Diagnosztikai eszközök fejlesztése

A diagnosztikai vizsgálatokat alapvetően két nagy csoportra osztjuk: a gépi (mérővonatos), illetve a kézi eszközökkel végzett mérésekre.
A számítástechnika és a méréstechnika fejlődése lehetővé tette, hogy a korszerű mérőeszközök elterjedésével a vasúti diagnosztika területén is igen sok mérési adatot gyűjtsünk az infrastruktúráról, amelyek elemzését követően a karbantartási feladatok optimalizálhatók.

Gépi diagnosztikai eszközök

Vágánygeometriai mérés

Az interoperabilitás megkövetelte, hogy a korábban a vasutaknál alkalmazott „há­rom­pont” (húr) elvű mérésről áttérjünk a torzításmentes mérésre. Ennek megvalósítására két lehetőség kínálkozott. Az egyik, amikor a húrelvű (statikus) mérést matematikai módszerekkel torzításmentes mérési eredménnyé alakítjuk át. A másik az inerciális elvű mérési rendszer alkalmazása, ahol minimális sebességgel haladva, dinamikusan és folyamatosan történik a mérés. Az FMK–004 mérőkocsi esetében az első megoldást alkalmazzuk, míg az FMK–007 mérőkocsinál a két módszer kombinációjával kapjuk meg az adatokat.
Az FMK–007 mérőkocsi mérőrendszere felújításának eredményeként, a korábban külön működő járműdinamikai mérőrendszerrel integrálva, a mérési eredmények (vágánygeometria, járműdinamika) tetszőlegesen és együttesen megjeleníthetők (1. ábra).

A fejlesztések során megvalósítottuk, hogy az egyes mérőkocsik mérési eredményeit ugyanabban az irodai rendszerben tudjuk megjeleníteni.
A mérési eredmények további felhasz­nálására kidolgoztuk a vágánygeometriai rendszerek irodai szoftverét, így lehetőségünk van arra, hogy elemezzük a süppedés mozgószórását, és ebből lehet következtetni az alépítményi hibára (2. ábra). Az elmúlt időszakban több alkalommal végeztünk georadaros mérést és vizsgálatot, ezek alapján az új építésű pályán, illetve a korosabb vágányokon az alépítmény állapotára lehet következtetni. Terveinkben szerepel, hogy ezt a vizsgálati módszert is rendszeressé tesszük a MÁV vonalhálózatán.
Itt kell megemlíteni, hogy a nemrég rendszerbe állított űrszelvénymérés jól bevált, és nagyon sok fáradságos kézi mérést tudtunk ezzel kiváltani.

Síndiagnosztika

A MÁV KFV Kft. jogelődjének megalaku­lását is egy sínhibából bekövetkezett baleset tette szükségessé.
A sínhibák diagnosztizálásában mára Európában az egyik legnagyobb kapacitással rendelkezünk.
Az elmúlt időszakban több gépi ultrahangos berendezést építettünk. Az első két mérővonatot – saját erőből – a munkatársaink fejlesztették és építették. 2016-ban már a negyedik mérővonat építését fejeztük be a MÁV-Start Zrt.-vel. Ennél a fejlesztésnél elmondhatjuk, hogy a MÁV-csoporton belüli együttműködéssel valósult meg a projekt, és ami még eddig nem adatott meg számunkra: nem egy leselejtezett vasúti kocsira telepítettük a mérőrendszereket, hanem egy csaknem teljesen új járműre (3. ábra).

FMK–008 síndiagnosztikai mérőkocsi

A magas megrendelői elvárásoknak való megfelelés, valamint a síndiagnosztikai vizsgálatokat végző járműpark korszerűsítése céljából a MÁV KFV Kft. új, kétrészes mérőszerelvény fejlesztését határozta el. Ennek kialakításánál fontos szempont volt, hogy a mérőkocsi vontatójárműve nélkül önmagában is képes a vizsgálatok elvégzésére.
Az új mérőkocsira korszerű síndiagnosztikai mérőrendszereket (ultrahangos, örvényáramos és hullámos sínkopást mérő berendezéseket (lásd a 4. ábra) telepítettünk. Ahol a pályasebesség ≥160 km/h, a mérőszerelvény vizsgálati sebessége hézagnélküli vágányban, ultrahangos vizsgálórendszer esetében 70 km/h, egyébként 50 km/h. Az ultrahangos mérőrendszer vizsgálati sebessége határozza meg lényegében a síndiagnosztikai mérés sebességét.
A mérőberendezések kezelését, irányítását egy központi vezérlőegységen keresztül lehet végezni, mely az összes berendezést ellátja a mérésre vonatkozó utasításokkal és szinkronizált helyazonosító adatokkal (útjel + GPS koordináta).

