基于相控阵超声技术的重载铁路钢轨焊缝检测方法

针对采用传统超声波对重载铁路钢轨焊缝检测时效率低且易漏检的问题,提出了利用相控阵超声技术对钢轨焊缝进行检测.通过仿真模拟确定了扫描角度和探头位置等检测工艺,并选取GHT-5和YN-1试块进行试验验证.结果表明:采用相控阵超声技术进行焊缝检测可以实现多角度扫查,探头小范围移动即可完成全覆盖扫查,操作简单,效率高,检测效果...     

钢轨焊缝的相控阵超声定点扫查工艺研究

利用相控阵超声扇形扫描对钢轨焊缝进行快速扫查,通过计算超声波在楔块-工件界面的透射率,确定扇形扫描角度范围,进而研究钢轨焊缝的定点扫查工艺,设计专用位置标示尺。使用钢轨标准试块进行试验验证发现,相控阵扫描角度设置在30°~70°之间,位置标示尺标定10个位置即可实现试块的全面检测。本方法可以有效提高钢轨焊缝的检测效率,降低检测缺陷识别难度,同时可以将检测图像进行对比分析,具有可追溯性。     

钢轨轨头内缺陷的超声相控阵DAC定量方法

为改善钢轨现行超声检测方法效率低和定量评价难度大的不足,将传统单探头DAC曲线定量方法引入超声相控阵检测领域,研究一种基于超声相控阵全矩阵数据的轨头内部缺陷定量评价方法。对轨头检测断面进行网格划分,模拟各网格节点处缺陷尺寸。利用超声相控阵测量模型,求得各网格节点处的DAC曲线。基于Kriging插值方法,构建轨头缺陷DAC定量评价模型,实现对检测断面内任意位置缺陷的定量评价。通过搭建钢轨超声相控阵检测试验系统,对钢轨人工缺陷试块进行检测试验。研究结果表明:相比工业中常用的-6 d B缺陷定量方法,本文方法在轨头内部缺陷检测精度和效率上均有明显优势。     

钢轨焊缝无损检测扫查研究

钢轨焊接后须对焊缝进行超声波探伤,体积状缺陷较易检出,一般普通单探头就可以完成。平面状缺陷十分危险,它不仅减少了钢轨的有效截面,而且还可以造成应力集中,甚至导致焊缝拉开或钢轨断裂。平面状缺陷一般垂直于钢轨踏面,除少数靠近界面的平面状缺陷外,一般需要使用双探头扫查,采用双探头进行扫查探伤能够及早将平面状缺陷检出。     

铁路客车车轮自动在线超声探伤技术研究

介绍机车车辆车轮的常见缺陷类型及常规探伤方法。针对车轮的周向和径向2大类缺陷,通过选择合理的探头位置和尺寸,进行客车车轮自动在线超声探伤方案设计。设计的客车车轮自动探伤系统,采用钢轨外偏置结构,设置超声探伤单元,开发了多通道超声探伤仪器及检测软件。系统解决了探伤时没有位置安装超声探头的问题,实现了多路超声探头的激发和回波接收,并且实现了探伤数据处理以及报表生成等功能。     

基于磨耗的自动分段补偿对中控制算法

基于激光轮廓测量原理的轮式探头(即探轮)自动对中系统的作用是确保探轮始终位于钢轨中心位置,使超声波能够正常扫查钢轨,保证探伤检测正常进行.为解决对中控制应用的难点,改进自动对中控制算法,提出基于钢轨轨头磨耗值对对中控制基准进行自动分段补偿的算法,解决了在轨头磨耗严重但对中系统控制偏差正常的情况下,仍然出现0.底波失波的...     

