无损探伤方法及其在钢轨探伤中的应用研究

无损探伤方法及其在钢轨探伤中的应用研究

徐兆向

身份证号：370282198009294830

摘要：随着中国经济的不断发展，铁路行业也在不断发展。首先，铁路建设的增长导致了铁路网络的扩大，从而进一步加强了铁路运输过程，提高了铁路运输能力；其次，如果铁路运输出现安全问题，损失会增加，造成严重后果。这些无损检测技术在检测所有轨道上的缺陷方面发挥了重要作用，还可以以确保轨道安全的方式对整个轨道进行全面检查。

关键词：无损探伤；钢轨；应用

一、引言

中国铁路发展走在世界前列，受到世界人民的钦佩；安全是铁路运营的一个经常性话题，钢轨探伤在铁路运输安全中发挥着重要作用。灵活应用钢轨探伤技术，有效保障铁路安全，避免恶性事故。对于钢轨探伤，管理层应在完善钢轨探伤技术的基础上，更加注重损伤和管理的科学研究，确保钢轨的基本安全。

二、无损探伤方法概述

无损检测，通常是指在不损害初始特性（包括物理和化学性质）和几何完整性的情况下，检查每种物质的内部缺陷、结构差异和相关体积变化。它清楚地定义物体的性质、条件、质量和内部结构。无损检测本质上都具有100%检测、对可检测物体无损伤、准确识别可检测物体缺陷的特点，它已广泛应用于航空航天、医疗保健、造船、汽车、桥梁、铁路等领域。

三、钢轨超声探伤原理

超声波探伤仪在钢轨探伤中的应用原理是利用声波的频率在各种材料中传播，并在钢轨上传输频率为200-0000hz的声波。当轨道损坏时，可根据反射信号的大小确定。检测仪器配备了不同方向的摄像头，每个摄像头在不同位置检查损坏情况。例如，50度角摄像机用于检测轨头处的核裂纹或横向裂纹，30度角摄像机可检测外腰部和腿部的螺栓孔损伤，垂直摄像机发出纵波检测轨底处的水平裂纹。轨道监控系统尤其包括摄像机、超声波接收器、自动控制伺服电机、探伤数据采集系统、数据分析系统、液压喷雾通信系统、电子主机和外围设备。它包括一种超声波变频器，可以使电感器在相应的工作频率范围内形成超声波电源电路。在验证过程中，耦合液体注入设备被注入耦合液体中的腔室和导轨之间，以确保腔室与导轨之间的耦合，从而部分超声波束进入导轨。选择记录下一波信号、峰值和单脉冲周期时间序列代码的文件格式，准备数据库文件并发送至损伤数据分析系统。受损系统完成轨道损伤评估并生成损伤图像。一旦发现损坏，它将自动发出警报。

四、无损探伤方法在钢轨探伤中的具体应用

（一）超声波在钢轨探伤中的应用

在钢轨上进行超声波探伤时，由于其效率高，可以在短时间内完成相应的检测。在此过程中，超声波被快速传输到受控工件，这主要得益于主动脉脉冲情况。接收到命令后，待测工件上超声波反射的内反射源的位置是脉冲反射的具体实施位置。在整个工作流中，将有两个界面。一个是缺陷和发现的工作环境之间的接口。另一个是产品外部环境与工作环境之间的接口。

如果两个重叠界面在应用过程中对传播过程中的内部超声辐射产生不利影响，则反射将迅速发生。在超声波反射的积极作用下，可以评估钢轨这一部分是否存在缺陷。就影响而言，以下三个方面最为重要。首先，采用非均匀界面发射方法对室内装饰误差进行有效分析。其次，如果在检查过程中发现产品缺陷，可以定位缺陷的位置，从而有效分析缺陷的时间、尺寸、形状等因素。最后，如果存在数据不足的问题，在基本定位工作完成后，数据将被有效存储，以便作为未来顺利运行的基础。

（二）无损检测技术的科学选择

由于无损检测技术的工作原理和应用范围存在一定差异，不同测试技术对具有相同支持水平的特殊无损检测设备具有不同的测试结果。通过培训或实践经验，操作人员可以根据材料特性和测量设计选择科学合理的无损检测方法，一方面可以减少检测时间和成本，另一方面可以提高检测精度，获得可靠的测试报告。

（三）焊接截面探伤

轨头垂直扫描探头对钢轨轨头进行全扫描。由于探头的表面太小，可以使用倾斜角度垂直移动钢轨头。

检查轨头时，探头到焊接中心的距离为80mm，焊接缺陷的直径小于超声波束的总宽度。超声波束可以同时反射到缺陷和焊接钢筋上，显示屏同时显示缺陷和焊接的钢筋的轮廓波。缺陷直径>超声波束的总宽度，当探头移动到轨道平面中心时，仅显示缺陷波，可以发现轨道钳口和轨道电弧处的缺陷，焊接过程中的损伤通常不同。为了提高损伤诊断率，必须不断调整探头的位置和角度，以确保完整的截面。

两个倾斜探头放置在轨头两侧，用于目视检查和确定垂直面上有缺陷的垂直块。在探伤过程中，两个探头以相同的速度垂直移动。探头的相对位置不会改变。两个探头可以根据扫描和所有截面的特定规则放置。探伤前，应根据焊缝总宽度、探头总波束宽度和相对扫描密度计算扫描次数和着陆点。

轨头焊接无缺陷，探头B无法接收雷达回波。从光纤a发射的声波的频率在反射之前穿过轨道的侧面，并且在显示屏上没有雷达回波。如果有巨大的缺陷，并垂直平分。当缺陷在探头的扫描范围之外时，探头B通过缺陷反射表面接收从头发提取的超声波，没有雷达回波。

（四）钢轨超声回波信号的小波降噪

加强探伤控制，检查钢轨头部及腰部无盲区；然而，对于超声波检测方法，可以通过提高超声波检测装置的精度和改进其设备来优化。为了进一步提高检测精度，我们可以将数据优化。超声信号在操作过程中可能不确定，因此可以对其进行改进和合理分析。使用小波来减少噪声是明智的。

五、总结

首先，铁路建设的增长导致了铁路网络的扩大，从而进一步加强了铁路运输过程，提高了铁路运输能力；其次，如果铁路运输出现安全问题，损失会剧烈增加，造成严重后果。这些无损检测技术在检测所有轨道上的缺陷方面发挥了重要作用，还可以以确保轨道安全运行的方式对整个轨道进行全面检查。要实现各种无损检测方法的有效应用，需要熟悉各种无损检测手段的特点，才能确保整个检测过程真实可靠。

参考文献：

[1]孙慧广,曲士刚,苏伟强,张凯胜,马丽瑶.水浸超声技术在铜合金管材内部探伤中的应用试验[J].轴承,2018(01):42-43.

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