TY - GEN A1 - Thomas, Hans-Martin A1 - Dey, Anika A1 - Pohl, Rainer A1 - Heyder, R. A1 - Krull, R. A1 - Dilz, K. T1 - Früherkennung von Rollkontakt-Ermüdung (RCF) in Eisenbahnschienen N2 - Infolge der Betriebsbeanspruchung unterliegen Eisenbahnschienen an ihrer Fahrkante sog. Rollkontakt-Ermüdung. Diese entsteht bevorzugt in Bögen durch eine Kaltverformung des Schienenstahls und zeigt sich anfänglich in einer erhöhten Verfestigung des kontaktbeanspruchten Oberflächenbereichs. Im weiteren Verlauf entstehen zahlreiche, flach in das Schieneninnere verlaufende Risse –sog. Head Checks. Diese Risse neigen ab einem gewissen Stadium dazu, in das Innere der Schiene abzukippen, was im Endstadium zu einem Schienenbruch führen kann. Seit einigen Jahren wird in Deutschland bei der DB AG das Wirbelstromverfahren erfolgreich zur zerstörungsfreien Prüfung der Schädigungstiefe von Head Checks eingesetzt. Hiermit wurde u. A. angestrebt, zuverlässige Planungsgrößen für den Einsatz von Instandhaltungsmaßnahmen zu erhalten, durch deren gezielten Einsatz ein weiteres Risswachstum wirkungsvoll unterbunden werden kann. Bereits bei einem der ersten systematischen Einsätze der Wirbelstromprüfung an einer Bogenstrecke mit hohem Betriebsaufkommen wurde auffällig, dass die Ermüdungsrisse nicht gleichmäßig entlang des Bogens verteilt auftraten, sondern sich auf kurze Distanzen Anhäufungen von Rissbefall mit intakten, unbefallenen Abschnitten abwechselten. Solch wellenförmiges Auftreten von Head Checks wurde auch in den nachfolgenden Prüfergebnissen der Wirbelstromprüfung vielerorts beobachtet. Aus der Literatur war bekannt, dass sich die Ermüdungsrisse bevorzugt in verfestigten Materialzonen bilden. Mit Hilfe von Härtemessungen konnte an verlegten und befahrenen Schienen gezeigt werden, dass die unbefallenen Zonen etwa die Grundhärte des Schienenwerkstoffes aufwiesen, während die mit Ermüdungsrissen befallenen Zonen um ca. 10 – 25% erhöhte Härtewerte aufwiesen. Die Wirbelstromprüfung reagiert sehr empfindlich auf Veränderungen der Materialeigenschaften. Somit lassen sich Verfestigungen der o. g. Art leicht auch ohne jedes Vorhandensein von Ermüdungsrissen bereits nachweisen. Im Zuge einer längerfristigen Beobachtung einer neu gebauten Strecke konnte herausgefunden werden, dass sich nach einer gewissen Betriebszeit wellenförmig verteilte Zonen mit Prüfsignalen, die auf Verfestigungen schließen lassen auftraten. Im weiteren zeitlichen Ablauf bildeten sich Ermüdungsrisse tatsächlich in den vorher bestimmten Stellen mit Verfestigung, während die Zonen ohne diese Prüfsignale weitgehend rissfrei blieben. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Wirbelstromprüfung das Potential besitzt, mögliche Orte der Entstehung von Ermüdungsrissen in einem extrem frühzeitigen Stadium nachzuweisen. T2 - DACH-Jahrestagung 2008 - Zerstörungsfreie Materialprüfung, ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung CY - St. Gallen, Schweiz DA - 2008-04-28 KW - Wirbelstromprüfung KW - Rollkontaktermüdung KW - Head Checks KW - Eisenbahnschiene KW - Kaltverfestigung PY - 2008 SN - 978-3-940283-09-2 IS - DGZfP-BB-113 (Mi.3.A.1.) SP - 501 EP - 510 AN - OPUS4-17982 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Thomas, Hans-Martin A1 - Dey, Anika A1 - Heyder, R. A1 - Krull, R. T1 - Prüfverfahren zur Früherkennung von Rollkontaktermüdung in Schienen N2 - Ständige Betriebsbeanspruchungen der Eisenbahnschienen führen an den Rad-Schiene-Kontaktflächen zu Ermüdungserscheinungen des Materials. Infolgedessen entstehen unter anderem an bogenäußeren Schienenfahrkanten Rollkontaktermüdungsrisse, auch genannt Head Checks. Zur frühzeitigen zerstörungsfreien Prüfung der Ermüdungsrisse wird das Wirbelstromverfahren eingesetzt. Neben der Detektion von Rissen, reagiert die Wirbelstromprüfung außerdem sehr empfindlich auf Veränderungen von Materialeigenschaften, wodurch sich Verfestigungen auch ohne jedes Vorhandensein