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RAILWAY (RW)

Tateo’s Interdisciplinary Lifelong Learning Project
T I L L L
LEARNING - SHARING - NETWORKING
Learning, knowledge sharing and Communities engagement about:
Artificial Intelligence, Extended / Augmented / Virtual / Mixed Reality (XR/AR/VR/MR), Automation, Electronics, Computer Science and Information and Communication Technology, Mobility, Problem Solving & Innovation, Readings, Social Media, Digital Modeling and Simulation, Computer Vision, Work & Soft Skills, Railway.
by Tateo Giovanni Battista
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LEARNING
RAILWAY
Railway history, Railway engineering, railway diagnostics, railway professional competences.

The Railway infrastructure, history, main features and diagnostics.

L'infrastruttura ferroviaria, storia, caratteristiche principali e diagnostica.


Hashtag keywords: #railway #railwayEngineering #railwayDiagnostics #TILLL #TateoBlog 

Summary. Origins and main characteristics of the railway infrastructure. Basic concepts of railway engineering and railway diagnostics.

Origini e caratteristiche principali della infrastruttura ferroviaria. Concetti base dell'ingegneria ferroviaria e della diagnostica ferroviaria.


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Article content index.
Indice dei contenuti dell'articolo.

The topics treated in this article are summarized below by means of the list of the titles of its paragraphs.
Gli argomenti trattati in questo articolo vengono di seguito sintetizzati mediante l'elenco dei titoli dei suoi paragrafi.

§1. The "Railway" section of TILLL project.
      La sezione "Ferrovia" del progetto TILLL.
§2. Railway.
      Ferrovia.
§3. Railway development.
      Sviluppo ferroviario.
§4. Railway Engineering.
      Ingegneria Ferroviaria.
§5. Railway Diagnostics.
      Diagnostica ferroviaria.
§5.1. The Permanent-Way diagnostics.
         La diagnostica dell'armamento ferroviario. 
§5.1.1. NDT methods for Rail Flaws and Defects.
  I metodi NDT per la individuazione dei difetti ed imperfezioni delle rotaie. 
§5.1.2. I metodi NDT.  
           [EN/ NDT methods]
§5.1.2.1. I test NDT visivi.
           [EN/ NDT visual tests] 
§5.1.2.2. I test NDT ad ultrasuoni.
           [EN/ NDT ultrasound tests]
§5.1.2.3. I test NDT radiografici.
           [EN/ NDT radiographic tests]
§5.1.2.4. I test NDT con correnti parassite (NDT-ET).
           [EN/ NDT Eddy Current tests (NDT-ET)] 
§5.1.2.5. I test NDT con particelle magnetiche (NDT-MT). 
[EN/ NDT magnetic particle tests (NDT-MT)]
§5.1.3. Meaningful performance indicators to monitor rail profile wear. 
            I principali indicatori per monitorare l'usura del profilo delle rotaie.
§5.1.4. Self-powered, battery free, wireless sensing technology.
           Tecnologia di rilevamento wireless autoalimentata.
§5.2. The Electric traction systems diagnostics.
         La diagnostica dei sistemi di trazione elettrica.
§5.3. The Rolling Stock diagnostics.
         La diagnostica del materiale rotabile.
§5.4. The Telecommunications diagnostics.
         La diagnostica delle telecomunicazioni.
§5.5. The Signaling diagnostics.
         La diagnostica del segnalamento.
§6. The Railway Diagnostic professional competence.
       La competenza professionale della Diagnostica Ferroviaria.
§7.  More generally.
       Più in generale.
§8.  Stay up to date.
       Rimani aggiornato.
§9.  Let's keep in touch.
       Teniamoci in contatto.
§10. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project.
        Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog.

I hope you are able to identify something interesting among the topics I have covered in the current article. 
Enjoy the reading.
Mi auguro che tu riesca ad individuare qualcosa di interessante tra gli argomenti che ho trattato all'interno dell'articolo corrente.
Buona lettura.

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Originally published August 28, 2022



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§1. The "Railway" section of TILLL project.
La sezione "Ferrovia" del progetto TILLL.

The objective of this section of my lifelong learning program TILLL (Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning) is dedicated to railway engineering enthusiasts and professionals. My goal is to share my experience gained in the field of railway diagnostics by providing a general overview of the various disciplines that are needed as a background to face any modern railway engineering challenge and, specifically, railway diagnostics.
L'obiettivo di questa sezione del mio programma di lifelong learning TILLL (Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning) è dedicato agli appassionati ed ai professionisti dell'ingegneria ferroviaria. Il mio obiettivo è quello di condividere la mia esperienza maturata nel settore della diagnostica ferroviari fornendo una panoramica generale delle varie discipline che sono necessarie come background per affrontare qualsiasi sfida moderna di ingegneria ferroviaria e, nello specifico, di diagnostica ferroviaria. 

  Those who are professionally engaged in the railway sector, and even more in railway diagnostics, must face continuous engineering challenges due to the fact that railway systems are constantly evolving, that the disciplines involved are many and varied. They range from mechanics to power electronics, from automatic control to information technology, from artificial intelligence to measurement theory, from statistical data analysis to computer vison.
Chi è impegnato professionalmente nell'ambito ferroviario, ed ancor più della diagnostica ferroviaria, deve affrontare continue sfide ingegneristiche dovute al fatto che i sistemi ferroviari sono in continua evoluzione, che le discipline coinvolte sono tante e variegate. Si va dalla meccanica all'elettronica di potenza, dal controllo automatico all'informatica, dall'intelligenza artificiale alla teoria della misure, dalla analisi statistica dei dati alla computer vision. 

  The areas are so many and varied that it becomes essential to share one's information and experiences not only with one's colleagues and acquaintances, but also with the next generations of "railway" enthusiasts. This is the spirit that convinced me to add the "Railway" area to the already many areas of my interdisciplinary lifelong learning project.
Gli ambiti sono così tanti e variegati che diventa fondamentale condividere le proprie informazioni ed esperienze non solo con i propri colleghi e conoscenti, ma anche con le prossime generazioni di appassionati di "ferrovia". Questo è lo spirito che mi ha convinto ad aggiungere l'area "Railway" alle già tante aree del mio progetto di lifelong learning interdisciplinare. 

We are talking about: #railwayEngineering #railwayDiagnostics

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Last update: August 28 2022.