Ultrahangos sínvizsgálat

A sínek belső anyagfolytonossági hiányainak feltárása a síndiagnosztikai mérőkocsi részét képező ultrahangos vizsgálóberendezéssel történik, amely sínszálanként 12 csatornával és olyan speciális vizsgáló­fej-elrendezéssel dolgozik, ami lehetővé teszi csaknem a teljes sínkeresztmetszet átsugárzását. A vizsgálófejek pontos pozicionálását és biztonságos áthaladását a kitérőkön a mérő-forgóváz és annak tengelyei között vezetett mérőgerenda biztosítja. Az ultrahangos B kép alapján készül a kiértékelés, amit nagy felbontású videokép segít, mely a sínszálak vágánytengely felé eső oldalát és futófelületét is rögzíti.

Örvényáramos mérőrendszer

A mérőszerelvényen a gördülőterheléses fáradásból eredő hibák kimutatása örvényáramos technológiával történik. A mérőberendezés sínszálanként négy szondával van felszerelve, azok a sínfej-repedezettségnek leginkább kitett sávokat vizsgálják a futó- és vezetési felületen. A vizsgálóeszközöket a mérő forgóvázra építettük, amelyek a felületi repedések méterenkénti maximális károsodási mélységét és a repedések darabszámát szolgáltatják (4. ábra).
A mérővonatban az örvényáramos mérőrendszert is továbbfejlesztettük, és a kitérők mellett már az útátjárók helyének érzékelésére alkalmas automatikus rendszert építettünk be.

Hullámos sínkopás mérése

A hullámos sínkopás mérésére szolgáló eszközöket az új mérővonaton korszerűsíteni kellett. Ennek eredményeként a hullámosodás mértékét jellemző amplitúdó és hullámhossz mérése hosszabb bázison induktív érzékelőkkel történik.

Sínprofilmérés

Az erre szolgáló berendezések beépítése a mérővonatba még ebben az évben befejeződik, így 2018-tól a teljes körű síndiagnosztikai rendszer üzemelni fog.

A mért adatok komplex kiértékelése

A síndiagnosztikai mérővonaton komplex kiértékelési rendszer (5. ábra) működik, ezért egy számítógépes felületen megjeleníthető minden mért adat eredménye, és így a kiértékelőnek lényegesen több információ áll rendelkezésére a sínhibák helyének és mértékének pontos meghatározására.

Kézi diagnosztikai műszerek

A mérővonati gépi eszközök mellett korszerű kézi vizsgáló- és mérőeszközök is rendelkezésre állnak, amelyek egyrészt önálló alkalmazással, másrészt kiegészítő és ellenőrző vizsgálatokkal segítik a diagnosztikai tevékenységet.

Kézi ultrahangos készülék (USK–004 R, USK–005)

A kézi sínvizsgálatokhoz az elmúlt közel 60 évben különféle kézi ultrahangos sínvizsgáló kiskocsikat (6. ábra) fejlesztettünk ki, melyekkel elsősorban a folyamatos sínvizsgálatokat végezzük.
Fejlesztéseink célja, hogy ultrahangos eljárással is meg tudjuk határozni a sínben kialakult HC hibák helyét és mértékét.

Egyenességmérő készülék (RI–1000)

Az egyenességmérők a vasúti sín futó- és vezetőfelületi egyenetlenségeinek egyidejű mérésére és ellenőrzésére alkalmas készülékek. Az egyenességmérőben (7. ábra)  nincs mozgó alkatrész, kapacitív mérési elven működik. Segítségével a geometriai deformáció mérése gyorsan elvégezhető. A készülék alkalmas a szigetelt kötések egyenességének mérésére is.
 
Sínfejkárosodást mérő műszer (GF–04, HC-Scan)

A kézi örvényáramos mérőkészülékek (HC-Scan) a gördülő érintkezésből eredő fáradás okozta sínhibák mérésére, valamint az ilyen hibák javításánál szükséges köszörülési tevékenység ellenőrzésére alkalmasak.
A kifejlesztett műszer örvényáramos szenzorral sínszálanként és méterenként méri a repedések mélységét és számát. A mért adatokból a mérőprogram jegyzőkönyvet készít, amely akár a helyszínen is megtekinthető.
A GF–04 négy, örvényáramú elven működő szondája állítható tartókkal kapcsolódik a vázhoz, így pásztázza a vizsgálandó sínfelületet.
A mérés eredményei folyamatosan láthatók az eszköz számítógépes kijelzőjén. A mért adatok valós időben jelennek meg mind az útalapú diagramon, mind a vektorábrán.
Működés közben a kezelő markerrel megjelölhet speciális helyeket a mérési eredmények között.

