لوکوموتیو راه آهن و چرخ خودرو اجزای حیاتی برای تضمین عملکرد ایمن قطارها هستند، زیرا بار را تحمل می کنند و راهنمایی می کنند.اگر چرخ دچار اختلال شود، می تواند منجر به شکستگی چرخ و محور برش، به طور بالقوه باعث خروج قطار از ریل و تصادفات شدید می شود.بنابراین، تشخیص و حفظ ایمنی چرخ از اهمیت بالایی برخوردار است.

نقص عمده در چرخ های راه آهن

• ترک در رینگ های چرخ راه آهن

  
  

هنگامی که قطار در حال حرکت است، محدوده عمق مشخصی (10 میلی متر تا 20 میلی متر) در زیر چرخ قطار سطح تماس حداکثر سطح توزیع تنش برشی تماسی چرخ و ریل است و در صورت وجود عیوب متالورژیکی مانند آخال های غیرفلزی در منطقه، آخال ها در اثر تنش برشی منشا ترک های خستگی می شوند و سپس ترک های خستگی همچنان در حال گسترش هستند.

تنش برشی تماسی چرخ و ریل در هنگام حرکت قطار در جفت چرخ ذاتی است، هنگامی که منبع ترک هسته می گیرد و باعث می شود که ترک تحت تأثیر تنش برشی جوانه بزند، هرچه قطار سریعتر حرکت کند، انبساط ترک سریعتر خواهد بود. هنگامی که ترک به اندازه بزرگتر از مرحله انبساط سریع توسعه می یابد، ترک به سمت بیرونی رینگ چرخ، سمت داخلی یا سطح آج ایجاد می شود، به طوری که به موقع تشخیص داده نمی شود، منجر به سقوط بلوک چرخ می شود. به موقع تشخیص داده نشود، باعث می شود چرخ از بلوک بیفتد.به این نوع عیب، ترک لبه می گویند.

ترک های خستگی روی رینگ های چرخ ریل

افتادن رینگ های چرخ راه آهن

از نقص ترک لبه باز مشخص می شود که عیب ترک رینگ دارای منبع خستگی و فرآیند امتداد خستگی (ترک پوسته) است.از روند توسعه ترک رینگ، در امتداد محیط چرخ منبسط می شود، بنابراین به آن عیب محیطی می گویند.

• ترک خورده چرخ ریلی

بریدگی شعاعی چرخ ها به دلیل ترمزهای قوی غیرعادی، نقص متالورژیکی داخلی در چرخ ها یا نقص در فرآیند ساخت ممکن است باعث ناراحتی قطار در کار قطار شود.

چرخ قطار در امتداد جهت قطر چرخ ترک می خورد که به عنوان نقص شعاعی شناخته می شود.

فرآیند تشخیص نقص اولتراسونیک برای نقص چرخ قطار

• تشخیص ترک های محیطی

با توجه به اصل تشخیص عیب اولتراسونیک، انرژی بازتاب اولتراسونیک زمانی که موج اولتراسونیک عمود بر سطح ترک باشد حداکثر است.امواج مافوق صوت در امتداد جهت شعاعی چرخ دقیقاً عمود بر عیوب محیطی است.بنابراین، استفاده از تشخیص بروز شعاعی اولتراسونیک عیوب محیطی چرخ

• تشخیص عیوب شعاعی

تشخیص با استفاده از امواج عرضی اولتراسوند معمولی