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§2. Railway.
Ferrovia.

  The railway is the transport infrastructure that allows the movement of trains. The first railways were born in England and horses were used for traction. They were used for the transport of material extracted from mines, and in large cities for public transport..
  La ferrovia è l'infrastruttura di trasporto che permette la circolazione dei treni. Le prime ferrovie sono nate in Inghilterra e per la trazione venivano adoperati i cavalli.  Esse erano utilizzate per il trasporto del materiale estratto dalle miniere, e nelle grandi città per il trasporto pubblico. 

  Mechanical traction by means of the first steam locomotive made its appearance in 1804 thanks to the engineer Richard Trevithick.
  La trazione meccanica per mezzo della prima locomotiva a vapore fece la sua comparsa nel 1804 grazie all'ingegnere Richard Trevithick. 

  In England the railways developed and contributed to the development of the industrial revolution. But after the Second World War, the advent of cars and airplanes delegated the railway to a secondary role, almost exclusively for the transport of goods..
  In Inghilterra le ferrovie si svilupparono e contribuirono allo sviluppo della rivoluzione industriale. Ma dopo la seconda guerra mondiale, l'avvento delle automobili e degli aerei delegarono la ferrovia ad un ruolo secondario, quasi esclusivamente per il trasporto delle merci.

We are talking about: #railway #Trevithick

References to useful sources for further information:
Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.

1. Railway -- Wikipedia. Link: https://it.wikipedia.org/wiki/Ferrovia
2. Rail transport -- Wikipedia. Link: https://en.wikipedia.org/wiki/Rail_transport


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§3. Railway development.
Sviluppo Ferroviario.

Overview of the key events in the history of transport that led to the introduction and implementation of railways and railway engineering. Through the history of railway development and the various evolutions and innovations that have taken place over time, it is possible to understand the reasons behind some of the main current railway engineering practices.
Panoramica degli eventi chiave nella storia dei trasporti che hanno portato all'introduzione e all'implementazione delle ferrovie e dell'ingegneria ferroviaria. Attraverso la storia dello sviluppo ferroviario e delle varie evoluzioni ed innovazioni che si sono susseguite col passare del tempo si possono comprendere le ragioni che stanno dietro ad alcune delle principali pratiche di ingegneria ferroviaria attuali.

The railway or "railway track" has remote origins: the ancient Egyptians transported heavy loads on bronze guides, while the Romans built the "iron roads" with rows of hard stone.
La ferrovia o “strada ferrata” ha origini remote: gli antichi Egizi trasportavano pesanti carichi su guide di bronzo, mentre i Romani costruivano le “vie ferree” con file di pietra dura. 

In 1500 in Tyrol, and later in England, the mines were served by wagons whose wheels ran on wooden boards with the function of guiding movement in the narrow underground spaces and of regularization of the rolling surface. Subsequently, the wooden boards were covered with sheet metal and the wheels were covered with metal rims to obtain a substantial decrease in resistance to advancement.
Nel 1500 in Tirolo, e successivamente in Inghilterra, le miniere erano servite da carri le cui ruote scorrevano su tavole di legno aventi la funzione di guida per il movimento nei ristretti spazi sotterranei e di regolarizzazione del piano di rotolamento. Successivamente, le tavole di legno furono rivestite di lamiera e le ruote furono ricoperte di cerchioni metallici per ottenere una consistente diminuzione della resistenza all’avanzamento. 

In 1802 a steam engine with throat wheels on rails was patented in England. Experience taught that the outer edge of the groove was an impediment to advancement in the curve and was eliminated, while a further refinement was constituted by the introduction of the inner rim on the wheel. It can be argued that, fundamentally, modern railways derive from this intuition.
Nel 1802 in Inghilterra fu brevettata una motrice a vapore con ruote a gola su rotaie. L’esperienza insegnò che il bordo esterno della gola costituiva un impedimento all’avanzamento in curva e fu eliminato, mentre un ulteriore perfezionamento fu costituito dall’introduzione del bordino interno sulla ruota. Si può affermare che, fondamentalmente, le moderne ferrovie derivano da questa intuizione. 

Subsequent changes to the wheel and rail profile progressively improved the rolling conditions.
Successive modifiche del profilo della ruota e della rotaia migliorarono progressivamente le condizioni di rotolamento. 

However, the first railway considered as such is the 14 km line inaugurated in England in 1825. The passenger service line was served by the famous “locomotion” steam locomotive, the work of George Stephenson. Although the first attempt to apply steam traction involved road wagons, the lightness of their structure, compared to the mass of the boiler, and the poor state of the roads of the time, had made these vehicles subject to continuous malfunctions. For this reason, steam traction never had great development in the road sector. In truth, even the first attempts to apply steam traction to railways were discouraging, because the considerable power produced by the steam locomotive could not be used due to the poor adhesion between wheel and rail.
Comunque la prima ferrovia considerata tale è la linea di 14 km inaugurata in Inghilterra nel 1825. La linea a servizio viaggiatori era servita dalla celebre locomotiva a vapore “locomotion”, opera di George Stephenson. Benché il primo tentativo di applicazione della trazione a vapore avesse riguardato carri stradali, la leggerezza della loro struttura, paragonata alla massa della caldaia, ed il pessimo stato delle strade dell’epoca, avevano reso tali mezzi soggetti a continui malfunzionamenti. Per questo motivo in campo stradale la trazione a vapore non ebbe mai grande sviluppo. In verità, anche i primi tentativi di applicazione della trazione a vapore alle ferrovie furono scoraggianti, perché la notevole potenza prodotta dalla locomotiva a vapore non poteva essere utilizzata a causa della scarsa aderenza esistente tra ruota e rotaia.

To solve the problem of grip, the Brunton "crutches" locomotive tried, in a bizarre way, to reproduce the movement of the horse's legs. 
The locomotives of George and Robert Stephenson, on the other hand, definitively solved the problem of adhesion by coupling the driving and non-driving wheels of two or more axles. 
Per risolvere il problema dell'aderenza, la locomotiva a “stampelle” di Brunton tentava, in modo bizzarro, di riprodurre il movimento delle zampe del cavallo. 
Le locomotive di George e Robert Stephenson risolsero, invece, in modo definitivo il problema dell’aderenza mediante l’accoppiamento delle ruote motrici e non motrici di due o più assi. 

