Ученые Томского политехнического университета вместе со специалистами предприятия НТЦ «Техника» предложили методику неразрушающего контроля железнодорожных опор на основе тепловизионного метода. С его помощью можно эффективно, а самое главное, быстро «увидеть» коррозию стальной арматуры, спрятанной за бетонной оболочкой опоры. Разработчики уже провели исследования на 14 реальных железобетонных опорах в Томской области. Результаты исследований опубликованы в журнале Applied Sciences (IF 1,679). 

 

Фото: wikipedia.org

«Все железные дороги в России сегодня электрифицированы, вдоль железнодорожного полотна установлено огромное количество опор для проводов и вспомогательного оборудования. Как и у любого объекта, у них есть свой срок службы — 50 лет. По мере истечения срока эксплуатации, опоры приходят в негодность с очевидными негативными последствиями. Единовременно заменить все опоры в стране — нереально. Поэтому сначала нужно определить те, что требует замены в первую очередь. Традиционно для этого предлагают использовать малопроизводительный ультразвуковой метод контроля. Чтобы проверить одну опору таким способом, может уйти день. Мы же предлагаем методику тепловизионного контроля.

Здесь сам процесс контроля занимает всего несколько минут, а вместе со всем подготовительным работами на контроль одной опоры уходит около одного часа»,

— говорит профессор ТПУ, заведующий научно-производственной лабораторией «Тепловой контроль» Владимир Вавилов.

Для проверки опоры вокруг нее размещается индуктор — антенна, нагревающая стальную арматуру внутри опоры. Достаточно нагреть арматуру на несколько градусов выше температуры окружающей среды. Нагретая арматурой опора излучает тепло, которое фиксируют инфракрасные камеры, установленные на расстоянии нескольких метров от опоры. С камер передается на компьютер термограмма — цветное изображение в инфракрасных лучах, показывающее температурное распределение на контролируемой поверхности.

«Достаточно провести контроль нижней части опоры протяженностью около одного метра. Дело в том, что коррозия металла наиболее вероятна в месте контакта с землей. В местах, уже разрушенных коррозией, арматура тоньше, она иначе нагревается, что и отражается на термограммах. Вплоть до того, что тепловой след вообще пропадает при появлении воздушных промежутков и продуктов коррозии», — поясняет ученый.

 

Фото: Термограмма опоры без дефекта (a) и поврежденной (b). 

Для обработки данных специалисты университета также разработали оригинальный алгоритм, хорошо зарекомендовавший себя и в других исследованиях в области тепловизионного контроля.

«Экспериментальная часть этого исследования была проведена на Транссибирской железной дороге с использованием экспериментальной установки для осуществления индукционной инфракрасной термографии.

Мы проверили 14 рабочих опор. Данные, полученные с инфракрасных камер, подтверждали ультразвуковыми и виброакустическими испытаниями. В результате проведенных исследований две опоры были заменены», — говорит Владимир Вавилов.

Добавим, эта научная работа была поддержана грантом Российского научного фонда № 17-19-01047. 

Справка:

ТПУ — участник Проекта 5-100, ключевым результатом которого должно стать появление в России к 2020-му году современных университетов-лидеров с эффективной структурой управления и международной академической репутацией, способных задавать тенденции развития мирового высшего образования.

Источники

Тепло поможет обнаружить невидимые разрушения железнодорожных опор
Томский политехнический университет (tpu.ru), 13/02/2018
Тепло поможет обнаружить невидимые разрушения железнодорожных опор
БезФормата.Ru Томск (tomsk.bezformata.ru), 13/02/2018
Тепло поможет обнаружить невидимые разрушения железнодорожных опор
Российский научный фонд (рнф.рф), 13/02/2018
Увидеть невидимые разрушения железнодорожных опор поможет новая технология ТПУ
ИноТомск (inotomsk.ru), 13/02/2018
В России разработана технология обнаружения невидимых разрушений ж/д опор
ПолитРоссия (politros.com), 13/02/2018
Разработана новая методика контроля разрушений в железнодорожных опорах
Русская планета (rusplt.ru), 13/02/2018
Ученые ТПУ разработали методику неразрушающего контроля железнодорожных опор на основе тепловизионного метода
Научная Россия (scientificrussia.ru), 15/02/2018
Томские ученые предложили проверять стальную арматуру тепловизором
ТАСС, 20/02/2018
Томские ученые предложили проверять стальную арматуру тепловизором
Спутник Новости (news.sputnik.ru), 20/02/2018
Томские ученые научились видеть коррозию металла сквозь бетон
Чердак (chrdk.ru), 20/02/2018
Томские ученые научились видеть коррозию металла сквозь бетон
Tomsk.4geo.ru, 20/02/2018
Ученые предлагают вычислять коррозию тепловизором
Русская планета (rusplt.ru), 21/02/2018

Похожие новости

  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    982
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    776
  • 20/03/2018

    Способ активации нанопорошка алюминия, разработанный учеными ТПУ, вошел в 100 лучших изобретений России

    ​Способ активации нанопорошка алюминия путем термического воздействия, разработанный научным коллективом Томского политехнического университета, вошел в число ста лучших изобретений России за 2017 год.
    442
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    1390
  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    1072
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    1228
  • 07/07/2016

    В ТПУ разработали универсальный порошок для дактилоскопии

    ​Универсальный порошок для дактилоскопии разработали в Томском политехническом университете. Авторами идеи стали студенты Энергетического института ТПУ. Основные преимущества новой разработки - получение более четкого следа отпечатка и универсальность.
    1328
  • 02/06/2017

    Алтайский госуниверситет встречает молодых ученых - участников Всероссийского конкурса СНО

    ​1 июня Алтайский государственный университет встречает участников III Всероссийского конкурса студенческих научных обществ и конструкторских бюро, в котором примут участие более 60 студенческих научных объединений со всей России.
    1258
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    1694
  • 14/04/2017

    "ИНТЕРПОЛИТЕХ-2016" представил роботизированные системы различного назначения

    ​Роботизированные системы различного назначения были одним из основных направлений работы ХХ юбилейной выставки средств обеспечения безопасности государства «ИНТЕРПОЛИТЕХ-2016». Большой интерес со стороны специалистов и посетителей выставки вызвала совместная разработка международной лаборатории систем технического зрения факультета инновационных технологий Томского государственного университета (ТГУ) и ООО «Техномаг».
    478