Comparison of Measurement Accuracy of Ultrasonic Probes at Frequencies and Diameters in Railway Wheel Inspection

Year 2022, , 431 - 435, 30.04.2022

Emre Görgün

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1036049

Abstract

In this study, ultrasonic inspection of forged train wheels was investigated. The effect of probes with different frequencies and diameters on the measurement accuracy was investigated in ultrasonic examination.Non-destructive testing of train wheels and axles is very important. Non-destructive testing methods are easy to apply. It has become much easier to detect cracks that may occur in advance and the prediction of possible errors has become more possible. While magnetic particle inspection method is generally preferred to find surface defects, ultrasonic inspection method has come to the fore in finding volumetric defects. In the ultrasonic inspection, some basic parameters such as the standards of the countries, the structure of the material, the manufacturing method, the inspection technique are accepted as reference. In this study; The effect of the change in probe frequency and probe diameter used in ultrasonic examination on the measurement sensibility of railway wheels was investigated. In the study, experiments were carried out in the form of cross combinations of 1MHz, 2MHz frequencies and 6mm and 10mm diameter values. As a result of the study, it was determined that there was an inverse relationship between the probagation and the frequency value of the ultrasonic, and it was determined that the probes with higher frequencies showed higher performance with less probagation values.

Keywords

Non-Destructive Test, Rail, Wheel Defects, Railways

Pleksiglas Takozların Farklı Frekans ve Çaptaki Ultrasonik Probların Muayene Hassasiyetine Etkisi

Abstract

Bu çalışmanın amacı standartlarda dövme malzemelerin ultrasonik muayenesi için izin verilen farklı frekanstaki ve çaptaki probların tren tekerlekleri üzerinde uygulanabilirliğini araştırarak hassasiyetlerinin karşılaştırmasının yapılmasıdır. Demiryollarında hareketli araçlar içerisinde kritik bir öneme sahip olan tren tekerleği ve akslarının tahribatsız muayenesi günümüzde büyük önem kazanmıştır. Tahribatsız muayene yöntemlerinin de gelişmesi ile birlikte uygulanabilirlik çok daha kolay bir hal almıştır. Demiryollarında işletme güvenliği açısından oluşabilecek süreksizliklerin önceden tespit edilmesi bu bakımdan çok daha kolaylaşmış ve olası hataların tahmini daha mümkün hale gelmiştir. Yüzeysel kusurların bulunması için genellikle manyetik parçacık muayene yöntemi tercih edilirken hacimsel kusurların bulunmasında ise ultrasonik muayene yöntemi ön plana çıkmıştır. Ultrasonik yöntemle muayene de ülkelerin standartları, malzemenin yapısı, imalat yöntemi, muayene tekniği gibi bazı temel parametreler referans olarak kabul edilmektedir. Demiryolları içinde bu durum geçerli olmakla birlikte bu çalışmada; ultrasonik muayenede genel olarak kullanılan prob frekansı ve prob çaplarındaki değişimin demiryolu tekerlekleri özelinde ölçüm hassasiyetine etkisi araştırıldı. Çalışmada 1MHz, 2MHz frekanslar ve 6mm ile 10mm çap değerlerinin çapraz kombinasyonları şeklinde deneyler gerçekleştirildi. Çalışma sonucunda probların ürettiği ultrasonik ses saçılımı ile frekans değeri arasında ters orantı bulunduğu tespit edilmiş olup daha yüksek frekanstaki probların daha az saçılım değerleri ile yüksek performans gösterdiği belirlendi.

Keywords

Tahribatsız muayene, Demiryolu Tekerleği, Demiryolları, Prob

References

• Bahonar, M., & Safizadeh, M. S. 2021. Investigation of real delamination detection in composite structure using air-coupled ultrasonic testing. Composite Structures, 114939.
• Blitz, J., & Simpson, G. 1995. Ultrasonic methods of non-destructive testing. Springer Science & Business Media, 2.
• Çelik, M. 2013. Kaynak bağlantılarında konvansiyonel ve gelişmiş ultrasonik muayene yöntemlerinin karşılaştırmalı analizi, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 120.
• da Costa, P. R., Sardinha, M., Reis, L., Freitas, M., & Fonte, M. (2021). Ultrasonic fatigue testing in as-built and polished Ti6Al4V alloy manufactured by SLM. Forces in Mechanics, 4, 100024.
• Deepak, J. R., Bupesh, R., V. K., Srikanth, D., Surendran, H., & Nickolas, M. M., 2021. Non-destructive testing (NDT) techniques for low carbon steel welded joints: A review and experimental study. Materials Today: Proceedings, 44, 3732–3737.
• Dunlap Jr, W. L., 2004. Recent advances in piezocomposite materials for ultrasonic transducers. In 16th World Conference on Nondestructive Testing, Montreal, Canada, 170-286.
• Honarvar, F., & Varvani-Farahani, A. 2020. A review of ultrasonic testing applications in additive manufacturing: Defect evaluation, material characterization, and process control. Ultrasonics, 108, 106227.
• Raj, B., Jayakumar, T., & Thavasimuthu, M. 2002. Practical non-destructive testing. Woodhead Publishing, 35-252.
• Türker, M., 2003. Ostenitik Paslanmaz Çeliklerin Kaynaklı Bağlantılarının Ultrasonik Muayenesi, Yüksek Lisans, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 108.
• Türker, M., Erturk, A., Güven, E. A., Kocaeli Üniversitesi, K., & Makine Mühendisliği Bölümü, M., 2012. Metalik Malzemelerin Ultrasonik Yöntem ile Muayenelerinde Karşılaşılan Saçılma Kayıpları. Metal Dünyası, 13, 78-81.
• İnternet kaynakları 1-https://polen.itu.edu.tr/handle/11527/18850, (30.11.2021)