In particular, in the 1828 locomotive we note the distinction between the inclined driving rod and the coupling rod.
In particolare, nella locomotiva del 1828 notiamo la distinzione tra la biella motrice inclinata e la biella di accoppiamento.

Having solved the initial technical problems, the new mode of transport immediately presented itself as “revolutionary”. It required a radical re-founding of engineering studies, which, in a short time, allowed the maturation of railway construction techniques and the technical development of materials starting with the rails, first of cast iron and, immediately after, of profiled steel. In many cases the railway preceded the construction of modern carriage roads.
Risolti i problemi tecnici iniziali, il nuovo modo di trasporto si presentò subito come “rivoluzionario”. Richiese una radicale rifondazione degli studi ingegneristici, i quali, in breve tempo, permisero la maturazione delle tecniche di costruzione delle strade ferrate e lo sviluppo tecnico dei materiali a cominciare dalle rotaie, dapprima di ghisa e, subito dopo, di acciaio profilato. In molti casi la ferrovia precedette la costruzione di moderne strade carrozzabili.

The advent of the railway contributed a lot to the success of the industrial revolution, not only for the greater economy, safety and regularity of transport but also for the industrial enterprise mentality that it managed to introduce in the transport sector. In a few years there was an extraordinary development of the railway both in Europe and in the American continent.
L’avvento della ferrovia contribuì molto al successo della rivoluzione industriale, non solo per la maggiore economicità, sicurezza e regolarità del trasporto ma anche per la mentalità d’impresa industriale che riuscì ad introdurre nel settore dei trasporti. In pochissimi anni si assistette ad uno sviluppo straordinario della ferrovia sia in Europa che nel continente americano.

The first section of railway in Italy (Kingdom of the Two Sicilies) from Naples to Portici, was opened for operation in 1838 (see figure 1.4) and, subsequently, in 1840 the one in Lombardy-Veneto, from Milan to Monza.
Il primo tronco di ferrovia in Italia (Regno delle Due Sicilie) da Napoli a Portici, fu aperto all’esercizio nel 1838 (vedi figura 1.4) e, successivamente, nel 1840 quello nel Lombardo-Veneto, da Milano a Monza.

Immediately after the unification of Italy, in 1861, there were 2,100 km of railway in operation and over 1,900 km under construction!
Subito dopo l’unità d’Italia, nel 1861, si avevano ben 2.100 km di ferrovia in esercizio e oltre 1.900 km in costruzione! 

Already in 1857 a law had been enacted for the construction of the Frejus tunnel which was to connect the Savoy dominions in Italy to the Savoy. In general, the various railway branches were built and managed by private concessionaires, often with foreign capital.
Già nel 1857 era stata emanata una legge per la costruzione del tunnel del Frejus che doveva collegare alla Savoia i domini sabaudi in Italia. In genere i vari rami ferroviari erano realizzati e gestiti da concessionari privati spesso con capitale straniero. 

In 1905-1906 about 12,000 km of line were transferred to the state, although many branches of private ownership and management remained.
Nel 1905-1906 furono trasferiti allo Stato circa 12.000 km di linea, pur rimanendo molti rami di proprietà e gestione privata. 

In 1931 the State Railways operated a network of about 14,000 km but during the Second World War about 5,000 km were lost.
Nel 1931 le Ferrovie dello Stato gestivano una rete di circa 14.000 km ma nel corso della II guerra mondiale ne andarono perduti circa 5.000 km.

We are talking about: #railway #railwayDevelopment #railwayHistory #railwayEngineering #steamEngine #industrialRevolution

References to useful sources for further information:
Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.

1. Lineamenti di infrastrutture ferroviarie, Franco Policicchio, Firenze University Press,. 2007. Extract: http://stealth-prod-files.s3.amazonaws.com
2. AREMA Practical Guide.

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Last upgrade: August 28, 2022



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§4. Railway Engineering.
Ingegneria Ferroviaria.

Railway engineering is a complex application of technologies inherent in other branches of engineering. Its charm derives precisely from its interdisciplinarity. Part of this technique deals with the design methodologies of railway tracks, armament and switches, viaducts and railway tunnels, stations with the relative passenger and freight systems, electrical power supply and signaling systems. The most modern themes concern the specific design of high-speed systems, subways, tramways and special railways.
L'ingegneria ferroviaria è una applicazione complessa di tecnologie proprie di altri rami dell'ingegneria. Il suo fascino deriva proprio dalla sua interdisciplinarietà. Parte di questa tecnica si occupa delle metodologie di progettazione dei tracciati ferroviari, dell'armamento e dei deviatoi, dei viadotti e delle gallerie ferroviarie, delle stazioni con i relativi impianti viaggiatori e merci, degli impianti di alimentazione elettrica e di segnalamento. I temi più moderni riguardano la progettazione specifica dei sistemi ad alta velocità, delle metropolitane, delle tranvie e delle ferrovie speciali.

We are talking about: #railway #railwayEngineering

References to useful sources for further information:
Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.
1. Lineamenti di infrastrutture ferroviarie, Franco Policicchio, Firenze University Press,. 2007
    Extract: http://stealth-prod-files.s3.amazonaws.com

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Originally published August 13, 2022


 
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§5. Railway Diagnostics.
Diagnostica ferroviaria.


Railway diagnostics helps railway network managers to reduce operating costs and optimize infrastructure, to seek innovative and reliable technological solutions to meet the requirements of safety, reliability and comfort.
La diagnostica ferroviaria aiuta i gestori delle reti ferroviarie a ridurre i costi operativi e ad a ottimizzare l'infrastruttura, a cercare soluzioni tecnologiche innovative e affidabili per soddisfare i requisiti di sicurezza, affidabilità e confort.