von Ermüdungsrissen nachweisen lassen. Längerfristige Beobachtungen haben gezeigt, dass die Wirbelstromprüfung das Potential besitzt, mögliche Orte der Entstehung von Ermüdungsrissen in einem extrem frühzeitigen Stadium nachzuweisen. KW - Wirbelstromprüfung KW - Rollkontaktermüdung KW - Head Checks KW - Eisenbahnschienen KW - Kaltverfestigung PY - 2008 SN - 0013-2810 IS - 11 SP - 27 EP - 33 PB - Eurailpress Tetzlaff-Hestra CY - Hamburg AN - OPUS4-18381 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Thomas, Hans-Martin A1 - Dey, Anika A1 - Heyder, R. T1 - Eddy current test method for early detection of rolling contact fatigue (RCF) in rails N2 - The findings indicate that rolling contact fatigue with consecutive head checks develops preferentially in rail sections that have experienced operational work-hardening. Such hardening can be identified by instruments measuring the increased hardness values with respect to the base material. Eddy current testing was initially introduced with the aim to detect head checks and determine their damage depth. Because the material texture influences eddy current flow in the test objects very strongly, variations in hardness can easily be visualised using this method. Thus, in principle, it is possible to predict places where head checks will emerge later. This knowledge may be very helpful in improving our understanding of head check emergence under real conditions. This knowledge may also help in developing new and effective precautionary maintenance strategies. KW - Rails KW - Rolling contact fatigue KW - Head checks KW - Non-destructive testing KW - Eddy current technique PY - 2010 DO - https://doi.org/10.1784/insi.2010.52.7.361 SN - 0007-1137 VL - 52 IS - 7 SP - 361 EP - 365 PB - British Institute of Non-Destructive Testing CY - Northampton AN - OPUS4-21934 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Dey, Anika A1 - Casperson, Ralf A1 - Pohl, Rainer A1 - Thomas, Hans-Martin A1 - Heyder, R. T1 - Erfahrungen mit der Wirbelstromprüfung beim Einsatz an unterschiedlichen Schienenstahlsorten N2 - Die steigenden Anforderungen im Schienenverkehr haben u. a. wachsende Betriebsbeanspruchungen für das Führungselement Schiene zur Folge. Auf Strecken mit hohen Belastungen wird dadurch die Entstehung von Rollkontaktermüdungsrissen, den sog. Head Checks, begünstigt. Für die Quantifizierung von Schäden im Hinblick auf eine optimierte Instandhaltung, setzt die DB AG daher seit einigen Jahren die Wirbelstromprüfung an Schienen ein. Es wurde ein Wirbelstromprüfsystem speziell für die Detektion und Bewertung von Head Checks auf der Schienenstahlsorte R260 entwickelt. Um den Instandhaltungsaufwand möglichst gering zu halten, unterliegen Eisenbahnschienen einer ständigen technologischen Weiterentwicklung durch die Hersteller. Durch Verbesserung der Schienenstahlsorten soll ein größerer Widerstand gegen die Bildung von Rollkontaktermüdungsrissen erreicht werden. Anhand von Streckenversuchen der DB AG in den letzten Jahren konnte festgestellt werden, dass tatsächlich eine Verminderung der Risswachstumsgeschwindigkeit erzielt wurde. Dafür zeigten sich im Vergleich zur Stahlsorte R260 abweichende Rissgeometrien, geringere Abstände zwischen den Ermüdungsrissen und somit eine größere Dichte des Rissfeldes. Die daraus resultierenden Folgen für die Ergebnisse der Wirbelstromprüfung werden hier erläutert. Praktische Prüferfahrungen an Schienenstahlsorten mit höherer Festigkeit werden vorgestellt. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2011 CY - Bremen, Germany DA - 30.05.2011 KW - Wirbelstromprüfung KW - Rollkontaktermüdung KW - Schienenstahlsorten KW - Schienenfehler KW - Eisenbahnschiene PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-252793 SN - 978-3-940283-33-7 IS - DGZfP-BB 127 (Di.2.A.4) SP - 1 EP - 10 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-25279 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -