Контроль за состоянием рельсов в1850-1950 годах

С начала существования железных дорог и до появления в 30-ых годах двадцатого века первых магнитных дефектоскопов (велодефектоскопы системы изобретателя Карпова) постоянное наблюдение за состоянием рельсов осуществляли только путевые обходчики. Роль путевых обходчиков в обеспечении безопасности движения была очень велика. Совершая обход участка по графику, они были обязаны днем и ночью внимательно осматривать каждый рельс, особенно на участках неблагоприятных по выходу рельсов. Никто не обучал путеобходчиков способам обнаружения дефектов. Они сами, использовав многолетний опыт, разработали способы обнаружения дефектов в рельсах, которые затем были строго научно обоснованы.

В 1935 году на совещании Томской дороги путевой обходчик Д.М. Колосницин рассказал о своем простейшем методе отыскания рельсов со скрытыми трещинами. Его метод заключался в остукивании подозрительного рельса молотком с применением мелкого песка или щупа.

Существовало еще несколько простейших способов, которые использовали путевые обходчики для обнаружения рельсов с дефектами, например:

-просвечивание торца рельса через зазор;

-ощупывание торца рельса специальным щупом;

-способ рефракции;

-наблюдение за рельсом при проходе поезда;

-тщательный наружный осмотр.

Остукивание рельса производилось молотком весом в 300 грамм, насаженным на ручку длиной 600 мм. Путевой обходчик с молотком останавливался у стыка и, вытянув руку, опускал молоток с высоты 0,4–0,7 метра. Молоток силой свободного падения ударялся о верх рельса в середине головки в пределах накладок, от конца рельса на 6-8 см.

Обходчик должен был чутко прислушиваться к издаваемому рельсом звуку при ударе, уметь различать даже мельчайшие его изменения, обращать внимание на поведение молотка. А. Миронов в своей брошюре “Как обнаружить дефект в рельсе” об этом способе пишет следующее: “ …если молоток после удара отскакивает упруго, то можно сказать, что рельс здоров; на дефектном рельсе молоток как бы прилипает к рельсу. При резком ударе по дефектному рельсу создается впечатление, будто черенок молотка раскололся или откололся.

Даже при скрытом изломе отколовшаяся часть его вибрирует. Поэтому, если звук от удара молотком будет подозрительным, а отскок молотка покажется ненормальным, нужно взять несколько крупинок песка, мелкую серебренную или медную монету, расположить их вдоль по середине головки рельса у стыка и начать выстукивать молотком по головке рельса легкими ударами. Если рельс имеет трещину, то все камешки, песчинки или монетки приходят в движение и слетают с головки.

В особо сложных случаях, вызывающих большое сомнение, можно положить на головку рельса пальцы левой руки и выстукивать рельс рядом с ними, если рельс с трещиной, то пальцы сразу почувствуют вибрацию …”

Просвечивание торца рельса через зазор осуществлялось с помощью небольшого зеркальца: обходчик приставлял его к зазору таким образом, чтобы оно отражало луч света в зазор, освещая торец рельса. При ярком солнечном свете ясно была видна возможная трещина в торце. Этот способ применялся, при величине зазора не меньше 5 мм. Способ ощупывания применялся, если величина зазора была менее 5 мм. Из гладкой стальной (диаметром 1,0-1,5 мм) проволоки изготовлялась шпилька. Загнутым острием шпильки, пропущенным в зазор, производилось ощупывание торцов обоих рельсов в стыке. Острие, наткнувшись на трещину, застревало в ней.

Сущность способа рефракции заключалась в следующем: работник, идущий по пути в ночное время, должен был направлять луч света фонаря вдоль поверхности катания головки рельса, а в дневное время он должен был идти обязательно против солнца. При таком освещении поверхность катания отражала яркий луч света солнца или фонаря. Если рельс здоров, луч света на полосе катания был прямолинейным, если же рельс был дефектным, то луч света преломлялся в той точке, где имелась трещина.

