Ugrás a tartalomra

Vasúti pályával kapcsolatos diagnosztikai fejlesztések

A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2021 / 3. szám lapszámában.
|
ügyvezető igazgató
Metalelektro Méréstechnika Kft.
A Metalelektro Méréstechnika Kft. 30 éves múltra tekint vissza. Cégünk megalakulásától foglalkozunk vasúti diagnosztikai műszerek fejlesztésével, gyártásával és forgalmazásával. Cikkünket fejlesztőmérnökeink írásaival, az elmúlt néhány év eredményeiből állítottuk össze, bemutatva azt a választékot, amelyet cégünk nyújt, és amivel szeretnénk gazdaságosabbá és biztonságosabbá tenni a vasúti közlekedést, elsősorban hazánkban, de szerte Európában is.

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.

1. ábra. GF-04 örvény­áramos sínfej­repedés-mérő készülék
1. ábra. GF-04 örvény­áramos sínfej­repedés-mérő készülék


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.

2. ábra. GF-04 mérési eredménye a számítógép képernyőjén
2. ábra. GF-04 mérési eredménye a számítógép képernyőjén


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).

3. ábra. HCScan kézi örvényáramos HC-mérő
3. ábra. HCScan kézi örvényáramos HC-mérő


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.



A két sínszálon egyidejűleg mérő rendszerből járművekre szerelhető változatok is készültek. A GFS-08 sín köszörűre felszerelhető rendszer, míg a GFD-08 típus 20 km/h sebességű különálló vontatmányként üzemel (4. ábra).

4. ábra. GFD-08 vontatott nyolccsatornás HC-mérő szerkezet mérés közben
4. ábra. GFD-08 vontatott nyolccsatornás HC-mérő szerkezet mérés közben


A vasúti sínt gyártók folyamatosan kutatják azokat az új acélminőségeket, amelyek ellenállóbbak a termék használatából adódó szokásos károsodási mechanizmusokkal – kopás, hullámos kopás, repedésképződés – szemben. Ha ez utóbbi károsodás vonatkozásában sikeres a fejlesztés, annak eredménye lehet egy, a futófelületen – a szokásos eszközökkel – alig detektálható, sokkal finomabb repedési kép. Ez nyilván kihívás a mérőműszer fejlesztőjének, hiszen ebben az esetben is reális képet kell szolgáltatnia az üzemeltető számára. A voestalpine Rail Technology részéről érkezett igény egy olyan head check mérőműszerre, amely képes 500 repedés/m repedéssűrűségű headcheck-károsodás mérésére kézzel mozgatott mérőfejjel (5. ábra).

5. ábra. HCScan HD LCD-kijelzővel speciális igényeknek megfelelő programmal
5. ábra. HCScan HD LCD-kijelzővel speciális igényeknek megfelelő programmal


A készülékek üzemeltető általi ellenőrzése, validálása megkívánja, hogy arra alkalmas ellenőrző test és módszer álljon a rendelkezésére. Készülékeinkhez műrepedésekkel ellátott, a vizsgálható sínek anyagából készített ellenőrző testeket szállítunk. Az ellenőrzés leírása alapján az üzemeltető saját maga el tudja végezni a készülék ellenőrzését. A headcheck-hibák örvényáramos mérése a hiba jellegénél fogva nem olyan egyszerű, mint egy gépalkatrész gyártási vagy fáradási repedésének mérése [4]. Míg ezekben az esetekben általában egyetlen repedés terjed az anyagban, headcheck-hiba esetében a felülettől befelé haladva az anyagban a repedés elágazódik, több repedésben folytatódik. A károsodási mélységet a repedés sínfelülethez mért jellemző szöge és a repedés örvényáramos mérésből meghatározott hossza határozza meg. Ez utóbbi az elágazódó repedések teljes hossza, amelyet az örvényáram képes bejárni.
Kezdetben az örvényáramos mérőrendszerek elfogadtatása kizárólag az arra feljogosított cég (notified body) mérőeszközével végzett összehasonlító vizsgálattal történt, amelyet az üzemeltető kijelölt vasúti pályájában végeztek el. A tapasztalatok alapján azonban megjelent 2020-ban az EN 16729-2 szabvány. E szerint az örvényáramos mérésből a károsodási mélység meghatározásának validálása a károsodott réteg fokozatos eltávolítása során végzett méréssorozattal is lehetséges (6. ábra). Készülékeinket ily módon validáljuk vasúti pályában és laboratóriumban egyaránt.

