennek ellenére a feltárt károsodások megszüntetése kiemelt feladatot kell hogy jelentsen a MÁV szakembereinek, mert csak a gondos intézkedésekkel lehet megelőzni a baleseteket, és a helyreállításokat gazdaságosan elvégezni.
Az elkövetkezendő időszak sok feladatot ad a szakemberek számára. Az első, hogy a felmérést követően az alábbi intézkedéseket meg kell hozni:
- A felmérés alapján szükséges sebességkorlátozások bevezetése.
- A szakaszok ultrahangos felülvizsgálata.
- A legveszélyesebb helyeken a szükséges sínmegmunkálás, illetve alkatrészcsere elvégzése.
- A karbantartási technológiák elemzése műszaki és gazdasági szempontból, az egyes károsodásokhoz a megfelelő karbantartási munka hozzárendelése (síncsiszolás, gyalulás, marás).
- További kutatások, elemzések (építési előírások áttekintése, sínromlás folyamatának megismerése, javítási technológiák stb.).
- Felügyeleti és fenntartási előírásaink átdolgozása és a rendszerbe való beillesztése.
A felmérések alkalmával számos felvétel készült a HC hibákról, illetve a helyekről, igény esetén ezeket a képeket az érdeklődők részére meg tudjuk küldeni.
A szakembereknek az elkövetkezendő időben nagyon sok kérdésre kell választ adniuk, hogy a gördülő érintkezés által okozott fáradási károsodásokból eredő hibákat megelőzzük, illetve a legkedvezőbb módon javítsuk.
A fotókat készítette: Tóth Béla, MÁV KFV Kft.