The diagnostic activity consists in systematically checking the parameters of the infrastructure from which the need and the level of urgency of the maintenance interventions are detected. The control is carried out by means of a fleet of vehicles that are practically real traveling laboratories, the so-called "diagnostic trains". These mobile diagnostic systems use the most modern technologies and are specialized to measure the parameters related to the various infrastructural subsystems, such as:
L'attività diagnostica consiste nel controllare sistematicamente i parametri dell’infrastruttura dai quali si rileva l'esigenza ed il livello di urgenza degli interventi di manutenzione. Il controllo avviene mediante una flotta di veicoli che sono in pratica dei dei veri e propri laboratori viaggianti, i cosiddetti “treni diagnostici”. Questi sistemi di diagnostica mobile impiegano le più moderne tecnologie e sono specializzati per misurare i parametri relativi ai vari sottosistemi infrastrutturali, come per esempio:
 
- "Permanent way" .
    Settore "Armamento".
 - "Electric traction" sector.
    Settore "Trazione Elettrica".
 - "Rolling Stock" Sector.
    Settore "Materiale Rotabile".
 - "Telecommunications" sector.
    Settore Telecomunicazioni.
 - "Signaling" Sector.
    Settore "Segnalamento".

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§5.1. The Permanent-Way diagnostics.
La diagnostica dell'armamento ferroviario.

 The "Permanent way" diagnostics typically counts the following check: track geometry, rail wear and integrity, equivalent conicity, driving dynamics, wave wear, wheel-rail interactions, evaluation of the internal state of the rail and video control of the constituent elements of the road.
La diagnostica dell'"Armamento" tipicamente conta i seguenti controlli: geometria del binario, usura e integrità della rotaia, conicità equivalente, dinamica di marcia, usura ondulatoria, interazioni ruota rotaia, valutazione dello stato interno della rotaia e video controllo degli elementi costitutivi della via. 


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§5.1.1. NDT methods for Rail Flaws and Defects.
I metodi NDT per la individuazione dei difetti ed imperfezioni delle rotaie.


L'integrità delle rotaie è fondamentale per il settore ferroviario, soprattutto perché i difetti (rail flaws) e le imperfezioni (defects) delle rotaie possono causare rotture (broken rail) o addirittura deragliamenti. Data la gravità dei difetti delle rotaie e il loro impatto sulla sicurezza, il settore ha reagito migliorando le pratiche di manutenzione delle rotaie e i metodi di rilevamento dei difetti.
[EN/ Rail integrity is critical to the railroad industry, especially since rail flaws and defects can lead to broken rails or even derailments. Because of the serious nature of rail flaws and their impact on safety, the industry has responded with improved rail maintenance practices and flaw detection methods.]

Una delle pratiche più importanti è l'utilizzo di metodi di controllo non distruttivi (non-destructive testing, brevemente: NDT). I test non distruttivi sono una tecnica preziosa utilizzata da molte industrie per valutare le proprietà di un materiale, componente, struttura o sistema senza causare alcun danno.
[EN/ One of the most important practices is the use of non-destructive testing methods (non-destructive testing, short: NDT). Non-destructive testing is a valuable technique used by many industries to evaluate the properties of a material, component, structure or system without causing any damage.]

Esistono vari metodi di test non distruttivi (NDT). Gli 8 più comuni sono: i test visivi (NDT-VT), i test ad ultrasuoni (NDT-UT), la radiografia (NDT-RT), le correnti parassite (Eddy Current o NDT-ET), i test con particelle magnetiche (NDT-MT), Le emissioni acustiche (NDT-AE), test con coloranti penetranti (NDT-PT), e le prove di tenuta (NDT-LT).
[EN/ There are various non-destructive testing (NDT) methods. The 8 most common are: visual tests (NDT-VT), ultrasound tests (NDT-UT), radiography (NDT-RT), eddy currents (Eddy Current or NDT-ET), magnetic particle tests (NDT-MT), Acoustic Emissions (NDT-AE), Dye Penetrant Tests (NDT-PT), and Leakage Tests (NDT-LT)]

La tecnologia ed i metodi di prova devono essere in grado di eseguire test accurati, affidabili ed efficaci, in ambienti che spesso sono in costante evoluzione. Inoltre, i test devono essere eseguiti ad una velocità accettabile, cioè tale che non interferisca con la funzionalità dell’oggetto controllato, nella fattispecie del servizio ferroviario. Quindi, quale delle tecniche NDT disponibili sono le più adatte per la individuazione dei difetti e delle imperfezioni nel settore ferroviario?
[EN/ The technology and test methods included must be able to perform accurate, reliable and effective tests in a constantly changing environment. Furthermore, the tests must be performed at an acceptable speed that does not interfere with the functionality of the railway service. So which of these techniques are the most suitable for the railway sector?]

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§5.1.2. I metodi NDT.
[EN/ NDT methods]

   Vediamo nel dettaglio in cosa consistono i principali test non distruttivi, quali sono i principi fisici e le tecnologie su cui si basano ed i metodi di applicazione.
   [EN/ Let's see in detail what the main non-destructive tests consist of, what are the physical principles and the technologies on which they are based and the methods of application.]

14/1/2023

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§5.1.2.1. I test NDT visivi.
[EN/ NDT visual tests]

   I test non-distruttivi visivi (NDT-VT), consistono nella ispezione visiva di un materiale o di un bene. Tra tutti i metodi non-distruttivi quello visivo è il metodo più semplice perché si rifà direttamente ad uno dei sensi dell’uomo. I test visivi possono essere eseguiti ad occhio nudo dagli ispettori, oppure in modo automatico da macchine di visione opportunamente programmate ed addestrate, che acquisiscono le immagini e le elaborano per mezzo di calcolatori elettronici.
   [EN/ NDT The non-destructive visual tests (NDT-VT), consist in the visual inspection of a material or a good. Of all the non-destructive methods, the visual method is the simplest because it refers directly to one of the human senses. Visual tests can be performed with the naked eye by inspectors, or automatically by suitably programmed and trained vision machines, which acquire the images and process them by means of electronic calculators.]

14/1/2023


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§5.1.2.2. I test NDT ad ultrasuoni.
[EN/ NDT ultrasound tests]

   I test non distruttivi ad ultrasuoni (NDT-UT) comprendono una gamma di tecniche di test non distruttivi (NDT) che utilizza l’energia sonora ad alta frequenza (onde ultrasoniche) per condurre esami sulla qualità oppure eseguire misure di un oggetto o di un materiale. Queste onde sonore ad alta frequenza vengono trasmesse nei materiali per caratterizzare il materiale, per rilevare/valutare i difetti presenti al suo interno, o anche per effettuare misurazioni dimensionali.
   [EN/ NDT Ultrasonic non-destructive testing (NDT-UT) comprises a range of non-destructive testing (NDT) techniques that use high-frequency sound energy (ultrasonic waves) to conduct quality examinations or take measurements of an object or a material. These high frequency sound waves are transmitted into materials to characterize the material, to detect/evaluate defects present within it, or even to make dimensional measurements.]