集装箱转运动车构架下盖板不等厚对接焊缝超声波检测

集装箱转运动车构架下盖板是重要的承力部件,由不等厚的3块钢板材拼接而成,采用超声波检测控制其拼接焊缝质量。由于拼接钢板的不等厚且成一定角度,该结构限制了超声波探头扫查距离,给检测带来诸多不便,也因结构复杂,难于对检出缺陷进行定位,加大了消除危害性缺陷难度。针对这些不利因素,在分析其结构特点,多种工艺方案比较的基础上,选定合适超声波探头扫查区域,采用小晶片、短前沿及较高频率等探头工艺参数,较好地解决了缺陷检出问题,同时在检出缺陷定位方面,对斜面作反射面时不等厚板对接焊缝超声波检测结构进行简化,近似推导出其检测内部缺陷的定位计算方法,为消除危害性缺陷创造了条件。     

底架端部盖板与牵引梁翼板7HY焊缝的相控阵检测

以城轨底架端部盖板与牵引梁翼板7HY焊缝为研究对象,采用相控阵超声波检测这一新技术对焊缝缺陷进行检测,解决了常规超声波检测的难点。     

牵引电机转子钎焊缺陷的超声相控阵检测工艺

铁路牵引电机转子钎焊缺陷的存在对电机运行安全有较大影响,文章介绍了电机转子超声相控阵检测时的探头设计和扫查技术参数选择,并对设计结果进行了仿真分析和实际验证。     

基于探头声场特性的钢轨超声检测研究

摘要：在分析钢轨主要缺陷分布规律的基础上,引入多元高斯声束模型,结合钢轨形状特征进行了圆形平面探头和矩形平面探头辐射入钢轨内声场的模拟。通过钢轨内部的声场分析模拟,确定各探头的有效检测区域,并对相应的钢轨超声检测工艺开展研究。针对钢轨内部不同位置缺陷进行了超声检测实验,实验结果的A波图显示：轨头内部、轨底及轨腰部的缺陷能够被有效检测,与超声探头声场模拟结果预期能够良好吻合。     

车钩缓冲装置圆筒环焊缝超声检测技术创新

针对车钩缓冲装置圆筒环焊缝探伤中出现的横波斜探头无法全覆盖,且结构回波和缺陷波难以分辨、极易误判的问题,对环焊缝超声检测技术进行了改进创新,提升了圆筒环焊缝检测的质量稳定性.创新的探伤技术对加工后焊接的圆筒环焊缝形成了全覆盖检测,有效保证了环焊缝的检查质量.     

机车车轴超声自动检测系统设计

针对机车车轴缺陷复杂,检测难度大,目前手工超声检测效率低、可靠性差的现状,设计一项机车车轴超声自动检测系统。该系统的设计基于对车轴结构和缺陷的分析,并从机械设计模块、超声探伤模块和控制及软件设计模块3方面进行研究。设计完成的系统采用螺旋轨迹扫查方式,由6组探头同时扫查车轴面,实现了缺陷的判定与显示、自动存储检测结果和生成检测报告等功能。与手工检测方式相比,该系统极大提高了车轴检测的效率和可靠性。     

焊缝超声波探伤铁道行业标准与国际标准的对比分析

针对铁路行业应用较多的焊缝超声波探伤的行业标准TB/T 1558.2—2010和国际标准ISO 17640:2013及ISO 11666:2010,从标准组成、探头参数、扫查面准备及母材的检测、灵敏度和时基线的校准、检测等级、质量评定等方面对比2种标准在钢焊缝超声波探伤中检测技术及质量分级方面的差异。通过试验对比说明采用2种标准对同一缺陷进行质量评定时,结果可能完全不同,为现场探伤工作人员工作提供参考。     

大准铁路快速相控阵钢轨探伤技术研究

随着大准铁路运量逐年增加,钢轨伤损数量增多,种类复杂化,危及铁路行车安全。目前大准铁路钢轨探伤主要采用手推式探伤仪,效率低,成本高。近年来国内各铁路企业逐渐引进国外大型钢轨探伤车,取得了一定的使用效果,但受对中不良等因素制约,核伤漏检率高,无法适应国内重载铁路钢轨探伤需求。本文基于国际先进的快速相控阵技术,提出一种相控阵超声波探头布局方式,在高速、高效检测前提下,可较好兼容不同轨型或不同打磨量钢轨,有效克服了对中不良等问题对检测的影响,提升了钢轨缺陷尤其是轨头核伤的检出率,节省了探伤成本。     

