无损检测技术及其在工务上的应用.ppt

4.2.3钢轨基本探伤方法4.2.4核伤探测4.2.4.1钢轨核伤------系轨头横向疲劳裂纹呈椭圆形，距踏面8～12mm、距内侧5～15mm处。近年来，也有位于轨头中部的核伤。与轨头侧面近乎垂直，与踏面多呈10°～25°夹角（单行线上）或近乎垂直（复行线上）。核伤在未发展到外表面时肉眼不可见，称“白核”；已扩展到外表面时，因氧化变为黑色，称“黑核”。4.2.4.2核伤及其探测方法用二次波探测核伤，轨颚反射面不与探测面平行，为研究缺陷的反射规律，需对声波在轨头中的传波路径进行研究。4.2.4.3声波在钢轨中的传播4.2.4.6核伤探测技术的改进与发展随着速度和载重量的提高，核伤类型和分布发生不少变化，轨底横向裂纹数量也有明显增加。相应的仪器通道和探头数量都有所增加，下图列举了其中一种新形探伤方式。4.2.5螺孔裂纹的探测4.2.5.1螺孔裂纹及其探测方法螺孔裂纹是从螺孔周边开裂发展而成的疲劳缺陷，一般可与水平线呈0°～45°夹角。螺孔裂纹的探测方法如图所示。4.2.5.2螺孔裂纹的反射规律a.裂纹反射幅度与深度的关系：裂纹倾角α=37°，β=37°，f=2.5MHZ。b.裂纹反射幅度与倾角的关系：β=37°，f=2.5MHZ，裂纹深度T=3mm。c.裂纹波和孔波的游动规律：4.2.5.3一孔裂纹的探测第一孔上裂和螺孔“正打”，下裂“倒打”，上裂探测有赖于孔波出现，孔波丢失就意味着上裂漏探，孔波与裂纹波同样重要。可以看出，对于螺孔或上裂，β要求尽量小，对于下裂，又要求β尽量大，很难同时满足。4.2.6在役钢轨探伤设备4.2.6.1大型钢轨探伤车钢轨探伤车是指能在铁路上运行并在行进中对两根钢轨中的伤损同时进行探测的专用车辆。探伤车一般都自带动力，也可由其他车辆牵引独立编组运行，使用的检测方法主要是超声法，有些探伤车也使用电磁感应法。钢轨探伤车最早可追溯到1928年，为美国的电磁感应式钢轨探伤车。1956年德国研制出超声波钢轨探伤车，探伤速度仅有12km/h，后提高到18km/h。1959年美国也研制出全超声钢轨探伤车。钢轨探伤车是一种大型高科技探伤设备，集和了声学、机械、电子、自控和计算机等多种专业技术。除车辆自身外，其探测系统包括：超声探头（传感器）、模拟处理、数字处理、信息分析处理、系统控制、显示和存储系统以及机械伺服系统、辅助系统等。自动化程度高、技术难度大。探伤速度是重要技术指标，可反映出其技术高低。但不是一个完全独立的指标，还与许多其他因素有关，如线路状况、钢轨条件、探伤要求等，目前探伤车的探伤速度一般不超过40km/h，较好的已达到60km/h，可探出5mm当量以上的缺陷。我国使用的探伤车为美国制造，轮式探头，系统升级后，探伤速度可达60km/h。德、法、英等国的主要使用滑靴式探头。1989年：开始从国外引进，以加强钢轨探伤工作。第一台：1989年5月从澳大利亚引进，系Temper公司制造的RFD-140探伤车，由一节车厢组成，采用轮式探头，探伤速度40km/h。由于种种原因，该探伤车没有得到很好地应用。1993年开始：改从美国引进。第一批5台，为PJT（PandrolJacksonTechnologiesInc）公司制造，SYS-1000型钢轨探伤车。该探伤车：4只轮式探头，24个通道或24个声束，探伤速度40km/h。车辆：两台为美国制造，一节车厢；另三辆宝鸡工程机械厂制造，两节车厢。1998-2003年：共引进美国探伤车10台。2005-2007年：引进美国SPERRY公司新型FRONTIER探伤车9台，探伤速度60公里/小时，配备自动对中系统和GPS定位装置。轮式传感器SYS-1000型检测系统FRONTIER型检测系统40km/h检测小车B型显示---类似医学上的B超标准螺栓孔的B型显示60km/h检测小车（起落架）SYS-1000型钢轨探伤车第一代钢轨探伤车第二代钢轨探伤车第三代钢轨探伤车4.2.6.2钢轨探伤小车------钢轨探伤仪是指能在一股线路钢轨上推行并能对钢轨中的各种缺陷同时进行检测的小型超声波探伤设备。该探伤仪由仪器、探头和作为运载工具的小车（还起到扫查装置的作用）三部