Schall Brúnó: Digitális síndőlés és ke­reszt­fek­szint­mé­rő készülék – Rail Inclinometer

Schall Brúnó
gépészmérnök

Tanulmányait (BSc) az Óbudai Egyetemen kezdte, és a Széchenyi István Egyetem (MSc) képzésén folytatta. Ösztöndíjasként kiegészítő tanulmányokat végzett a Hanze University Groningen (Hollandia) és Pontifical Catholic University of Chile (Chile) egyetemeken. Fejlesztőmérnökként 2017 óta a Metalelektro Méréstechnika Kft. alkalmazottja.

A síndőlés – definíció szerint – a vágányban lévő sín szimmetriatengelye és a két sínszál sínkoronaszintjére (vágány futófelületére) állított merőleges közötti szög. A sínek általános elhelyezését tekintve a pálya tengelyének irányába való döntés a cél, a megfelelő kerék-sín kapcsolat és dinamika létrehozásának érdekében.
A pálya használatával és az idő múlásával a pálya paraméterei arányosan változnak. Nemzetközi vonatkozásban preventív eljárásokként találkozhatunk dőlésméréssel, amely vasúti baleseteket, többek közt kisiklást hivatottak megelőzni. A piacon megtalálható karbantartási munkákhoz és a nagyvasúti mérőrendszerek validálásához használt műszerek többsége kiegészítő funkcióként kezeli a dőlésmérést. A digitális, kézi dőlésmérőt így ennek a piaci igénynek a kielégítésére terveztük, a meglévő eszközök egy gazdaságosabb alternatíváját kínálva.


A nemzetközi szakirodalomban található cikkek értekeznek a dőlés függvényében vizsgált sín-kerék kontaktfelület és nyomáseloszlás változásáról [5], valamint a futókörsugár-különbség (RRD) és dőlés összefüggéséről is [6]. Vizsgálják továbbá a futási viszonyokat, az oldalerők optimalizálását, amelynek eredményeképp a japán nagysebességű pályákon aszimmetrikus dőlést alkalmaznak. A kontaktfelület pozíciója és nyomáscsúcsértékek alapvető összetevői a headcheck-kialakulás és sínkopás mértékének.


A cégünk által fejlesztett készülék két paraméterből, a túlemelésből és a mérendő sínszál vízszinteshez képesti pozíciójából határozza meg a síndőlés értékét, amelyet az Európai Unión belüli vasúti rendszerek kölcsönös átjárhatósági műszaki előírásai (ÁME) részleteznek (EU 2016/797). Az előírás szerint az átmenő vágányokban a sínnek a vágánytengely felé kell dőlnie, ennek értékét 1:20 és 1:40 közötti tartományból kell kiválasztani. Az optimális élettartamok (sín, kerék) a dőlésérték és további pályaparaméterek, valamint az ezekhez tartozó megfelelő kerékprofil párosítással biztosíthatók. Ennek megfelelően a legelterjedtebb névleges dőlésértékek országonként különbözhetnek (1. táblázat).

6. ábra. Leköszörüléssel meghatározott károsodási mélység és GF-04 mérési eredmény összehasonlítása a köszörülés előtt és azt követően
6. ábra. Leköszörüléssel meghatározott károsodási mélység és GF-04 mérési eredmény összehasonlítása a köszörülés előtt és azt követően


A műszert a hazánkban alkalmazott sínek geometriájára alakítottuk ki a MÁV48-tól R65-ös méretig. Az eszközben két nagy pontosságú digitális szögmérő méri az adatokat, amelyekből számolt értékek Bluetoothon érkeznek meg a felhasználó androidos készülékére. A síntalp felső felületére felülő ütközők pozicionálják a sínszálat körülölelő keretet, így kiágyazásra nincs szükség, a mérés gyorsan elvégezhető. A mérőkészülék egy ellenőrző testtel nullázható, majd a mérés során mind a túlemelés-, mind a dőlésértékek menthetők, táblázatos formátumban exportálhatók. Az eszköz mérés közben felfekszik mindkét sínszálon, de galvanikus kapcsolatot nem teremt, a sínáramkörökre nincs hatással (7. ábra).

