Zespół pracował w składzie: prof ZUT dr hab. inż. Tomasz Chady, prof. dr inż. Ryszard Sikora, dr inż. Grzegorz Psuj, mgr inż. Jacek Kowalczyk , mgr inż. Ireneusz Spychalski, mgr inż. Leon Nawos Wysocki, dr inż. Przemysław Łopato oraz dr inż. Piotr Baniukiewicz.

Celem projektu, który był realizowany pod kierunkiem firmy TWI Limited z Wielkiej Brytanii ,we współpracy z ZUT i pięcioma innymi partnerami z Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Francji, było opracowanie nowych technik testowania osi wagonów kolejowych wykorzystujących metodę ultradźwiękową i elektromagnetyczną.

Liczy się czas i pieniądze

Problem polega na tym, że w osiach kolejowych w dłuższym \okresie użytkowania pojawiają się pęknięcia. Chodzi więc o to, by wykryć je w odpowiednim czasie i uchronić się przed katastrofami kolejowymi. Dodajmy, że w okresie ostatnich 15 lat awarie osi wagonów kolejowych były przyczyną wypadków, które pociągnęły za sobą 33 ofiary śmiertelne oraz wiele ofiar z obrażeniami ciała.  Jedną z bardziej tragicznych katastrof ostatnich lat było wykolejenie się w 2010 roku we Włoszech w miejscowości Viareggio - wskutek wadliwej osi - cysterny z gazem, co spowodowało śmierć 32 osób. Innym mniej groźnym w skutkach wypadkiem była katastrofa kolejowa w Rickerstone w Wielkiej Brytanii, która pociągnęła za sobą jedną ofiarę śmiertelną i spowodowało u wielu osób obrażenia Choć w ostatnich latach, dzięki ingerencji nauki i zastosowaniu badań osi kolejowych, liczba wypadków i ich skala się zmniejsza, to jednak nie wszyscy przewoźnicy w dostateczny sposób przeprowadzają testowanie zestawów kolejowych. Każde bowiem wyłączenie z pracy takiego zestawu kolejowego i poddaniu go inspekcji  pociąga za sobą duże straty finansowe.

- Głównym naszym zadaniem było zaprojektowanie takiego układu, który pozwala na przeprowadzenie inspekcji bez konieczności długiego pozostawania wagonów w warsztatach serwisowych. Normalnie demontaż wagonu i oddzielnie zestawu jezdnego zajmuje kilka dni – wyjaśnia prof. Chady. - Redukcja czasu inspekcji została przez nas osiągnięta wskutek zastosowaniu nowego typu przetworników elektromagnetycznych i ulradźwiekowych, które pozwalają przetestować osie kolejowe bez konieczności demontażu.  Sam pomiar trwa zaledwie kilkanaście minut., Całą operacje można ukończyć w ciągu kilku godzin, co skraca znacznie czas inspekcji, a co za tym idzie koszty kontroli.

Elektromagnetyczna inspekcja

System polega na tym, ze po ograniczonym do minimum demontażu wprowadza się do wnętrza osi kolejowej sondę ultradźwiękowa lub sondę elektromagnetyczną, opracowaną właśnie przez naukowców z ZUT.

- Opracowaliśmy sondę i cały system do elektromagnetycznej inspekcji – tłumaczy badacz ze Szczecina -Koledzy z Anglii opracowali z kolei nowa konstrukcję sondy ultradźwiękowej. To są uzupełniające się badania, które znalazły się we wspólnym projekcie.

Ultradźwięki są w stanie wykryć defekty w odległości od 5 mm od powierzchni otworu wewnętrznego osi kolejowej. Natomiast w obszarze przy samej powierzchni, ultradźwięki maja pewne ograniczenia fizyczne. I stąd konieczność stosowania metody, która uzupełnia te dwa obszary.

Finalnym etapem wspólnych badań stała się fuzja danych, czyli skojarzenie danych z czujnika ultradźwiękowego z danymi z czujnika elektromagnetycznego. W tym miejscu badacze zastosowali najnowsze osiągnięcia z dziedziny sztucznej inteligencji.

Próby generalne systemu odbyły się w angielskich warsztatach kolejowych w Eastleigh k/Southampton. Szczecińscy naukowcy zaprezentowali w Anglii dwa systemy. Pierwszy z namagnesowaniem, drugi z zastosowaniem tzw. prądów wirowych. Obydwa systemy spełniły swoje zadania, polegające na wykrywaniu defektów, określonych w branżowych normach europejskich. Prototypy systemów zostały stworzone na szczecińskiej uczelni, zaś finalny system zostanie opracowany w ramach współpracy wszystkich partnerów przez firmę Ideko z Hiszpanii.

Koszt badań został pokryty ze środków 7 Programu Ramowego Unii Europejskiej. Całkowity budżet projektu wyniósł 1 354 840 euro, z czego 177 460 euro zostało przyznane Zachodniopomorskiemu Uniwersytetowi Technologicznemu.

- Coraz szybsze koleje wymagają  częstszych badań , a więc nasze systemy będą nabierać na znaczeniu – prognozuje badacz z ZUT - Wyniki naszych badać już dziś spotkały się z dużym zainteresowaniem na niedawnej światowej konferencji  naukowej w chińskim Jinan i Krajowej Konferencji Badań Nieniszczących w Kołobrzegu.

Rozwój nowatorskich technik badań osi taboru kolejowego „AxleInspect”
Tomasz Chady
email: tchady@zut.edu.pl
tel. +48 91 4494134

artykuł promocyjny