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钢轨超声波探伤技术及设备介绍(090206)-
国内钢轨探伤情况
由于我国运输繁忙,车流密度大,探伤作业没能 固定时间,大型设备难以使用,因此钢轨探伤至 今仍以小车为主,这点与国外大不相同。我国的 探伤小车一般具有多个通道,可以携带多种探头 同时工作,有声光报警指示,可以利用列车行进 的间隙上道检查,实践证明这是一种比较符合我 国国情的高效率、低消耗的探伤设备。尽管我国 近几年进口了多台大型钢轨探伤车,但由于其探 伤速度仅为40~80km/h,难以在正线线路上使用, 因而至今仍未发挥正常作用,在今后相当长的时 间内,我国这种以小车为主的探伤格局将很难改 变。
原因及探伤必要性(续)
由干钢轨在使用过程中会因应力的作用而产生各 种疲劳缺陷,这些疲劳缺陷如不及时检出,会造 成钢轨折断以致引起列车颠覆、中断交通等恶性 事故,因而各国对钢轨探伤都十分重视,不惜投 入大量人力、物力,对在役钢轨进行定期检验, 以便及早发现疲劳伤损,防止断轨,确保安全。 钢轨伤损是轨道交通中一个比较突出的问题,它与 行车安全、运输成本、钢材选用和设计制造都有 着密切的关系。钢轨伤损根据伤损程度可分为轻 伤、轻伤在发展、重伤和断轨。
国外钢轨探伤情况(续)
国外钢轨探伤主要使用大型探伤车,小型 设备一般只用来复查大型探伤车的检验结 果。目前探伤车的探伤速度大多在 20~50km/h左右,较高一些的可达40 ~80km/h。探伤车的工作方式多为停顿式, 即探伤时线路是封闭的。发现伤损马上停 下来手工复查,一旦确认立即换轨,这一 点我国目前还很难做到。
国外钢轨探伤情况
国外钢轨探伤部门与铁路部门一般是分离的,也就是说探 伤部门和铁路部门分属于不同的公司,铁路部门把探伤工 作以合同形式委托给探伤公司,铁路部门只负责提供必要 的探伤条件,探伤公司则要根据铁路部门的要求定期对钢 轨进行检验。这种做法的优点是责任明确,工作上避免人 为干扰,铁路部门可以不必配备大量探伤人员和设备,而 探伤部门则可按照探伤工作的固有规律开展工作、履行职 责。这样打破了探伤技术和设备的部门所有,有利干发挥 探伤人员的积极性,真正做到人尽其才,物尽其用,在激 烈的市场竞争中迫使探伤部门不断完善更新自己的探伤设 备和提高探伤人员的素质,有利干无损检测技术的发展和 探伤技术水平的提高。
小型探伤仪的主要要求(续)
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仪器的工作状态自动调整,包括自动识别轨型,自动配 置报警闸门,提高探伤效率; 探伤数据全程存储,探伤仪至少能存储100公里线路 的探伤数据。存储的数据包括当前位置的伤损报警、伤 损图形、位置、时间、速度、仪器的工作参数等; 能够事后回放探伤数据,重现探伤过程,实现伤损的事 后分析和对探伤过程的监控管理; 具有PWMIS接口,能自动生成满足PWMIS探伤管理系 统的伤损数据,以便钢轨的伤损管理,减少人员的繁杂 录入操作。
探伤工作中存在的问题(续)
在探伤工作中,还存在个别这样的情况:探伤班组不按规 定的周期检查钢轨,在探伤工作中走近路造成个别区段的 钢轨没有得到检查,或者以超过允许的速度进行探伤,都 会造成钢轨伤损的漏检,给行车安全带来隐患。 使用模拟式探伤仪进行探伤作业时,操作人员需要根据仪 器上的超声波回波信号进行判断和手工记录, 检测的准确 性和可靠性受人为因素影响很大。另外,由于钢轨探伤是 在野外作业,流动性强,管理部门对探伤作业的质量缺乏科 学有效的监控手段。因此,探伤仪具备超声波探伤信息的 自动记录和处理功能是十分必要的。
国内钢轨探伤情况(续)
我国钢轨探伤的基本特点是任务重、
要求严和条件差,这与我国有缝线路 多,钢轨质量差,车流密度大,钢轨 损伤快直接有关,长期以来,铁路运 输安全基本上是用提高探伤灵敏度和 增加探伤次数的方法来实现的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 探伤工作中存在的问题
目前广泛使用的手推式钢轨探伤仪的探伤方法是: 仪器发出报警声音后,探伤工根据显示的波形判 别伤损。在钢轨探伤作业中,探伤的质量与探伤 工作人员的经验、技术素质和精神状态有着密切 关系,同时,也与探伤仪沿着钢轨推行的速度有 着密切的关系,在探伤仪推进速度过快的情况下, 由于探伤工作人员受大脑反应速度的限制,对一 些伤损波形来不及观察和判别,造成伤损的漏检, 同时,探伤的准确性随探伤仪的运行速度提高而 降低。
原因及探伤必要性(续)
我国铁路正在向高速、重载的方向发展。 超期服役的钢轨数量很大,线路上的钢轨 在承担繁重的运输任务过程中,不可避免 要产生各种损伤。因此,进行钢轨内部的 探伤对于保证铁路的正常运行具有举足轻 重的作用。
超声波探伤
超声波探伤是国内外钢轨探伤的主要探伤方法。 伴随着对超声波技术的研究,使得对钢轨内部 探伤成为可能。超声波无损探伤技术是上世纪 50 年代发展起来的一种探伤方法。同时,计算 机技术、数字信号处理技术以及集成电路技术 的迅速发展,促进了超声波在无损探伤中的广 泛应用。 钢轨超声波探伤设备主要有二种:
钢轨超声波探伤
技术及设备情况介绍
钢轨伤损产生原因及探伤的必要性
在铁路运输系统中,钢轨起着支撑列车的作用。 列车在加速和制动过程中以及通过钢轨接缝、弯 道、和道岔时,对钢轨造成摩擦、挤压、弯曲和 冲击作用。在这些应力反复作用下,连同气候因 素如温度变化,雨雪冰霜以及消除它们所需的盐、 砂和除冰剂等,钢轨极易产生疲劳裂纹和腐蚀。 裂纹和腐蚀一旦产生就可能快速扩展,从而造成 钢轨折断等重大恶性事故。
大型探伤车 小型探伤仪
钢轨探伤特点
钢轨超声波探伤与其他一般工件探伤不同,具有 自己的特点:
钢轨不像其他一般工件那样可以移动,因此必须移动 探伤设备进行探伤; 钢轨探伤不能像其他探伤那样可以选择探测面,一般 只能从钢轨踏面进行探伤; 钢轨形状比较复杂,具有轨头、轨腰、轨底,单探头 不能覆盖钢轨整个横断面,因此需要不同角度的探头 同时探测钢轨的不同部位。
钢轨探伤对小型探伤仪的主要要求
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针对目前钢轨探伤过程中存在的问题,小型探伤仪除满 足TB/T2340-2000、JJG(铁道)130-2003等标准和规 范的技术要求外,还应具有如下技术要求: 操作简便,具有中文信息显示,伤损报警、报警类型及 仪器状态的中文信息提示; 智能实时判别伤损,提高伤损识别能力,降低人为因素的 影响,不同类型的伤损具有不同的报警声音和信息提示; 具有B扫描显示,以便直观地识别伤损。传统的A显示与 B显示相结合,两种显示模式的探伤结果可相互印证;