Наблюдение за рельсом при проходе поезда путевой обходчик осуществлял, идя по обочине земляного полотна. Он должен был внимательно следить за положением стыка при проходе по нему колес поезда. Если в стыке имелась трещина, то наблюдающий обязательно должен был заметить, как при проходе колеса конец головки рельса, под каждым колесом прижимался, а при удалении поднимался. “…внешнему осмотру рельса надо уделять особое внимание, так как процесс внутреннего расслоения головки или шейки рельса не происходит без появления внешних признаков. Однако эти внешние признаки не всегда легко установить, так как они иногда почти незаметны, а иногда их замечают, но не придают им должного значения. Каждая, даже мельчайшая деталь, выявленная при осмотре, не должна ускользать от опытного глаза осмотрщика и при необходимости должна быть взята на учет для дальнейшего наблюдения. Когда путевой обходчик изучил признаки дефекта от момента его возникновения до момента перехода дефекта в состояние, требующего изъятие рельса из пути, тогда он безошибочно и своевременно сумеет определять на своем участке дефекты в рельсах в самом начале их развития…,” – так пишет В. И. Смекалов в своем пособии “Обнаружение дефектных рельсов в пути”. Такими вот простейшими способами путевые обходчики изо дня в день обеспечивали безопасность движения.

В двадцатые годы двадцатого века появились первые способы неразрушающего контроля, в частности магнито-порошковый. Однако для контроля рельсов, уложенных в путь он не пригоден, но железнодорожникам нужно контролировать не только рельсы: очень опасны еще и трещины в шейках вагонных осей. Именно для контроля трещин в шейках вагонных осей стали применять магнито-порошковый метод. В России магнитопорошковая дефектоскопия была открыта паровозным машинистом Федором Михайловичем Карповым. Карпов добился того, что инженерами МПС были спроектированы и изготовлены огромные электромагниты, в которые целиком помещалась колесная пара. Шейки поливались магнитной суспензией, и наличие трещин выявлялось очень четко. Наладив контроль осей, Карпов принялся за контроль рельсов. Однако, порошковый метод здесь нельзя было применить и Карпову пришлось искать другие пути. Итоги его работы были таковы: были разработаны дефектоскопные станции. Дефектоскопы системы изобретателя Карпова, были установлены и смонтированы в самодвижущихся, путевых дефектоскопных станциях. Первая единица была оборудована к 1 мая 1933 года.

Станция состояла из двух сцепленных небольших вагонов. Первый из этих вагонов нес все силовое и тяговое оборудование станции, а второй являлся дефектоскопным отделением. На обеих осях второго вагона находились обмотки, по которым через скользящие по контактным кольцам щетки пропускался постоянный ток, с отдельным (от тягового) двигателем. Магнитный поток, создаваемый в передней оси обмотки с током, поступал через колесо, например, левое в левый рельс; проходил по нему до левого заднего колеса, поступал через это колесо в заднюю ось, из нее – через правое заднее колесо – в правый рельс и, наконец, замыкается через правое переднее колесо. Таким образом, участки рельсов между передней и задней осями намагничиваются (до индукции около 1,6 Тл). Применялись для намагничивания и П-образные электромагниты, подвешенные под вторым вагоном на шарнирах. При холостых пробегах станции эти электромагниты убирались под кузов. Над намагниченными участками были укреплены магнитомеханические искатели системы Ф. М. Карпова.

В конце тридцатых годов двадцатого века для контроля рельсов стали применяться велодефектоскопы системы изобретателя Ф. М. Карпова, они были однониточными и двухниточными. Велодефектоскоп позволял полностью механизировать труд путевых обходчиков, в отношении обнаружения разнохарактерных дефектов в рельсах (в том числе и скрытых), за исключением стыка в пределах длины накладок, регистрировать обнаруженные дефекты путем записи на движущейся бумажной ленте регистрирующего аппарата повторяемыми световыми и звуковыми сигналами. При этом стыки рельсов отмечались периодически появляющейся буквы “П” и белым световым сигналом, а звуковой сигнал и красная сигнальная лампа на стыках включалась при помощи специального стыкового включателя. Работа велодефектоскопа была основана на магнитном принципе. Намагничивание рельса осуществлялось при помощи катящегося электромагнитного колеса. В рельсе, в местах нарушения сечения, образовывался поток рассеивания. Поток рассеивания при движении велодефектоскопа пересекался индукционной катушкой, которая следовала за намагничивающим устройством, при этом в индукционной катушке образовывалась ЭДС. Импульс электрического тока, полученный в индукционной катушке, передавался через регулятор усиления и добавочное сопротивление на усилитель переменного тока, там он усиливался и приводил в действие промежуточное реле. При помощи регистрирующего прибора на валике, соответственно движению велодефектоскопа, перемещалась обычная телеграфная лента, на которой производилась запись. Но несмотря на появление дефектоскопных станций, велодефоктоскопов, контроль состояния рельсов примерно до середины двадцатого века на многих дорогах, продолжали осуществлять путевые обходчики.