Letture consigliate:
[EN/ Suggested readings.]

14/1/2023

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§5.1.2.3. I test NDT radiografici.
[EN/ NDT radiographic tests]

   Il test non-distruttivo radiografico (NDT-RT) è un metodo di test non distruttivo (NDT) che utilizza raggi X o raggi gamma per esaminare la struttura interna dei componenti fabbricati identificando eventuali difetti o difetti. Nei test radiografici la parte di test viene posizionata tra la sorgente di radiazioni e la pellicola (o il rivelatore).
   [EN/ NDT Radiographic non-destructive testing (NDT-RT) is a non-destructive testing (NDT) method that uses X-rays or gamma rays to examine the internal structure of manufactured components identifying any flaws or defects. In radiographic testing the test piece is placed between the radiation source and the film (or detector).]

   La principale differenza tra RT e UT è che il metodo radiografico è migliore per il rilevamento di discontinuità con dimensioni maggiori perpendicolari alla superficie (parallela alla direzione della radiazione) e il metodo ultrasonico è migliore per il rilevamento di discontinuità orientate parallelamente alla superficie.
   [EN/ The main difference between RT and UT is that the radiographic method is better for detecting discontinuities with larger dimensions perpendicular to the surface (parallel to the direction of radiation), and the ultrasonic method is better for detecting discontinuities oriented parallel to the surface.]

14/1/2023

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§5.1.2.4. I test NDT con correnti parassite (NDT-ET).
[EN/ NDT Eddy Current tests (NDT-ET)]

  L’ispezione basato sulle correnti parassite (Eddy Current o NDT-ET) è uno dei molti metodi elettromagnetici utilizzati nei test non distruttivi (NDT). Esso utilizza l'induzione elettromagnetica per rilevare e caratterizzare i difetti superficiali e sotterranei nei materiali conduttivi.
   [EN/ Eddy current (Eddy Current or NDT-ET) based inspection is one of many electromagnetic methods used in non-destructive testing (NDT). It uses electromagnetic induction to detect and characterize surface and subsurface defects in conductive materials.]

  Le apparecchiature di prova a correnti parassite possono essere utilizzate per applicazioni quali il rilevamento di crepe (discontinuità), la misurazione degli spessori del metallo e del rivestimento, il rilevamento della corrosione e dell'erosione o le misurazioni della conducibilità elettrica e della permeabilità magnetica.L'ispezione a correnti parassite è un metodo eccellente per rilevare difetti superficiali e vicino alla superficie.
   [EN/ Eddy current test equipment can be used for applications such as crack (discontinuity) detection, metal and coating thickness measurements, corrosion and erosion detection, or electrical conductivity and magnetic permeability measurements. Eddy current inspection is an excellent method for detecting surface and near-surface defects.]

  L'ispezione a correnti parassite oltre che essere utilizzata in ambito ferroviario per la ispezione delle rotaie, è ampiamente utilizzata nell'industria automobilistica, aerospaziale, nucleare e metallurgica.
   [EN/ In addition to being used in the railway field for rail inspection, eddy current inspection is widely used in the automotive, aerospace, nuclear and metallurgical industries.]

Letture consigliate:
[EN/ Suggested readings.]

14/1/2023

§5.1.2.5. I test NDT con particelle magnetiche (NDT-MT).
 [EN/ NDT magnetic particle tests (NDT-MT)]


#NDT #magneticParticle #railwayTrack #nonDestructive #train

   Il test con particelle magnetiche (NDT-MT) è una forma di NDT (test non distruttivi). Consiste nel sottoporre un campo magnetico al componente che deve essere testato. La superficie da ispezionare viene preparata opportunamente applicando su di essa delle particelle di acciaio ferroso. Le particelle possono essere secche oppure contenute in una sospensione umida. Dopo che il pezzo da analizzare viene magnetizzato, se sulla superficie, o sotto la superficie, sono presenti delle discontinuità, allora si verificherà una fuoriuscita del flusso magnetico che attrarrà le particelle ferrose. L’addensamento delle particelle ferrose indicherà l’ubicazione delle discontinuità presenti sulla, o immediatamente sotto, la superficie.
   [EN/ Magnetic particle testing (NDT-MT) is a form of NDT (non-destructive testing). It consists of subjecting a magnetic field to the component to be tested. The surface to be inspected is suitably prepared by applying ferrous steel particles on it. The particles can be dry or contained in a moist suspension. After the test piece is magnetized, if there are discontinuities on or under the surface, then there will be an outflow of the magnetic flux which will attract the ferrous particles. The accumulation of ferrous particles will indicate the location of the discontinuities present on, or immediately below, the surface.]

   L'ispezione con particelle magnetiche (MT) è un metodo di prova non distruttivo utilizzato per rilevare difetti superficiali e leggermente sotterranei nei materiali ferromagnetici (come l'acciaio al carbonio).
  Per questo motivo i test non distruttivi con particelle magnetiche (Magnetic Particle Testing, MPT) sono utilizzati per l'analisi delle rotaie ferroviarie. Infatti le rotaie ferroviarie sono soggette a diversi fattori di usura e di stress, come il carico dei treni, le variazioni di temperatura e l'esposizione alle intemperie. Per garantire la sicurezza e l'affidabilità del sistema ferroviario, le rotaie devono essere controllate regolarmente per individuare eventuali difetti o anomalie. I difetti che possono essere individuati attraverso la tecnica MPT includono cricche, porosità, inclusioni e zone di corrosione. La tecnica MPT consente di individuare anche difetti che non sarebbero visibili ad occhio nudo, garantendo un controllo accurato e affidabile delle rotaie ferroviarie.
   [EN/  Magnetic particle inspection (MT) is a non-destructive testing method used to detect surface and slightly subterranean defects in ferromagnetic materials (such as carbon steel).
   For this reason, non-destructive testing with magnetic particles (Magnetic Particle Testing, MPT) is used for the analysis of railway tracks. In fact, railway rails are subject to various wear and stress factors, such as train loads, temperature variations and exposure to the weather. To ensure the safety and reliability of the railway system, the rails must be checked regularly for any defects or anomalies. Defects that can be identified through the MPT technique include cracks, porosity, inclusions and areas of corrosion. The MPT technique also allows you to identify defects that would not be visible to the naked eye, ensuring accurate and reliable control of railway tracks.]

