无损检测技术在轨道客车车辆上的应用

无损检测技术在轨道客车车辆上的应用

高忠良,张 ,伟,周振永,李言春,吕健玮

中车长春轨道客车股份有限公司（吉林 长春 130061）

摘要：目前，在经济发展的同时，我国的轨道交通维修事业也在快速发展。在我国的铁道行业，无损测试技术在我国的发展和运用中得到了越来越多的重视。在近几年的时间里，由于城市轨道交通及无损检测技术的飞速发展，无损检测技术在城市铁路的高等级维修中得到了越来越多的运用，它可以快速准确的检测到车钩、变形部件、悬挂部件等关键部件的缺陷，提高了列车的使用安全性，保障了乘客的生命。

关键词：无损检测技术；地铁检修；应用探析

引言

无损测试技术在列车的各种制造、使用中得到了普遍的运用，已经是列车维修中最主要的测试方法。在我国城市轨道交通领域，由于 NDT技术的发展，无损测试技术在城市铁路运输中得到了广泛地运用，尤其是在铁路运输中，如变形部件、车钩、悬挂件等关键部件的内部故障，并对提高铁路的运行安全性起到了很大的促进作用。本文着重对轨道交通车辆轮轴、转向架、车钩等重要零件进行无损检验的方式与需求进行了详细的论述。

一、无损检测技术概念

无损测试一般是利用物理化学性质，利用仪器对被探测对象的内在和外部的瑕疵进行综合探测，从而获得与其有关的质量、内容、组成等。由于其四个主要特征：无损、全面性、全程性、可靠性，所以它的用途包括食品，化工，汽车，军工，船舶，海关等等。

二、无损检测技术在地铁车辆中的应用

五种常用的无损测试技术是目前常用的技术，针对各种部件的技术手段也不尽相同。但是，由于我国的地铁汽车很多部件都是从外国进口的，而且我国的汽车工业发展较迟，技术也比较复杂，所以在我国的地铁汽车产品质量检验中，都采取 ISO, EN, NF等相关国际检测标准。针对地铁列车的重要部件，采用不同的技术进行测试，其结果各有差异，需要采用相应的技术进行测试。地铁车辆常用的检查方法有：地铁车辆的轴轮处是承重和运转的关键部件，通过超声波或磁性粉末对其进行探测，具有很好的穿透能力，能够探测到轴的内部结构；磁性粉末探测具有较好的表面损伤探测能力；二者的组合能够更好地保证轴承的安全性。汽缸的无损检查一般采用 X线探伤或超声波探伤。由于空气缸体位于轨道交通中，其耐压性和气密性使得其在轨道交通中的运行受到很大的限制。风缸是一种具有压力性的容器，其制造方法为非金属材质，所以用射线或超声波来探测风缸是最方便和最保险的方法。针对地铁汽车的状况，例如汽车的检查，可以通过超声波和光线来进行。通过光线探伤可以发现引擎的内部情况，看看有没有损伤；超声波对引擎进行表面探测是十分准确的。由于列车上的引擎驱动了列车整体的运转，现在引擎的研发也在不断提高，所以对于引擎的检查也是非常慎重的。列车的转向器是列车的一个关键构件，它承担了列车的全部载荷和载荷。由于转向器本身的原因，其在很长一段时间内都会出现磨损现象，所以采用了磁粉探测与渗滤探测相结合的方法。

三、无损检测技术在地铁检修中的应用

（一）磁粉检测技术

磁性粉末技术是目前地铁维修中最常用的一种无损技术，它具有操作简单，成本低，灵敏度高的优点，拥有固定式、移动式、在线穿式和便携式。它的工作机理是通过使用金属磁物质在零件的外表和靠近表面的瑕疵部位会出现漏磁来判定零件的缺陷，但它的缺点在于只能用于金属的工件，而且必须要清除掉涂层，而且还必须要注意到瑕疵的位置。这种测试技术是在轨道交通车辆的转向架和轮对系统中应用的。

（二）超声波检测技术

超声波探测技术以高频声波作为探测手段，其高频声波人耳朵无法听到，而在其传播的同时又能达到波动传递的定律。这种方法在进行探测时，必须要将超声从试验探测部位发出，然后由超声接收装置接收到有关的超声参数，然后根据这些参数来判定结构的内在缺陷。目前，该技术已被大量应用于铁路轮轴、焊接件等部件的检验，而用于铁路车辆检验时，利用超声波技术对轮轴嵌合部、轮缘等进行了检测。不过，在实际运用的时候，因为技术上的限制，一般都会采用 A形的脉冲反射技术进行人工扫描，而采用的仪器大多都是轻便的，所以在地铁维修的时候，采用的都是一些比较高的技术，比如超声、相控阵等。

（三）射线检测技术

光线探测技术是将光线透过被探测对象，并以强烈的反射速度衰减来探测结构的缺陷。根据不同的衰变强度，将衰变光线投射到电影中，通过投射技术，获得目标的内部信息，并以其瑕疵为依据来评定其品质。一般采用β射线和 X射线来进行探测。由于电子图像技术的发展，采用射线探测技术在钢构件的无损检验中有着显著的优越性，它可以准确地显示出焊接质量和钢材的性能。射线检测技术主要用于轨道维修，包括摇枕、焊缝检测、侧架射线检测、压力容器检测等。但是因为辐射的影响，这种方法并没有被广泛地运用到地铁列车维修中，只有在管道焊接处，才会采用这种方法。

（四）轮轴无损检测

我国的铁路运输企业普遍采用 A. B两类汽车，其最大行驶时限速为100 km/h，而对轮轴的无损检验方法是通过磁粉和超声进行的。磁粉检测是一种常用的方法，它是一种应用于汽车轴体和浅表面的方法，它是一种新型的带线轮对荧光磁性粉末探测器。为了保证对轴承的安全，在车轮对磁粉的探测后，要对其进行退磁，并在离其4米远的地方用磁力仪在轴的两个中间孔口附近进行测量，剩余磁场的大小要满足：轴段不得超过0.5 mT (5 Gs)；轮对位置不得超过0.7 mT (7 Gs)；轮轴位置不得超过1.0 mT （10 Gs）。超声检查是针对车轮、刹车盘等进行全面检查的，而目前常规的方法是手工扫描，根据《铁路客车轮轴组装检修及管理规则》，通常使用2.5P20Z型直接探针进行检查。

结语

总之，在当前的轨道交通检修中，无损测试技术是一种非常有效的方法，能够快速准确的检查出各种零件的外观及内部的故障。为此，我们应该加大对磁粉、超声波、射线、渗透、磁存储器等方面的技术的研究，使其在轨道维修方面的运用更加广泛，提高其在轨道交通维修中的运用价值，提升无损检测在地铁维修当中的应用水平，从而促进我国地铁行业的健康发展。

参考文献

[1] 鲁春艳. 无损检测技术在汽车工业上的应用[J]. 上海汽车, 2006, 000(004):18-21.

[2] 王秀红. 无损检测技术在汽车工业上的应用[J]. 时代汽车, 2017(2):3.

[3] 张连玉, 技术中心材料部. 无损检测技术在汽车生产中的应用与发展[J]. 一汽科协金属材料,热处理学会2007首届学术交流年会， 2007.