7. ábra. Rail Inclinometer síndőlésmérő készülék
7. ábra. Rail Inclinometer síndőlésmérő készülék
8. ábra. SidePull Light integrált húzó-mérő egysége
8. ábra. SidePull Light integrált húzó-mérő egysége

Egyed Ottó: SidePull Light

Egyed Ottó
gépészmérnök

A gödöllői Szent István Egyetemen 2017-ben gépészmérnöki (BSc), majd 2020-ban gépészmérnöki (MSc) oklevelet szerzett. Munkáját 2017-ben kezdte meg a Metalelektro Méréstechnika Kft.-nél mint fejlesztőmérnök. Területe többek között a kerék-sín súrlódási tényező mérése.

A TSH mérésére az 1980-as években a MÁV szakemberei fejlesztettek egy mechanikus mérőeszközt, amelynek mérési eredményeiből kötött algoritmussal kiszámolható a semleges hőmérséklet. Ezt a mérési eljárást alapul véve fejlesztettük ki a mai kor műszaki lehetőségeihez igazítva a SidePull Light eszközt.
Az erőt közvetett módon, nyúlásmérő bélyegekkel, az elmozdulást digitális szögmérővel, a sínhőmérsékletet infrahőmérővel mérjük. A műszer és az érzékelők egy egységet képeznek a húzóelemmel. Az eszköz egyik végével a lekötött sínszálhoz kapcsolódik, míg a részlegesen feloldott és görgőre helyezett sínszálra szereljük fel a 8. ábrán látható húzó-mérő egységet. A sínszál oldalhúzását kétkarú emelő biztosítja, amelyet egy menetes orsó forgatásával lehet feszíteni.
A SidePull Light eljárás lényege a kiértékelésben van. A korábban említett mérési eljárásban síntípustól függő tényezőkkel lehetett számolni. Az új síntípusok megjelenésével a szükséges tényezők csak kísérleti úton határozhatók meg.
A SidePull Light az egyes síntípusokra különböző feszültségállapotokon végrehajtott szimulációk erő-elmozdulás jelleggörbéinek felhasználásával határozza meg a semleges hőmérsékletet. Kompenzálja az alátétlemeztől eltérő magasságú emelésből származó erőket, valamint lehetőséget biztosít a sínkopás figyelembevételére. A szimulációs eljárás lehetővé teszi új síntípus felvételét a keresztmetszeti rajz alapján pályában történő tesztek nélkül.
A mérés során kialakuló erő-elmozdulás görbe illeszkedik egy hőmérséklet-változási görbéhez, amelyhez hozzáadva a sín pillanatnyi hőmérsékletét, illetve levonva a görgő okozta hatását, megkapjuk a semleges hőmérséklet értékét, amelynek pontossága mindent összevetve ±0,5 °C. A mérés nehézségét egyedül a pálya megbontása és helyreállítása jelenti, amely jól megszervezett pálya- és mérési munka esetén 30 perc alatt elvégezhető, akár a menetrend szerinti vasútforgalom megzavarása nélkül is vonatmentes időszakban.


TriboRoll – súrlódási tényező mérése

A vasúti kerék-sín kapcsolat kontaktzónájában kialakuló súrlódási tényező értékének (továbbiakban: ST) – a futó- és vezetőfelületeket is beleértve – meghatározott határokon belül tartása nem egyszerű feladat. Gazdasági szempontból nem elhanyagolható a túl magas ST okozta gyorsabb kopásból eredő nagyfokú kerék- és sínelhasználódás. A vezetési felületen lévő magas súrlódási tényező nagyobb zajt okoz, míg a futófelületen magas ST sínhibák, mint például a gördülési fáradás okozta repedések kialakulásához vezet. A futófelület alacsony ST-je megnövekedett fékutat, illetve a hullámos kopás kialakulását okozhatja. A vágány két sínszálának futófelülete közötti nagy súrlódásitényező-különbség a jármű kígyózó mozgásának kialakulásához vezethet.


