Correlation Analysis of Rail Surface Defects and Rail Internal Cracks

레일표면결함과 레일내부균열의 상관관계 분석

In this study, rail surface defects are increasing due to the aging of urban railway rails, but in the detailed guidelines for track performance evaluation established by the country, rail surface damage is inspected with the naked eye of engineers and simple measuring tools. With the recent enactment of the Track Diagnosis Act, a large budget has been invested and the volume of rail diagnosis is rapidly increasing, but it is difficult to secure the reliability of diagnosis results using labor-intensive visual inspection techniques. It is very important to discover defects in the rail surface through periodic track tours and visual inspection. However, evaluating the severity of defects on the rail surface based on the subjective judgment of the inspector has significant limitations in predicting damage inside the rail. In this study, the rail internal crack characteristics due to rail surface damage were studied. In field measurements, rail surface damage locations were selected, samples of various damage types were collected, and the rail surface damage status was evaluated. In indoor testing, we intend to analyze the correlation between rail surface defects and internal defects using a electron scanning microscope (SEM). To determine the crack growth rate of urban railway rails currently in use, the Gaussian probability density function was applied and analyzed.

본 연구에서는 현재 도시철도 레일의 노후화로 인한 레일표면결함이 증가하고 있으나 국가에서 제정된 궤도성능평가에 관한 세부지침에서 레일표면손상을 기술자의 육안, 간단한 측정 도구로 점검을 수행하는 실정이다. 최근 궤도진단법 제정에 따라 대규모 예산이 투입되고 레일진단물량이 급증되고 있으나 노동집약적인 육안조사기법으로는 진단결과에 대한 신뢰성확보가 어려운 실정이다. 주기적인 선로순회작업 및 육안점검을 통해 레일표면의 결함을 발견하는 것은 매우 중요하다. 그러나 점검자의 주관적 판단에 의해 레일표면의 결함의 경중을 평가하는 것은 레일 내부의 손상을 예측하기에 상당한 제약이 따른다. 본 연구에서는 레일표면손상에 따른 레일내부 균열특성 관한 연구로서 현장측정에서는 레일표면 손상개소를 선정하여 다양한 손상유형의 시료를 채취하여 레일표면손상 상태를 평가하고 실내시험에서 전자주사현미경(SEM)을 이용하여 레일표면결함 및 내부결함의 상관관계를 분석하고자 한다. 또한 실내시험의 결과와 수치해석 결과를 비교를 통하여 레일표면손상을 분석하였다. 현재 공용중인 도시철도 레일의 균열성장율을 파악하고자 가우시안 확률밀도 함수를 적용하여 분석하였다.