Raudtee transpordisüsteemis on rööpad rongide vedamise peamine infrastruktuur ja nende kvaliteet on otseselt seotud sõiduohutusega. Kuid raudteede tootmise, munemise ja pikaajalise kasutamise ajal võivad sisemuses esineda mitmesuguseid defekte, näiteks praod, poorid, lisamised jne. Neid defekte on rööbaste pinnalt raske tuvastada, kuid need võivad laieneda rongide pikaajalise veeremise ajal ja põhjustada lõpuks tõsiseid ohutusõnnetusi. Ultraheli vigade tuvastamise tehnoloogia on nagu "nähtamatu valvur", mis suudab täpselt tuvastada rööbaste sees olevaid defekte, pakkudes kindlat kaitset raudtee kvaliteedikontrolli ja raudtee ohutu töö jaoks.
1. ultraheli vigade tuvastamise põhimõte
Ultraheli vigade tuvastamine põhineb ultrahelilainete levimisomadustel. Ultrahelilained on mehaanilised lained, mille sagedus on kõrgem kui 20 kHz, millel on hea suunavus ja läbitungimisvõime. Kui ultrahelilained sisenevad rööbaste sisemusse, ilmneb peegeldus, murdumine ja hajumine, kui nad puutuvad kokku erinevate söötmete (näiteks defektide ja raudteemaatriksi vahelise liides) liidesega. Vigade tuvastamise seadmes olev sond eraldab rööbastele ultrahelilaineid. Defekti ilmnemisel kajastub osa ultrahelilainest sondile. Sond teisendab vastuvõetud peegeldunud laine elektriliseks signaaliks ning seejärel töötleb ja analüüsib signaali veadetektori kaudu ning esitleb seda lõpuks lainekuju või andmete kujul. Vigadetektor määrab, kas rööbaste sees on defekte, samuti defektide asukoht, suurus ja olemus, mis põhineb peegeldunud laine omadustel, näiteks kaja asukoht, amplituud, kuju.
2. ultraheli vigade tuvastamise oluline roll raudteekvaliteedi kontrollimisel
I) kvaliteedikontroll tootmis- ja tootmisprotsessis
Raudtee tootmise käigus on isegi täiustatud tootmisprotsesside kasutamisel keeruline sisemiste defektide esinemist täielikult vältida. Ultraheli vigade tuvastamist kui peamist kvaliteedikontrolli meetodit saab enne tehasest lahkumist kasutada rööpade terviklikuks kontrollimiseks. Skaneerides kogu rööbaste sektsiooni pikkuse sektsiooni järgi, saab õigel ajal avastada selliseid puuraude, nagu poorid, kokkutõmbumine ja kaasamine. Kui ülemäärased defektid on tuvastatud, saab tootja võtta õigeaegseid meetmeid, näiteks parandada või lammutada kvalifitseerimata rööpaid, et tagada reelingute kvaliteet allikast ja vältida ohutusribade turule sisenemist.
Ii) kvaliteedi aktsepteerimine rööbaste ehitusetapis
Raudtee paigaldamine on raudtee ehituse oluline osa. Ehitusprotsessi käigus võivad rööpad olla transpordi, tõstmise, keevituse ja muude toimingute tõttu kahjustatud või puudulikud. Pärast rööbaste paikamist kasutatakse rööpa liigeste keevituskvaliteedi ja rööbaste üldise seisukorra tuvastamiseks ultraheli vigade tuvastamist. Raudtee keevitatud vuukide korral võib vigade tuvastamine tuvastada keevitusdefekte, nagu mittetäielik läbitungimine, poorid, praod jne, tagamaks, et keevitatud liigeste tugevus ja stabiilsus vastavad standardnõuetele. Samal ajal võib ladustatud rööbaste põhjalik tuvastamine õigeaegselt tuvastada ebaõigete ehitustegevustest põhjustatud sisekahjustusi ja vältida raudtee ohutut toimimist pärast raudtee kvaliteediprobleemide tõttu avanemist.
Iii) ohutuse tagamine töö ja hoolduse ajal
Raudteede käitamise ajal on rööbastel pikka aega raske koorma ja rongide sagedane mõju ning sisemised defektid võivad jätkuvalt areneda ja süveneda. Rööbaste regulaarne ultraheli vigade tuvastamine võib jälgida rööbaste sisemise defekti muutusi reaalajas. Võrreldes erinevate perioodide puuduste tuvastamise andmeid, saab defektide laienemissuunda õigel ajal avastada ja ohutusohtudega rööpad saab eelnevalt välja vahetada või parandada. Näiteks mõne raske koormaga raudteeliinidel on rongi suure telje massi tõttu rööbaste pinge keerulisem. Ultraheli vigade tuvastamise regulaarsed ülevaatused võivad tõhusalt vältida raudtee purunemisõnnetuste tekkimist ning tagada raudteeveo ohutuse ja sujuvuse.