Sínfeszültség-diagnosztikai rendszer (RSDS)

A sínfeszültség mérésére szolgáló RSDS mérési rendszert a MÁV KFV Kft. dolgozta ki két önálló mérőműszer kombinációjaként, melyek együttesen biztosítják a lehető legnagyobb mérési pontosságot.
A SidePull (RSDS-C) a vágányzáraknál alkalmazható mechanikus sínfeszültségmérő eszköz, mely a MÁV által használt úgynevezett „erőmérős eljárás” továbbfejlesztése, és minden sínprofilon alkalmazható.
A RailScan (RSDS-M) roncsolásmentes sínfeszültségmérő műszer forgalom alatt is használható. Ez a korábbi műszer továbbfejlesztése, sínprofilonként külön mérő­fejet igényel, ezért ismerni kell, hogy mely síntípusokon kívánják alkalmazni.

PÁTER szakértői rendszer

A PÁTER a vasút pályadiagnosztikai döntéssegítés számítógépes rendszere. A program célja, hogy a pályafenntartási szakembereknek a mindennapi munkájukban szükséges elemzési, tervezési feladatokhoz támogatást nyújtson. Ennek alapja a műszaki és vizsgálati adatok részletes számító­gépes nyilvántartása, egyszerű elérhetősége, színvonalas grafikus megjelenítése és összevethetősége.
A program az Infrastruktúra adatbázisban tárolja a hálózati, felépítményi és műszaki pályaadatokat, a Mérési adatbázisban pedig a mért adatok nyilvántartását és azok naprakészen tartását végzi.
A Forgalombiztonsági modul adatot szolgáltat a pálya teljes körű és objektív sebességi állapotának megítéléséhez. A program további speciális moduljaival, a Munkatervezési modullal, a Technológiai és költségmodullal lehetőség nyílik a szükséges karbantartási munkák tervezésére. Segítséget nyújt a javasolt és tervezett munkáltatások kivitelezéséhez szükséges technológia kiválasztásához, amely alapján költségbecslés is végezhető. A döntéshozói munkát támogatja a hálózati mérési adatok statisztikai feldolgozása is, amely kiválasztott vonalakra vagy szervezeti egységek területére vonatkozóan jeleníti meg a vágányok általános állapotát jellemző adatokat, illetve több mérési időszakra visszatekintve bemutatja az állapot változásának trendjét is (8. ábra).

A tárolt adatok grafikus megjelenítésével és Elemzési szolgáltatásával a program megkönnyíti a pályafenntartási és -üzemeltetési feladatok mindennapi végzését, a döntések előkészítését. Segítséget nyújt az elvégzett fenntartási munkák, illetve hibamegszüntetések dokumentálásában. A PÁTER webes alkalmazás, ezért a felhasználók az interneten keresztül érhetik el a rendszer központi adatbázisát, és mindig frissített és érvényes adatok állnak rendelkezésükre. Az adatok kezelése vasútvonalak (vágányok) szerint és az adat­bázisban definiált vasútigazgatási szervezeti egységek szerint is lehetséges.
A program nyilvántartási elemei, elemzési szolgáltatásai rugalmasan adaptálhatók a különböző vasúttársaságok sajátos műszaki igényeihez.

Monitoringrendszerek a híd­felügyelet során

Cél, hogy a beépített diagnosztikai eszközök segítségével a mérési eredmények rövid időn belül hozzáférhetőek és kiértékelhetőek legyenek. Az alkalmazott diagnosztikai eszközök a korszerű informatikai lehetőségek használatával ezt az igényt már képesek kiszolgálni.
A monitoringrendszer elemei:

• tengelyterhelés-mérő (9., 10. ábra),
• hőmérsékletmérők (levegő, szerkezet, sín),
• elmozdulásmérők:
  – saru hosszirányú elmozdulása,
  – főtartólehajlás,
  – hossztartó-megszakításnál függőleges, vízszintes elmozdulás
• hossztartó szerkezetintegritásának vizsgálata
  – repedéscsúcsoknál nyúlásmérő bélyegek,
  – akusztikus emissziós mérés
• anyagfáradásra jellemző tulajdonságváltozás mérése.
• A bemutatott diagnosztikai eszközök és eljárások képviselik a korszerű pálya­diagnosztika elemeit, azok egymásra épülő és egymást kiegészítő alkalmazása megteremti a magas szintű műszaki igényeknek megfelelő minőségű komplex pályadiagnosztikai szolgáltatást.