Az ST értékére, a mesterséges módosítókon kívül, a természet is hatással van, amelyről a hivatkozott [8] előadásban olvashatunk. Számos külföldi vasúttársaság rendelkezik a súrlódási tényező értékeire vonatkozó előírásokkal, amelyeket az 2. táblázat tartalmaz. A 18/1998. (VII.3.) KHVM rendelet egyes fékméretezési és menetdinamika számításokban a kerék-sín tapadási tényezőjét 0,16–0,2 értékek között határozza meg. A rendelet kitér a fékútmérésekre is, ami alatt a vágánynak megfelelő műszaki (olaj- és jégmentes) állapotban kell lennie, de az ST értékeit nem számszerűsíti.
A súrlódási tényező mérésének igénye vezetett bennünket a TriboRoll készülék kifejlesztéséhez, amely a sín ST lokális mérésére alkalmas. Legfontosabb egysége a mérőkerék, amely folyamatosan gördül a sín felületén. A fejlesztés fontos részét képezte a mérőkerék anyagának és geometriájának meghatározása. Ezen paraméterek optimális megválasztásának célja a tényleges kerék-sín kapcsolat viselkedéséhez leginkább közelítő mérőkerék-sín kapcsolat kialakítása.
A mérőkereket mért nagyságú erő szorítja a sínfejhez. Mérés közben a kerék szabadon gördülését fékezéssel fokozatosan gátoljuk, míg az nem blokkol. A fékezés hatására a tolás irányával megegyező hatásvonalú, a féknyomatékkal arányosan változó reakcióerőt is mérjük. A megcsúszás előtti pillanatban (még tapadáskori állapotban) rögzített két erő ismeretében számolható az ST értéke. A mérőkerék különböző, a nyomtávsaroktól a sínfej futófelületéig 14 mérési pozícióba állítható. Az eszköz a két sínszál között rugóval szétnyomott állapotban üzemel. A mérő személy által meghatározott vizsgálati szakasz választott számú mérési ciklus végrehajtásával jellemezhető. A mérés végén a tableten azonnal látható az eredmény, amelyből jegyzőkönyv is generálható (9. ábra).

9. ábra. A TriboRoll súrlódási tényezőmérő készülék
9. ábra. A TriboRoll súrlódási tényezőmérő készülék


A súrlódási tényező kialakulását sztochasztikus folyamatnak tekintjük, kiértékelése statisztikai módszerekkel történik. A műszer mérési eredményeiből több, az ST-t is módosító hatást tudtunk megvizsgálni. A BKK-val közösen végzett, ívben történő, 40 napon végzett mérési sorozat során a kenőanyag optimális mennyiségét és időbeni hatásváltozását, valamint a kenőanyag zajcsillapító hatását vizsgáltuk, amelyet a hivatkozott [9] irodalom részletesen ismertet. Egy másik mérési sorozatban több szerelvény fékpróbája alatt mértük a súrlódási tényező változását. A műszer alkalmazásával optimalizálható a sínek súrlódási tényezője akár sínkenéssel vagy felületérdesítő köszörüléssel, akár a fékezési szakaszokon homokszórással történő módosítások esetén.

Cser Tamás: Sínprofilmérés

Cser Tamás
gépészmérnök

A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen 2017-ben szerzett (BSc) oklevelet. Munkáját 2017-ben kezdte meg a Metalelektro Méréstechnika Kft.-nél mint műszerfejlesztő mérnök. Fejlesztési területei: sín- és kerékprofilmérés, vontatott rendszerek, optikai mérések.

A sínprofilmérés kiemelt fontosságú a vasúti közlekedés szempontjából. A profilmérés során meghatározható a sínfej kopása, amely alapján megbecsülhető a sín élettartama. A pálya karbantartása során időszakos mérésekkel előrevetíthető a sín amortizációja, ugyanakkor köszörülés során ellenőrizhető, hogy a kívánt profilt sikerült-e elérni.
Az MSZ EN 13231-3 szabvány kitér a különböző sebességű pályákban alkalmazott sínek ideális profiltól való eltérésének mértékére, a profiltól való maximális eltérésre, illetve arra, hogy a felvett pontok mekkora arányban kell, hogy ezen a tartományon belül maradjanak.
A legszűkebb tartomány 0,4 mm, ezért az eszköz felbontása 0,01 mm kell legyen, hogy a profilnak a tartományon belüli elhelyezkedése vizsgálható legyen.
A sínprofil egy-egy keresztmetszetben történő mérésére érintkezéses elven működő sínprofilmérő készüléket fejlesztettünk. Az RPCS készülék mérőkarjain nagy precizitású csapágyazott görgők találhatók (10. ábra).