 Oltre che per l'ispezione delle rotaie, viene utilizzato in ambito ferroviario anche per la rilevazione di difetti superficiali o sotto-superficiali sui componenti dei treni. In particolare, il test MPT viene utilizzato per il controllo dei cuscinetti delle ruote, delle traverse, dei carrelli e dei componenti critici delle carrozze. La tecnica è in grado di individuare difetti come cricche, inclusioni, porosità, zone di corrosione o di discontinuità strutturale, che potrebbero causare problemi di sicurezza o di affidabilità del materiale.
   [EN/  In addition to the inspection of the rails, it is also used in the railway sector for the detection of surface or sub-surface defects on train components. In particular, the MPT test is used for checking wheel bearings, cross beams, bogies and critical components of carriages. The technique is able to identify defects such as cracks, inclusions, porosity, areas of corrosion or structural discontinuity, which could cause safety or reliability problems for the material.]

   I principali vantaggi del metodo di ispezione NDT con particelle magnetiche consistono nella facilità di identificazione dei difetti per mezzo degli addensamenti di polvere ferrosa, nella portabilità della strumentazione che può essere alimentata anche a batteria, nell’assenza di pericolo per gli operatori, o attrezzature presenti nelle vicinanze. Le limitazioni invece consistono nella necessità che la superficie da analizzare sia accessibile e perfettamente pulita; nella impossibilità di rilevare i difetti profondi; nella necessità di eliminare eventuali magnetizzazioni residue che potrebbero rimanere sia sul materiale testato che sulla attrezzatura utilizzata.
   [EN/  The main advantages of the NDT inspection method with magnetic particles consist in the ease of identifying defects by means of accumulations of ferrous powder, in the portability of the instrumentation which can also be battery powered, in the absence of danger for the operators, or equipment present nearby. The limitations instead consist in the need for the surface to be analyzed to be accessible and perfectly clean; in the impossibility of detecting deep defects; in the need to eliminate any residual magnetizations that could remain both on the tested material and on the equipment used.]

Risorse consigliate per approfondire:
[EN/ recommended resources to learn more]

15/1/2023


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§5.1.3. Meaningful performance indicators to monitor rail profile wear. 
            I principali indicatori per monitorare l'usura del profilo delle rotaie.

Rail Profile performance indicators:
1. Head Loss
2. Vertical Wear 
3. Gauge Wear
4. Grind Quality Index (GQI)
5. Profile Quality Index (PQI)
6. Average Rail Profile (ARP)

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§5.1.3.1 Head Loss.

   Head Loss (Perdita di carico) rimane una delle cause principali di deragliamento, quindi, è importante misurare e controllare questo fenomeno usando un opportuno indice di qualità del profilo (PQI = Profile Quality Index).  Head Loss è un indicatore che mostra i cambiamenti nella forma e nell'area della sezione trasversale della rotaia.  Esso è definito come la differenza percentuale tra l’area della testa della rotaia standard (nuova) e quella misurata. Questo Pl è espresso in percentuale, a differenza di altri indici di qualità del profilo come l’usura verticale (Vertical Wear) e usura dello Scartamento (Gauge Wear), che invece sono espressi in millimetri o pollici.
   [EN/ Head Loss remains a major cause of derailment, therefore, it is important to measure and control this phenomenon using an appropriate profile quality index (PQI = Profile Quality Index). Head Loss is an indicator that shows changes in the shape and cross-sectional area of the rail. It is defined as the percentage difference between the standard (new) rail head area and the measured one. This Pl is expressed as a percentage, unlike other profile quality indicators such as Vertical Wear and Gauge Wear, which are instead expressed in millimeters or inches.]

   È possibile misurare un'area percentuale di Head Loss facendo riferimento ad una singola sezione della rotaia, oppure misurare un volume percentuale di Head Loss, facendo riferimento ad una segmento longitudine di rotaia. 
   [EN/ You can measure an area head loss percentage by reference to a single section of track, or you can measure a volume percent head loss by reference to a longitude segment of track.]

   Uno dei limiti di questo Indice di qualità del profilo (Pl ) consiste nel fatto che il  calcolo dell'area della testa della rotaia non è sempre affidabile nel mostrare i cambiamenti dovuti all'usura.  In altre parole, fenomeni (fenomeni particolari, come ad esempio, il cosiddetto plastic flow, potrebbero non essere diagnosticati dall'indicatore Head Loss. Ecco perché a questo indicatore si affiancano anche altri come l’usura verticale e l’usura di scartamento.
   [EN/ One of the limitations of this Profile Quality Index (Pl ) is that the calculation of the rail head area is not always reliable in showing changes due to wear. In other words, phenomena (particular phenomena, such as, for example, the so-called plastic flow, may not be diagnosed by the Head Loss indicator. This is why this indicator is accompanied by others such as vertical wear and gauge wear.]

MORE: 



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§5.1.4. Self-powered, battery free, wireless sensing technology.
Tecnologia di rilevamento wireless autoalimentata.

One of the most interesting technologies that predictably will revolutionize the field of diagnostics on board of railway vehicles is that based on wireless sensors, self-powered, ie without batteries. For example, consider the real-time detection of vibrations in correspondence with critical mechanical parts such as the carriages and the cashier. The analysis of the data produced by the sensors installed, not only on a diagnostic vehicle but on all vehicles in the train fleet, provides information that allows the railway industry to monitor the health of the train and / or track, optimize the maintenance operations.
Una delle tecnologie più interessanti che prevedibilmente rivoluzionerà il settore della diagnostica a bordo dei veicoli ferroviari è quella basata sui sensori wireless, autoalimentati, ossia senza batteria. Per esempio si pensi al rilevamento in tempo real delle vibrazioni in corrispondenza organi meccanici critici come i carrelli e la cassa. L'analisi dei dati prodotti dai sensori installati, non solo su un veicolo diagnostico ma su tutti i veicoli della flotta di treni, fornisce informazioni che consentono all'industria ferroviaria di monitorare lo stato di salute dele treno e/o del binario, ottimizzare le operazioni di manutenzione.