纵截面为楔形的焊缝超声波检测

纵截面为楔形的焊缝,在楔形斜面上使用常规方法中的斜探头检测时,由于声波进入工件楔形面后,传播方向发生改变,缺陷的定位变得十分困难,甚至因位置的不确定导致发生误判,务形缺陷的测长几乎不可能。文章研究了一种针对楔形纵截面焊缝检测的斜探头,并通过设计改变对比试块探测面的形状,成功解决了楔形焊缝中缺陷的定位和定量问题。     

钢轨超声相控阵检测中的信号去噪研究

针对钢轨缺陷超声相控阵法检测应用中所存在的信噪比不高的问题,选用db4小波和阈值法对噪声图像进行小波变换,得到小波系数矩阵,再通过阈值化对小波系数矩阵做逆变换,抑制噪声对检测效果的不利影响,并重构钢轨缺陷的全聚焦图像。选用含人工缺陷的60钢轨试块开展超声相控阵检测实验,对比去噪前后的PSNR和MSE验证本方法的去噪性能,为钢轨缺陷相控阵C扫描成像提供有效保障。     

机车车轮超声自动检测系统设计

机车车轮缺陷类型复杂,自动检测难度大,且手工超声检测效率低、可靠性差,基于该研究现状设计了一种机车车轮超声自动检测系统。针对该系统的机械模块、超声探伤工艺、运动控制与软件模块等几个方面进行研究。采用踏面、内侧面2个探头组共14个探头,实现对车轮缺陷的全面扫查。利用水浸法采集超声信号,通过车轮转动、探头相对固定的方式使系统能够快速、高效地检测车轮缺陷。相比于手工检测,该系统可显著提高车轮的检测效率和可靠性。     

采用新型钢轨焊缝保护装置后钢轨焊缝处的轮轨动力学特性

根据轮轨相互作用机理,建立安装新型钢轨焊缝保护装置后钢轨焊缝处的车辆—轨道耦合动力学模型,对此处的轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率等轮轨动力学指标进行仿真计算,并分别与采用鼓包鱼尾板和没有焊缝保护装置时进行对比,研究采用新型钢轨焊缝保护装置时焊缝处的轮轨动力学特性。对比分析结果表明:采用新型钢轨焊缝保护装置后,轮轨垂向力降幅分别为1.28%和4.63%,脱轨系数降幅分别为1.49%和2.94%,轮重减载率降幅分别为3.41%和7.68%;新型钢轨焊缝保护装置在各速度条件下均能够有效地减小焊缝振动和动态受力。由此可见,采用新型钢轨焊缝保护装置,可消除打螺栓孔带来的安全隐患,有效减小焊缝处的动力响应,加强焊缝处的轨道结构整体性。现场动态测试结果进一步验证了新型钢轨焊缝保护装置结构的合理性。     

钢轨焊缝相控阵超声检测技术研究

沈阳南焊轨基地现使用的超声无损检测设备存在诸多不足,为提升对成品焊缝的检验质量及效率,结合现场铝热焊缝伤损实际,对焊轨基地厂焊焊缝探伤设备及工艺进行深入研究,应用相控阵超声检测技术提出可行的实施方案。通过利用相控阵技术,对现场铝热焊及闪光焊缝进行检测尝试,证明可以将相控阵技术引入焊轨基地应用,能提高焊轨基地厂焊焊缝探伤效率,并实现自动化探伤作业。     

道岔轨面涡流检测技术研究

由于轮轨滚动接触,钢轨轨头工作边容易形成鱼鳞纹,若不及时维修处理,将进一步发展形成重伤或剥离掉块,影响行车安全。根据钢轨及道岔的型面,设计一种轨面涡流检测系统,研究辅助机械扫查装置及适形阵列涡流探头等,并在实验室和现场进行了试验。由检测人员在钢轨上推行完成轨头踏面工作边处表面裂纹检测,获得轨头踏面有无缺陷及缺陷深度的定量评估数据。试验及现场应用研究表明,采用该系统检测钢轨试块,对0.5 mm,1 mm,2 mm,3 mm深的人工斜裂纹均能有效检出并显示深度;采用该系统检测在线钢轨鱼鳞纹,能够显示鱼鳞纹的深度评估数据,为钢轨打磨维修提供参考。