Die wichtigsten gefährlichen Defektarten von Eisenbahnrädern und ihre Ultraschallprüfmethoden

Räder von Eisenbahnlokomotiven und Waggons sind wichtige Komponenten für den sicheren Betrieb von Zügen und erfüllen sowohl tragende als auch führende Funktionen. Bei einer Fehlfunktion eines Rades kann es zu Radbruch, Achsversagen oder sogar zu größeren Entgleisungen kommen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die ordnungsgemäße Inspektion und den sicheren Betrieb der Räder sicherzustellen.

·Hauptgefährliche Mängel an Rädern von Eisenbahnlokomotiven und Waggons

1. Felgenriss

Im Zugbetrieb ist der Bereich unterhalb der Radkontaktfläche (in einer Tiefe von 10 mm bis 20 mm) der Ort, an dem sich die maximale Schubspannung aus dem Rad-Schiene-Kontakt konzentriert. Wenn in diesem Bereich nichtmetallische Einschlüsse oder andere metallurgische Defekte vorhanden sind, können diese Einschlüsse unter dem Einfluss von Scherbeanspruchung zur Quelle von Ermüdungsrissen werden, wodurch sich die Risse ausbreiten. Die Scherbeanspruchung durch den Rad-Schiene-Kontakt ist mit dem Zugbetrieb verbunden, und sobald eine Rissquelle entsteht, dehnt sich der Riss mit zunehmender Zuggeschwindigkeit schneller aus. Wenn der Riss wächst und in der schnellen Expansionsphase eine größere Größe erreicht, kann er sich bis zur äußeren oder inneren Felge oder Lauffläche ausbreiten. Wenn dies nicht rechtzeitig erkannt wird, kann es zu einem „Abplatzen“ des Rades kommen. Dieser Defekt wird als Felgenriss bezeichnet.

Felgenrissdefekte weisen eindeutige Ermüdungsursprünge und einen Ermüdungsausbreitungsprozess auf (schalenartige Risse). Die Entstehung von Felgenrissen verläuft kreisförmig entlang des Rades, weshalb man von einem Umfangsfehler spricht.

2. Radbruchschäden

Radbrüche können durch starkes Bremsen, interne metallurgische Defekte oder Herstellungsfehler auftreten und zu radialen Rissen im Rad führen. Dadurch kann es im Zugbetrieb zu Entgleisungen kommen. Es entstehen radiale Brüche entlang des Raddurchmessers, weshalb man von einem radialen Defekt spricht.

·Ultraschallprüfung auf Raddefekte

1. Erkennung von Umfangsrissen

Die Ultraschallprüfung basiert auf dem Prinzip, dass die maximale Reflexion auftritt, wenn Schallwellen senkrecht zur Rissoberfläche stehen. Wenn Ultraschallwellen radial in das Rad einfallen, sind sie vollkommen senkrecht zu Umfangsfehlern. Daher wird der radiale Einfall von Ultraschall verwendet, um Umfangsfehler im Rad zu erkennen.

2. Erkennung von Radialfehlern

Zur Erkennung radialer Defekte im Rad werden herkömmliche Ultraschall-Scherwellen eingesetzt.

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