The energy self-supply technology consists of electronic converters that convert the mechanical energy produced by the vibrations into electrical energy, which in turn powers the wireless measurement sensors, and then transmits the measurements to a tuner connected to the network.
La tecnologia di auto-alimentazione di energia consiste di convertitori elettronici che convertono l'energia meccanica prodotta dalle vibrazioni in energia elettrica, che a sua volta alimenta i sensori di misura wireless, quindi che trasmettono le misure ad un concertatore collegato alla rete.

It should be noted that this technology is easy to install as it does not need power supply, and it does not need wiring, both for power supply and for the transmission of measurements. Furthermore, since it does not even need energy storage sources (batteries), it does not even suffer from the maintenance required by periodic battery replacement.
Si osservi che questa tecnologia è facile da installare in quanto non ha bisogno di alimentazione, e non ha bisogno di cablaggi, sia per l'alimentazione che per la trasmissione delle misure. Inoltre non avendo bisogno neanche di fonti di accumulo di energia (batterie) non soffre neanche della manutenzione richiesta dalla periodica sostituzione delle batterie.

Hashtag keywords: #railway #mobileDiagnostic #permanentWay #dynamics #batteryFree #batteryFree #wireless

References to useful sources for further information:
Riferimenti a fonti utili per approfondimenti.

1. Wireless monitoring for Great Western Railway fleet, IRJ. Link: https://www.railjournal.com/technology/wireless-monitoring-for-great-western-railway-fleet/ 
 

3. Perpetuum. Link: https://perpetuum.com


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Last updated July 17, 2022



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§5.2. The Electric traction systems diagnostics.
La diagnostica dei sistemi di trazione elettrica.

The "Electric traction" diagnostics typically counts the following checks: geometry and wear of the contact line, pantograph - overhead contact line, overhead line voltage and current and electric arcs.
La diagnostica del "Trazione Elettrica" tipicamente conta i seguenti controlli: geometria e usura della linea di contatto, interazione pantografo – catenaria, tensione e corrente della catenaria e archi elettrici.


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§5.3. The Rolling Stock diagnostics.
La diagnostica del materiale rotabile.


The set of vehicles, whether they are traction vehicles, such as locomotives, or whether they are towed vehicles, such as passenger cars and freight wagons, also need checks to verify that the their state is fit for circulation. There are therefore various diagnostic systems, generally installed along the railway route, which perform a wide range of checks on the railway vehicles crossing them. For these methods, these diagnostic systems are identified with the name of "way-side", to differentiate them from the analysis systems of the railway infrastructure, and which are generally installed on board mobile vehicles.
L'insieme dei veicoli, siano essi mezzi di trazione, come le locomotive, o siano essi mezzi rimorchiati, come per esempio le vetture passeggeri ed i carri merce, hanno bisogno anch'essi di controlli per verificare che il loro stato è idoneo alla circolazione. Esistono quindi vari sistemi diagnostici, generalmente installati lungo l percorso ferroviario, che eseguono una vasta serie di controlli ai veicoli ferroviari che li attraversano. Per queso metodi, tali sistemi diagnostici sono identificati con il nome di "way-side", per differenziarli dai sistemi di analisi della infrastruttura ferroviaria, e che son generalmente installati a bordo di veicoli mobili. 

Some of the typical checks performed by way-side systems are:
Alcuni dei controlli tipici eseguiti dai sistemi way-side sono:
§ Train Profile check
   Profilo del treno
§ Train temperature check
    Controllo della temperatura del treno
§ Vehicle 3D Scanning
   Scansione 3D del veicolo
§ Train gauge check
   Controllo della sagoma del treno
§ Pantograph check
   Controllo del pantografo
§ Brake check
   Controllo dei freni
§ Third-rail Shoe-gear check
   Controllo del pattino del terzo binario
§ Wheel check
   Controllo delle ruote
§ Weight check
   Controllo del peso

We are talking about: #railway #diagnostics #rollingStock #3Dscanning #pantograph #brakeCheck #wheelCheck #temperatureCheck #thirdRail

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Last updated August 4, 2022



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§5.4. The Telecommunications diagnostics.
La diagnostica delle telecomunicazioni.

The "Telecommunications" diagnostics typically counts the following checks: coverage and quality of the GSM / GSM-R voice channel and the LTE data channel
La diagnostica del "Telecomunicazioni" tipicamente conta i seguenti controlli: copertura e qualità del canale voce GSM/GSM-R e del canale dati LTE


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§5.5. The Signaling diagnostics.
La diagnostica del segnalamento.

The "Signaling" diagnostics typically counts the following checks: Euroradio, Eurobalise, BACC and SSC channels used in European (ERTMS / ETCS) and national (SCMT and SSC) train running protection systems.
La diagnostica del "Segnalamento" tipicamente conta i seguenti controlli: canali Euroradio, Eurobalise, BACC e SSC impiegati nei sistemi di protezione della marcia dei treni europei (ERTMS/ETCS) e nazionali (SCMT e SSC).



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§6. The Railway Diagnostic professional competence.
La competenza professionale della Diagnostica Ferroviaria.

In this section dedicated to railway diagnostics we have examined the fundamentals of this technology. If you want to find out how this world has involved me since 2004 and until today, then allow me to invite you to read the following article which belongs to the "Skills" thematic area.
In questa sezione dedicata alla diagnostica ferroviaria abbiamo esaminato i fondamenti di questa tecnologia. Se vuoi scoprire come tale mondo mi ha coinvolto dal 2004 e fino ad oggi, allora permettimi di invitarti a leggere il seguente articolo che appartiene all'area tematica "Skills".

The Railway Diagnostic professional competence.
La competenza professionale della Diagnostica Ferroviaria.
>>> WS.1.6 <<<

Hashtag keywords. #railway #mobileDiagnostic

Resources for Deep and Insights.
[1] Mobile diagnostics - RFI (link)

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updated June 25, 2022



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§7. More generally.
Più in generale.