10. ábra. RPCS profilmérő Vignol sínen
10. ábra. RPCS profilmérő Vignol sínen


A mérés során a műszer karját kézzel vezetve letapogatható a sínfej profilja. A profilmérő műszer Bluetooth-kapcsolattal csatlakozik egy Android rendszerű eszközhöz, amely lehet akár tablet, akár telefon.
Egy sínfejen a mérés gyorsaságától és a sínfej méretétől függően 1500-4000 pontot lehet felvenni az eszközzel.


A letapogatott profil kiértékelése során meghatározható a kopás mértéke, a sínfej méretei, illetve a nevezetes pontokban az ideális profiltól való eltérés. Lehetőség van a köszörülés előtti és utáni profilok helyszíni összehasonlítására, így gyorsítva a munkavégzést. A műszer kalibrációja az MSZ-EN 13231-3 szabvány szerint történik (11. ábra).
Azért, hogy az RPCS-készülék alkalmas legyen a kitérőcsúcsbetét profiljának mérésére is, kifejlesztettünk egy adaptert, aminek segítségével a mérés kiértékelése során meghatározható a nyomcsatornák szélessége, mélysége, illetve a csúcsbetét magassági kopása.

11. ábra. UIC-54 típusú sín profilmérésének összehasonlítása a referenciaprofillal
11. ábra. UIC-54 típusú sín profilmérésének összehasonlítása a referenciaprofillal

Sárffi Károly: Metal Lube sínkenő berendezés

Sárffi Károly

Sárffi Károly 1978-ban szerezte meg vasútépítő és pályafenntartási technikusi képesítését. 1995-ben alapító tagja a MÁV-Thermit Kft.-nek, mint a hegesztők oktatója és technológiai ellenőre. 2017-től a Metalelektro Méréstechnika Kft.-nél kamatoztatja tapasztalatait, kifejlesztve a Metal Lube sínkenő berendezést. 2019-től a V-Híd Vagyonkezelő Kft. hegesztési műszaki vezetője.

A helyhez kötött, 2017-ben fejlesztett és engedélyeztetett Metal Lube sínkenő berendezés a nagyvasúti és városi vasúti vonalhálózatoknak azon részein (jellemzően a kis sugarú ívek külső sínszálán) alkalmazható, ahol a sín és a járműkerék érintkezési felületén nagy kopások alakulnak ki kellemetlen zajhatások kíséretében.
A sínen haladó járművek a pályageometria függvényében kisebb-nagyobb mértékben folyamatosan koptatják a síneket. A járműkerék és a sín érintkezési felületén kialakuló kopások jelentős kiadásokat jelentenek az üzemeltetők számára. A nagymértékű kopások fokozott balesetveszélyt okoznak, növelik a kisiklás veszélyét, sebességkorlátozások bevezetéséhez vezetnek, ezáltal további költségnövekedéssel jár az üzemeltető számára. A sínkenő készülék alkalmazásával az íves pályarészek külső sínszálán, a kitérők íves csúcssínjein, valamint a járműkerekek nyomkarimáin fellépő kopások jelentősen (60-80%-kal) csökkenthetők. Az ívben elhaladó járművek által keltett kellemetlen zajhatások akár 15 dB-lel mérsékelhetők.
A kenési ciklust vezérelheti tengelyszámláló vagy időzítő. A tápellátást biztosíthatja napelemes-akkumulátoros megoldás vagy 230 V hálózat.
Nyitott pályán a kenőlap furatain keresztül kijutó kenőanyag pontosan a sín és a kerék közé, azok érintkezési pontjához jut (12. ábra). Burkolt pályában a sínfejben kialakított zsírzófuratok biztosítják a kenőanyag optimális helyre történő kijuttatását, a szerelvényeket a burkolatba süllyesztett lépésálló szekrényekbe építik be. A sínfej kondicionálásával kialakuló súrlódási tényező mértékét ellenőrizni kell a sín teljes kontaktfelületén, hogy az egyes felületek súrlódása optimális tartományba essen.

12. ábra. A Metal Lube sínkenő berendezés
12. ábra. A Metal Lube sínkenő berendezés

Összefoglalás

A cikkben bemutatott fejlesztési eredményeket a gördülőfáradás okozta sínhibák egyes okának, a kialakult hibák és megszüntetésük mérési igényeire fűztük fel. Az elmúlt néhány év további fejlesztéseinek bemutatására talán egy másik cikk ad majd lehetőséget.