Die Wirbelstromprufung als Hilfsmittel fur die Schieneninstandhaltung

摘要

Die zerstorungsfreie Oberflachenprufung an verlegten Eisenbahnschienen mit Wirbelstrom hat in den letzten Jahren durch standige Weiterentwicklung und Verifizierung enorm an Bedeutung gewonnen. Es wurde u.a. angestrebt zuverlassige Planungsgrossen fur den Einsatz von Instandhaltungsmassnahmen zu erhalten, durch deren gezielten Einsatz Risswachstum unterbunden werden kann. Die Ursache fur das Wachstum von Rissen in der Schiene liegt in der Materialermudung des Werkstoffes infolge der Betriebsbelastungen im Rad- Schiene-Kontakt. Nach einer gewissen Beanspruchungsdauer kommt es an den Kontaktflachen der Fahrkante zu einer Kaltverfestigung des Schienenstahls. Durch fortschreitende Verfestigung des kontaktbeanspruchten Oberflachenbereichs der geharteten Schicht wird der Werkstoff sprode und es bilden sich feine Risse aus. Die Risse wachsen anfangs unter einem flachen Winkel in das Schieneninnere hinein, neigen dann aber ab einem gewissen Stadium dazu in das Innere des Schienenkopfes abzukippen, was im Extremfall zu einem Schienenbruch fuhren kann. Diese Rollkontaktermudungsrisse, auch genannt Head Checks, entstehen bevorzugt in der Fahrkante von bogenausseren Schienen. Die Anwendung der Wirbelstromprufung an der Schiene wurde bisher zur Ermittlung der Schadigungstiefe dieser Rollkontaktermudungsrisse eingesetzt. Das Wirbelstromverfahren besitzt die Eigenschaft, sehr empfindlich auf alle Veranderungen der Materialeigenschaften an der Oberflache zu reagieren. Daher wurde festgestellt, dass sich neben der Detektion von Rissen auch Fehler wie Eindruckungen oder Schlupfwellen, bis hin zu Materialveranderungen durch Schweissen oder Aufhartungen in der Schienenoberflache bestimmen lassen. Die Wirbelstromprufung besitzt daher das Potenzial, mogliche Orte der Entstehung von Ermudungsrissen in einem extrem fruhzeitigen Stadium nachzuweisen. Ziel ist es, die rissgefahrdeten Zonen schon im Zustand der Kaltverfestigung zu identifizieren. Dadurch konnen sich neue Aspekte fur die praventive Schieneninstandhaltung ergeben.