In the current article, which is the main one of the thematic area dedicated to the Railway Technology (shortly RW), we talked about Railway infrastructure, that is track and overhead line, railway vehicles and railway diagnostic. As you may have noticed, in correspondence with the various paragraphs, there are hypertext links that refer to other articles for an interdisciplinary discussion of the various topics.
In questo articolo, che è il principale dell'area tematica dedicata alla Tecnologia Ferroviaria (a breve RW), abbiamo parlato di Infrastrutture Ferroviarie, ovvero binari e linee aeree, veicoli ferroviari e diagnostica ferroviaria. Come avrete notato, in corrispondenza dei vari paragrafi, sono presenti collegamenti ipertestuali che rimandano ad altri articoli per una trattazione interdisciplinare dei vari argomenti.

In fact, I would like to remind you that one of the main objectives of the “Tateo Interdisciplinary LifeLong Learning” (TILLL) project is, precisely, interdisciplinarity. So, if you want to know what are the other TILLL thematic areas that flank that dedicated to the "Railway Technology", then allow me to suggest you reading the following article which, being dedicated to the entire "Learning" section of the TILLL project, lists them all.
Infatti, vorrei ricordarvi che uno degli obiettivi principali del progetto “Tateo Interdisciplinary LifeLong Learning” (TILLL) è, per l'appunto, l'interdisciplinarietà. Quindi, se volete sapere quali sono le altre aree tematiche di TILLL che affiancano quella dedicata alla "Tecnologia Ferroviaria", allora permettetemi di suggerirvi la lettura del seguente articolo che, essendo dedicato all'intera sezione "Learning" del progetto TILLL, le elenca tutte.

The “Learning” section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning Project.
La sezione “Learning” del progetto di Apprendimento Continuo Interdisciplinare di Tateo.
>>> TB.1 <<<


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§8. Stay up to date.
Rimani aggiornato.

If you are interested in the topics covered in the current article and want to be informed about my most recent updates dealing with them, then I invite you to register on the following Facebook page and Pinterest dashboard which I dedicated specifically for sharing the most recent changes made to the corresponding thematic area of TILLL~Learning (>).
Se sei interessato agli argomenti trattati nell'articolo corrente e vuoi essere informato sui miei aggiornamenti più recenti che trattano di essi, allora ti invito a registrarti sulla seguente pagina Facebook e bacheca Pinterest che ho dedicato appositamente per la condivisione delle modifiche più recenti apportate all'area tematica corrispondente di TILLL~Learning (>).

"Railway Diagnostics by TILLL" on Facebook (link)
"Railway Diagnostics by TILLL" on Pinterest (link)

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updated August 4, 2022



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§9. Let's keep in touch.
Teniamoci in contatto.


  I hope you enjoyed this article, belonging to the Learning (>) section of the Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) project (>), and that the notes and observations I gathered within it meets your interests. 

  If you want stay tuned with the TILLL project evolution, then I invite you to follow the next upgrades that are published on the TILLL's Blog and on the social media pages dedicated to the TILLL community.

  Spero che questo articolo, appartenente alla sezione Learning (>) del progetto Tateo's Interdisciplinary Lifelong Learning (TILLL) (>), ti sia piaciuto e che le note e le osservazioni che ho raccolto al suo interno soddisfino i tuoi interessi. 

  Se vuoi rimanere aggiornato sull'evoluzione del progetto TILLL, allora ti invito a seguire i prossimi aggiornamenti che vengono pubblicati sul Blog di TILLL e sulle pagine social dedicate alla community TILLL.


  (>) Tateo-Blog, official blog of TILLL project

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§10. Something about me, the founder and author of Tateo~Blog Project.

Qualcosa su di me, il fondatore e sull'autore del progetto Tateo~Blog.

First of all, thank you for visiting one of the pages of my blog. My name is Giovanni Battista Tateo (shortly Bat) and I am the founder and author of a project of Interdisciplinary Lifelong Learning of which the Tateo~Blog (:::) blog is the means of sharing. I was initially an Information Technology expert, and later I became an electronic engineer, specializing in industrial Automation. I'm passionate about Artificial intelligence, Virtual Reality, Simulation, and I'm an expert in Artificial Vision applied to industrial Automation. Currently, and starting four years ago, I am employed as a Proposal Engineer at Mer Mec S.p.A. (:::) company. Previously, starting in 2004, I was employed, always at the same company, as a Designer of Artificial Vision Systems and Image Processing Algorithms, applied in particular to Railway Diagnostics. I am a supporter and promoter of Lifelong Learning, Social Networking and Knowledge Sharing by means of the web. If you want more details about me, visit the About Me (:::) page.

Innanzitutto ti ringrazio per aver visitato una delle pagine del mio blog. Mi chiamo Giovanni Battista Tateo (brevemente Bat) e sono il fondatore e l'autore di un progetto Lifelong Learning Interdisciplinare di cui il blog Tateo~Blog (:::) ne è il mezzo di condivisione. Sono stato in principio un esperto di Informatica, e in seguito sono diventato un Ingegnere Elettronico, specializzato in Automazione Industriale. Sono un appassionato di Intelligenza Artificiale, Realtà Virtuale, Simulazione, e sono un esperto di Visione Artificiale applicata all'Automazione Industriale. Attualmente, ed a partire dall'anno 2016, sono impiegato come Proposal Engineer presso la società Mer Mec S.p.A. (:::). Precedentemente, a partire dal 2004, sono stato impiegato, sempre presso la stessa società, come Progettista di Sistemi di Visione Artificiale e di Algoritmi di Elaborazione delle Immagini, applicati in particolare alla Diagnostica Ferroviaria. Sono un sostenitore e promotore dell'apprendimento permanente, dei social network e della condivisione delle conoscenze tramite il web. Se vuoi ulteriori dettagli su di me, visita la pagine About Me (:::).


  References to contact me. Following you can find my personal references that you can use if you want to contact me directly, and the links to my social accounts that you can use to follow me or to keep in touch with me by means of social media networks.

  Riferimenti per contattarmi. In seguito puoi trovare i miei riferimenti personali che puoi utilizzare se vuoi contattarmi personalmente, ed i collegamenti ai miei account social che puoi utilizzare per seguirmi e rimanere in contatto con me tramite le reti di social media.


Eng. Tateo Giovanni Battista

    - e-mail: tateogb@libero.it (send e-mail)

    - phone / WhatsApp : (+39) 388 8419726

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Originally published April 9, 2022,

updated January 15, 2023 

into the Learning section of

TILLL

the Lifelong and Interdisciplinary Learning project of Giovanni Battista Tateo

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